UA78832C2

UA78832C2 - Method for reducing of alumosilicate scaling in the bayer process

Info

Publication number: UA78832C2
Application number: UAA200501521A
Authority: UA
Inventors: Donald P Spitzer; Alan S Rothenberg; Howard I Heitner
Original assignee: Sytec Technology Corp
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2007-04-25
Also published as: EP1523487A1; RU2311494C2; US20040162406A1; DE60302798D1; EP1630182A3; CN1671718A; US7442755B2; JP4317520B2; OA12887A; CN1671718B; US20050010008A2; CA2493521C; EP2168995B1; EP1630182A2; AU2003251572A1; CA2493521A1; EP2168995A1; US20040011744A1; AU2003251572B2; US6814873B2

Description

Опис винаходу

Спосіб Байєра є майже універсально застосовним для виробництва оксиду алюмінію. У вказаному способі 2 неочищену бокситову руду спочатку нагрівають з розчином їдкого натру при температурах в інтервалі від 140 до 2502С. Це приводить до розчинення (виварювання) більшої частини алюмінійвмісних мінералів, особливо тригідрату оксиду алюмінію (гібсит) і моногідрату оксиду алюмінію (беміт), з утворенням пересиченого розчину алюмінату натрію (збагаченої рідини). Отримані концентрації розчинених речовин вельми високі, концентрації гідроксиду натрію вище 150 грамів/літр і розчиненого оксиду алюмінію вище 120 г/л. Будь-які нерозчинені тверді речовини потім фізично відділяють від розчину алюмінату і для прискорення видалення тонких часток твердої речовини використовують полімерний флокулянт. Суспендовану тверду речовину, що залишилася, видаляють на стадії фільтрування. Відфільтрований прозорий розчин або рідину охолоджують і вносять затравку тригідрату оксиду алюмінію для осадження частини розчиненого оксиду алюмінію. Після осадження оксиду алюмінію вказану виснажену або відпрацьовану рідину знов нагрівають і знов використовують для розчинення 195 більш свіжого бокситу.

Бокситова руда, що використовується в способі Байєра, містить також діоксид кремнію в різних формах і кількостях в залежності від джерела бокситу. їдкий натр, використаний для розчинення алюмінієвих мінералів, розчиняє також частину або весь діоксид кремнію, що міститься в бокситі, особливо діоксид кремнію, який присутній в формі алюмосилікатних глин. Діоксид кремнію швидко розчиняється на стадії виварювання з утворенням розчинів, пересичених по відношенню до діоксиду кремнію. Вказаний розчинений силікат відносно повільно реагує в розчині з алюмінатом натрію з утворенням комплексних гідратованих алюмосилікатів натрію, які звичайно називаються "продуктами знекремнювання". Основним продуктом знекремнювання" є різновид, відомий як содаліт: З(Ма»О.АІ203.25105.2Н20)Ма»хХ, де Х може бути СО4377, 2С17, 80,77 або 2А1О». сч

Можливі також інші родинні різновиди, такі як канкриніт і нозеліт, так що більш переважний загальний термін алюмосилікат натрію. Всі вказані продукти знекремнювання слабо розчинні в рідині алюмінату натрію і в о) основному осаджуються з розчину, видаляючи при цьому з розчину небажаний діоксид кремнію.

Однак швидкість, з якою осідають продукти знекремнювання, мала і навіть якщо використовують стадію тривалого "попереднього знекремнювання", концентрації розчиненого діоксиду кремнію залишаються вище с зо рівноважних значень. Частина вказаного діоксиду кремнію згодом осаджується разом з осадженим оксидом алюмінію і забруднює оксид алюмінію. Навіть після стадії осадження оксиду алюмінію концентрації діоксиду со кремнію в так званій "відпрацьованій рідинії ще вище вищезазначених рівноважних значень і внаслідок с залишкових концентрацій алюмінію діоксид кремнію стає легше осаджуваним в формі содаліту і родинних мінералів. Важливою частиною способу Байєра є повторне нагрівання вказаної відпрацьованої рідини так, щоб 09 з5 Вона могла бути використана для виварювання більшої кількості бокситової руди. У теплообмінниках, їм використаних для повторного нагрівання рідини, більш високі температури підвищують швидкість осадження алюмосилікату і в результаті алюмосилікат осідає у вигляді "відкладення" на внутрішніх стінках теплообмінників. Відкладення має більш низьку теплопровідність в порівнянні зі сталлю стінок і теплопередача з утворенням відкладення дещо меншає. Вказана зменшена теплопередача, викликана утворенням відкладення « 20 алюмосилікату, досить істотна, щоб теплообмінні пристрої вимагали догляду і частого чищення, настільки - с частого як кожні один-два тижні.

Утворення відкладення в зв'язку з діоксидом кремнію може бути в деякій мірі мінімізоване комбінацією :з» змішування бокситових руд з різним вмістом діоксиду кремнію, оптимізацією часу і температури стадії виварювання і використанням окремої стадії знекремнювання. Однак ситуація ускладнюється тим фактом, що вміст діоксиду кремнію в розчині або рідині не обов'язково пропорційний вмісту діоксиду кремнію у вихідному -І бокситі. Оскільки спосіб Байєра є безперервним або циклічним, кількість діоксиду кремнію безперервно збільшується, якщо його не видаляти з системи у вигляді алюмосилікату. Деяка кількість діоксиду кремнію (ее) необхідна для збільшення пересиченості для ініціювання осадження продуктів знекремнювання. Рідини Байєра со звичайно пересичені по відношенню до діоксиду кремнію і вказаний надлишок діоксиду кремнію може швидко 20 осідати у вигляді алюмосилікату, особливо на внутрішній поверхні теплообмінника. о На виробництво оксиду алюмінію відкладення алюмосилікату надає помітний економічний вплив. Чищення кз теплообмінників кислотою саме по собі істотно підвищує вартість. Чистильна кислота також скорочує життя теплообмінників, в результаті, додаючи при цьому вартість, викликану частою заміною теплообмінників. Більш того підвищений коефіцієнт використання теплообмінника, викликаний утворенням відкладення, приводить до більш високої потреби і вартості енергії у вигляді пари. Покриті відкладенням труби приводять також до зменшення потоку рідини і потенційної втрати продукції. Взагалі вартість, безпосередньо викликана утворенням (Ф) відкладення, становить помітну частину вартості виробництва оксиду алюмінію.

ГІ Відкладення є також відомою проблемою в системах з киплячою водою і запропоновано багато способів обробки для зменшення накипу в системах з киплячою водою. У водних бойлерних системах рН звичайно во дорівнює тільки 8-9 і розчинені солі звичайно присутні в концентраціях не більш ніж від одного до п'яти грамів/літр. Зразковими засобами обробки відкладення в бойлерах є кремнійорганічні полімери, такі як співполімери акрилової кислоти, 2-акриламідо-2-метилпропансульфокислоти (АМРБ) і

З-(триметоксисиліл)упропілметакрилату, як запропоновано Мойпої (дошгпа! ої РРО ТесПппоіоду, | (1), (1995) 19-26). Було зазначено, що вказані полімери зменшують кількість силікагелю, що прилипає до стінки в5 політетрафторетиленової місткості в пробах, проведених з 645 ч/млн 5іО» при рН 8,3 і 1002С, тобто в умовах, приблизно відповідних умовам в бойлері. У японській патентній заявці (Кигійа УМаїег Іпа. ца. 11-090488

(1999)) розглянута також адгезія відкладення типу діоксиду кремнію в охолоджуючій воді або в системах з киплячою водою. Запропонованими композиціями є співполімери вінілсиланолу з вініловим спиртом, які також можуть містити, наприклад, аліловий спирт або стирол. Проби проводили у воді, що містила 200 мг/л діоксиду кремнію при рН 9,0 і температурі 45-7590. Використання сполук заявки, як повідомляється, веде до меншого відкладення діоксиду кремнію в порівнянні з співполімером акрилової кислоти з АМР5.

У бойлерах рН звичайно дуже м'який, тільки 8-9, і розчинені солі звичайно не присутні в концентраціях більш ніж приблизно один-п'ять грамів/літр. Додатково, накип, утворений в системах з киплячою водою, складається в основному з аморфного діоксиду кремнію, хоча можливе також інше відкладення, таке як карбонат 70 кальцію, фосфат кальцію і т.д. На противагу цьому пересичені розчини при високих температурах і високому рН, головним чином 14, дають набагато більш серйозні і важкі проблеми утворення відкладення, пов'язані з проведенням способу Байєра, ніж в бойлерах. Додатково концентрації розчинених солей (тобто алюмінату натрію, карбонату натрію, гідроксиду натрію і т.д.) в способі Байєра вельми високі, так що загальні концентрації розчинених солей більше 200 грамів/літр. Недивно тому, що відкладення, яке утвориться в способі 7/5 Байєра, помітно відрізняється від накипу, який утворюється в бойлерах, і несхожі на накип бойлерів, всі відкладення Байєра містять алюміній, що є очікуваним внаслідок високих концентрацій алюмінію в розчинах або рідинах Байєра. Зокрема, відкладення алюмосилікату містить рівне число атомів алюмінію і кремнію.

Таким чином, хоча існують способи обробки, придатні для накину в парових котлах, успіх в розробці способів і/або хімічних домішок, які зменшують або усувають відкладення алюмосилікату, в способі виробництва оксиду алюмінію Байєра обмежені. З'являлись ранні спроби використання силоксанового полімеру (полісилоксан з етильною і -«ОМа-групами, приєднаними до атомів кремнію), наприклад, с ня с | о но-|- ві - 0 -|--н-- сч зо Ома ІЗ со які, як повідомлялося, зменшують утворення відкладення під час нагрівання розчинів алюмінату М.О.

Кагаком, М.О. Роїаром і А.Е. Вобгом, Твме(пує МеїапйПу (1979) 43-44; М... Кагаком, М.С. Роїаром і А.Е. Вобгом, 00 з Твуеіпуе Мегйаїйу (1979) 45-48). Повідомлялося, що при відносно високих концентраціях в 50-100 мг/л вказаний М полімер був ефективний в попередженні зменшення коефіцієнта теплопередачі стінок теплообмінника. Були також запропоновані способи зміни морфології алюмосилікатних відкладень з використанням амінів і родинних речовин (патент США Мо 5314626 (1994)) або поліамінів або акрилатамідних співполімерів (патент США 5415782 (1995)). Хоча було показано, що вказані речовини модифікують морфологію часток алюмосилікату, не було « 20 прикладів зменшення кількості відкладень. Додатково, концентрації, що вимагалися для обробки, були дуже -в високими в інтервалі від 50 до 10000 частин на мільйон. с Отже, були запропоновані далеко не економічно доцільні речовини або способи для розв'язання проблеми :з» утворення відкладення алюмосилікатів в промисловому способі Байєра. Фактично в цей час взагалі не існує шляху усунення утворення відкладень алюмосилікату в способі Байєра. Внаслідок декількох проблем, викликаних утворенням відкладення алюмосилікатів, для промисловості було б дуже вигідно мати рентабельний -1 що спосіб обробки, який вирішував би вказані проблеми і скорочував витрати.

Даний винахід вирішує вищезазначені і інші проблеми шляхом використання матеріалів і способу, де для (ее) зменшення або усунення утворення відкладення алюмосилікату в способі Байєра використовують полімери з со бічною або кінцевою групою, що містить -5(ОК)з (де К означає Н, алкільну групу, Ма, К або МН). Коли матеріали даного винаходу додають до рідини Байєра до теплообмінників, вони зменшують або навіть повністю (95) запобігають утворенню відкладення алюмосилікату на стінках теплообмінника. Більше того дані матеріали

КЗ ефективні при таких робочих концентраціях, які роблять їх економічно доцільними.

Даний винахід спрямований на спосіб і матеріали для зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра. Спосіб передбачає стадію додання до потоку способу Байєра полімеру, що має бічну або 5 кінцеву групу, яка містить -- ЗКОК")з, де К" являє собою Н, С 41Сз-алкіл, арил, Ма, К або МН,, в кількості, що інгібує відкладення, які містить алюмосилікат. Заявник виявив, що властивість полімеру, що має бічну групу,

ГФ) яка містить --5І(ОК")з, де К" являє собою Н, С «Сз-алкіл, арил, Ма, К або МН,., зменшувати або інгібувати

Ге відкладення, не залежить від конфігурації і/або розміру полімеру, до якого приєднана група. Отже, будь-який полімер, що містить приєднану до нього необхідну групу, яка містить --5І(ОК") 5, де К" являє собою Н, во С.-Сз-алкіл, арил, Ма, К або МН,, застосовний для використання в даному винаході.

У переважному варіанті здійснення група, що містить -5(ОК")з, де К" являє собою Н, С 4-Сз-алкіл, арил,

Ма, К або МН,, містить групу -5--К--Х--К--5((ОК")5, де О відсутній або являє собою МН, МК" або 0; К відсутній або являє собою С-О, 0, С 4-Сіо-алкіл або арил; Х відсутній або являє собою МК, О, МН, залишок аміду, уретану або сечовини; В відсутній або являє собою 0, Сі-С.о-алкіл або арил; і К" являє собою Н, С 4-Сз-алкіл, вв арил, Ма, К або МН. В одному варіанті здійснення група є --МН--К--Х--К'--5(ОК")з, де К відсутній або являє собою 0, С.4-Сір-алкіл або арил; Х являє собою О, МН, залишок аміду, уретану або сечовини; К' відсутній або являє собою О, С 4-Со-алкіл або арил; і К" являє собою Н, С .-Сз-алкіл, арил, Ма, К або МН,У. В іншому варіанті здійснення полімер є, але не обмежує, полімер, відповідний формулі: -( (сні) (с) ) жит (сні) (СНО) ),--- " 5і(ОК")з

У де х-0,1-10095, у-99,9-095; і 0) являє собою Н, С 4-Сіо-алкіл або арил, СОХК (де К являє собою Н,

С.4-Сіо-алкіл, арил, Х являє собою О або МН) і 0 може бути більш ніж однотипним; і К" являє собою Н,

С.-Сіо-алкіл, арил, Ма, К або МН.. В іншому переважному варіанті здійснення запропонований полімер, відповідний формулі: е(сБсНю Сн) То ння ( (ну. ви сісн)--- (с) и /

Сов о сСох-в .-8Ві(0852), СК сор СО» соукя де м/-1-99,9905, х-0,1-5095, ух0-5095, 2-:0-5090; і С) являє собою С 4-Сіо-алкіл, арил, залишок аміду, акрилату, простого ефіру, СОХК (де Х являє собою О або МН і К являє собою Н, Ма, К, МН 4, С4-С-о-алкіл або арил) або будь-який інший замісник; Х являє собою МН, МК" або О; К являє собою С 4-Сіо-алкіл або арил; К" являє собою

Н, С4-Сз-алкіл, арил, Ма, К або МН,; і О являє собою МК". або ОК"; за умови, що всі групи К і К" не можуть бути однаковими; де специфічним прикладом є полімер, відповідний формулі: сч певен сові гне, (учня де (СН) мон янь о) з : М а пращ, гл, й що шли КА З і . тя сб ой, в і бок сон. з Кота вс Я де м/-1-99,995, х-0,1-5095, ух0-5095, 2-:0-5090; і ОО) являє собою феніл. о

В іншому переважному варіанті здійснення використаний полімер, відповідний формулі: (ее) (ее) (СНа- СН дя (сн.-СН) ут (сно- -СЯ г-Зийнйни / Р; / ї- іл

СсОМН. сво Біо. " « де х-1-99965, у-1-99905, 2-0,5-2095 і М являє собою Ма, К, МН у; і К" являє собою Н, С .4-С:о-алкіл, арил, Ма, К або МН,; де специфічним прикладом є полімер, відповідний формулі: - с ' (сНе--СН) я - (СНУ СН) у (СНІ СНІ

І» , / /

СОНН» Ссоона Б1 (ОН з

Ш- де х-1-9995, у-1-9995, 2-:0,5-20905. о Полімер, до якого приєднана бічна група, може містити щонайменше один атом азоту, до якого приєднана бічна група. Прикладами полімерів, що містять щонайменше один атом азоту, до якого приєднана бічна група, є, со але не обмежуються ними, полімери, відповідні наступній формулі: (95) (Сн а-- Мк ( (СНО) ан) ЗУ ще) / кх---Б(ОКи)з ? де х-0,1-10096, у-99,9-095; і КЕ відсутній або являє собою С 1-Сіо-алкіл, арил або -СОХ-К- (де Х являє собою або і відсутній або являє собою С .-С.о-алкіл або арил) і являє собою Н, С 4-Сз-алкіл, арил, Ма, іФ) Оабонмнік ві ій аб бою С 4-С іл аб Зі бою Н, С 3-С і. Ма, К ко або МН,); де переважними є: полімер, відповідний формулі: діт (свада---Ю к-т (СВ 1- М) у -

СОМНСНеСНІСНо Ві (ОС5Н5) з і де х-0,5-2095, у- 99,5-80905, і полімер, відповідний формулі: б5

Б й СУК як й «СНО

І як де х-0,5-2095, у-99,5-8090.

В іншому варіанті здійснення полімер з групою --З(КОМК")»5, що містить приєднану до нього бічну групу, 7/0 прищеплений до іншого полімеру. Приклади вказаних полімерів включають, але не обмежуються ними, полімери формул: полімер) -прищеляенай (сн), --- (ОН) -юн сОохв'- вО(Ет м цю ат Я -нприщеплений « - (попімер) - яжин сох-Е- Бі(ОБ)з де х-0,1-9995 (як процент мономерних структурних одиниць в полімері) і Х являє собою МН, МК або 0; КК являє собою С 4-Сіо-алкіл або арил і БК" являє собою Н, С 4-Сз-алкіл, арил, Ма, К або МНу/; де специфічним прикладом є: «(полімер -я --сь (полімер). -сн----сВ, і й со сож сом со о

МН (Сн) зі (осн з мисн: Ві (ОС у '

Полімери, використані у винаході, можуть бути виготовлені різними шляхами. Наприклад, вони можуть бути виготовлені полімеризацією мономеру, що містить групу БКОК"), де К" являє собою Н, СгС з-алкіл, арил, Ма, К с або МНу, такого як, наприклад, кремнійвмісний мономер, або півополімеризацією вказаного мономеру з одним с або більше співмономерами. Придатними кремнійвмісними мономерами для використання в даному винаході є, але не обмежуються ними, вінілтриетоксисилан, вінілтриметоксисилан, алілтриетоксисилан, со бутенілтриетоксисилан, гаММа-М-акриламідопропілтриетоксисилан, пара-триетоксисилілстирол, о 2-(метилтриметоксисиліл)акрилова кислота, 2-(метилтриметоксисиліл)-1,4-бутадієн,

М-триетоксисилілпропілмалеїмід і інші продукти взаємодії малеїнового ангідриду і інших ненасичених ангідридів в. з аміносполуками, що містять групу -5(ОК")з. Вказані мономери можуть бути гідролізовані водною основою або до, або після полімеризації. Придатними співмономерами для використання в даному винаході є, але не обмежуються ними, вінілацетат, акрилонітрил, стирол, акрилова кислота і її складні ефіри, акриламід і « заміщені акриламіди, такі як акриламідометилпропансульфокислота. Співполімери можуть також бути прищепленими співполімерами, такими як прищеплений співполімер полівінілтриетоксисилану і поліакрилової З с кислоти і прищеплений співполімер полівінілтриетоксисилану і співполімер вінілацетату і кретонової кислоти. "» Вказані полімери можуть бути виготовлені в різних розчинниках. Розчинниками, придатними для вказаного " застосування, є, але не обмежуються ними, ацетон, тетрагідрофуран, толуол, ксилол і т.д. В деяких випадках полімер розчинний в реакційному розчиннику і його регенерують відгонкою розчинника. Як альтернатива, якщо полімер не розчинний в розчиннику реакції, продукт виділяють фільтруванням. Придатними ініціаторами для - використання в даному винаході є, але не обмежуються ними, 2,2'-азобіс(2,4-диметилвалеронітрил) і

Го! 2,2-азобісізобутиронітрил, пероксид бензоїлу і гідропероксид кумола.

В іншому варіанті здійснення даного винаходу полімери, застосовні у винаході, можуть бути виготовлені со взаємодією сполуки, що містить групу -- БКОК")з, також як і реакційноздатну групу, яка реагує або з бічною оо 20 групою, або з атомом головного ланцюга існуючого полімеру. Наприклад, поліаміни можуть бути введені в реакцію з різними сполуками, що містять групи --БО(ОК")5, з утворенням полімерів, які можуть бути використані г» для винаходу. Придатними реакційноздатними групами є, але не обмежуються ними, галогеноалкільні групи, такі як, наприклад, хлорпропіл, брометил, хлорметил і бромундецил. Сполука, що містить --З(ОК")з, може містити епоксифункціональну групу, таку як гліцидоксипропіл, 1,2-епоксіаміл, 1,2-епоксидецил або 252 З,4-епоксициклогексилетил. Реакційноздатна група може також бути комбінацією гідроксильної групи і галогену,

ГФ) такою як З-хлор-2-гідроксипропіл. Реакційноздатна частина може також містити ізоціанатну групу, таку як ізоціанатопропіл або ізоціанатометил, які реагують з утворенням сечовинного зв'язку. У доповнення для о використання при отриманні полімерів для даного винаходу підходять силани, що містять ангідридні групи, такі як триетоксисилілпропілянтарний ангідрид. Реакції можуть бути проведені або чисто (без розчинника), або у 60 відповідному розчиннику. У доповнення можуть бути додані інші функціональні групи, такі як алкільні групи, реакцією інших аміногруп або атомів азоту в полімері з галоїдними алкілами, епоксидами або ізоціанатами.

Поліаміни можуть бути виготовлені різними способами. Вони можуть бути виготовлені полімеризацією з розкриттям циклу азиридину або подібних сполук. Вони також можуть бути виготовлені реакціями конденсації амінів, таких як аміак, метиламін, диметиламін, етилендіамін і т.д., з реакційноздатними сполуками, такими як бо 1,2-дихлоретан, епіхлоргідрин, епібромгідрин і подібні сполуки.

Полімери, що містять ангідридні групи, можуть бути введені в реакцію з різними сполуками, що містять -ЗІ(0ОК")з, для виготовлення полімерів, придатних для використання в даному винаході. Придатними ангідридовмісними полімерами є, але не обмежуються ними, гомополімер малеїнового ангідриду і співполімери малеїнового ангідриду з мономерами, такими як стирол, етилен і простий метилвініловий ефір. Полімер може також бути прищепленим співполімером, таким як прищеплений співполімер малеїнового ангідриду з полі-1,4-бутадієном або прищеплений співполімер малеїнового ангідриду з поліетиленом і подібні. Іншими придатними ангідридними мономерами є, але не обмежуються ними, ітаконовий і цитраконовий ангідриди.

Придатними реакційноздатними сполуками силану є, але не обмежуються ними, у-амінопропілтриетоксисилан, 70 біс(гамма-триетоксисилілпропіл)амін, М-феніл-гамма-амінопропілтриетоксисилан, пара-амінофенілтриетоксисилан, З-(мета-амінофеноксипропіл)утриметоксисилан і гамма-амінобутилтриетоксисилан. До полімеру взаємодією з амінами, спиртами і іншими сполуками можуть бути додані інші функціональні групи. У переважному полімері для використання в даному винаході ангідридом є малеїновий ангідрид, а співмономером є стирол. Переважним силаном є гамма-амінопропілтриетоксисилан. 75 Переважні реакції декількох ангідридних груп з іншим аміном, таким як діетиламін.

Аміносполука того ж типу, що містить групу --51(ОК")з, може бути введена в реакцію з полімерами, що містять бічну ізоціанатну групу, такими як, наприклад, співполімери ізопропенілдиметилбензилізоціанату і вінілізоціанату з співмономерами, включаючи, але не обмежуючись ними, вінілацетат, стирол, акрилову кислоту і акриламід. Вказані полімери для поліпшення характеристик можуть також бути введені в реакцію з іншими сполуками, такими як аміни.

Ізоціанатні функціональні сполуки з групою --5І(ОК")5, такі як гамма-ізоціанатопропілтриметоксисилан, також можуть бути введені в реакцію з полімерами, що містять гідроксильні групи, такими як гідролізований полівінілацетат і співполімери вінілацетату з іншими мономерами. Іншими гідроксилвмісними полімерами, придатними для використання, є, але не обмежуються ними, полісахариди і полімери, що містять с

М-метилолакриламід.

У даному способі кількість полімеру, доданого в потік процесу, може залежати від композиції, що бере о участь в рідині Байєра, і звичайно все, що потрібно, є кількістю, яка інгібує відкладення, що містить алюмосилікат. Звичайно полімер переважно додають до потоку процесу в економічних і практично сприятливих концентраціях. Переважно концентрація вище, ніж від приблизно 0 до приблизно 300 ч/млн, більш переважно Га

Концентрація вище, ніж від приблизно 0 до приблизно 50 ч/млн і найбільш переважно полімер додають до потоку процесу в концентрації, яка вище, ніж від приблизно 0 до приблизно 10 ч/млн. і.

Полімер може бути доданий безпосередньо в апарат, в якому повинно бути інгібування утворення Ге) відкладення, що містить алюмосилікат. Переважно, однак, додавати полімер до потоку, що подається, або потоку рециклу або рідини, що надходить в конкретний апарат. Хоча полімер може бути доданий до потоку со способу Байєра в будь-який момент під час процесу, переважно додавати його в момент процесу Байєрадо або М під час застосування нагрівання. Звичайно полімер додають безпосередньо перед теплообмінником. Полімер також може бути доданий, наприклад, до рідини до осадження оксиду алюмінію або в будь-якій точці між осаджувачем і теплообмінником.

Приклади «

Методика випробування 8 с Синтетичну рідину Байєра виготовляють додаванням 12 мл розчину силікату натрію (27,7 г/л розчину силікату й натрію, що містить 28,995 5іО») до 108 мл розчину алюмінату натрію, що містить алюмінат натрію, надлишок «» гідроксиду натрію і карбонат натрію. Після перемішування розчин містить 0,8 г/л 5іО», 45 г/л АІ2Оз, 150 г/л Маон і 40 г/л Ма»2СбО5. Якщо використовують домішку, що зменшує відкладення, її додають безпосередньо перед доданням силікату до розчину алюмінату (звичайно домішку використовують у вигляді розчину, що містить 1-1090 -і активного реагенту). Вказаний розчин вміщують в поліетиленову посудину нарівні з пластиною заздалегідь зваженої чистої м'якої сталі (25ммхО95мм) і закриту посудину нагрівають при струшуванні при 1002 протягом 18 со 2 годин. Одночасно проводять від восьми до дванадцяти вказаних проб (посудин). Після закінчення 18 годин (оо) посудини відкривають, стальну стрічку ретельно промивають і сушать і розчин відфільтровують (0,45мк фільтр).

Спостерігають утворення значного відкладення алюмосилікату на обох стальних поверхнях і рихлого

Мамі алюмосилікату в рідині (який міг спочатку утворитися на поліетиленових поверхнях). Приріст маси сталі є

ІЗ критерієм кількості утворення відкладення алюмосилікату (без домішок приріст маси стали звичайно становить приблизно 30 мг). У прикладах нижче маса відкладення, що утворилося на стальній стрічці виражена в процентах до середньої маси відкладення, що утворилося в двох сліпих дослідах (тобто без використання домішки), які були частиною однієї і тієї ж серії випробувань. Аналогічно, загальна кількість осадженого алюмосилікату також є критерієм активності протидії утворенню відкладення і може бути виражена як процент о всього алюмосилікату, утвореного в двох сліпих дослідах, які були частиною однієї і тієї ж серії випробувань ко (без домішки загальна маса осадженого алюмосилікату звичайно становить приблизно 150 мг).

Порівняльний приклад А 60 Продажний зразок калійметилсиліконату, подібного до полімеру, описаного КалакКом і інш., розбавляють до 595 полімеру в 295 Маон. Його використовують відповідно до методики випробувань, описаної вище, отримуючи наступні результати, приведені в таблиці А. 65 Дозування, (Відкладення на сталі, 95 в зіставленні зі сліпим |Загальне відкладення, що утворилося, 95 в зіставленні зі сліпим мг/л дослідом" дослідом"

Спостерігали, що робота при таких дуже високих концентраціях не практична для виробничої операції.

Приклад 1 Полімер зі структурою:

УСБУ кає К (СНУ (СИ) ) ке нхая 1 (СН) --- СНУ о, ак («СЯ (СНІ) ск 70 / / , ,/ й нніснаі) Уві (ОС3Н5) з МіСяк): я /5 (0 являє собою фентя) виготовляють таким чином: 42г співполімеру стиролу з малеїновим ангідридом (ЗМА) при молярному відношенні стиролу до малеїнового ангідриду 2,0 розчиняють в 87г ацетону. Окремо готують розчин 3,0Зг гамма-амінопропілтриетоксисилану, 8,02г діетиламіну і 21г ацетону. Розчин аміну потім додають до розчину полімеру і залишають взаємодіяти на 15 хвилин при температурі навколишнього середовища. Сто вісімдесят мілілітрів (180 мл) деіонізованої (0.І-) води змішують з 20 мл 2895 водного аміаку і нагрівають до 70202. Водний аміак потім додають до розчину полімеру і суміш нагрівають до 6593 для випаровування ацетону. У результаті отримують розчин, що містить 23,495 полімеру з розрахунку на загальну масу полімеру ЗМА і двох амінів. Його випробовують відповідно до методики випробувань, описаної вище, отримуючи наступні результати, представлені в таблиці В. см

Таблиця В о

Дозування, (Відкладення на сталі, 95 в зіставленні зі сліпим |Загальне відкладення, що утворилося, 95 в зіставленні зі сліпим мг/л дослідом" дослідом"

ЕТ ЯВИ ПО ОН КО ТО сч сю 161116 вв о со "без домішки (ее)

Приклад 2

Зо Аліквотну пробу 25,0 г розчину полімеру з прикладу 1 додавали до 200 мл ізопропанолу для осадження - полімеру, який промивали ізопропанолом і сушили. Висушений полімер містить 0,8095 кремнію. Готують 295 розчин виділеного полімеру в суміші МасонН і водного аміаку. Мого випробовують відповідно до методики випробувань, отримуючи результати, приведені в таблиці С. «

Таблиця С о, с Дозування, |Відкладення на сталі, 9о в зіставленні зі сліпим дослідом" |Загальне відкладення, що утворилося, 95 в зіставленні зі сліпим дослідом" ч мл/г "ННЯ ПЕТ НОЯ ОО лю 00000005 ж 7616 -і " без домішки (ее) о Порівняльний приклад В Полімер зі структурою: ою 70 - (СНОСНО) кове - Соло ту, ет (СЯ) (СБУ зе

Ко) сон, «нн, о сожн,

МіСлівіз 55 . І (0 являє собою феніл! і) виготовляють взаємодією того ж полімеру МА, використаного в прикладі 1, з діетиламіном в ацетоні з ко подальшим додаванням теплого водного аміаку з утворенням водного розчину, що містить 23,495 полімеру, який розбавляють до 2956 полімеру 296 водним МаонН. Отриманий розчин випробовують відповідно до методики бо випробувань, отримуючи результати, приведені в таблиці 0.

Таблиця 0

Дозування, Відкладення на сталі, 95 в зіставленні зі сліпим дослідом" (Загальне відкладення, що утворилося, 95 в зіставленні зі сліпим дослідом" мг/л б5

БО 183 97

Приклад З

Полімер аміну зі структурою: -Пісн) вен) зба - (СН) 2-Х ря 70 санснасн.сні-і (ОСІ х виготовляють таким чином: 2,3 г гамма-ізоціанатопропілтриетоксисилану змішують з 20 г поліетиленіміну.

Через 30 хв. при температурі навколишнього середовища 1,0 г суміші розбавляють 20,0 г 295 Маон. Отриманий розчин полімеру випробовують відповідно до методики випробувань, як "описано раніше. Результати 75 представлені в таблиці Е.

Таблиця Е

Загальна тверда речовина, що утворилася, 95 в зіставленні зі сліпим дослідом" 20 с 25 Приклад 4 о

Полімер, що містить бічні групи (полімер тя лов Ітюхлікоеріу я я я СН й й то сон, сон. до с 30 . . ність осьнЇ з нк(сни ні ос о виготовляють з комерційно доступного співполімеру малеїнового ангідриду, прищепленого на полібутадієн. (ее) (Еквівалентна вага ангідриду дана як 490.) со

Двадцять грамів (20 г) полімеру розчиняють в 80 г ацетону. 0,90 г амінопропілтриетоксисилану змішують з 35 10 г ацетону. Розчин аміну потім додають до розчину полімеру і залишають взаємодіяти на 15 хвилин при їч- температурі навколишнього середовища. 100 мл 0.1. води змішують з 10 мл 2895 водного аміаку і нагрівають до 7090. Потім до розчину полімеру додають водний аміак і суміш нагрівають до 6592С для випаровування ацетону.

Отриманий водний розчин містить 15,195 полімеру. Розчин розбавляють до 595 полімеру 295 Маон і « випробовують відповідно до методики випробувань, отримуючи наступні результати, приведені в таблиці Р. 40 - с Таблиця Е и Дозування, Відкладення на сталі, 95 в зіставленні зі сліпим дослідом" (Загальна тверда речовина, що утворилася, 75 в зіставленні зі сліпим и т мг/л дослідом"

В. "без домішки (ее)

Приклад 5 бо Вісімнадцять (18,00) грамів поліетиленіміну змішують з 2,00 грамами хлорпропілтриметоксисилану і суміш со 20 нагрівають при 1002 протягом 16 годин для отримання продукту, показаного нижче.

Із А Вена ан осях "теле вл

ІсНууаБІ ОСНаХа х нон й

ГФ! Частину продукту розчиняють у воді, що містить 20 г/л Маон, і отриманий розчин використовують відповідно до методики випробувань, описаної вище; результати приводять в таблиці 0. іме)

Таблиця С бо Дозування, Відкладення на сталі, 95 в зіставленні зі сліпим Загальна тверда речовина, що утворилася, 95 в зіставленні зі сліпим дослідом" дослідом" мг/л

ПИТНІ ПОП ННЯ ПОЛО

66

БО 4 1 б5

Приклад 6 5,56 г 5096 Маон додають до розчину, що складається з 16,00 г акриламіду і 41,2 г води. Потім додають 4,00 г вінілтриетоксисилану. Додають 0,2 г азобісізобутиронітрилу в б мл етанолу і суміш нагрівають при 7020.

Виявлено, що отриманий полімер містить кремній, як і передбачалося з структури нижче; подальший гідроліз в розчині МасонН перетворює основну частину амідних функціональних груп в карбоксильні групи: до чт (стан) а.зів и (сне м міни (сн: --СН) б.ня- сОоНва сома віфома)з

Розчин вказаного полімеру випробовують відповідно до методики випробувань; і результати приведені в таблиці Н.

Дозування, Відкладення на сталі, 95 в зіставленні зі сліпим Загальна тверда речовина, що утворилася, 95 в зіставленні зі сліпим дослідом" дослідом" мг/л

ПОЕТИ ПОП ОН ПО

Можуть бути зроблені зміни в композиції, операції і обладнанні способу даного винаходу, описаного тут, без відступу від концепції і об'єму винаходу, як визначено в наступній формулі винаходу. і)

Claims

Формула винаходу се 30 І І І І шк І

1. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра, що включає стадію: со додавання до потоку способу Байєра полімеру, що має бічну групу або кінцеву групу формули І: со --ЗКОК")5, де К" являє собою Н, С 4-Сіо-алкіл, арил, Ма, К або МН,, в кількості, яка інгібує відкладення, що містить с 35 алюмосилікат. чн

2. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 1, де група включає групу формули ІІ: -05--К--Х--К--5(ОВ") з, ЇЇ де СО відсутній або являє собою МН, МК" або 0; « К відсутній або являє собою С-О, 0, С.4-С.о-алкіл або арил; ш-в с Х відсутній або являє собою МК, О, МН, залишок аміду, уретану або сечовини; К відсутній або являє собою О, С.-С.о-алкіл або арил; і :з» К" являє собою Н, С.4-Сз-алкіл, арил, Ма, К або МН.

3. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 1, де полімер містить щонайменше один атом азоту, до якого приєднана бічна група. -І

4. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 3, де полімером є полімер формули ЇЇ: (ее) І со -дену-МУ ЦеНО)МН)), сю 20 / й ' в--5(О, їз де х - 0,1-100 95, у - 99,9-0 Ор; і К відсутній або являє собою С.4-С.іо-алкіл, арил або -СОХ-К-, де Х являє собою О або МН і К' відсутній або являє собою С.-С.о-алкіл або арил; і К" являє собою Н, С.-Сз-алкіл, арил, Ма, К або МН,. ГФ)

5. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 4, де полімером є ГФ полімер наступної формули: -(сно,-- Ми -(сНО МНС бо / соМнен.сн.сн.оБ(ОС.На» де х - 0,5-20 Уо, у - 99,5-80 905. 65

6. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 4, де полімером є полімер наступної формули:

сна (СН (сн) зКОСН»)»; де х - 0,5-20 9, у - 99,5-80 90.

7. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 2, де полімером є полімер формули ІМ: М 2 -((снхсн--- - (сн ене)),--- ' '

БОР. де х - 0,1-100 95, у - 99,9-0 Ор; і О являє собою Н, С .4-Сіо-алкіл або арил, СОХК, де К являє собою Н, С .4-С.о-алкіл, арил; Х являє собою О або МН; і 0) може бути більше ніж однотипним; і К" являє собою Н, С.4-Сз-алкіл, арил, Ма, К або МН.

8. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 2, де полімером є полімер формули У: "М «снісна), (сн) - (сну -(сн- (сну, -(сну-(СНу, / сох к-ББІ(ОЄ ї " : Її й

-Е. " " соов кМок): сорок сор сож сож о де ми - 1-99,9 95, х -0,1-50 95, у - 0-50 90, 2 - 0-50 95; і О являє собою С.4-С.о-алкіл, арил, залишок аміду, акрилату, простого ефіру, СОХК, де Х являє собою О або с МН і К являє собою Н, С.-С.о-алкіл або арил, або будь-який інший замісник; с К являє собою Н, Ма, К, МН,; Х являє собою МН, МЕ" або О; (ге) К являє собою С.-С.о-алкіл або арил; со К" являє собою Н, С.-Сз-алкіл, арил, Ма, К або МН,; і О являє собою МК" або ОК"; за умови, що всі групи К і К" не мають однакових значень. -

9. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 8, де полімером є полімер наступної формули: чснена-«енХену-(еснА(СНУ-«енисну, « / й й х М х - с ' со сон, СОМА, СОМА, со СОН, в» и / М й чн(снІ КОС. МН)» ї де м - 1-99,9 95, х - 0,1-50 95, у - 0-50 95, 2 - 0-50 95 і О) являє собою феніл. (ее)

10. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 2, де полімером є бо полімер формули МІ: - - - - - -- з МІ 0» снерну (сн.сн), снерю, із / о сОМмн, сом з(кОомк. де: 25 х-1-99 965, ух1-99 96, 2-0,5-20 96 і ГФ) М являє собою Ма, К, МН,; і юю К" являє собою Н, С.-Сз-алкіл, арил, Ма, К або МН,.

11. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 10, де полімером є полімер, що відповідає формулі: бо спгункенснуегни СОоМн; СООМа КОН),

б5 . де:

х т 1-99 96, у х 1-99 9р, 2 - 0,5-20 Ор.

12. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 1, де полімер, що містить бічну групу формули І, прищеплений до іншого полімеру.

13. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 12, де кремнієвмісним полімером є прищеплений співполімер формули МПа або формули МІВ: -(попімер3--прищеплений--(СН)---(СН)), "Уа то сон сОоХх-к-5БІОК") - і т Я - , МБ (сНн)--(СН)), -прищеплений--(полімер) в сОоон СОХх--5(ОКЗ. де х - 0,1-99 95 (відсоток мономерних структурних елементів у полімері) і Х являє собою МН, МЕ або 0; К являє собою С.-С.о-алкіл або арил і К" являє собою Н, С.-Сз-алкіл, арил, Ма, К або МН,.

14. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 13, де полімером є полімер наступної формули: -(полімер)---СН--СН, (полімер) -сн-- СН, | сч т / / / х о ло СсО.МН, со Мн, со чнісСн.ВКОСОН / ! с (СНІзВКОСН)» мн(СН) вКОоСНа ТІ 2 ОВІз со

15. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 1, де полімер додають до потоку процесу в концентрації, більшій ніж приблизно від 0 до приблизно 300 ч./млн. с

16. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 15, де полімер додають со до потоку процесу в концентрації, більшій ніж приблизно від 0 до приблизно 50 ч./млн.

17. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 16, де полімер додають - до потоку процесу в концентрації, більшій ніж приблизно від 0 до приблизно 10 ч./млн.

18. Спосіб зменшення відкладення, що містить алюмосилікат, в способі Байєра за п. 1, де полімер додають до потоку процесу в способі Байєра в момент до або під час застосування тепла. « Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних т с мікросхем", 2007, М 5 25.04.2007. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки хз» України. -І (ее) (ее) о 50 Ко) Ф) іме) бо б5