Способи інгібування та зменшення утворення відкладень у процесі байєра за допомогою полімеру, що містить групи гідроксамових кислот

1 Способ обработки потока щелока процесса Байера, содержащего образующие отложения компоненты, предусматривающий добавление к указанному щелоку эффективного количества ингибирующего образование отложений или модифицирующего отложения полимера, содержащего группы гидроксамовой кислоты или ее соли и имеющего средневесовую молекулярную массу в пределах примерно от 1000 до менее чем примерно 10000, для ингибирования действия образующих накипь компонентов и предотвращения отложений на оборудовании процесса Байера 2 Способ по п 1, отличающийся тем, что указанный поток представляет собой поток отработанного щелока 3 Способ уменьшения образования отложений на оборудовании процесса Байера, предусматривающий стадию добавления в любой перерабатываемый в указанном оборудовании щелок эффективного количества ингибирующего образование отложений полимера, содержащего группы гидроксамовой кислоты или ее соли и имеющего средневесовую молекулярную массу в диапазоне примерно от 1000 до менее чем примерно 10000, для уменьшения скорости образования отложений в оборудовании процесса Байера 4 Способ по п 3, отличающийся тем, что указанным оборудованием является варочный котел 5 Способ по п 3, отличающийся тем, что указанным щелоком является поток отработанного щелока 6 Способ облегчения удаления отложений с оборудования процесса Байера, предусматривающий стадию добавления к любому перерабатываемому на указанном оборудовании щелоку эффективного количества модифицирующего структуру отложения полимера, содержащего группы гидроксамовой кислоты или ее солей и имеющего средневесовую молекулярную массу в диапазоне примерно от 1000 до менее чем примерно 10000, с целью облегчения удаления отложений из оборудования процесса Байера 7 Способ по п 6, отличающийся тем, что указанным оборудованием является варочный котел 8 Способ по п 6, отличающийся тем, что указанным щелоком является поток отработанного щелока Процесс Байера, используемый для очистки боксита в процессе получения алюминия, хорошо известен Это наиболее широко используемый в мире способ и детали его технологического исполнения известны В процессе переработки бокситов способом Байера образуются некоторые нерастворимые вещества, которые имеют тенденцию отлагаться в виде накипи на стенках используемых в этом процессе приборов и оборудования, таких как трубы, автоклавы, насосы, теплообменники, отстойники, фильтры и т п В число этих веществ входят титанаты, силикаты, тригидраты и т п Силикаты в виде нерастворимых алюмосиликатов натрия часто называют DSP (ПДС), продуктами десиликации Эти вещества отличаются от заводских или рудных и, помимо того, что они существуют в виде накипи, присутствуют в загрязняющих количествах в различных технологических потоках Наличие этих веществ является отрицательным с точки О 00 (О (О ю зрения осуществления процесса Байера, поскольку они приводят к технологическим потерям Кроме того, образование накипи на оборудовании, приборах и т д , например, на стенках трубок теплообменников, автоклавов, отстойников, фильтров и трубопроводов, значительно снижает их производительность, поскольку прохождение технологических потоков по трубопроводам существенно затрудняется и снижается теплоперенос в технологическом потоке В настоящее время удаление накипи осуществляется вручную, с помощью отбойных молотков, динамита и т д , что является довольно дорогостоящим Промышленные предприятия явились инициаторами в нахождении путей решения проблемы удаления отложений, например, растворением, осаждением и т д и путем модификации условий осуществления некоторых стадий процесса Байера Например, в Европейской патентной заявке № 0582399 А2 говорится об использовании соединений аммония, соединений ароматических аминов и других соединений аминов, все из которых имеют определенную формулу, с целью изменения кремнийсодержащих материалов в процессе Байера Примерами таких добавок являются гидроксид тетраметиламмония, аминотри(метилен)фосфорная кислота, трипропиламин и т п Аналогично, в заявке Европейского патентного ведомства № 0586070 А2 для изменения кремнийсодержащих материалов в технологических жидкостях процесса Байера используют полимерные соединения четвертичного аммония и полиаминные соединения, такие как поли DADMAC и полиакриламиды Сущность изобретения Настоящее изобретение относится к использованию полимеров содержащих группы гидроксамовой кислоты или ее солей, имеющих средневесовую молекулярную массу примерно от 1000 до менее примерно 10000, для обработки щелоков процесса Байера, содержащих образующие отложения компоненты, чтобы изменить морфологию указанных компонентов и/или образующихся из них отложений, уменьшив, таким образом, количество f образующихся отложений и/или облегчив удаление существующих отложений в устройствах и оборудовании процесса Байера Использование содержащих гидроксамовые группы полимеров с целью исключения образования накипи за счет осаждения соединений щелочноземельных металлов, как то, содержащих ионы кальция, бария и т п из жидких сред, описано в патенте США № 4532046 Однако заявители не указывают на то, что эти полимеры могут быть использованы для обработки потоков процесса Байера, содержащих титанаты, силикаты и т п , которые имеют высокие значения температуры и рН, например, свыше 14 Также известно, что полимеры гидроксамовой кислоты используют, например, в качестве ингибитора промышленных охлаждающих жестких вод, (смотри патент США № 5308498), однако, для ингибирования коррозии железа и стали все равно используют соединения щелочноземельных металлов, например, содержащих ионы кальция, 56168 магния и т п Кроме того, высокомолекулярные полимеры, содержащие группы гидроксамовой кислоты или ее солей, известны как эффективные флоккулянты процесса Байера, используемые для удаления суспендированных твердых веществ Однако, используемые для этих целей полимеры чаще всего добавляют в те потоки процесса Байера, которые не влияют на образование отложений на оборудовании, приборах, трубах и т п (смотри патент США № 4767540) Как результат этого, в патенте нет указания на то, что описанные полимеры являются эффективными с точки зрения уменьшения образования отложений или ингибирования образования отложений Описание изобретения, включая предпочтительные варианты его осуществления Настоящее изобретение заключается в способе обработки щелока процесса Байера, содержащего образующие осаждения компоненты, который заключается в том, что к указанному щелоку добавляют эффективное количество полимера, содержащего группы гидроксамовой кислоты или ее соли, со средневесовой молекулярной массой в пределах примерно от 1000 до менее примерно 10000, ингибирующего процесс образования отложений или модифицирующего отложения Полимеры, содержащие группы гидроксамовой кислоты или ее соли, могут быть весьма различными и должны быть достаточно стабильны и сохранять свою эффективность при высоких температурах, например, в пределах от 185 до 225°F и сильно щелочной среде, например, при общем содержании щелочи в расчете на эквивалент карбоната натрия от 80 до 400г/л Может быть использован любой водорастворимый полимер, содержащий группы гидроксамовой кислоты или ее соли, особенно те полимеры, которые содержат боковые группы формулы о — С — NH — OR где R представляет собой атом водорода или катион Эти полимеры могут представлять собой производные полимеров, содержащих боковые сложноэфирные, амидные, ангидридные, нитрильные и т д группы, в результате реакции их с гидроксиламином или его солями Примеры полимеров, которые могут быть использованы для такой химической реакции с целью прививки к ним боковых групп гидроксамовой кислоты или ее соли, включают полимеры на основе сложных эфиров акриловой, метакриловой, кротоновой и др кислот, как например, те, что получают из метилакрилата этилакрилата, третбутил а крилата, метил метакрилата, этилметакрилата, циклогексил метакрилата, диметиламиноэтилакрилата, метилкротоната и т п , полимеры на основе малеинового ангидрида и его сложных зфиров, нитрильные полимеры, например, те, которые получают из акрилонитрила, метакрилонитрила и т п , амидные полимеры, как например, те, что получают из акриламида, метакриламида и т п , или тройные сополимеры вышеуказанных 56168 ление существующих отложении в устройствах и оборудовании процесса Байера Предпочтительными полимерами являются сополимеры (алк)акриламида с акриловой кислотой, акрилатом натрия, метакриловой кислотой, метакрилатом и т п , взятых в количестве до 95 мольн % Средневесовая молекулярная масса полимеров, используемых при осуществлении настоящего изобретения, должна лежать в пределах примерно от 1000 до менее примерно 10000, предпочтительно примерно от 2000 до 9000 Гидроксамовый полимер может быть непосредственно введен в устройство, оборудование и т п , в котором необходимо ингибировать, модифицировать и т д процесс образования отложений, например, в суспензионные смесители, варочные котлы, газгольдеры, отстойники, фильтры, циклонные сепараторы песка и т п Однако предпочтительно вводить гидроксамовый полимер во входящий поток или рециркуляционный поток или Например, водный раствор акриламида или щелок, поступающий в любой их этих приборов акриламида и сомономера, например, акриловой или установок кислоты, можно добавить к углеводородному маслу в присутствии подходящего эмульгатора с цеКоличество добавляемого гидроксамового полью получения эмульсии типа «вода-в-масле», в лимера зависит, в основном, от состава обрабакоторой масло является непрерывной фазой, а тываемого щелока, и обычно все, что требуется, раствор мономера представляет собой дисперсэто количество его, обеспечивающее ингибированую фазу Полимеризация полимера приводит к ние образования отложений Однако обычно слеобразованию эмульсии типа «вода-в-масле», в дует использовать не менее примерно 0,1мг гидкоторой масло является дисперсионной средой, а роксамового полимера на литр щелока, раствор полимера составляет дисперсную фазу предпочтительно - не менее примерно 1,0мг/литр Последующее взаимодействие полимера с гидроМогут быть использованы большие или меньксамовой кислотой или ее солями приводит к обшие количества гидроксамового полимера, и все разованию эмульсии гидроксамового полимера это входит в объем притязаний настоящего изотипа «вода-в-масле», которая может быть испольбретения зована как таковая при осуществлении настоящеПредставленные ниже примеры даны только с го изобретения или обращена в воду с образовацелью пояснения сущности настоящего изобретением разбавленного водного раствора ния и не ограничивают объема его притязаний, за гидроксамового полимера, который может быть исключением объема, охватываемого приведенприменен в настоящем изобретении ной ниже формулой изобретения Все части и проценты являются массовыми, если это специИспользуемые при осуществлении настоящеально не указывается го изобретения полимеры должны иметь степень превращения в гидроксамовые полимеры примерПример 1 но от 1 до 90 мольн %, предпочтительно примерТитанатная накипь но от 5 до 75 мольн %, и наиболее предпочтиСерию лабораторных варок провели в присуттельно примерно от 10 до 50 мольн % ствии различного количества гидроксамовых полимеров, добавленных к суспензии Для каждой Приемлемыми солями гидроксиламина являварки готовили 125 граммов модельной варочной ются сульфаты, сульфиты, фосфаты, перхлораты, среды и различные количества гидроксамового гидрохлориды, ацетаты, пропионаты и т п, рН полимера Гидроксамовый полимер имел среднереакционной среды доводят до величин примерно весовую молекулярную массу примерно 1500 и 3-14, предпочтительно более 7,0, с помощью досодержал примерно 70% гидроксамовых функциобавления к раствору кислоты или основания нальных групп Модельную среду нагревали до При осуществлении настоящего способа мо143°С в течение 15 минут После охлаждения жет быть использован любой водорастворимый примерно до 90°С полученные суспензии фильтполимер, при условии, что после взаимодействия ровали Фильтраты помещали в емкости для храс гидроксамовой кислотой он действует таким обнения и следили за образованием отложений на разом, что изменяет морфологию существующих стенках емкости для хранения Полученные реотложений или образующий отложения компонент зультаты представлены ниже в щелоке, уменьшая, таким образом, количество образовавшихся отложений и/или облегчая удасложных эфиров, нитрилов и амидов и т д Полимеры, содержащие группы гидроксамовой кислоты или ее солей, хорошо известны и описаны в патентах США №№ 3345344, 4480067, 4532046, 4536296 и 4587306, которые все включены в данную заявку в качестве ссылок Общая методика их получения включает взаимодействие полимера, содержащего боковые реакционноспособные группы, в растворе с гидроксиламином или его солями при температуре, лежащей в диапазоне примерно от 50°С до примерно 100°С, в течение нескольких часов при повышенном значении рН Таким образом, примерно от 1 до 90% доступных реакционноспособных групп полимера может быть замещено группами гидроксамовой кислоты или ее солей Гидроксамовый полимер, помимо возможности его использования в виде водного раствора, может быть использован в виде латекса или обратной эмульсии Пример 1А 1В 1С Количество добавленного полимера (млн доли) 0 20 100 Отложения На внутренней поверхности Незначительные Очень незначительные 7 56168 Пример 2 Уменьшение количества титанатных отложений к сильному щелоку, полученному из концентрированного отработанного щелока процесса Байера, добавляют ЮОмлн частей гидроксамового (58%) полиакриламида, имеющего молекуляр 8 ную массу примерно 8000 Образования отложений не установлено даже после продолжительного хранения, однако в образце, не содержавшем гидроксамового полимера, наблюдалось заметное образование накипи Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24