Синтез новых полидентатных соединений на основе аминов и амидов

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ХИМИКО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Специальность: 5А522402 - Химическая технология продуктов

основного органического синтеза

УДК 66.071; 620.197.3+541.49

Диссертация

на соискание академической степени магистра

СИНТЕЗ НОВЫХ ПОЛИДЕНТАТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

НА ОСНОВЕ АМИНОВ И АМИДОВ

ГАЗИХОДЖАЕВА НАРГИЗА МИРАЗИЗОВНА

Ташкент - 2009

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ИНГИБИТОРЫ ОТЛОЖЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ СОЛЕЙ, ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ

1.1 Получение ингибиторов отложения минеральных солей

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Исходные реагенты

2.2 Синтез метилольных производных мочевины и тиомочевины

2.3 Методика определения эффективности ингибирования

2.4 Физико-химические методы анализа

ГЛАВА 3. СИНТЕЗ ПОЛИДЕНТАНТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ И ПОЛУЧЕНИЕ ИНГИБИТОРОВ СОЛЕОТЛОЖЕНИЯ

3.1 Конденсация мочевины и тиомочевины с альдегидами

3.2 Конденсация салициловой кислоты с формальдегидом

3.3 Изучение процесса синтеза ингибиторов основе этаноламина

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Узбекистан располагает огромными запасами природного газа, нефти, газоконденсата и др. Ежегодно добывается около 60 млрд. метр куб природного газа, свыше 5 млн. тонн нефти, 3,2 -3,5 млн. тонн газоконденсата. Однако такое ценное сырье для получения многочисленных органических продуктов, используется очень слабо. Только около 10 % добываемого газа подвергается химическому превращению. Нефть и газоконденсат не используется как сырьё для получения органических продуктов.

В тоже время, продукты около 10 тыс. наименований могли бы синтезироваться из нефти, газа и газоконденсата, но они привозятся из других стран за валюту.

Будущее развитие экономики Республики, в основном зависит от целенаправленной переработки природных богатств: природного газа, нефти, газоконденсата, угля и др.

В Республике налажено крупнотоннажное производство таких продуктов как, альдегиды, амины, амиды, кислоты и др., которые являются ценным сырьем для получения прежде всего: ингибиторов солеотложение, ионообменных смол, которые привозятся из других стран за валюту.

Известно, ОАО «Максам-Чирчик», ОАО «Навоиазот», «Азот» (г.Фергана) образуется, в количестве более 600 тонн в год так называемая «кубовая остатка вакуумной перегонки моноэтаноламина». Кубовая остатка вакуумной перегонки моноэтаноламина до настоящего времени не находит применение и направляется в узел БХО.

Одной из весьма важных отраслей полидентатных соединений является применение их в качестве ингибиторов минеральных солей. При добавке к воде их от 2-10 г/м3 они более чем 90% предотвращают образование накипи на поверхности теплообменных аппаратов, паровых котлов и трубопроводов. До настоящее время в Республике для предотвращение образовавшиеся накипи с успехом использовали ингибиторы отложения минеральных солей такие как: ИОМС-1, ОЭДФК, ОЭДФ, СК-100, НТФ и др. Однако, высокая стоимость (5-10 тыс./т) долларов США за тонну препятствует приобретения и применение высказанных ингибиторов отложения минеральных солей.

В тоже время в республике имеются все необходимое сырьё, материалов и оборудования для производства ингибиторов отложения минеральных солей. В Республике ежегодно выпускается более 600 тыс. т. мочевины, 1000 т. тиомочевина, 7 тыс. т формальдегида, водорастворимые полимеры таких как: К-4, К-9, унифлок, КФЖ и др., которые может быть использованы как основное сырьё производства ингибиторов отложения минеральных солей.

Связь диссертационной работы с тематическими планами НИР.

Настоящее исследование проведено согласно Гранта по фундаментальным исследованиям Комитета по координации и развития техники и технологии при КМ РУз, шифр ОТФ-3-143, на тему: «Исследование закономерностей формирования структур полидентатных соединений с заранее заданным строением, предназначенных для предотвращения аномальных явлений в нефтегазодобывающей промышленности».

Цели и задачи исследования:

- изучение процесса поликонденсации мочевины и тиомочевины с формальдегидом и ацетальдегидом в присутствии кислых катализаторов;

- синтез, исследование свойств и разработка технологий новых ингибиторов отложения минеральных солей.

Практическая ценность работы.

- разработаны удобные методы синтеза полидентантных комплексонов, на базе местного сырья;

- на основе кубового остатка вакуумной перегонки моноэтаноламина разработан новый высокоэффективный ингибитор отложения минеральных солей - ИОМС - экстра.

Научная новизна и результаты работ.

- изучен синтез новых полидентатных комплексонов, с заранее заданным строением, на основе мочевины, тиомочевины, формальдегида, кротонового фракции и аммиака.

- разработаны новые композиции на основе полидентатных соединений для предотвращения солеотложения, который эффективно защищает от накипообразования теплообменных аппаратов при конструкции 1-4 мг/л. Их эффективность составляет 90% и выше.

Апробация работы. Основные результаты исследования доложены и обсуждены на конференциях: «Технологии переработки местного сырья и продуктов», сборник трудов республиканской научно-технической конференции (Ташкент, 2008 г.); «Умидли кимёгарлар-2008», Труды научно-технической конференции; (Ташкент-2008), «Умидли кимёгарлар-2009», Труды научно-технической конференции молодых ученных: докторантов, аспирантов, научных сотрудников и студентов бакалавриата и магистратуры (Ташкент-2009),

Опубликованность результатов. По теме магистрской диссертации опубликованы 2 тезисов докладов на различных конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 73 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, обсуждения результатов, экспериментальной части, заключения, указателя литературы из 70 наименований и приложения.

ГЛАВА 1. ИНГИБИТОРЫ ОТЛОЖЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ СОЛЕЙ, ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ

1.1 Получение ингибиторов отложения минеральных солей

Проблема создания замкнутых водоснабжений, экономика водных ресурсов требует применение эффективных средств защиты поверхностей тепло подогревателей, трубопроводов, паровых котлов и других агрегатов от минеральных отложений. Минеральные соли, карбонаты, сульфаты кальция, бария, железы и др., растворенные в воде при нагревании образуют трудно растворимых накипов, которые приводят снижению теплопроводимости, перерасходу энергоносителей, требуют дополнительных затрат связанных с предупреждением накипообразовании [1-6].

Весьма важной проблемой снижения водоотведения, охраны окружающей среды, водопотребления и энергосбережение могут быть решены в результате ингибирования отложений минеральных солей, коррозии, эрозии и других аномальных явлений [7]. В результате применения эффективных ингибиторов солеотложение появляется возможность. Создание оборотных, бессточных и замкнутых систем, максимально соответствующих требованиям современных производств и экологии. Поиск оптимальных средств для предотвращения аномальных процессов и совершенствование систем водоснабжения является весьма актуальной проблемой.

В системах водоснабжения одновременно могут развиваться несколько процессов, приводящих теплопередачи, перерасходу воды, энергии и снижению качества продукции.

Скорость отложений на поверхностях теплообменных аппаратах обусловлено не только физико-химическим составом воды, но и состоянием поверхностей теплообмена, скоростью потока и температурой. С повышением величины температурного градиента интенсивность отложений возрастает.

Существует два вида предупреждения аномальных явлений - безреагентные и реагентные.

К безреагентным методам предупреждения относится магнитная обработка, обработка воды электрическим током, покрытия внутренней поверхности труб и др. Безреагентные методы предупреждения требуют значительное энергозатраты.

Реагентное предотвращение аномальных процессов основано на деминерализации воды с помощью ионообменных смол и применение ингибиторов отложений минеральных солей. В настоящее время в водоподготовке применяются 4 вида ионитов - Ку-2-8а, сульфоуголь. АН-17 и АН-31. Недостатками деминерализации воды с помощью ионообменных смол является большие энергетические и материальные затраты. Иониты через каждый 8 часов регенерируются растворами кислот, щелочей, поваренной соли.

Применение ингибиторов отложений минеральных солей водоснабжения и водоподготовке является весьма эффективным, перспективным и экономичным среди других методов. Добавляя от 1 до 100 г на 1м3 воды можно достичь полного предотвращения солеотложения.

Процессы добычи нефти часто сопровождаются отложением твердых осадков неорганических веществ, накапливающихся на стенках скважин и подъемных труб, в насосном оборудовании и подготовки нефти. В составе осадков преобладают соли: сульфаты кальция (гипс и ангидрит), карбонаты кальция (кальцит), сульфаты бария (барит), сульфаты стронция (целестин), хлориды натрия (галит или поваренная соль) и др. Накопление солей осложняет добычу нефти, приводит к порче дорогостоящего оборудования, трудоемкими ремонтными работам, а в итоге к незначительному недобору и потерям нефти. В США, убытки от солеотложений в скважинах и нефтепромысловом оборудовании по оценке ведущего американского специалиста О. Ваттера, превышают 1 млрд. доллар ежегодно [8].

Главный источник выделения солей - вода, добывающая вместе с нефтью. Ее химический состав постоянно меняется по мере выработки запасов нефти, что обусловливает многообразие и изменчивость в времени, состава солевых отложений, В нашей стране более 90% нефти добывается на месторождениях с применением заводнения. Солеотложение отмечено в основном при разработке нефтяных залежей с внутриконтурным заводнением а также на естественном водонапорном режиме и при использовании некоторых химических реагентов и углекислого газа [9].

Эффективность мер борьбы с солеотложением при добыче нефти зависит от комплексного подхода к решению данной проблемы. Необходимо знание физико-химических процессов и отложение солей в различных условиях залегания нефти и разработки нефтеносных пластов, уменее заранее прогнозировать, надежно контролировать возможное появление солевых осадков в процессе эксплуатации скважин. Особое внимание должно уделятся правильному выбросу методов борьбы с отложением солей, позволяющих добиться наибольшей их эффективности в конкретных промысловых условиях с учетом экономической целесообразности.

Практическая важность и в тоже время значительная сложность многосторонней проблемы солеоотложений, при добыче нефти, привели к появлению большого числа разработок и журнальных публикацией по многим частным вопросам, однако обобщающей комплексной работы до сих пор не имеется [10]. В последнее время для предупреждения отложений минеральных солей при добыче, транспортирование и переработке нефти нашли успешное применение ингибиторы солеотложение. В качестве ингибиторов отложений минеральных солей при добыче нефти, а также в энергетике, водоподготовки и др. Используются водо - растворимые полимеры, неорганические и органические фосфонаты, полиамины, аминоспирты и др. [8]. К ингибиторам отложений минеральных солей предъявляются следующие требования:

а) повышать антикоррозионную активность среды пластовой, сточной, попутно - добываемой и пресной вод;

б) оказывать положительное действие на механизмы подготовки и переработки нефти;

в) повышать эффективность действия диэмульгаторов;

г) не оказывать отрицательного действия на окружающую среду;

д) количественно определяться в слабых растворах простым и доступным методом промысловых лабораториях;

е) оказывать эффективность при малых дозировках;

ж) сохранять активность и предупреждать отложения минеральных солей при t0С до 200-2500С;

з) предупреждать отложения минеральных солей различного типа - сульфатов кальция, бария, карбонатов кальция;

и) обладать низкой температурой застывания до - 500С.

Для того чтобы учесть все вышеуказанных требования необходимо создание ингибитора с универсальной структурой, т.е. композиция веществ обладающих высокой ингибирующей активностью, так называемое «активная начало». В качестве действующего вещества, из наиболее распространенных, является неорганические фосфаты (гексаметафосфат натрия, триполифосфат натрия полиметаллический фосфат и т.д.), фосфорорганические соединения (кислоты и их соли), полимерные соединения и др.

Гладя на химические свойства композиций, к потенциальным ингибиторам солеотложение могут быть отнесены, полифосфаты, производные сульфокислот, органические производные фосфорной и фосфоновой кислот, низкомолекулярные поликарбоновые кислоты, полимеры и сополимеры карбоновых кислот типа акриловой и малеиновой, и их различные композиции.

На основе разнообразия химического строения ингибиторы солеотложения были разделены на две группы:

а) Однокомпонентные (делятся на анионные и катионные),

б) Многокомпонентные композиции (смесь различных ингибиторов, и даже когда один из компонентов не является ингибиторам).

Из наиболее распространённых ингибиторов отложения неорганических солей приведены в таблице.

1) Полиакриловая кислота (ПАК) полиметакриловая кислота (ПМАК) и ингибиторы солеотложения, относящиеся к анионному классу и являются производными карбоновых кислот.

2) 2-акриламид-2-метилпропилсульфокислота или сополимер с акриловой кислотой - анионных ингибиторы отложения солей, производные сульфокислот.

Таблица 1 Ингибиторы отложения солей

Ингибитор	Отложений солей	Область применения	Предпочтительная дозировка, мг/л	Защитный эффект, %
Однокомпонентные
Полиакриловая Кислота (ПАК), полиметакриловая кислота (ПМАК)	Карбонаты и сульфаты кальция, бария	Нефтяные и газовые скважины, продуктивные пласты, аппараты подготовки нефти, теплообменники. Испарители морской воды.	10 - 20 1 - 3	68 - 70
2-акриламидо-2-метилпропилсульфокислота или сополимер	Карбонаты и сульфаты кальция	Системы заводнения	10 - 20	90 - 100
Полифосфаты щелочных металлов (неорганические полифосфаты)	Карбонаты и сульфаты кальция	Скважины, выкидные линии, насосы, аппараты подготовки нефти	10 - 20	80
Фосфатированные оксиэтилированные эфиры многоатомных спиртов	Карбонаты кальция, сульфаты кальция и бария	Нефтяные скважины, выкидные линии, насосное оборудование, продуктивные пласты	2 - 10	90 - 100
Фосфатированные оксиэтилированные амины и аминоспирты	То же	Нефтяные скважины	5 - 10	До 100
Фосфатированные оксиэтилированные одноатомные спирты	То же	Нефтяные и газовые скважины, выкидные линии, теплообменники, продуктивные пласты	10 - 50	До 100
Органические эфиры полифосфорной кислоты	Карбонаты кальция, сульфаты кальция и бария	Нефтяные и газовые скважины, выкидные линии, теплообменники, продуктивные пласты	10 - 100	До 100
Оксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ)	Карбонаты и сульфаты кальция	Нефтяные скважины, призабойная зона пласта, оборудование скважин и системы подготовки нефти	5	90 - 100
Нитрилотриметилфосфоновая кислота (ИСБ-1)	Карбонаты и сульфаты кальция	Нефтяные скважины, продуктивный пласт, промысловое оборудование	5	Более 90
Нитрилотриметилфосфоновая кислота (НТФ)	Сульфаты и карбонаты кальция	Нефтяные скважины, продуктивный пласт, промысловое оборудование	5	Более 90
2-окси-1,3-диаминопропан-N,N,N,N-тетраметиленфосфоновая кислота (ДПФ-1)	Карбонаты и сульфаты кальция	Скважины, продуктивный пласт	15 - 25	Более 90
Аминофосфоновые кислоты	Карбонаты и сульфаты кальция	Системы заводнения. Нефтяные скважины	10 - 25	90 - 100
Полиэтилкенполиамин-N-метилфосфоновая кислота (ПАФ-1)	Карбонаты и сульфаты кальция	Нефтяные скважины, оборудование по подготовке нефти	20	Более 50
Полиалкиленполиаминополи-оксиметиленфосфоновая кислота	Карбонатные и сульфатные соли	Нефтяные и газовые скважины	2 - 20	До 100
ПАФ-13 ингибитор на основе полиалкиленполиаминметил-фосфоновой кислоты	Карбонатные и сульфатные соли	Нефтяные скважины, продуктивный пласт	20	Более 70
Производные полиалкиленаминов (алкили-рованные, оксиалкилирован-ные , ацилированные и др.)	То же	Нефтепромысловое оборудование	2 - 5	Более 70
Триметилалкиламмоний	Сульфаты кальция	Нефтепромысловое оборудование, выкидные линии, нефтяные и газовые скважины	4 - 40	До 100
Основания, содержащие оксипропилированный радикал	То же	Нефтепромысловое оборудование	10 - 50	До 100
1-алкилпиридиниевые основания	То же	То же	4 - 20	До 100
Аминоспирты	Карбонаты кальция, сульфаты кальция и бария	Система заводнения, нефтяные скважины	0,1 - 500	До 100
Полифосфат + неионогенный ПАВ (этоксилированный коксовый амин)	Карбонат и сульфат кальция	Нефтепромысловое оборудование	80 - 400	До 100
Эфир фосфорной кислоты + неионогенный ПАВ	То же	Нефтепромысловое оборудование, системы заводнения	0,5 - 100	Более 90
Этилендиаминотриметилен-фосфонат калия + пирофосфат калия	Карбонат и сульфат кальция	Нефтяные скважины	2 - 4	До 100
Полифосфат + N,N - дигид-роксиэтилглициат щелочного металла	То же	Нефтяные скважины, теплообменное оборудование	10 - 20	До 100
Аминотриметиленфосфоновая кислота + соль Zn или Fe, Cu, Cd, Al, Mn и др.	То же	Нефтепромысловое оборудование	1 - 50	Более 90

3) Полифосфаты щелочных металлов (неорганические полифосфаты) - анионные ингибиторы, соли фосфорной кислоты, при соотношении Nа2О:Р2О5 от 1 до 2. Наиболее распространен гексаметафосфат

натрия (ГМФН) (NаРО3)6, бесцветные прозрачные пластинки, и триполифосфат натрия (ТПФН) - белый порошок.

Низкая термостабильность - один из основных недостатков полифосфатов. При температуре выше 500С они гидролизуются и переходят в ортофосфаты, которые образуют с ионами Са трудно растворимые осадки. В открытых водоёмах они стимулируют рост сине-зеленых водорослей.

Фосфатированные оксиэтилированные эфиры многоатомных спиртов, фосфатированные оксиэтилированные одноатомные спирты - фосфорорганические ингибиторы отложения солей, относящиеся к классу. В сравнении с неорганическими полифосфатами, фосфорорганические ингибиторы отложения солей более термически устойчивые, и не способствуют развитию сине-зеленых водорослей, при попадании в открытие водоёмы.

Органические эфиры полифосфорной кислоты с общей формулой:

где R-алкильный радикал, обычно с С1-С10.

Эти соединения можно рассматривать как неорганические полифосфаты, в которых остатки металла замещены на алкильные радикалы.

Оксиэтилидендифосфорная кислота (ОЭДФК)

С2Н8О7Р2-белый кристаллический порошок, без запаха, малотоксичный, хорошо растворим в воде, кислотах, спиртах, щелочах, метаноле и этаноле.

Молекулярная масса 206,02, температура застывания-16,50С (50%-ный р-р), температура самовоспламенения аэровзвеси 3400С, аэрогеля 2210С, вязкость при температуре 200С равна 0,0156 Па. С. ОЭДФК образует очень прочные комплексны с рядом катионов, как с щелочноземельными, так и с переходными Ме.

Нитрилотриметилфосфоровая кислота (ИСБ-1) С3Н12NO9P3 товарный продукт представляет собой белый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде. Температура застывания - 8,40С (50%-ный р-р). Вязкость при t = 200С равна 0,0155 Па с рН=0,1 (25%-ный р-р). Температура самовоспламенения аэровзвеси 3700С, аэрогеля 3200С. Нитрилотриметилфосфоновая (НТФ) - комплексон с формулой:

2-Окси-1,3 диаминопропан - N,N,N,N - тетраметиленфосфоновая кислота (ДПФ-1) малотоксичен, хорошо растворим в воде, температура замерзания до минус - 1000С. Коррозионная активность - 0,12 мм/год.

Полиэтиленполиамин -N-метилфосфоновая кислота (ПАФ-1) - эффективный ингибитор солеотложения в области повышенных температур (выше 600С). Используют 22-25% водные растворы солей данной кислоты, нейтрализованные щелочью до рН = 5-6. Температура замерзания минус 280С, вязкость при температуре 200С - 0,017 Па.с, а при температуре минус 200С - 0,388 Па.с. В зимнее время рекомендуют применять в виде композиций с гликолями.

Молекулярная масса 600-800. Соединение может употребляться как водо-, так и маслорастворимой форме (в качестве растворителей рекомендуется использовать смеси этилового или изопропилового спирта с толуолом, бензолом, ксилолом).

Производные полиалкиленаминов - катионные ингибиторы отложения солей, относящиеся к группе полиаминов (в молекулах 6 аминогрупп). Предпочтительны малорастворимые формы ингибиторов в виде 20%-ных растворов в каком-либо ароматическом растворителе.

Триметилалкиламмоний - катионит ингибитор группы моноаминов. Рассматривается как четвертичное аммониевое основание.

К катионным ингибиторам группы моноаминов, рекомендуемых для снижения интенсивности отложений сульфата кальция, относятся также четвертичные аммониевые основания, содержащие оксипропилированный радикал

Где, R,R,R - углеводородные радикалы С1- С4 и 1-алкилпиридиновые основания

Аминоспирты - в качестве ингибитора солеотложения предначитается триэтаноламин - N(C6H4OH)3. Также для предотвращения отложений неорганических солей используют многокомпанентные смеси, в которых один из компонентов не является ингибиторам солеотложения, но может усиливать его действие. Например, используют композиции, в состав которых входит поверхностью - активное вещество (ПАВ) обычно непоногенной природы.

Полифосфат неионогенный ПАВ - композиция из этоксилированного коксового амина С12H35(C2H4O)NH2 и водорастворимого триполифосфата или гексаметафосфата натрия.

Эфир фосфорной кислоты неионогенный ПАВ - композиция в систему водоснабжения, дозируется в зависимости от минерализации водной фазы - от 0,5 до 100 мг/л при соотношении неионогенного ПАВ и эфира фосфорной кислоты от 10:1 до 1:10.

Этилендиаминотриметиленфосфонат калия пирофосфат калия - синергетическая композиция на основе комбинации полифосфата с аминофосфатом отличительная особенность данной композиции замерзания, - 27% с, что даёт преимущество использовать ее зимой.

Полифосфат N,N - дигидроксиэтилглициат щелочного металла - соотношение дигидроксиэтилглицина и полифосфата составляет от 1 :4 до 1: 20. Присутствие дигидроксиэтилгалицина замедляет распад полифосфатов в ортофосфату и придает композиции определенную буферность действия. Для обработки скважин рекомендуется водный раствор композиции, содержащей 20%-ный ГМФН и 5% натриевой соли дигидроксиэтилглицина.

Аминотриметиленфосфоновая кислота соль Zn или Fe, Cu, Cd, Ae, Mn и др. соли многовалентных Me способствуют расширению потенциала адсорбции ингибиторов, что увеличивает эффективность его действия. Так, добавки Zn и других солей многовалентных Ме повышают эффективность действия аминофосфонатов, полиакрилатов.

Выбор ингибитора осуществляется экспериментальным методом в зависимости от условий месторождения. Ингибиторы солеотложения должны обладать следующими качествами:

- оценка агрегатного состояния: Допускаются только порошкообразное вещества и жидкости. Не допускаются пастообразные вещества и расслаивающиеся жидкости. Жидкости не должны иметь крупных взвешенных и оседающих примесей. Для жидких реагентов температура застывания не должна превышать минус - 400С.

- определение нерастворимых в воде примесей: Содержание нерастворимых в воде примесей не должно превышать.

- определение принадлежности реагента к ингибиторам отложения солей: Величина индукционного периода (время появления твердой фазы в перенасыщенном растворе осадкообразующей соли, должно быть не менее 10 мин.

- определение совместимости ингибитора с пластовой водой: Полная совместимость с пластовой водой данного месторождения без расслаивания системы и образования осадок.

- оценка ингибирующей активности: Ингибитор считается эффективным если уменьшения скорости образования осадка на поверхности нагрева превышает 80% при расходе ингибитора не более 10 мг/л.

- определение коррозионной активности: Ингибитор считается испытанным, если на поверхности контрольного образца будут отсутствовать язвы и питтинги. Скорость коррозии стали Х18Н9Т (плунжеры дозировочных насосов) и Ст. 3 (емкости и трубопроводы) в рабочем растворе ингибитора не должна превышать 0,1 мм/год.

- исследование влияния ингибиторов на качестве подготовки нефти: В присутствии деэмульгатора ингибиторы не должны увеличивать содержание солей и воды в нефти при ее подготовке.

- испытание на термическую стабильность: Сохранение эффективности действия ингибитора при нагреве его рабочего раствора до 1300С.

Основные результаты полученные при использование ингибиторов отложений минеральных солей приведены в работах [11-29].

Производные фосфоновых кислот - аминометилфосфонаты предназначенные для предотвращения и растворение накипов выпускаются фирмой « Albright and Wilson» под торговым названием Брикуэет в виде смеси кислоты и ее натриевых солей с различной степенью замещения, а также компанией «Caldon Corporation» в виде смеси кислоты и солей поливалентного металла. На основе аминометиленфосфоновых кислот фирмами разработаны следующее виды товарных реагентов [7].

Бринуэст 301 - 50А, 50%-ный раствор кислоты

Также, предложены в качестве ингибитора солеотложений Брикует 422-25; 543-50А, 231-253, Трикуэст АДРА-60А и др.

В настоящее время в промышленности в широком масштабе применяется ингибитор отложений минеральных солей, условно названный «ИОМС-1». ИОМС-1 представляет собой водный раствор натриевой соли аминометиленфосфоновой кислоты -плотностью 1,35-1,41 кг/м3, получаемой взаимодействием реагента на основе хлористого аммония с формалином и фосфористой кислотой [30].

Самборским И.В. и др. получен ингибитор отложения минеральных солей смесь органических аминофосфонатов, получаемых фосфорилированием формальдегидом и фосфористой кислотой смесь полиэтиленполиамина, моноэтаноламина, карбамида, гексаметилендиамина, хлорид аммония в кислой среде с последующей нейтрализацией [31].

Высокая степень предотвращения отложений минеральных солей достигается при применении композиции, состоящая из этиленгликоля, полиэтиленполиамин-N-метилметилфосфоновой кислоты или ее соли.

Предложен в качестве ингибитора образования осадков карбоната, сульфата и фосфата кальция полимер с элементарным звеном:

Где М=Н или катион одновалентного металла: R-алкил С1 - С6 (лучше - СН3 и С6Н13). Этот ингибитор защищает от накипообразования при концентрации 0,5-500 мг/дм3.

В качестве ингибитора отложений минеральных солей было предложено использовать ингибиторному композицию включающую, фосфонкарбоновую кислоту общей формулы (ОН)2Р(О)С(R)CН2CООН)СООН например 2-фосфанбутен-1,2,4-трикарбоновую кислоту [32].

Для предотвращения коррозии и солевых отложений предложены композиции, содержащие водорастворимый сополимер акриловой кислоты и алилгидроксипропилсульфаната с соотношении мономеров от 30:1 до 1:20, соединения цинка и водорастворимый фосфонат [33].

Установлено, что эффективность применение ингибиторов отложений солей существенно зависит от природы отложений, степени пересыщения раствора, его температуры, значения рН и давления.

В настоящее время в практике водоснабжения и водоподготовке в качестве ингибитора солеотложения нашли широкие применения фосфорсодержащие комплексоны. В работе [34] предложено в качестве ингибитора солеотложений и коррозии применять органические фосфоната с триполифосфатам Nа. Композиция при концентрации 20-30 мг/л и соотношении компонентов 1:1 является ингибитором комплексного действия против коррозии и солеотложений. Хотя, в промышленности с успехом применяются в качестве ингибитора солеотложений органические фосфонаты - ОЭДФ, НТФ, ИОМС-1, ДПФ-1 и др. им присущи существенные недостатки - применение ядовитых, дефицитных соединений - треххлористого фосфора и фосфористой кислоты. При производстве органических фосфонатов в основном в качестве фосфорилирующего агента используется треххлористый фосфор. В результате фосфорилировании из одной молекулы треххлористого фосфора выделяется 3 моля весьма коррозионно-способная соляная кислоты, что требует использование дорогостоящих оборудовании. Кроме того, температурный интервал большинства органических фосфонатов не превышает 1200С, что ограничивает их широкое применение.

В качестве ингибиторов солеотложение предложено применения анионоактивных полимеров, содержащих - винил-2-пирролидон или другие виниламиды и малеиновый ангидирид или малеиновою кислоту с молекулярной массой 5 - 40 тысяч, содержащий 40 - 50 % моль. N-винил-2-пирролидона или N-метил-N-винилацетамида и 20-25% метакрилата [35].

Ингибитор применяют при концентрации 0,5 - 100 мг/дм3 при рН= 8,5 М.А. Камхой и др. Исследована фазового состава солеотложения от концентрации ингибитора в растворе [36]. При этом показано, что ингибиторы солеотложении по разному влияют фазовый состав накипи. Разработаны композиционные составы, некоторые на ряду с высокой ингибирующей способностью процессов осадкообразовании обладают улученными эксплуатационными характеристиками [37]. Для предотвращения выпадения осадка, в том числе фосфата кальция, предложено выводит в воду 0,1 - 200 г на млн. части воды ингибитора состоящего из сополимера состава 50-90% акриловой, метакриловой кислот или их солей 50 -60 % диалкилового эфира итаконовой кислоты [38].

В обладающих водных системах, а также парогенирирующих установках предложена применят в качестве ингибиторов отложения водорастворимые полимеры [39].

Для удаления карбонатных накипов предложена применят сульфаниловую кислоту [40]. Определены технологические параметры очистки. Установлено, что сульфаниловую кислоту можно использовать для очистки металлических поверхностей от накипи до 500С и при концентрации менее 10 %.

Предложен способ предотвращения образования минеральных отложений на поверхности теплообменном образования путем дозирования в ингибиторов из смеси полимерных сульфонатов или сульфатов или их смеси, таких, как сульфат целлюлозы, поливинилсульфоновые кислоты, полистиролсульфаты, сополимер малеинового ангидирида и стирола интервале температур 20 - 850С и концентрации ингибитора 10-80мг/л [41].

Установлено, что добавление в воду смеси хлорида цинка (34-40%) с серной кислотой (12-20%) в количестве 0,5 - 3,0 мг/л по хлориду цинка степень предотвращения солеотложения составляет 31% [42].

Одним из основных путей ингибирования отложений минеральных солей является замедление процесса превращения гидрокарбонатов кальция в карбонат кальция, затруднения стадии массопередачи карбоната кальция из жидкой фазы в твердую [43].

В качестве ингибитора отложений фосфата кальция в водных системах предложены использовать полимер акриловой кислоты или метакриловой кислоты или их водорастворымых солей при концентрации ингибитора менее 2 мг/дм3 [44].

В.Б. Шерблинным изучен механизм действия ингибиторов на механических поверхностях [45]. При этом установлено, что карбоксилсодержащие ингибиторы предотвращают образования отложения, в основном, за счет образования абсорбционной пленки на металлической поверхности и снижения силы адгезии отложения к ней. Кремний органический ингибиторы предотвращают образования отложений за счет стабилизации пересыщения раствора, снижения скорости кристаллизации сульфата кальция, увеличения индукционного эффекта. Полимеры на основе малеинового ангидрида его сополимер с N-алкил-N-виниламидами или -N-виниллактонами были использованы в качестве ингибитора отложения фосфаната кальция [46].

В качестве ингибитора солеотложений предложена композиция, состоящая из полимера (полималеаты, полиакрилаты сополимеры акрилметакрилаты, акрилметакрилатитакониаты и др.) и алифатических полиаминов с формулой R - [NH - (CH2)3]n где алифатический радикал, содержащий 12 - 18 атомов углерода, n=1 - 6 [47].

В качестве ингибитора отложения минеральных солей был использован N-фосфонметилглицин или его соли [48].

Для предотвращения отложения, состоящих из сульфата бария, или для их удаления предложена использовать состав: лимонная кислота (I), поликарбазиновая кислота (II), алкиленполиаминокарбонкарбоксилная кислота (III). Соотношение II, III от 0,5:1 до 1:1, II, III 0,002:1 до 0,2:1, рН -9,5-10 [49].

В качестве ингибитора кальциевофосфанатных отложений предложено применят сополимеры акриловой кислоты 3-акрилоамидо-3-метилбутановой кислоты [50]. С молекулярной массой 5 - 100 тысяч; количество добавки около 10 мг/л.

В качестве ингибитора отложения широкое применения нашли водорастворимые поливинилсульфонаты [51], сополимеры акриловой и метакриловой кислоты и метакрилат морфалина [52], фосфорсодержащие комплексоны [53], сополимер из алкенов с ненасыщенными дикарбоновами кислотами или их ангидридами [54], смесь карбоксиметил целлюлозы и ее натриевой соли с глюконовой кислотой [55], смесь алифатической оксикислотой, содержащий 2-5 атомов углерода, силикаты натрия и воды [56-57] нитрилтриметилметиленфосфоновая кислота НТФ и оксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ), сульфонат содержащий амино [58], окисленные полисахариды, водорастворимые полимеры [59-61], катионоактивные органические алканы строения.

Предложена композиция для предотвращения солеотложения на основе полимеров N-винилфорамида или N-винилацетамида с молекулярной массой от 2000 до 1 млн.[63]. Предложен состав для предотвращения неорганических солеотложение на базе ОЭДФК - 25-38%, алканоламин 20-31%, СН3ОН или С2Н5ОН - 8-18%, и вода - остальное [64].

В свете вышеизложенного можно сделать вывод о том, что ингибирование процесса солеотложения является одним из наиболее эффективных методов борьбы с накипообразования. Предложено ингибиторы солеотложения сотни наименований, однако из них некоторые (ОЭДФК, ИОМС-I, НТФ) нашли широкое применение. Малодоступность сырья и высокая стоимость последних (в среднем 70 тыс. долларов за тонну) не позволяет последних использовать в широком масштабе. Поэтому создание, разработка технологии и освоение промышленного производства новых высокоэффективных ингибиторов отложения минеральных солей на базе местного сырья и отходов является весьма актуальной проблемой.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Исходные реагенты

Формальдегид - марки «технический», с массовой долей 35,0-37,5 %.

Моноэтаноламин - марки «технический». С массовой долей 98%.

Мочевина - марки «не стерильная», ГОСТ-77, и марки «технический» производства ПО «Электрохимпром» и ПО «Азот» (г. Фергана).

Тиомочевина - марки «технический», производства ПО «Навоиазот».

Ортофосфорная кислота - марки «технический».

Унифлок - производства ПО «Навоиазот», ТУ6-00-0203843-29-90.

Кубовые остатки моноэтаноламина - с массовой долей 50% марки «технический».

Уротропин - марки «технический» ГОСТ 1381-73 Tsh 6-1-00203849-82:2003.

Карбомидоформальдегидная жидкость - марки «КФ-Ж» производства ОАО «Навоиазот» ГОСТ 14231-88.

Массовая доля сухого остатка 69%.

Массовая доля свободного формальдегида 0,9%.

Оксиэтилдендифосфоновая кислота - марки «технический ОЭРФК», с массовой долей - 98% по ТУ6-09-20-174-90.

ИОМС -1 - марки «технический» с массовой долей 25% ТУ 6-05-2021-86:

Водо-растворимый полимер - марки «К-4» ТУ Уз. 6.1-53-95.

Водо-растворимый полимер - марки «К-9» ТУ Уз. 6.1-57-96.

Кальций хлористый 6-водный ТУ 6-09-3834-80;

Натрий хлористый ГОСТ 4233-77;

Кислота сольная ГОСТ 3118-77, раствор концентрации с (Нс)=0,02 моль/дм3;

Вода дистиллированная ГОСТ 6709-72;

Магний хлористый 6- водный ГОСТ 4209-77;

Приготовление раствора соляной кислоты концентрации С(СН)=0,02 моль/дм3 по ГОСТ 25294,1-83

Приготовление раствора бромфенолового синего (индикатора) по ГОСТ 4919.1-77.

Приготовление раствора ингибитора ИОМС - экстра.

Приготовление раствора 1.

2,40 г натрия углекислого растворяют в воде и доводят объем раствора водой до 1 дм. 4.6.2.5 Приготовление раствора 2.

5.78 г. кальция хлористого 6 - водного, 4,26 г магния хлористого растворяют в теплой воде и доводят объем раствора водой 1 дм.

2.2 Синтез метилольных производных мочевины и тиомочевины

Синтез метилолных производных мочевины

Конденсацию мочевины с формальдегидом проводили в трехгорловой

колбе, снабженной обратным водяным холодильником, капельной воронкой и механической мешалкой. В реактор помещали 30,6 г мочевины (0,61 моль), 40 мл воды добавляют порциями, при интенсивном перемешивании. Смесь в течении 25-30 минут перемешивают при температуре 30-400С. Затем в раствор добавляют 126 мл (1,55 моль) 37%-ного формальдегида далее добавляют 1 мл 10%-ного раствора едкого натра.

После этого в реакционную смесь добавляют 50 мг хлористого аммония и 2,5 мл 25%-ной аммиачной воды. Получившуюся реакционную массу тщательно перемешивают при 80-840С в течении 1 часа. Эту реакционную массу помещают в колбу при давлении 10 мм рт. ст., температуре 600С и отгоняют формальдегид, метанол и воду. Получают 103 г мочевино-формальдегидной смолы с содержанием основного продукта 67:69%. Полученная смола является смесью моно-, ди-, три-, четыре -метилолмочевины.

Синтез метилольных производных тиомочевины

В аналогичных условиях из 43,2 (0,6 моль) тиомочевины и 126 мл 37%-ной формальдегида получают 105 г смесь моно-, ди-, три-, четыреметилолные производные тиомочевины. С содержанием сухого вещества 70,02,0%.

Синтез метилолмочевины

В трехгорловую колбу помешают 30 г, (0,5 моль) мочевину и добавляют 30 мл воды. Смесь перемешивают при 25-300С в течение 10 мин. Затем порциями добавляют 45 мл 37%-ного формальдегида. В качестве катализатора добавляют по 1 мл концентрированной соляной кислоты. Реакционную массу перемешивают при 80-850С в течение 1 часа. При этом в качестве основного продукта образуется монометилолмочевина. Метилол мочевина из раствора при рН7 выпадает в осадок. Получают 42 гр метилолмочевина. Выход 93,3 %.

Синтез метилолтиомочевины

В трехгорловую колбу помешают 36 г (0,5 моль) тиомочевину и добавляют 40 мл воды. Смесь перемешивают при 25-300С в течение 10-15 мин. Затем порциями добавляют 45 мл 37%-ный водный раствор формальдегида и до рН=5,5-6,0 добавляют концентрированной соляной кислоты. Реакционную масса перемешивают при 80-850С в течение одного часа. После охлаждении добавляют 10%-ный едкий натр до выпадение осадки. Осадки отфильтровывают, промывают холодной водой. Сушат при 100±30С. Получают 46 г метилолтиомочевину. Выход 81,0%.

2.3 Методика определения эффективности ингибирования

Определение эффективности ингибирования по сульфату кальция.

Метод предназначен для определения влияния ингибитора ИОМС - экстра по предотвращение отложений сульфата кальция. Принцип метода титрометрический, основан на комплексообразовании с трилоном Б.

Эффективность ингибирования установлена с погрешностью, не превышающей по абсолютному значению 1,2% при доверительной вероятности р=0,95.

Аппаратура, посуда, реактивы и растворы

Весы лабораторные общего назначения второго класса ГОСТ 24104-80Е с пределом взвешивания до 200 г, допускаемая погрешность взвешивания + 0,25 мг, цена деления 0,05 мг.

Шкаф сушильный электрический круглый модели 2в-151 с пределом регулирования температуры от 400С до 2000С с точностью 10С.

Колба КН-1-1-100-23/29, ТС КН-2-100 ХС ГОСТ 25336-82

Колба 1-100-2,1-1000-2 ГОСТ 1770-74

Цилиндр 1-25 ГОСТ 1770-74Е

Бюретка 6-2-10 ГОСТ 20292-74Е

Пипетка 2-1-1, 1-1-1, 2-1-5, 2-2-50 ГОСТ 202092-74Е

Кальций хлористый 6-водный ТУ 6-09-3834-80

Магний хлористый 6-водный ГОСТ 4209-77

Натрий хлористый ГОСТ 4233-77

Натрий безводный сернокислый ГОСТ 4166-76 или

Натрий сернокислый 10-водный ГОСТ 4171-76

Натриевая гидроокись ГОСТ 4328-77, раствор концентрации С(NaОН)=1 моль/дм3.

Соль динатриевая этилендиамин - N,N,N,N - тетрауксусной кислоты, 2-водный (трилон Б) ГОСТ 10652-73 раствор концентрации

С(НООССН2)2N2C2Н4(СН2СООN9) 2НО-0,05 моль/дм

Кальцион (индикатор) ТУ 6-09-05-161-74

Вода. Дистиллированная ГОСТ 6709-72

Подготовка к испытанию.

Приготовление раствора гидроокиси натрия концентрации С(NaОН)=1 моль/дм3 по ГОСТу 25794. 1-83.

Приготовление раствора кальциона (индикатора) по ГОСТу 2919.1- 77.

приготовление раствора ингибитора ИОМС - экстра 0,175+0,025 г товарного ингибитора растворяют 100 см3 и доводят объем до метки.

Приготовление раствора 1:

29,40 г сульфата натрия 10-водного (или 13,00 г сульфата натрия безводного), 1024 г магния хлористого 6-водного и 18080 г натрия хлористого растворяют в теплой дистиллированной воде в мерной колбе, вместимостью 1 дм3, охлаждают и доводят до метки водой.

Приготовление раствора 2:

26,00 кальция хлористого 6-водного растворяют в воде в мерной колбе, вместимостью 1 дм3 и доводят водой до метки.

Проведение испытания. Метод 1:

50 см3 раствора 1 помещают в термостойкую коническую колбу вместимостью 100 см3, с притертой пробкой, прибавляют 1 см3 раствора ингибитора, перемешивают 50 см3 раствора 2, перемешивают, закрывают колбу пробкой и ставят на термостатирование в сушильный шкаф, предварительно нагретый до 800С. Пробы выдерживают при температуре (800-820С) в течении 5 часов (время термостатировани считают с того момента, когда температура в шкафу с пробами достигает 800С). После термостатирования колбы охлаждают до комнатной температуры.

Одновременно в тех же условиях проводят холостой опыт без ингибитора.

В колбу для титрования отбирают 5 см3 пробы после термостатирования, прибавляют 20 см3 дистиллированной воды, 2 см3 раствора индикатора и титруют раствором трилона Б до перехода малиновой окраски к чисто голубой.

Начальную концентрация кальция в смеси растворов до термостатирования определяют следующим образом: смешивают 50см3 раствора 1 и 50 см3 раствора 2, отбирают 5 см3 смеси и титруют раствором трилона Б в присутствии индикатора кальциона.

Обработка результатов измерений.

Эффективность ингибирования по сульфату кальция (Х) в процентах вычисляют по формуле:

Где Vn - объем раствора трилона Б концентрацией 0,05 моль/дм, израсходованный на титрование рабочей пробы с ингибитором после термостатирования, см;

VН-объем раствора трилона Б концентрации 0,05 моль/дм3, израсходованный на титрование холостой пробы без термостатирования, см;

За результат измерения принимают среднее арифметическое трех определений, допускаемое расхождение между которыми не должны быть более 1,2% при доверительной вероятности Р=0,95.

Определение эффективности ингибирования по карбонату кальция.

Метод предназначен для определения влияния ингибитора ИОМС - экстра на предотвращение отложения карбонатных солей кальция и магния.

Принцип метода сводится к тригонометрическому определению щелочности раствора.

Эффективность ингибирования установлена с погрешностью не превышающий по абсолютному значению 1,0% при доверительной вероятности Р=0,95.

Аппаратура, посуда, растворы и реактивы

Весы лабораторные общего назначения второго класса ГОСТ 24104-80Е с пределом взвешивания до 200 мг, допускаемая погрешность взвешивания 0,25 мг, цена деления 0,05 мг.

Шкаф сушильный электрический круглый модели 2В-151 с пределами регулирования температуры от 400С до 2000С с точностью 10С.

2.4 Физико-химические методы анализа

Определение концентрации карбонатов

50 см3 раствора 1 помещают в термостойкую коническую колбу вместимостью 100 см3 с притертой пробки, прибавляют 1см3 раствора ингибитора, перемешивают, прибавляют 50 см3 раствора 2, перемешивают, закрывают колбу пробкой и ставят в сушильный шкаф, предварительно нагретый до 80 - 820С в течения трех часов, после чего колбы внимают из шкафа и охлаждают до комнатной температуры, Одновременно в тех же условиях проводят холостой опыт без ингибитора.

В колбу для титрования отбирают 5 см пробы после термостатирования, прибавляют 3-5 капель раствора индикатора и титруют раствором соляной кислоты по перехода фиолетовой окраски в грязно-желтую.

Начальную концентрацию карбонатов в смеси раствора до термостатирования определяют следующим образом : смешивают 50 см раствора 1 и 50 см раствора 2, отбирают 5 см смеси и титруют раствором соляной кислоты в присутствии индикатора.

Обработка результатов измерений.

Эффективность ингибирования по карбонату кальция и магния (Х) в

процентах вычисляют по формуле:

Где: Vn - объем раствора соляной кислотой концентрации С(HCl)=0,02 моль/дм3,

VH - объем раствора соляной кислоты концентрации С(НСl)=0,02 моль/дм израсходованный на титрования холостой пробы перед термостатированием.

Потенциометрические титрование

В стеклянный термостойкий стакан вместимостью 250 - 500 см3 помешают свинцовый электрод и заливают 250 см3 анализируемой воды. Стакан с водой помещают в сливают электроплитку и нагревают до температуры 700-750С термостат.

В стакан опускают электрод, изготовленный из стали Х18Н9Т таким образом, чтобы поверхность вращающегося электрода была ниже верхного уровня жидкости на 5-7 мм.

Свинцовый электрод соединяют к положительной клемме, а вращающейся электрод к отрицательной клемме.

Последовательно выключают электродвигатель и выключатель на панели прибора. С помощью переменного сопротивления устанавливают на микроамперметре ток 17 МА. Электрод вращают в зависимости от степени минерализации в течение 30 мин. При температуре воды 9050С. По окончанию экспозиции выключают и отключают блок питания и электродвигатель от сети. Поднимают вращающийся электрод и обмывают его из промывалки дистиллированной водой.

В химический стакан емкостью 5-100 см3 наливают 10 см3 0,1 н соляной кислоты. В стакан опускаются вращающийся электрод и включают электродвигатель. Время экспозиции 1-2 мин. Снова промываются электрод дистиллированной водой. Слив экспозиции 1-2 мин. Снова промываются электрод дистиллированной водой. Слив собирается в том же стакан. Поверхность электрода протирается тампоном, смоченным дистиллированной водой и снова промывается дистиллированной водой.

Нейтрализуется раствор кислоты в стакане 100 см3, 1 н раствором щелочи NаОН и раствор количественно переносится в колбу для титрования.

Затем в пробу добавляют еще 5 мл 0,2 растворе NаОН для создания щелочной среды.

Ионы кальция (магния) титруются 0,025 н раствором трилона Б. В присутствии индикатора - мурексида до перехода окраски из розовой в сиренево - фиолетовую.

Количество отложений на электроде (в пересчете на СаСО3) определяют по формуле

Где Y - объем пошедший на титрование трилона Б, мл.

N - нормальность раствора трилона Б

50 - эквивалент СаСО3.

Воду можно считать стабильной, если расхождения объема 0,025 н раствора трилон Б пошедший титрование не превышает 0,5 см3.

Определение массовой доли свободного формальдегида

Методика предназначена для определения массовой доли формальдегида в растворе ингибитора отложения минеральных солей и заключается во взаимодействии формальдегид и солянокислого гидроксиамина, в результате которого образуется оксим и соляная кислота. Количество соляной кислоты определяют титрованием раствором гидроксида натрия.

Приборы, реактивы и посуды

Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания до 200 г, 2-го класса точности по ГОСТ 24104-88Е.

Пипетка 2-2-50 по ГОСТ 20297-74.

Бромфеноловый синий (индикатор) по ТУ 6-09-45-77 водно-спиртовый раствор с массовой долей 0,1%, готовят по ГОСТ 49191-77.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456-79, раствор с массовой долей 5%.

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, раствор концентрации с (1/2 Н2SО4) - 0,1 моль/дм3 (0,1н).

Крахмал растворимый по ГОСТ 10163-76, водный раствор с массовой долей 1 %.

Натрий гидроксид по ГОСТ 4328-77, раствор концентрации С(NaОН) - 0,1 моль/дм3 (0,1н).

Анализ может выполнять лаборант химического анализа квалификации не ниже 3 разряд.

Проведение анализа около 2 г препарата взвешивают в колбе вместимостью 250 см3, результат взвешивания записывают с точностью до четвертого десятичного знака, прибавляя 50 см3 воды и растворяют пробу. В колбу прибавляют 10 капель индикатора бромфенолового синего и нейтрализуют пробу раствором гидроксида натрия (если окраска желтая) или раствором серной кислоты (если окраска фиолетовая) до цвета контрольной пробы. Контрольную пробу 50 см3 воды и 10 капель индикатора готовят в колбе той же вместимости и окраска стекла. В обе пробы вносят по 50 см3 раствора гидроксиламина солянокислого выдерживают (301) мин т титруют обе пробы раствором гидроксида натрия до сине-фиолетового окраски.

Обработка результатов.

Массовую долю формальдегида в водном растворе ингибитора в процентах вычисляют по формуле:

Где Vр, Vк - объемы гидроксида натрия концентрации 0,1 моль/дм3, израсходованные на титрование соответственно рабочей и контрольной проб, см3.

0,003003 - масса формальдегида, соответствующая 1 см3 раствора гидроксида натрия концентрации 0,1 моль/дм,г.

К - поправочный коэффициент к 0,1 моль/дм3 раствору гидроксида натрия.

m - масса навески, г.

За результат анализа принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, абсолютное допускаемое расхождение между которыми, при доверительной вероятности Р=0,95, должно быть не более 0,2%.

Определение стойкости к действию химических сред

В колбу помещают по 100 мл 5 н раствора серной кислоты или 5 н раствора едкого натра или 10%-ного раствора пероксида водорода. Затем в каждую колбу количественно переносят пробу ионита. К колбе с кислотой или щелочью присоединяют обратный холодильник и помещают на 30 мин в кипящую водяную баню. После этого колбу вынимают из бани, ионит количественно отделяют от растворов на фильтре. Остаток на фильтре регенерируют для перевода в исходную форму соответственно 5%-ный раствором кислоты или щелочи и промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции.

Колбу с пероксидом водорода выдерживают при комнатной температуре 48 г, после чего ионит также количественно отделяют от раствора на фильтре и промывают до отрицательной качественной пробы на перекись водорода, которую проверяют следующим образом; к 10 мл фильтра приливают 3 мл 5 н раствора серной кислоты, 2 мл I н раствора йодистого калия, 2 капли I н раствора молибденовокислого аммония и 0,2-0,3 мл 0,1%-ного раствора крахмала. Отсутствие следов пероксида водорода в фильтрате характеризуется наличием слабо-синей окраски или исчезновением её. ингибирование карбонат мочевина формальдегид

После промывки ионита на фильтре подсушивают при периодическом перемешиванием стеклянной лопаткой до состояния, когда зерна его отделяются друг от друга.

Подсушенный ионит с фильтра переносят в коническую колбу и проводят определение полной и равновесной статической обменной емкости. Одновременно проводят определение полной равновесной статической обменной емкости ионита, не подвергавшегося обработке. Изменение окраски растворов или ионитов или появление мути в процессе испытания характеризуется недостаточную химическую стойкость ионитов.

Стойкость ионитов к действию кислоты (Хк), щелочи (Хщ) или окислителя (Хок) в процентах вычисляют по формуле:

или

Где, ПСОЕ исх, РСОЕ исх, - полная равновесная статическая обменная ёмкость ионита до контакта с кислотой (щелочью, окислителем), мг-экв/мл.

...