1,4-бис[3-окси-2-гидроксиаминобис(фосфонометил)пропил] бензол в качестве ингибитора солеотложений и коррозии металла

 

Использование: в качестве ингибитора солеотложений и коррозии металла. Сущность изобретения: продукт - 1,4-бис 3-окси-2-гидроксиаминобис(фосфонометил)пропил бензол ф-лы (H203PCH2)2N-CH2CH(OH)CH2OXO)- -OCH2CH(OH)CH2N (СН2Р03Н2) 2 БФ С-|бНз4№01бР2 выход 50%. Реагент 1: сн2-сн-сн2о-ю -осн,-сн-сн, v .S ™ N. / О Реагент 2: НМ(СН2РОзН2)2. Условия реакции: в водной среде при 100- 105°С. 2 табл. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

1 00 Ы

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4929400/04 (22) 12,02.91 (46) 07.03.93. Бюл. ¹ 9 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ Научно-производственного объединения "ИРЕА" и

Уральский лесотехнический институт им.

Ленинского комсомола (72) Н, В. Цирульникова, И, В, Карандеева, Б, Н. Дрикер и Н. М. Дятлова (56) Колотыгин Ю. А. Исследования в области образования и предотвращения карбонатной и сульфатной накипи при термическом определении воды Каспийского моря. Автореф, диссертации канд, техн. наук, М., 1980, 25 с, Авторское свидетельство СССР № 1636348, кл, С 07 F 9/38, 1989

Изобретение относится к химии фосфорсодержащих комплексонов, а именно к

1,4-бис(3-окси-2-гидро ксиами нобис(фосфонометил)пропил) — бензолу(БОПФ) формулы! (н,орсн,у -cH,OH(îíмн,о-©вЂ” ОСН CH(OH)< M(CH PO H 12 который может быть использован в качестве ингибитора солеотложения минеральных солей и коррозии металла в системах водо„„Я2„„1799873 А1 (si)s С 07 F 9/38, С 02 F 5/14 (54) 1,4-БИС-(З-ОКСИ-2-ГИДРОКСИАМИН О БИС(ФО СФ О Н О М ЕТИЛ)П Р ОП ИЛ)БЕ НЗОЛ B КАЧЕСТВЕ ИНГИБИТОРА СОЛЕОТЛОЖЕНИЙ И КОРРОЗИИ МЕТАЛЛА (57) Использование: в качестве ингибитора солеотложений и коррозии металла. Сущность изобретения: продукт — 1,4-бис(3-окси-2-гидроксиаминобис(фосфонометил)п ропил)бензол ф-лы (H O)POHCY()N CM)CH(OH(CH O O

OCH>CH(OH) CH>N (CH2 PОЪ1121 2

БФ С16НЗ4И201гР2. выход 50%. Реагент

СН2 СН-СН,О.©-ОСН;CH — CH, 0 О

Реагент 2: НМ(СНгРОзН )2. Условия реакции: в водной среде при 100 — 105 С. 2 табл. подготовки при создании замкнутых и бессточных схем водоснабжения, в том числе горячего.

Цель изобретения — расширение ассортимента ингибиторов, улучшение их потребительских свойств.

Цель достигается предлагаемым фосфорсодержащим комплексоном 1,4-бис(3-окси-2-гидроксиаминобис(фосфонометил)про пил)бен эолом формул ы 1.

Данное соединение в литературе не описано.

Можно предположить, что увеличение эффективности ингибирования солеотложений и коррозии обусловлено строением

БОПФ, Наличие в составе молекулы ароматического радикала и гидроксигрупп поло1799873

А1 — А2

А1

15 жительно сказывается как на степени ионизации молекулы реагента, так и возможности ее взаимодействия с активными центрами на поверхности зародыша и с поверхностью металла.

Синтез соединения осуществляют взаимодействием диглицидилового эфира гидрохинона с иминобис(метилфосфоновой)

КИСЛОТОЙ, Пример 1, Раствор 20,4 г (0,1 моль) аминобис(метилфосфоновой) кислоты в

10 мл воды, нейтрализуют раствором 16 г (0,4 моль) NaOH в 40 мл воды и добавляют

12,2 r (0,05 моль) диглицидилового эфира гидрохинона, Полученную суспензию нагревают до 100 — 105 С, выдерживают при этой температуре и перемешивании в течение 6 ч, охлаждают до 18 — 20 С и подкисляют концентрированной соляной кислотой до рН 1,8 — 2, Реакционный раствор после подкисления упариваютдо сиропообразной массы на водяной бане, отфильтровывая выпадающий осадок хлористого натрия. Процесс упаривания повторяют дважды, прибавляя каждый раз к сиропообразной массе по 30 мл воды. Остаток после упаривания заливают 50 мл метилового спирта.

Выпавший осадок целевого продукта отфильтровывают и сушат в вакуум-эксикаторе, Получают 16 r (50%), Найдено, %: С 29,8, 30,0; Н 5,2, 5,3; N 4,2

С 16 Н 34 2 О 16 Р2

Вычислено, %: С 30,29; Н 5,40; N 4,42.

Полученное соединение исследовали в качестве ингибитора солеотложений и коррозии, Пример 2, Воду с карбонатным индексом (произведение общей щелочности на кальциевую жесткость) 15 мг-экв/л (общая жесткость 5 мг-экв/л, щелочность

3 мг-экв/л) и 20 мг-экв/л (общая жесткость

5 мг-экв/л; щелочность 4 мг-экв/n), приготовленную смешением эквивалентных количеств CaCI2 u Na Н СО3, нагревают в автоклаве емкостью 200 мл, изготовленном из стали Х18Н9Т при температурах 150 и

170 С, В обрабатываемую воду вводят смесь ОЭДФ и ХДМЭИДА (прототип) при массовом соотношении 1, 1 в количестве 5 мг/л и БОПФв виде 0,1% в количестве 1 — 5 мг/л, В автоклав завешивают также пластинки, изготовленные из стали 3, время экспозиции 4 ч, Свойства реагентов ин гибировать солеотложения определяют по количеству осадка, образовавшегося на внутренней поверхности автоклава, путем растворения его в 0,1 н, растворе соляной кислоты и определении кальция по стандартной методике, 20

Скорость коррозии определяют по количеству железа, перешедшего в раствор, Содержание железа в растворе определяют кол ориметрически.

Эффекивность предотвращения отложений и коррозии определяют по формуле где А1 — интенсивность отложений (коррозии) в контрольном опыте;

A2 — интенсивность отложений (коррозии) в опыте с добавками.

Данные представлены в табл. 1.

Из данных, представленных в табл. 1, видно, что использование БОПФ позволяет снизить расход реагента по сравнению с прототипом в 2 — 4 раза при 150 — 170 С. При этом эффективность ингибирования солеотложений увеличивается с 64,5 до 77,4—

91,6% и ри 150 С и с 56,1 до 76,4 — 93,6% и ри

170 С. Это позволит расширить диапазон применения комплексонов в водоподготовке, использовать воду с большим карбонатным индексом при повышенных температурах. Реагент БОПФ также значительно (по сравнению с прототипом) при данных условиях уменьшает величину коррозии. Эффективность ингибирования коррозии возрастает с 47,5 — 51,2 до 75,7—

81,5%.

Довольно высокая термостабильность

БОПФ иллюстрируется следующим примером, Пример 3, Для определения устойчивости БОПФ раствор реагента с концентрацией 100 мг/л помещали в автоклав емкостью 200 мл и выдерживали в интервале температур 150 — 200"С в течение 4 ч, Степ ен ь разложения рва гента оп редел яли по количеству образовавшегося ортофосфата. Смесь ОЭДФ и ХДМЭИДА испытывали в аналогичных условиях. Полученные данные представлены в табл, 2, Из данных, представленных в табл, 2, видно, что БОПФ значительно более устойчив к термолизу. Возможно, что это обстоятельство обеспечивает его сравнительно более высокую эффективность, чем у прототипа, Использование БОПФ позволяет снизить расход реагентов, повысить возможную температуру для использования фосфорсодержащих комплексонов, повысить эффективность ингибирования солеотложений и коррозии. расширить

1799873

Таблица 1

Эффективность ингибирования солеотложений коррозии

Интенсивность коррозии г м ч

Эффективность ингибирования коррозии, Концентрация реагента мг/л

Карбонатный индекс, мг — экв

Температура,оС

ИнтенРеа гент

N. пlп сивность отложений, Г м ч

150 0,51

0,34

150

64,5

77,4

86,1

91,6

51,2

56,4

69.4

75,7

0,58

0,36

170

56,1

79,7

89,3

93,6

76,4

85,7

91,0

47,5

60,2

69,8

78,7

67,6

77,4

81,5

9

11

12

13

0,72

0,39

Таблица 2

Влияние температуры на степень разложения реагентов диапазон применения до карбонатного индекса 20 мг-экв/л.

Применение БОПФ в системах отопления и горячего водоснабжения позволит сократить затраты на подготовку воды (ее 5 смягчения с помощью Na-катионирования), Соответственно, при этом сокращаются расходы на поваренную соль, используемую для регенерации, расходы, связанные с очисткой рассолов после ре- 10 генерации.

ОЭДФ +

+ХДМЭ ИДА=

= 1:1 (прототип)

БОПФ

БОПФ

БОПФ

ОЭДФ+

+ХДМЭИДА=

= 1:1 (прототип)

БОПФ

БОПФ

БОПФ

БОПФ

БОПФ

БОПФ

Формула изобретения

1,4-Бис(3-0кси-2-гидроксиаминобис(фосфонометил)пропил1бензол формулы (Н,ОРСН,Ц -CH,CH(OH)CH О-©- OCH CH(OH) CH N (СК РО зК Д в качестве ингибитора солеотложений и коррозии металла, Эффективность ингибирования отложений, О