CS228816B1 - Nízkopenivý proetriedok alebo komponent a dispergačným a sekvestračným účinkom - Google Patents

Abstract

Vynález náleží do oboru úpravy vod, najma oirkulačnýoh ohladiaoíoh vod v ohemiokom, potravinárskom, farmaoeutickom, hutnom, celulózopapierenskom priemysle a energeti- * ke. Rieši zamedzovanie tvorby inkruetov pomooou nízkopenivábo proetriedku s dispergačným a sekvestračným účinkom, ktorý pódia vynálezu je tvořený polymérom etylénoxidu s propylénoxidom na iniciátore s aktivnym vodikom fosfátovaným na obsah fosforu 1,5 až 12 'jí hmot, , pričom molekulová hmotnost polypropylánglykolováho retazoa je 200 až 2 000 a množstvo ety

Description

(54)

Nízkopenivý proetriedok alebo komponent a dispergačným a sekvestračným účinkom

Vynález náleží do oboru úpravy vod, najma oirkulačnýoh ohladiaoíoh vod v ohemiokom, potravinárskom, farmaoeutickom, hutnom, celulózopapierenskom priemysle a energeti* ke.

Rieši zamedzovanie tvorby inkruetov pomooou nízkopenivábo proetriedku s dispergačným a sekvestračným účinkom, ktorý pódia vynálezu je tvořený polymérom etylénoxidu s propylénoxidom na iniciátore s aktivnym vodikom fosfátovaným na obsah fosforu 1,5 až 12 'jí hmot, , pričom molekulová hmotnost polypropylánglykolováho retazoa je 200 až 2 000 a množstvo etylónoxidu v polymáru je 10 až 60 % hmot.

228 816

2.

228 818

Vynález sa týká nízkopenivóho prostriedku s dispergačným a sekvestračným účinkom pře vodné teplonosné prostredie, najmě prs cirkulačně chladiace okruhy·

V súčasnej doba je už samozřejmé· ž.e pri nedostatku úžitkovej vody musí sa s ňou racionálna ěetriť a robiť také opatrenia, aby voda bola viackrát využitá najmě pra chladiace účely· Rieši sa to najmě tým, že chladiaca voda v cirkulačnom systéme cirkuluje od chladiacich aparátov, v ktorých naberá teplo na chladiace veže> kde prúdom vzducnu a čiastočným odpařením sa ochladí a ochládaná ide spať do tepelných výmennikov· Úžitková chladiaca voda obsahuje rózne rozpuštěné látky· najmě soli vápnika a horčíka, dalej rózne riasy» kaly, nerozpustné látky - anorganického a organického póvodu, Tieto látky vytvárajú inkrusty najmě na chladiacich trubkách tepelných výmennikov a tým spósobujú okrem zníženia účinnosti chladenia následnú silnú koróziu.

Na zamedzenie korózia chladiacich systémov pridávajú sa do chladiacich vód inhibitory rózneho druhu· Na zabránenie rastu mikroorganizmov sú přidávané rózne typy biocidov, Na zamedzenie tvorby úsad a inkrustov v chladiacich aystémoch pridávajú sa do cirkulačnaj vody prostriedky s dispergačnými a sekvestračnými účinkami·

Sekvastračné činidlá tvorbou nestachiometrických komplexov zabraňujú vzniku nerozpustných soli a tvorbu ich vrstiev na povrchu materiálov· Dispergačné činidlá

228 816 majú zase za úlohu udržovat už vytvořené pevné částice* ktoré móžu pochádzat z hrdze, prachu* ilov* piesku* biomasy a hlavně uhličitanu vápenatého vo vodě v podobě disperzie· aby nenastávalo ich usadzovanie a prilnievanie na steny rúrok aparátov. Zloženie dispergátorov a sekvestračných činidiel je rozmanité* Medzi typické dispergátory patria anionové polyméry karboxylových zlúčenín v podobě ich alkalických soli* Polyméry móžu mať mol. hmotnost okolo 50 000 a tak móžu mať zabudované vo svojej molekule st^áSky funkčných -COOH skupin. Neionové tenzidy sa vo velkom používajú ako dispergátory.t Patria sem napr* oxyetylované acyklické aminy Οθ až ktoré sa doporučujú na dispergovanie Si0₂ /kysličníka křemičitého/ vo vodě /V. Brit* pat. 952 352/* podobné ako i oxyetylovaný nonylfenol /V* Brit. pat* 1 141 924/. Medzi sekvestračné prostriedky patria například zlúčeniny na báze kyseliny etyléndiamíntetraoctovej a organofosfonovej kysálny.

V poelednom období sa kombinujú tieto prostriedky vhodnými inhibítormi korózie* potažné biocidnými přípravkami* Používajú sa rózne korabinácie a vo viacerých prípadoch i příměsí polymerných látok* najma na báze kyseliny akrylovej. Například dávkovanie do vody množstvo 5 ppm zmesi kyseliny akrylovej a 2-hydroxyetylraetakrylát monofosfátu sodného zníži zanášanie vo výmenníkoch a chladiacich vežiach o 75 % /Ziap* pat, 79 * 29 * 315/. Fosfátovaná kyselina polyakrylová má podobné vlastnosti /Braz. pat·

806 282/. Kanadský patent 1 081 694 uvádza prípravok na báze fosfátovaného esteru glycerínu alebo fosfátovaného oxyetylovaného glycerínu. Z tenzidov sú uvádzané kopolyméry etylénoxidu a propylénoxidu typu Tetronic /kopolymér etylénoxidu a propylénoxidu na etylóndiamín/. Prostriedok připravený fosfatáciou oxypropylovaných amínov alebo fosfatáciou oxypropylovaných hydroxyuhlovodíkov uvádza USA pat. 3 965 003. NSR pat. 2 453 107 udává zlepšený prostriedok používaný v chladiacich vo* dách připravený fosfatáciou aminoalkoholu s polyhydroxy4

228 818 zlúčeninarai, Ako najpoužívanejšie aminoalkoholy sú etanol^amíny. Typická polyhydroxyzlúčenina je glycerin s 1,5 až 2,5 molmi etylénoxidu, oxyetylovaný manit, oxyetylovaný sorbitoxyetylovaný trimetylolpropan s 1,5 až 2,5 molmi etylénoxidu, K fosforesterovej zmesi sa přidává vp vodě rozpustná zinočnatá sol napr, chlorid zinočnatý ale» bo síran zinočnatý v koncentráciách od 5 do 30 % hmot, vo vzťahu k fosforesteru, Čsl, autorské osvedčenie č,

214 615 uvádza dispergačný·prostriedok znižujúci tvorbu úsad a inkrustov zo zmesi kopolyméru etylénoxidu s propylénoxidom a alkylpolyglykóléterfosfátu.

Nedostatkom uvádzaných látok je to, že viaceré přípravky sú pěnivé, napr, oxyetylované acyklické aminy C_g až Cg,*» oxyetylovaný nonylfenol, fosfátovaný ester oxyetylovaného glycerínu a podobné, Pripravujú sa z ťažko dostupných surovin alebo na dosiahnutis dispergačno-sekvestračného efektu musí sefcombinovať niekolko zlúčenín.

Nedostatky známého stavu techniky v tejto oblasti do značnej miery odstraňuje nízkopenivý prostriedok alebo komponent s dispergačným a sekvestračnýra účinkom podlá vynálezu, ktorý je tvořený polymérom etylénoxidu s propylénoxidom na iniciátore s aktivnym vodíkom fosfátovaným na obsah fosforu 1,5 až 12 % hmot,, pričom molekilová hmotnost polypropylénglykolového reťazca je 200 až 2 000 a množstvo etylénoxidu v polymére je 10 až 60 % hmot.

Iniciátor reakcie sú zlúčeniny s aktivnym vodíkom v molekule ako sú alkoholy, glykoly, glycerín, kyseliny, rastlinrié oleje,

Fosfatácia sa móže uskutočňovať běžnými fosfatačnými činidlami ako sú P₂0₅, POC1₃ alebo kyselina pólyfosforečná. Pri fosfatácii vzniká zmes esterov, pričom pri použití P₂®5 P^revléda monoester a diester. Získaný ester sa móžp použit v kyslej formě alebo móže byť ne5

228 816 utralizovaný hydroxidmi alkalických kovov, potažné aminoalkoholmi.

Výhodou nizkopenivého prostriedku alebo komponentu s dispergačným a sekvestračným účinkom podlá vynálezu je to® že na dosiahnutie dispeřgačno-sekvestračného účinku nemusí sa kombinovat viaceťo látok, ale účinnost sa dá dosiahnuť jednou zlúčeninou, Na jeho výrobu nie sú potřebné ťažkodostupné suroviny, Oxyetylácia, oxypropylácia a fosfatácia sú běžnými technologickými postupmi používané pri výrobě tenzidov. Získaný produkt je dobré

J» rozpustný vo vodě, takže netřeba používat iné rozpúěťadlá. Výhodou je i to, že prostriedok alebo komponent podlá vynálezu nepení alebo má len nizku penivosť, Prostrie dok možno kombinovat s inhibitormi korózie a biocidnými látkami, Ďalšie výhody sú zřejmé z prikladov prevedenia.

Příklad 1

450 g polyméru etylénoxidu s propylénoxidom připraveného za použitia iniciátora polymerizácie 1,2-propylénglykolu a obsahujúceho dížku polypropylénglykolového reťazca mol, hmotnosť 300 a množstvo naviazaného etylénoxidu 50 % hmot, je fosfátované pri teplote 60 až 80 °C s ^P2°5· Celkové množstvo přidaného ^p2°5 3®

130 g. Vzniknutý produkt obsahuje 9,8 % hmot, fosforu. Produkt je skúšaný na dispergačno»sekvestračnú účinnost podlá dálej námi popísanej metody a pri koncentrácii 10 mg . Γ¹ má účinnost 33,3 Penivosť produktu « 0.

Potřebné chemikálie, roztoky a pomócky:

—1

- 0,007 M roztok KC1 /0,5219 g , 1 /

- uhličitan vápenatý zrážaný čsl, 2 - Lachema, Brno

- 0,1 M roztok Chelatonu III /37,224 g , 1*^/

- amoniakálny pufer: 54 g NH^Cl

350 cm³ NH₄0H konc.

H₂P do 1 000 cm³

- indikátor Eriochroraová čerň T s Ná-Cl v pomere 1 : 10

- 6 * HC1 /1 t 1/ « termostat

- Stopky 228 818 * meracia nádoba s Os to v podstata dvojplášťová kadinka a prívodom a odvodom temperovacsj kvapaliny»

Rozměry nádoby sú: vnútorný priemer 70 mm, výška 120 mm, Vo výške 60 mm je umiestnený výtokový otvor s kohútikom

- výkonné miešadlo zhotovené z koroziovzdornej oceli

- výveva

- Erlsnmayerova, potažné titračná banka obsahu 250 cm * odmerný válec, odmerná banka 250 cm , byreta, pipety, Pracovný postup:

Oo meracej banky sa namaria 350 cm roztoku KC1, Zasuniems miešadlo po naznačené výšku, ktorú u každého pokusu třeba dodržať rovnakú, Roztok sa nechá premiešať pri rýchlosti 910 otáčok/min a temperácia na 25 °C, Po vytémpérovaní roztoku miešadlo na krátku dobu třeba vypnúť a do roztoku vpravit 5,000 * 0,004 g CaCOg, Potom súčaene sa spustia stopky a miešadlo, K výtokovému otvoru sa připojí vyevakuovaná banka. Po uplynuti 5 min od začiatku miešania sa toto vypne a sleduje sa sedimentácia CaCOg a čas. Po 2,5 min otvor! sa kohút na pripojenej banka, Časť obsahu meracej nádoby sa tým přečerpá do Erlenmayerovej banky, Počas ssdimentácie sa s nádobkou nehýbe,

Do Erlenmayerovej banky sa dalej přidává cca 1 až 5 cm^

HC1 /1 : 1/ na rozpustsnie CaC0«, Roztok sa kvantitativ3 ^J ne prenesie do 250 cm odmernej banky a doplní sa po značku destilovanou vodou,

Z odmernej banky sa odpipetuje 50 cm^ vzorky a prostredie sa upraví cca 5 cm^ amoniakálného pufru na pH » 10. Přidáním indikátora Eriochromovsj černé T sa roztok sfarbí do vínovočervena, Titruje sa 0,1 M roztokom Chelatónu III do sýtomodrej farby. Spotřeba titraČného roztoku Chelatónu III na 50 cm roztoku obsahujú7

228 816 čeho Ca** sa pohybuje v priemere 1,4 ci? - čo je tzv. slepý pokus.

Rovnakým spdsobom sa postupuje za přídavku skúma· ného prostriedku· Roztok dispergátora sa připraví rozpuštěním vo vodě 1 g skúmaného prostriedku do 100 cm^ odmernej banky. V takto pripravenom roztoku sa v 1 cm nachádza 10 mg skúmaného prostriedku· wl

Pri přepočítaní koncentrácie na mg.l sa použije nasledovný vztah:

c » V . 28,571

28,571 · kde:

c » koncentrácia skúmaného prostriedku v mg . l**^

V = objem roztoku skúmaného prostriedku v cm přidaný do 3

350 cm roztoku KC1 okúmaný prostriedok sa dávkuje do roztoku 1 cm pipetou za stálého miešania. Po vytemperovaani na 25 °C přidá sa 5 g CaC0_. Sálej se potupuje rovnako ato u slew 3 pého pokusu. Spotřeba 0,1 M roztoku Chelatonu III v cm sa označí ako V^»

Stanovenie 100 %-nej dispergačnej účinnosti:

Stanoví sa podobné eko slepý pokus, lenže^b min. premieáania ihnaď sa vypustí časť roztoku do Erlenmayerovej banky tak, aby nedošlo k žiadnej sedimentácii,

Spotřeba titračného toztoku Chelatonu III na 50 cm 3 roztoku obsahujúceho Ca** je například 48 cm , čo odpovedá 100 %-nej dispergačno-eekvestračnej účinnosti a označí sa ako ν^θθ.

Dispergačno—sskvescračn< účinnosť v percentách sa vypočítá zo vztahu

0. . -Xd.í-122 ^u v, „„

- 8 kde:

» dispergačno-sekvestračná účinnost ^{228 818 V}1OO ^ob3^ern θ·^{1 M} Chelatonu III v cín³ odpovedajúci 100 %nej dispergačno-sekvestračnej účinnosti ^Vd * ^obj^em θ·^{1 M} chslatonu III v cm za přídavku skúmaného přípravku

Přiklad 2

000 g polyméru etylénoxidu s propylénoxidoip připraveného za použitia iniciátora polymerizácie glycerínu a obsahujúosho dížku polypropylénglykolového reťazca mol· hmotnost 1 800 a množstvo naviazaného etylénoxidu 40 % hmot* je fosfátované pri .teplote 60 až 80 °C s PgOg· Celkové množstvo přidaného P₂0_g j® ⁴⁷ 9· Vzniknutý produkt obsahuje 2,0 % hmot· fosforu· Účinnost produktu stanovená metodikou podlá příkladu 1 pri koncentrácii 10 mg , Γ¹ je 21,3 %· Penivosť produktu = 7,0 %,

Přiklad 3

420 g polyméru etylénoxidu a propylénoxidom připraveného za použitia iniciátora polymerizácie n - butylalko-holu a obeahujúca dížku polypropylénglykolového reťazca mol· hmotnost 900 a množstvo naviazaného etylénoxidu 10 % hmot· sa fosfátuje pri 60 až 80 °C s PgOg· Celkové množstvo přidaného P₂0_g je 58 g« Vzniknutý produkt obsahuje 5,3 % hmot· fosforu· Účinnost produktu stanovená metodikou podlá příkladu 1 pri koncentrácii 10 mg · 1*^ je 22,7 %· Penivosť produktu je 30 %·

Příklad 4

375 g polyméru etylénoxidu s propylénoxidom připraveného za použitia iniciátora polymerizácie ricínového oleje a obsahujúceho dížku polypropylénglykolového reťaz··

- 9 228 818 ca mol«hmotnosť 200 a množstvo naviazaného etylénoxidu 40 % hmot, je fosfátované pri teplote 60 až 80 °C s ^Ρ2θ5* ^Celkové množstvo přidaného PgOg I® ²⁴ 9· ^VzniknutÝ produkt obsahuje 2,6 % fosforu. Účinnost stanovená metodikou podlá příkladu 1 pri koncentrácii 10 mg l^ je 30,2 %. Penivosť produktu je 102,0 %.

Přiklad 5

Dispergačný prostriedok obsahuje ako komponent nízkopenivú zložku podlá příkladu 1 v množstve 75 % hmot, a ďalšie komponenty a to 5 % hmot, izopropylalkoholu, 2 % hmot. trietanolaminu a 28 % hmot. vody.

Dispergačný prostriedok má pri koncentrácii 13 mg · Γ¹ účinnosť 33,3 % a penivosť je nulová®

228 818

Stanovenie. penivosti je založené na meraní- výšky pěny nad roztokom skúšanej látky po spenení roztoku v odmernom válci, a/ Skúšóbné pomocky

Odmerná banka 1 000 ml

Odmerný válec 500 ml so zábrusovou zátkou Pravítko s milimetrovým delením b/ Chemikálie

Destilovaná voda c/ Postup skúšlcy

Připraví sa roztok činidla v destilovanéj vodě o kon- .

3 centrácii 1,0 g/l, z ktorého sa 100 cm odleje do 500 cnr odmerného valca a uzavrie sa zábrusovou zátkou, Skúšaný roztok sa spevňuje prevracanxm valca o 180° a spát po dobu 1 min, 50-krát pri teplote 20Í2 °C, Meria sa výška pěny a výška nespeneného roztoku po uplynutí 1 min, po ukončení spevňovania, d/ Výpočet v v

Penivost činidla oa vypočítá zo vztahu:

p _ — ,100 (%) b

kde P je penivost a výška pěny v cm b výška .nespeneného roztoku v cm.

V Y N X ΙΕ Z U

228

Claims (1)

1. PREDMET

   Nizkopenivý prostriedok alebo komponent s dispergač ným a sekveetračným účinkom, vyznačujúci sa tým, že je tvořený polymérom etylénoxidu s propylénoxidom na iniciá tore s aktívnym vodíkom fosfátovaným na obsah fosforu

   1,5 až 12 % hmot·, pričom molekulová hmotnost polypropylénglykolového reťazca je 200 až 2 000 a množstvo etylénoxidu v polymére je 10 až 60 % hmot.