RU2745822C1 - Состав органофосфонатов для стабилизационной обработки воды в системах водопользования - Google Patents
Состав органофосфонатов для стабилизационной обработки воды в системах водопользования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2745822C1 RU2745822C1 RU2020121126A RU2020121126A RU2745822C1 RU 2745822 C1 RU2745822 C1 RU 2745822C1 RU 2020121126 A RU2020121126 A RU 2020121126A RU 2020121126 A RU2020121126 A RU 2020121126A RU 2745822 C1 RU2745822 C1 RU 2745822C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dpp
- composition
- ntf
- acid
- equal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
- C02F5/14—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances containing phosphorus
- C02F5/145—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances containing phosphorus combined with inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
- C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
- C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
- C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
- C23F11/167—Phosphorus-containing compounds
- C23F11/1676—Phosphonic acids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к составам, применяемым для стабилизационной обработки воды с целью ингибирования солеотложений и коррозии в системах водопользования, и непосредственно касается состава на основе фосфорсодержащих органических комплексообразующих соединений, который может быть использован для стабилизационной обработки воды в замкнутых системах водооборотных циклов промышленных и энергетических предприятий и предприятий коммунального хозяйства. Состав содержит нитрилотриметилфосфоновую кислоту (НТФ) и метилиминодиметилфосфоновую кислоту (МИДФ), а также содержит диаминопропанолтетраметилфосфоновую кислоту (ДПФ) и оксид магния (MgO) при мольном соотношении НТФ : МИДФ : ДПФ, равном соответственно (1÷3):1:0,5, и мольном соотношении ДПФ : МgO, равном (1÷2):1. Данный состав получают введением в водный раствор диаминопропанолтетраметилфосфоновой кислоты (ДПФ) и оксида магния в количестве, соответствующем мольному соотношению ДПФ : МgO, равному (1÷2):1. Полученную смесь перемешивают до растворения осадка. Раствор нейтрализуют водным раствором гидроокиси натрия до рН 5,5-5,7 при температуре не выше 40°С и добавлением к реакционной массе НТФ и МИДФ в количествах, соответствующих мольному соотношению НТФ : МИДФ : ДПФ, равному соответственно (1÷3):1:0,5. Технический результат: низкая токсичность состава, высокая эффективность при низких концентрациях. 2 н.п. ф-лы, 3 пр.
Description
Изобретение относится к составам, применяемым для стабилизационной обработки воды с целью ингибирования солеотложений и коррозии в системах водопользования, и непосредственно касается состава на основе фосфорсодержащих органических комплексообразующих соединений, который может быть использован для стабилизационной обработки воды в замкнутых системах водооборотных циклов промышленных и энергетических предприятий и предприятий коммунального хозяйства.
Особое внимание уделяется составам многофункционального назначения, которые одновременно ингибируют и солеотложения различных солей (карбонатных, сульфатных, фосфатных) и коррозию металла трубопроводов и оборудования. Подобные составы, содержащие как органические, так и неорганические компоненты, подробно рассмотрены в аналитических обзорах (Цирульникова Н.В., Дрикер Б.Н., Фетисова Т.С., Тарантаев А.Г. // Коррозия: материалы, защита. 2011. №7. С. 12-25; Цирульникова Н.В., Болт Я.В., Дерновая Е.С., Дрикер Б.Н., Фетисова Т.С. // Коррозия: материалы, защита. 2015. №6. С. 26-40).
В качестве органофосфонатов применяются фосфорсодержащие комплексоны, например, такие как: гидроксиэтилидендифосфоновая (ОЭДФ), нитрилотриметилфосфоновая кислота (НТФ), метилиминодиметилфосфоновая кислота (МИДФ), этилендиаминтетраметилфосфоновая кислота (ЭДТФ), гексаметилендиаминтетраметилфосфоновая (ГМДТФ), диэтилентриаминпентаметилфосфоновая кислота (ДТПФ), диаминопропанолтетраметилфосфоновая кислота (ДПФ) и их композиции.
Известна, например, композиция, в состав которой входит 60% ОЭДФ и 40% фосфонкарбоновой кислоты (ФК), обладающая синергетическим эффектом и ингибирующая отложения карбоната кальция на 100% (Wang L., Yan J., Lui Z., Wu S. // Chem. and Bioengineering. 2009. N 1. P. 71-74). Аналогичным эффектом обладает композиция, содержащая 60% ФК и 40% фосфонобутантрикарбоновой кислоты (РВТС). В этой же работе приводится композиция, в состав которой наряду с ФК (40%), РВТС (32%) и ОЭДФ (24%) введен ацетат цинка(II). Такая композиция ингибирует коррозию металла на 92,22% и отложения фосфата кальция на 90,42%.
Для усиления активности НТФ в качестве ингибитора коррозии к ней предложено с добавлять Zn(II) и никотиновую кислоту (Kalyani D.S., Rao S.S.,Babu M.S. et all // Res. Chem. Intermed. 2014). Антикоррозионным эффектом обладает и композиция, содержащая ДТПФ, биофильтр и сульфат цинка // Sridharan D., Karthikeyan Ch., Maruthamuthu S. et all // Ind. Eng. Chem. Res. 2013. Vol. 52. N 46. P. 16175-16180).
Многофункциональным действием ингибировать солеотложения и коррозию обладает состав, содержащий ГМДТФ, оксид цинка и композицию НТФ и МИДФ. В данном составе мольное соотношение (НТФ+МИДФ).ТМДТФ:ZnО составляет (2÷4):1:0,4 (Дрикер Б.Н., Тарасова С.А., Обожин А.Н. и др. // Энергосбережение и водоподготовка. 2010. №1. С. 4-6). При этом количество молей (НТФ+МИДФ) оценивается в пересчете на тринатриевую соль НТФ, содержание которой является показателем качества товарного продукта и контролируется в соответствие с ТУ на продукт. Известен также состав, применяемый для ингибирования солеотложений и коррозии металлов в системах водопользования, содержащий только те же три названные выше фосфоновые кислоты: нитрилотриметилфосфоновую кислоту (НТФ), метилиминодиметилфосфоновую кислоту (МИДФ) и гексаметилендиаминотетраметиленфосфоновую кислоту (ГМДТФ) в количествах, соответствующих суммарному мольному соотношению (МИДФ+НТФ) к ГМДТФ, равному (2÷4):1 [RU 2398050, C23F 14/02, 2010].
Для расширения ассортимента наиболее эффективных и экономически выгодных ингибиторов солеотложений и коррозии при одновременном снижении расхода реагента предлагается новый состав органофосфонатов для стабилизационной обработки воды в системах водопользования, включающий нитрилотриметилфосфоновую кислоту (НТФ), метилиминодиметилфосфоновую кислоту (МИДФ), диаминопропанолтетраметилфосфоновую кислоту (ДПФ) и оксид магния (MgO) при мольном соотношении НТФ:МИДФ:ДПФ, равном соответственно (1÷3):1:0,5 и мольном соотношении ДПФ:MgO, равном (1-2):1.
Данный состав получают введением в водный раствор диаминопропанолтетраметилфосфоновой кислоты (ДПФ) оксида магния в количестве, соответствующем мольному соотношению ДПФ:MgO, равному (1:2):1, перемешиванием полученной смеси до растворения осадка, последующей нейтрализацией раствора водным раствором гидроокиси натрия до рН 5,5-5,7 при температуре не выше 40°С и добавлением к реакционной массе НТФ и МИДФ в количествах, соответствующих мольному соотношению НТФ:МИДФ:ДПФ:, равному, соответственно, (1÷3):1:0,5.
Основное отличие нового состава от прототипа заключается в том, что новый состав наряду с нитрилотриметилфосфоновой кислотой (НТФ) и метилиминодиметилфосфоновой кислотой (МИДФ), дополнительно содержит диаминопропанолтетраметилфосфоновую кислоту (ДПФ) и оксид магния, образующих магниевый комплекс (ДПФ-Mg), что обеспечивает усиление активности предлагаемого состава в качестве не только ингибитора солеотложений, как в прототипе, но и ингибитора коррозии.
Оценку эффективности ингибирования по сульфату кальция в пересыщенном растворе соли осуществляли определением остаточного содержания ионов кальция после кристаллизации соли в присутствии ДПФ и соответствующих композиций методом потенциометрического титрования (Петрухин О.М. Аналитическая химия. М.: Химия, 1992, 370 с). Одновременную оценку ингибирующей способности в отношении отложений карбоната Са(II) и коррозии осуществляли на установке с использованием коррозиметра "Эксперт 004" (Ануфриев А.Г., Комаров Е.Б., Смирнова М.Е. // Коррозия: материалы, защита. 2004. №1. С. 42-47).
Существенное влияние на эффективность состава оказывает количественное мольное соотношение НТФ:МИДФ:ДПФ, равное, соответственно, (1÷3):1:0,5 и мольное соотношение ДПФ:MgО, равное (1-2):1, которое подбиралось экспериментально.
Как показали исследования, завышение либо занижение содержания в композиции любого из присутствующих в ней реагентов отрицательно сказывается на эффективности состава ингибирующего средства: в случае снижения количеств вводимых ДПФ и MgO, не происходит усиления антикоррозионной активности состава по сравнению с прототипом, а в случае увеличения количества ДПФ наблюдается снижение антикоррозионной активности реагента. Установлено, что оптимальное соотношение ДПФ: MgO составляет (1-2):1.
Новый состав получают следующим образом. В эмалированный реактор вместимостью 50 л, снабженный рубашкой для охлаждения, мешалкой и термометром, заливают водный раствор ДПФ и при работающей мешалке засыпают рассчитанное количество оксида магния. Содержимое реактора перемешивают до полного растворения оксида Mg. Полученный раствор нейтрализуют 40%-ным водным раствором гидроксида натрия до рН 5.5-7.5, не допуская нагрева реакционной массы выше 40°С, и приливают рассчитанное количество (НТФ+МИДФ). Получают ингибирующий стабильный при хранении водный раствор.
Эффективность нового состава иллюстрируется на примере 3-х образцов состава, полученных вышеописанным способом. Концентрации реагентов представлены в расчете на водные их растворы.
Ниже приводятся примеры этих трех образцов состава и их эффективность, выраженная количеством отложений (мг), скоростью коррозии (мкм/год) и рассчитанными значениями эффективности (Э1 (%) и Э2 (%)), рассчитанными по приведенным ниже формулам.
Состав 1.
Состав 2.
Состав 3.
Эффективность ингибирования солеотложений (Э1, %) рассчитывали по формуле
(Al - А2) / А2 × 100,
где А1 - количество отложений в контрольном опыте, мг
А2 - количество отложений после опыта с реагентом, мг
Эффективность коррозии (Э2, %) оценивали как
(В1 - В2) / В2 × 100,
где В1 - скорость коррозии в контрольном опыте, мкм/год
В2 - скорость коррозии в опыте с реагентом, мкм/год
Из приведенных данных видно, что разработанные составы позволяют с высокой эффективностью обрабатывать воду для ингибирования солеотложений и коррозии при низкой их концентрации. При постоянной обработке проточной воды данными составами в количестве 3,5-5,0 мг/л (в пересчете на действующее вещество) достигается эффективность ингибирования солеотложений до 98,5%, коррозии до 92% определением остаточного содержания ионов кальция после.
Claims (2)
1. Состав органофосфонатов для стабилизационной обработки воды в системах водопользования, включающий нитрилотриметилфосфоновую кислоту (НТФ) и метилиминодиметилфосфоновую кислоту (МИДФ), отличающийся тем, что дополнительно содержит диаминопропанолтетраметилфосфоновую кислоту (ДПФ) и оксид магния (MgO) при мольном соотношении НТФ : МИДФ : ДПФ, равном соответственно (1÷3):1:0,5, и мольном соотношении ДПФ : MgO, равном (1÷2):1.
2. Способ получения состава по п. 1, осуществляемый введением в водный раствор диаминопропанолтетраметилфосфоновой кислоты (ДПФ) и оксида магния в количестве, соответствующем мольному соотношению ДПФ : MgO, равному (1÷2):1, перемешиванием полученной смеси до растворения осадка, последующей нейтрализацией раствора водным раствором гидроокиси натрия до рН 5,5-5,7 при температуре не выше 40°С и добавлением к реакционной массе НТФ и МИДФ в количествах, соответствующих мольному соотношению НТФ : МИДФ : ДПФ, соответственно равному (1÷3):1:0,5.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020121126A RU2745822C1 (ru) | 2020-06-25 | 2020-06-25 | Состав органофосфонатов для стабилизационной обработки воды в системах водопользования |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020121126A RU2745822C1 (ru) | 2020-06-25 | 2020-06-25 | Состав органофосфонатов для стабилизационной обработки воды в системах водопользования |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2745822C1 true RU2745822C1 (ru) | 2021-04-01 |
Family
ID=75353274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020121126A RU2745822C1 (ru) | 2020-06-25 | 2020-06-25 | Состав органофосфонатов для стабилизационной обработки воды в системах водопользования |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2745822C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4497713A (en) * | 1982-04-01 | 1985-02-05 | Betz Laboratories | Method of inhibiting corrosion and deposition in aqueous systems |
| US4640818A (en) * | 1984-08-17 | 1987-02-03 | The Dow Chemical Company | Corrosion inhibition of metals in water systems using aminophosphonic acid derivatives in combination with manganese |
| SU1414794A1 (ru) * | 1982-12-10 | 1988-08-07 | Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Способ предотвращени отложений солей |
| UA50335C2 (en) * | 2001-12-24 | 2005-04-15 | Alviho Ks Scient And Productio | Corrosion and scales inhibitor and a method for the preparation thereof |
| RU2398050C1 (ru) * | 2008-12-09 | 2010-08-27 | Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ "Фгуп Иреа" | Состав для ингибирования солеотложений и коррозии металлов в системах водопользования |
| RU2544664C2 (ru) * | 2013-06-20 | 2015-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный лесотехнический университет" | Состав для удаления минеральных отложений |
-
2020
- 2020-06-25 RU RU2020121126A patent/RU2745822C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4497713A (en) * | 1982-04-01 | 1985-02-05 | Betz Laboratories | Method of inhibiting corrosion and deposition in aqueous systems |
| SU1414794A1 (ru) * | 1982-12-10 | 1988-08-07 | Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Способ предотвращени отложений солей |
| US4640818A (en) * | 1984-08-17 | 1987-02-03 | The Dow Chemical Company | Corrosion inhibition of metals in water systems using aminophosphonic acid derivatives in combination with manganese |
| UA50335C2 (en) * | 2001-12-24 | 2005-04-15 | Alviho Ks Scient And Productio | Corrosion and scales inhibitor and a method for the preparation thereof |
| RU2398050C1 (ru) * | 2008-12-09 | 2010-08-27 | Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ "Фгуп Иреа" | Состав для ингибирования солеотложений и коррозии металлов в системах водопользования |
| RU2544664C2 (ru) * | 2013-06-20 | 2015-03-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный лесотехнический университет" | Состав для удаления минеральных отложений |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4659482A (en) | Water treatment polymers and methods of use thereof | |
| US3933427A (en) | Process for preventing corrosion and the formation of scale in water circulating system | |
| JPS58177479A (ja) | 水性システムの腐食および沈積抑制方法および組成物 | |
| CA1222749A (en) | Process of inhibiting corrosion of metal surfaces and/or deposition of scale thereon | |
| KR102453174B1 (ko) | 부식 저해를 위한 조성물 및 방법 | |
| PT84847B (pt) | Processo para aumentar o poder de inibidores de corrosao em sistemas aquosos | |
| CA2106656C (en) | Method of inhibiting corrosion in aqueous systems | |
| ITMI20000106A1 (it) | Composizione che inibisce la formazione di incrostazioni e/o la corrosione | |
| US10287199B2 (en) | Use of phosphotartaric acid and the salts thereof for the treatment of water in water-conducting systems | |
| US11085118B2 (en) | Composition and method for inhibiting corrosion and scale | |
| RU2745822C1 (ru) | Состав органофосфонатов для стабилизационной обработки воды в системах водопользования | |
| US4869845A (en) | Water treatment compositions | |
| AU2018295015B2 (en) | Composition and method for inhibiting corrosion and scale | |
| CA2074335A1 (en) | Naphthylamine polycarboxylic acids | |
| RU2398050C1 (ru) | Состав для ингибирования солеотложений и коррозии металлов в системах водопользования | |
| US3451939A (en) | Threshold compositions and methods | |
| US5772893A (en) | Ether diphosphonate scale inhibitors | |
| US3668094A (en) | Novel glassy compositions zinc and alpha hydroxy diphosphonic acids | |
| RU2100294C1 (ru) | Способ защиты водооборотных систем от коррозии, солеотложения и биообрастания | |
| RU2702542C1 (ru) | Ингибитор коррозии и накипеобразования для применения в системах оборотного охлаждения электростанций или других промышленных предприятий | |
| RU2693243C1 (ru) | Ингибитор коррозии и накипеобразования для обработки воды теплосетей и других теплофикационных систем | |
| CN104709982A (zh) | 一种低磷水处理剂组合物及其应用 | |
| RU2486138C2 (ru) | Способ предотвращения солеотложений и коррозии в системах водоснабжения | |
| KR20080041416A (ko) | 개방 순환 냉각시스템의 수처리 방법 | |
| JPS6296683A (ja) | 水系における金属類のスケ−ル抑制を兼ねた腐食防止剤 |