Состав для ингибирования солеотложения в системах оборотного водоснабжения

 

Изобретение относится к составам для предотвращения карбонатных, сульфатных, железноокисных отложений в системах оборотного водоснабжения и промывки теплообменного оборудования от отложений накипи. Состав содержит оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ), цинковый комплекс ОЭДФ, лигносульфонат натрия (ЛСТ), воду и сульфонат-порошок, являющийся побочным продуктом синтеза производства сульфоната и имеющий в своем составе в качестве поверхностно-активного вещества натриевые соли алкилсульфоновых кислот в количестве не более 28%, при следующем соотношении компонентов, мас.%: ОЭДФ 2 - 25, цинковый комплекс ОЭДФ (в пересчете на окись цинка - ZnO) 0,8 - 1,2, ЛСТ 7 - 12, сульфонат-порошок 0,1 - 0,5, вода - остальное. Изобретение позволяет повысить эффективность и качество очистки и промывки систем оборотного водоснабжения и теплообменного оборудования при сохранении высокой стабильности состава при хранении. 2 табл.

Изобретение относится к составам для предотвращения карбонатных, сульфатных, железноокисных отложений в системах оборотного водоснабжения и промывки теплообменного оборудования от отложений накипи.

Известен состав для ингибирования солеотложения в системах оборотного водоснабжения на основе оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОЭДФ), соединений цинка, лигносульфоната натрия (ЛСТ) и воды при следующем соотношении компонентов, мас. %: ОЭДФ - 15-40 соединение цинка - 0,1-7,0 ЛСТ - 10-30 вода - остальное Данное решение (патент RU N 2146232, C 02 F 5/14, опубл. 10.03.2000) принято в качестве прототипа.

Особенностью известного состава является его эффективная работа в части предотвращения отложений, разрушения карбонатных солей на тепломассопередающих поверхностях и в части ингибирования коррозии. При этом состав композиции препятствует ионному обмену железа с кислотной частью реагента.

Недостатками данного состава являются высокий расход ОЭДФ, как компонента, отнесенного к третьему классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76, и высокое содержание соединений цинка, отнесенных к категории санитарно-токсикологического действия.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по созданию состава, который превышает эксплуатационные показатели прототипа по предотвращению карбонатных, сульфатных и железоокисных отложений и ингибированию коррозии.

Изобретение также направлено на расширение арсенала средств, обеспечивающих ингибирование солеотложения и коррозии в системах оборотного водоснабжения.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности и качества чистки и промывки систем оборотного водоснабжения и теплообменного оборудования при сохранении высокой стабильности состава при хранении.

Указанный результат достигается тем, что состав для ингибирования солеотложения в системах оборотного водоснабжения, содержащий оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ), соединение цинка, лигносульфонат натрия (ЛСТ) и воду, дополнительно содержит сульфонат-порошок, являющийся побочным продуктом синтеза производства сульфоната и имеющий в своем составе натриевые соли алкилсульфоновых кислот в количестве не более 28%, а в качестве соединения цинка использован цинковый комплекс ОЭДФ при следующем соотношении компонентов, мас. %: ОЭДФ - 20-25 цинковый комплекс ОЭДФ (в пересчете на окись цинка - ZnO) - 0,8-1,2 ЛСТ - 7-12 сульфонат-порошок - 0,1-0,5
вода - остальное
Указанные признаки взаимосвязаны между собой и являются существенными с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Изобретение базируется на оптимальном соотношении компонентов, позволяющих получить устойчивую композицию, эффективно работающую при достаточно низких концентрациях.

Состав представляет собой водный раствор смеси оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОЭДФ), цинкового комплекса ОЭДФ, лигносульфонатов и сульфоната-порошка. Добавка сульфоната-порошка, в состав которого входят натриевые соли алкилсульфоновых кислот, являющиеся поверхностно-активными веществами, повышает эффективность реагента.

Сульфонат-порошок является побочным продуктом синтеза производства сульфоната, применяется при первичной обработке шерсти и в качестве сырья для моющих и чистящих средств бытового назначения.

Физико-химические показатели сульфоната-порошка приведены в таблице 1.

Техническое решение состоит в применении композиции ОЭДФ, ЛСТ, цинкового комплекса ОЭДФ и сульфоната-порошка, содержащего натриевые соли алкилсульфоновых кислот. ОЭДФ предотвращает рост кристаллов нерастворимых солей в воде. ЛСТ и натриевые соли алкилсульфоновых кислот как поверхностно-активные вещества диспергируют мелкодисперсные кристаллы солей, предотвращая тем самым образование конгломератов, их слипание и нарастание на поверхности тепломассообменной аппаратуры. Цинковый комплекс ОЭДФ препятствует ионному обмену железа с кислотной частью реагента (коррозии).

По физико-химическим показателям состав удовлетворяет требованиям и показателям, приведенным в таблице 2.

В качестве исходного сырья состава используется: 1-гидрооксиэтилидендифосфоновая кислота (50%-ный раствор ОЭДФ), ТУ 6-09-20-174-90, цинковый комплекс ОЭДФ, лигносульфонаты технические (ЛСТ) марки "Ж", ТУ 13-02811036-029-94 и сульфонат- порошок, ТУ 2481- 237-05763458-98.

Состав обладает высокой стабильностью при хранении в течение года, не теряет активности при замерзании и последующем оттаивании, нетоксичен, малоопасен, в том числе трудно окисляется до фосфатов в водооборотных охлаждающих системах.

Практика эксплуатации состава показала, что наиболее оптимальной является композиция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ОЭДФ - 25
цинковый комплекс ОЭДФ (в пересчете на окись цинка - ZnO) - 1
ЛСТ - 9
сульфонат-порошок - 0,3
вода - 64,7
Согласно изобретению состав представляет собой смесь не реагирующих между собой компонентов, его токсичность обусловлена свойствами входящих в его состав исходных веществ. Состав относится к III классу опасности по ГОСТ 12.1.007 (умеренно опасное).

ПДК оксиэтилидендифосфоновой кислоты в воздухе рабочей зоны - 2 мг/м³, ОБУВ в атмосферном воздухе населенных мест - 0,04 мг/м³, ПДК в воде культурно-бытового и хозяйственно-питьевого водопользования - 0,6 мг/дм³. В воде рыбохозяйственного назначения - 0,6 мг/дм³. По ГОСТ 12.1.007 ОЭДФ - вещество умеренно опасное, III класс опасности.

При длительном поступлении в организм продукт способен вызывать понижение артериального давления и антитоксической функции печени, повышать активность холинэстеразы крови, изменять белковообразовательную функцию печени. Вызывает глубокое поражение кожи вплоть до изъязвления, воспаление слизистой и помутнение роговицы глаза. Не проявляет сенсибилизационных свойств, обладает умеренно выраженной способностью к кумуляции. Опасность острых отравлений продуктом в условиях производства маловероятна.

Цинковый комплекс ОЭДФ токсичен при попадании вовнутрь, слабо раздражает кожу и слизистую оболочку глаз. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны - 5 мг/м³, класс опасности - IV по ГОСТ 12.1.007 (малоопасное вещество). ПДК в воде культурно-бытового и хозяйственно-питьевого пользования - 5 мг/дм³, в воде рыбохозяйственного назначения - 1 мг/дм³.

По степени воздействия на организм лигносульфонаты технические являются веществами малоопасными (IV класс опасности по ГОСТ 12.1.007). ПДК в воздухе рабочей зоны - 6 мг/м³, ПДК в водоемах культурно-питьевого пользования - 5 мг/дм³. Лигносульфонаты технические не обладают кожнорезорбтивным, местнораздражающим и аллергирующим действиями, кумулятивные свойства не выявлены.

Растворы сульфоната-порошка в воде концентрацией до 3% практически не токсичны и не обладают местнораздражающим и аллергирующим действием.

Данный состав в части его использования и хранения относится к категории умеренно опасных. Пролитый продукт нейтрализуется гашеной известью, поташем или содой с последующим смывом его водой в канализацию. Утилизация продукта не требуется. В процессе окисления в воде оборотных циклов образуются нерастворимые в воде фосфаты кальция, органические вещества окисляются в анаэробном процессе биоокисления до CO₂ (углекислоты). Количество образующихся в воде оборотного цикла продуктов деструкции 1 кг продукта (нерастворимых фосфатов кальция) - 0,13 кг. Фосфаты кальция утилизируются совместно с технологическими шламами, выделенными в отстойниках водооборотных циклов.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как изобретательский уровень определяется оптимальным соотношением компонентов, позволяющих получить экологически благоприятную устойчивую композицию, эффективно работающую при достаточно низких концентрациях.

Формула изобретения

Состав для ингибирования солеотложения в системах оборотного водоснабжения, содержащий оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ), соединение цинка, лигносульфонат натрия (ЛСТ) и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит сульфонат-порошок, являющийся побочным продуктом синтеза производства сульфоната и имеющий в своем составе натриевые соли алкилсульфоновых кислот в количестве не более 28%, а в качестве соединения цинка использован цинковый комплекс ОЭДФ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ОЭДФ - 20 - 25
Цинковый комплекс ОЭДФ (в пересчете на окись цинка - ZnO) - 0,8 - 1,2
ЛСТ - 7 - 12
Сульфонат-порошок - 0,1 - 0,5
Вода - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3