ES2747792T3 - Utilización de un aparato para fabricar cloramina estable - Google Patents

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Abstract

Utilización de un aparato (10) para la fabricación de cloramina, que comprende: (i) una primera línea de suministro (12), (ii) una segunda línea de suministro (14), (iii) un mezclador en línea estático (16), y (iv) una salida de cloramina (17), en la que la primera línea de suministro (12) y la segunda línea de suministro (14) están en conexión fluida con la salida de cloramina (17), en la que la primera línea de suministro (12) y la segunda línea de suministro (14) se utilizan para suministrar una fuente de cloro concentrado y una fuente de amina concentrada para la fabricación de la cloramina.

Description

DESCRIPCIÓN
Utilización de un aparato para fabricar cloramina estable
Descripción
Campo técnico
Esta descripción hace referencia a la fabricación de un biocida oxidante estable y al aparato utilizado en dicha fabricación. La invención tiene varias realizaciones del aparato, pero hay dos realizaciones principales de la invención, fabricación in situ y fabricación a distancia. El hecho de que el biocida oxidante esté en una forma más estable permite su fabricación, almacenamiento y transporte. La invención muestra el aparato utilizado para fabricar una cloramina estable y funcional como un ejemplo de biocida oxidante estable, que permite la utilización de cloraminas en sistemas de tratamiento de agua, y una amplia variedad de otros sistemas de tratamiento, tales como composición de biocida sin su rápida degradación.
Antecedentes
La invención descrita hace referencia a la utilización de un aparato para la fabricación de un agente de control del ensuciamiento biológico. La base de la invención es un aparato que facilita la composición de los reactivos y las condiciones para la fabricación utilizando reactivos concentrados, para convertir dos soluciones líquidas de su forma química nativa en otra, con propiedades biocidas alteradas.
Existen en el mundo muchos tipos diferentes de sistemas de agua industriales. Existen sistemas de agua industriales para que los procesos químicos, mecánicos y biológicos necesarios se puedan llevar a cabo para alcanzar el resultado deseado. El ensuciamiento puede ocurrir incluso en sistemas de agua industriales tratados con los mejores programas de tratamiento de agua actualmente disponibles. Para los propósitos de esta solicitud de patente, "incrustación" se define como "la deposición de cualquier material orgánico o inorgánico en una superficie". Si estos sistemas de agua industriales no son tratados para el control de incrustaciones microbianas, se ensuciarán mucho. El ensuciamiento tiene un impacto negativo en el sistema de agua industrial. Por ejemplo, las incrustaciones minerales severas (material inorgánico) se acumularán en las superficies de contacto con el agua, y en cualquier lugar donde haya incrustaciones, existe un entorno ideal para el crecimiento de microorganismos.
El ensuciamiento ocurre por una variedad de mecanismos que incluyen la deposición de contaminantes transmitidos por el aire y transmitidos por el agua y formados en el agua, estancamiento del agua, fugas en el proceso y otros factores. Si se le permite progresar, el sistema puede sufrir una disminución de la eficiencia de funcionamiento, fallos prematuros del equipo, pérdida de productividad, pérdida de calidad del producto y mayores riesgos relacionados con la salud asociados con las incrustaciones microbianas.
El ensuciamiento también puede ocurrir debido a la contaminación microbiológica. Las fuentes de contaminación microbiana en los sistemas de agua industriales son numerosas y pueden incluir, entre otras, contaminación transmitida por el aire, composición del agua, fugas de proceso y equipos limpiados de manera inadecuada. Estos microorganismos pueden establecer comunidades microbianas en cualquier superficie húmeda o semihúmeda del sistema de agua. Una vez que estas poblaciones microbianas estén presentes en el agua a granel, más del 99 % de los microbios presentes en el agua estarán presentes en todas las superficies, en forma de biopelículas.
La sustancia exopolimérica secretada por los microorganismos ayuda en la formación de biopelículas a medida que las comunidades microbianas se desarrollan en la superficie. Estas biopelículas son ecosistemas complejos que establecen un medio para concentrar nutrientes y ofrecen protección para el crecimiento. Las biopelículas pueden acelerar la incrustación, la corrosión y otros procesos de incrustación. Las biopelículas no solo contribuyen a la reducción de la eficiencia del sistema, sino que también proporcionan un excelente entorno para la proliferación microbiana que puede incluir bacterias patógenas. Por lo tanto, es importante que las biopelículas y otros procesos de ensuciamiento se reduzcan en la mayor medida posible para maximizar la eficiencia del proceso y minimizar los riesgos para la salud relacionados con patógenos transmitidos por el agua.
Varios factores contribuyen al problema del ensuciamiento biológico y controlan su extensión. Temperatura de agua; el pH del agua; los nutrientes orgánicos e inorgánicos, las condiciones de crecimiento, tales como las condiciones aeróbicas o anaeróbicas, y, en algunos casos, la presencia o ausencia de luz solar, etc. pueden desempeñar un papel importante. Estos factores también ayudan a decidir qué tipos de microorganismos pueden estar presentes en el sistema de agua.
Tal como se describió anteriormente, el ensuciamiento biológico puede causar interferencias no deseadas en el proceso y, por lo tanto, debe ser controlado. Se utilizan muchos enfoques diferentes para el control del ensuciamiento biológico en procesos industriales. El método más utilizado es la aplicación de compuestos biocidas a las aguas de proceso. Los biocidas aplicados pueden ser de naturaleza oxidante o no oxidante. Debido a varios factores diferentes, tales como los problemas económicos y medioambientales, se prefieren los biocidas oxidantes. Los biocidas oxidantes tales como el gas de cloro, el ácido hipocloroso, los biocidas derivados del bromo y otros biocidas oxidantes se utilizan ampliamente en el tratamiento de sistemas de agua industriales.
Un factor para establecer la eficacia de los biocidas oxidantes es la presencia de componentes dentro de la matriz del agua que constituirían una "demanda de cloro" o una demanda de biocidas oxidantes. La "demanda de cloro" se define como la cantidad de cloro que es reducida o transformada en formas inertes de cloro por sustancias en el agua. Las sustancias que consumen cloro incluyen, pero no se limitan a, microorganismos, moléculas orgánicas, amoníaco y derivados amino; sulfuros, cianuros, cationes oxidables, pulpa, ligninas, almidón, azúcares, aceites, aditivos para el tratamiento del agua, tales como inhibidores de incrustaciones y corrosión, etc. El crecimiento microbiano en el agua y en las biopelículas contribuye a la demanda de cloro del agua y a la demanda de cloro del sistema a tratar. Se descubrió que los biocidas oxidantes convencionales son ineficaces en aguas que contienen una alta demanda de cloro, incluidos los limos pesados. Los biocidas no oxidantes se recomiendan, en general, para aguas de este tipo.
Las cloraminas son efectivas y se utilizan habitualmente en condiciones en las que existe una gran demanda de biocidas oxidantes tales como el cloro, o en condiciones que se benefician de la persistencia de un biocida 'oxidante'. Los sistemas de agua domésticos están siendo tratados cada vez más con cloraminas. Las cloraminas se forman, en general, cuando el cloro libre reacciona con el amoniaco presente o agregado a las aguas. Se han documentado muchos métodos diferentes para la fabricación de cloraminas. Ciertos parámetros clave de la reacción entre el cloro y la fuente de nitrógeno determinan la estabilidad y la eficacia del compuesto biocida fabricado. Los métodos descritos anteriormente se han basado en la formación previa de soluciones diluidas de los reactivos seguidos de su combinación para fabricar una solución de cloraminas. Los reactivos son una fuente de amina en forma de una sal de amonio (sulfato, bromuro o cloruro) y un donador de Cl (donador de cloro) en forma de gas o combinado con metal alcalinotérreo (Na o Ca). Asimismo, los métodos descritos se han basado en controlar el pH de la mezcla de reacción mediante la adición de un reactivo a un pH alto o mediante la adición por separado de una solución cáustica. El desinfectante fabricado de este modo debe ser suministrado inmediatamente al sistema que se está tratando, ya que el desinfectante se degrada rápidamente. La solución desinfectante se genera fuera del sistema que se está tratando y, a continuación, es suministrada al sistema acuoso para el tratamiento. En los métodos de fabricación descritos anteriormente para el tratamiento de líquidos para controlar el ensuciamiento biológico, se produjo un problema importante porque el ingrediente biocida activo era inestable químicamente y se descomponía rápidamente, resultando en una caída rápida del pH. Este rápido deterioro del ingrediente biocida resultó en una pérdida de eficacia. También se observó que el pH del ingrediente biocida activo nunca fue > 8,0, debido a la rápida descomposición del componente biocida (referenciado en el documento US5976386).
El documento GB 1569518 A1 hace referencia a un proceso para fabricar polímeros de etileno utilizando un mezclador estático.
El documento US 5.918.976 A da a conocer un proceso para formar un compuesto mezclando, por lo menos, dos componentes, que comprende las etapas de: hacer circular un componente específico a lo largo de una ruta de circulación; y mezclar el componente específico con un segundo componente diferente del componente específico haciendo fluir el segundo componente diferente del componente específico en el medio de la ruta de circulación en condiciones de mezcla específicas para formar un compuesto durante la circulación, en el que las condiciones de mezcla se controlan de tal modo que las condiciones de mezcla son cambiadas acompañadas de un aumento en la cantidad de formación del compuesto.
El documento US 5.976.386 A da a conocer un método y un aparato para tratar un líquido para inhibir el crecimiento de organismos vivos en el mismo agregando al líquido un ingrediente biocida activo formado al mezclar un oxidante y una fuente de amina, mediante: la fabricación de una dilución predeterminada del oxidante; la fabricación de una dilución predeterminada de la fuente de amina; la dosificación de manera sincronizada de las dos diluciones en un conducto para mezclarlas de manera continua según una relación predeterminada para fabricar el ingrediente biocida activo que tiene alta reproducibilidad, estabilidad y eficacia in situ en el conducto; y la inyección de manera continua del ingrediente biocida activo, ya que se fabrica in situ en el conducto, directamente desde el conducto al líquido que se está tratando.
El documento US 2005/271575 A1 describe nuevos dispositivos para sintetizar ferrato y sus utilizaciones. Un aspecto de la invención hace referencia a dispositivos y sistemas para sintetizar ferrato en un sitio próximo al sitio de utilización.
El documento US 2005/197474 A1 describe un método para la fabricación continua de polidienos, comprendiendo el método comprende las etapas de (a) cargar una mezcla de uno o varios monómeros, sistema catalítico y menos del 50 % en peso de solvente orgánico basado en el total peso del monómero, catalizador y disolvente, en el primer recipiente, (b) polimerizar el monómero a una conversión de hasta el 20 % en peso del monómero para formar una mezcla de polímero reactivo y monómero, (c) eliminar la mezcla de reactivo polímero y monómero del recipiente, y (d) terminar el polímero reactivo antes de una conversión total de monómero del 25 % en peso.
Compendio
La invención actual describe lo siguiente:
1. Un aparato para preparar adecuadamente un biocida oxidante estable.
2. Un aparato que es capaz de fabricar un biocida oxidante como fabricación a distancia o fabricación in situ.
3. Un método para fabricar un biocida oxidante estable sin la necesidad de diluir los componentes de la reacción antes de la combinación.
4. El biocida oxidante estable fabricado es la cloramina.
Breve descripción de las figuras
La figura 1 es una vista esquemática de un aparato no de acuerdo con la invención.
La figura 2 es una vista esquemática de una realización del aparato.
Descripción detallada
Lo anterior se puede comprender mejor haciendo referencia a las siguientes figuras, que están destinadas a mostrar las utilizaciones para llevar a cabo la invención.
La invención hace referencia a un aparato (no de acuerdo con la invención) para la fabricación de un biocida oxidante estable 10 que comprende, una primera línea de suministro 12, una segunda línea de suministro 14, una tercera línea de suministro 15, un agitador 16 y una salida de producto 17. La tercera línea de suministro 15 de la invención se utiliza para suministrar los medios de reacción y los reactivos al aparato para fabricar el biocida oxidante estable. La tercera línea de suministro 15 se utiliza para los medios de reacción, que es preferiblemente agua y, lo más preferiblemente, el agua de impulsión del sistema. El agua de impulsión puede ser derivada del proceso que se está tratando con el biocida oxidante.
En una realización según la invención, el aparato 10 utilizado en el método para la fabricación de cloramina comprende una primera línea de suministro 12, una segunda línea de suministro 14, un agitador 16 y una salida de producto 17 tal como se especifica en la reivindicación 1. Las primeras 12 y segundas líneas de suministro 14 son para el transporte de los reactivos que se utilizan para fabricar el biocida oxidante estable. Las realizaciones de la presente invención contienen los siguientes componentes en común, por lo tanto, la siguiente invención es relevante para todas las realizaciones.
El agitador 16 de la invención es un mezclador en línea que es estático. La salida de producto 17 de la invención está directamente conectada al proceso que se está tratando para facilitar la fabricación in situ del biocida oxidante, o puede estar en conexión con un dispositivo de almacenamiento, para almacenar el biocida oxidante para su utilización posterior. La invención también puede tener la salida de producto 17 en conexión fluida con el proceso que se está tratando para proporcionar la fabricación in situ del biocida oxidante.
El biocida estable para la fabricación con el aparato 10 es la cloramina. Los reactivos que pasan a través de las primeras 12 y segundas 14 líneas de suministro para la fabricación de cloramina estable son la fuente concentrada de cloro y la fuente concentrada de amina.

Claims (3)

REIVINDICACIONES
1. Utilización de un aparato (10) para la fabricación de cloramina, que comprende:
(i) una primera línea de suministro (12),
(ii) una segunda línea de suministro (14),
(iii) un mezclador en línea estático (16), y
(iv) una salida de cloramina (17),
en la que la primera línea de suministro (12) y la segunda línea de suministro (14) están en conexión fluida con la salida de cloramina (17), en la que la primera línea de suministro (12) y la segunda línea de suministro (14) se utilizan para suministrar una fuente de cloro concentrado y una fuente de amina concentrada para la fabricación de la cloramina.
2. Utilización, según la reivindicación 1, en la que la salida de cloramina (17) está en conexión fluida con un dispositivo de almacenamiento.
3. Utilización, según la reivindicación 1, en la que la salida de cloramina (17) está en conexión fluida con un proceso que se está tratando.
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