RU2606323C9 - Уменьшение образования алюмосиликатной накипи в процессе Байера - Google Patents
Уменьшение образования алюмосиликатной накипи в процессе Байера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606323C9 RU2606323C9 RU2013141250A RU2013141250A RU2606323C9 RU 2606323 C9 RU2606323 C9 RU 2606323C9 RU 2013141250 A RU2013141250 A RU 2013141250A RU 2013141250 A RU2013141250 A RU 2013141250A RU 2606323 C9 RU2606323 C9 RU 2606323C9
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- molecule
- combination
- hydrolyzed
- bayer process
- Prior art date
Links
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 14
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 24
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 18
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 14
- -1 3-glycidoxypropyl Chemical group 0.000 claims description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- SYECJBOWSGTPLU-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1-diamine Chemical compound CCCCCC(N)N SYECJBOWSGTPLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 5
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 1-aminopropan-2-ol Chemical compound CC(O)CN HXKKHQJGJAFBHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BBBUAWSVILPJLL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-ethylhexoxymethyl)oxirane Chemical group CCCCC(CC)COCC1CO1 BBBUAWSVILPJLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GGHDAUPFEBTORZ-UHFFFAOYSA-N propane-1,1-diamine Chemical compound CCC(N)N GGHDAUPFEBTORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N tetraethylenepentamine Chemical compound NCCNCCNCCNCCN FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XBTRYWRVOBZSGM-UHFFFAOYSA-N (4-methylphenyl)methanediamine Chemical compound CC1=CC=C(C(N)N)C=C1 XBTRYWRVOBZSGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 2
- RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 3-(aminomethyl)-3,5,5-trimethylcyclohexan-1-amine Chemical compound CC1(C)CC(N)CC(C)(CN)C1 RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical class OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- FQYUMYWMJTYZTK-UHFFFAOYSA-N Phenyl glycidyl ether Chemical compound C1OC1COC1=CC=CC=C1 FQYUMYWMJTYZTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- XZAHJRZBUWYCBM-UHFFFAOYSA-N [1-(aminomethyl)cyclohexyl]methanamine Chemical compound NCC1(CN)CCCCC1 XZAHJRZBUWYCBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000004657 carbamic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 2
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims description 2
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- 150000003672 ureas Chemical class 0.000 claims description 2
- PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N cyclohexylamine Chemical compound NC1CCCCC1 PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- DFPFHJJQYOWNGX-UHFFFAOYSA-N pentadecane-3,3-diamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCC(N)(N)CC DFPFHJJQYOWNGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003784 tall oil Substances 0.000 claims 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 11
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002455 scale inhibitor Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 abstract description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 37
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 19
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 15
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 12
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 11
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 6
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 5
- 229910052665 sodalite Inorganic materials 0.000 description 5
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 2
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YCUKMYFJDGKQFC-UHFFFAOYSA-N 2-(octan-3-yloxymethyl)oxirane Chemical compound CCCCCC(CC)OCC1CO1 YCUKMYFJDGKQFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZKFMUIJRXWWQK-UHFFFAOYSA-N Cyclopentenone Chemical compound O=C1CCC=C1 BZKFMUIJRXWWQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- RREGISFBPQOLTM-UHFFFAOYSA-N alumane;trihydrate Chemical compound O.O.O.[AlH3] RREGISFBPQOLTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPQREHKVAOVYBT-UHFFFAOYSA-H aluminium carbonate Inorganic materials [Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O PPQREHKVAOVYBT-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229940118662 aluminum carbonate Drugs 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052663 cancrinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000011437 continuous method Methods 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N dodecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000004434 industrial solvent Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000011943 nanocatalyst Substances 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N nitromethane Chemical compound C[N+]([O-])=O LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- YCOZIPAWZNQLMR-UHFFFAOYSA-N pentadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCC YCOZIPAWZNQLMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical group 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/46—Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates
- C01F7/47—Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates of aluminates, e.g. removal of compounds of Si, Fe, Ga or of organic compounds from Bayer process liquors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/01—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F14/00—Inhibiting incrustation in apparatus for heating liquids for physical or chemical purposes
- C23F14/02—Inhibiting incrustation in apparatus for heating liquids for physical or chemical purposes by chemical means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
- C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process
- C01F7/0606—Making-up the alkali hydroxide solution from recycled spent liquor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
- C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process
- C01F7/062—Digestion
- C01F7/0633—Digestion characterised by the use of additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
- C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process
- C01F7/0646—Separation of the insoluble residue, e.g. of red mud
- C01F7/0653—Separation of the insoluble residue, e.g. of red mud characterised by the flocculant added to the slurry
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
В изобретении обеспечивают способ подавления нарастания алюмосиликатной накипи в контуре циркуляции щелока оборудования процесса Байера. Способ включает добавление в поток подавляющей образование алюмосиликатной накипи композиции, содержащей одну или более молекул на основе определенного силана, в жидкостной контур циркуляции щелока. Такие ингибиторы накипи снижают образование накипи и, посредством этого, увеличивают пропускную способность по жидкости, увеличивают промежуток времени, в течение которого может работать оборудование процесса Байера, и снижают потребность в дорогих и опасных промывках кислотой оборудования процесса Байера. В результате этого изобретение обеспечивает значительное снижение общих затрат на эксплуатацию процесса Байера. 11 з.п. ф-лы, 2 пр., 2 табл., 2 ил.
Description
Перекрестная ссылка на родственные заявки
Данная заявка является частичным продолжением находящейся на стадии рассмотрения заявки 12/567116, поданной 25 сентября, 2009 г.
Уровень техники
Данное изобретение относится к композициям веществ и способам их применения для обработки накипи в различных потоках промышленных процессов, в частности, к определенным небольшим молекулам на основе силана, которые оказались особенно эффективными при обработке алюмосиликатной накипи в потоке процесса Байера.
Как описано наряду с другими публикациями в US 6814873, содержание которого включено в данную заявку полностью посредством ссылки, процесс Байера применяют для получения оксида алюминия из бокситовой руды. В процессе используют щелочной раствор для извлечения растворимого ценного оксида алюминия из боксита. После растворения ценного оксида алюминия и удаления нерастворимых отходов из технологического потока, растворимый оксид алюминия осаждают в виде твердого тригидрата алюминия. Оставшийся щелочной раствор, известный как «щелок» и/или «отработанный щелок», затем подают рециклом на более ранние стадии процесса и используют для обработки нового боксита. Это таким образом формирует жидкостной контур циркуляции. Для целей данной заявки, в данном описании используют термин «щелок». Однако подача рециклом щелока в пределах жидкостного контура циркуляции имеет свои сложности.
Боксит часто содержит диоксид кремния в различных формах и количестве. Часть диоксида кремния не является реакционноспособной, поэтому он не растворяется и остается в виде твердого материала в контуре циркуляции Байера. Другие формы диоксида кремния (например, глины) являются реакционноспособными и растворяются в щелочи при добавлении в щелоки процесса Байера, таким образом увеличивая концентрацию диоксида кремния в щелоке. По мере того, как щелок многократно проходит через контур циркуляции процесса Байера, концентрация диоксида кремния в щелоке дополнительно возрастает, в конечном счете до величины, при которой он взаимодействует с алюминием и гидрокарбонатом натрия с образованием нерастворимых частиц алюмосиликата. Твердые частицы алюмосиликата наблюдают по меньшей мере в двух формах, содалита и канкринита. Эти и другие формы алюмосиликата обычно называют «продуктом десиликации» или «ПДС», и для целей данной заявки употребляют этот термин.
ПДС может иметь формулу 3(Na2O⋅Al2O3⋅2SiO2⋅0-2H2O)⋅2NaX, где X представляет собой OH-, Cl-, 
, 
. Поскольку ПДС имеет ретроградную растворимость (осаждение возрастает при более высоких температурах) и он может выпадать в осадок в виде тонкого слоя накипи из твердых нерастворимых кристаллических частиц, его нарастание в оборудовании процесса Байера создает проблемы. По мере накопления ПДС в трубах процесса Байера, вентилях, теплообменном оборудовании и другом технологическом оборудовании, он образует узкие места для потока и закупорки, и может отрицательно влиять на пропускную способность по щелоку. Кроме того, из-за его теплопроводных свойств, накипь ПДС на поверхности теплообменника снижает эффективность теплообмена.
Эти отрицательные эффекты обычно сдерживают посредством использования режима удаления накипи, который включает извлечение технологического оборудования из линии и физическую или химическую обработку и удаление накипи. Следствием такого типа режима являются значительные и регулярные периоды простоя ответственного оборудования. Дополнительно, в процессе удаления накипи часто используют опасные концентрированные кислоты, такие как серная кислота, и это создает нежелательную угрозу безопасности.
Другим способом сдерживания операторами технологического процесса Байера нарастания концентрации диоксида кремния в щелоке является преднамеренное осаждение ПДС в виде неприкрепленных кристаллов, вместо накипи. Обычно стадию «десиликации» в процессе Байера используют для снижения концентрации диоксида кремния в растворе посредством осаждения диоксида кремния как ПДС, в виде легко отделяющегося осадка. Несмотря на то, что такая десиликация снижает общую концентрацию диоксида кремния в щелоке, полное устранение диоксида кремния из раствора практически невозможно, и изменение условий процесса в различных частях контура циркуляции (например, в теплообменнике) может привести к изменению растворимости ПДС, что приводит к последующему осаждению в виде накипи.
Предшествующие попытки регулирования и/или снижения накипи ПДС в процессе Байера включали добавление полимерных материалов, содержащих три алкилоксигруппы, соединенные с одним атомом диоксида кремния, как описано в US 6814873 B2, US 2004/0162406 A1, 2004/0011744 A1, 2005/0010008 A2, WO 2008/045677 A1 и Max HT™ Sodalite Scale Inhibitor: Plant Experience and Impact on the Process, Donald Spitzer et. al., pages 57-62, Light Metals 2008 (2008); полное содержание указанных документов включено в данную заявку посредством ссылки.
Однако при получении и применении таких полимеров с привитыми триалкоксисилановыми цепями может возникать нежелательная степень вязкости, создавая трудности при обращении и распределении полимера в щелоке процесса Байера. Другие предшествующие попытки, направленные на борьбу с накоплением загрязняющего вещества, описаны в US 5650072 и US 5314626; оба документа включены в данную заявку во всей полноте посредством ссылки.
Таким образом, несмотря на ряд способов, доступных для операторов технологического процесса Байера, чтобы регулировать и сдерживать образование накипи ПДС, существует очевидная потребность в улучшенном способе предотвращения или уменьшения образования накипи ПДС на оборудовании процесса Байера. Уровень техники, описанный в данном разделе, не подразумевает признания того, что любой патент, публикация или другая информация, на которую ссылаются в данном описании, является «известным уровнем техники» для данного изобретения, если таковое не указано специально. Кроме того, данный раздел не следует понимать в том смысле, что проведен патентный поиск и не существует другой относящейся к данному изобретению информации, как определено в 37 C.F.R §1.56(a).
Краткое описание изобретения
По меньшей мере одно воплощение относится к способу уменьшения кремнийсодержащей накипи в процессе Байера, включающему стадию добавления в щелок Байера подавляющего образование алюмосиликатной накипи количества продукта реакции между содержащей амин молекулой и взаимодействующей с амином молекулой, содержащей по меньшей мере одну реакционноспособную группу в молекуле и по меньшей мере одну Si(OR)n группу в молекуле, где n=1, 2 или 3 и R=Н, C1-С12алкил, арил, Na, K, Li или NH4; или смеси таких продуктов реакции.
Другое воплощение относится к способу уменьшения алюмосиликатной накипи в процессе Байера, включающему стадию добавления в щелок Байера эффективного количества продукта реакции между: 1) содержащей амин небольшой молекулой и 2) взаимодействующей с амином небольшой молекулой, содержащей по меньшей мере одну взаимодействующую с амином группу в молекуле и по меньшей мере одну Si(OR)n группу в молекуле, где n=1, 2 или 3 и R=Н, C1-C12 алкил, арил, Na, K, Li или NH4; или смеси таких продуктов реакции, и 3) неполимерного взаимодействующего с амином гидрофобного углеводорода.
По меньшей мере одно воплощение относится к способу уменьшения образования ПДС в процессе Байера, включающему стадию добавления в поток процесса Байера подавляющей образование алюмосиликатной накипи смеси продуктов, определенных выше.
Краткое описание чертежей
Ниже представлено подробное описание изобретения с конкретными ссылками на чертежи, где:
на Фиг.1 представлен график, демонстрирующий характер протекания периодической реакции по изобретению.
На Фиг.2 представлен график, демонстрирующий характер протекания полунепрерывной реакции по изобретению.
Подробное описание изобретения
В целях данной заявки, употребляемые термины имеют следующее определение.
«Полимер» означает химическое соединение, включающее в основном повторяющиеся структурные звенья, каждое из которых содержит два или более атомов. В то время как многие полимеры имеют большую молекулярную массу, более 500, некоторые полимеры, такие как полиэтилен, могут иметь молекулярную массу менее 500. Термин «полимер» включает сополимеры и гомополимеры.
«Небольшая молекула» означает химическое соединение, включающее в основном неповторяющиеся структурные звенья. Поскольку олигомер (содержащий более 10 повторяющихся звеньев) и полимер в основном включают повторяющиеся структурные звенья, они не являются небольшими молекулами. Небольшие молекулы могут иметь молекулярную массу выше и ниже 500. Термины «небольшая молекула» и «полимер» являются взаимоисключающими.
«Загрязняющее вещество» означает отложения материала, которые накапливаются на оборудовании при производственном и/или химическом процессе; этот осадок может быть нежелательным и может повышать стоимость и/или снижать эффективность процесса. ПДС представляет собой разновидность загрязняющего вещества.
«Амин» означает молекулу, содержащую один или более атомов азота и по меньшей мере одну группу вторичного амина или первичного амина. По этому определению, моноамины, такие как додециламин; диамины, такие как гександиамин, и триамины, такие как диэтилентриамин, все представляют собой амины.
«ГПС» представляет собой 3-глицидоксипропилтриметоксисилан.
«Алкилокси» означает группу, имеющую структуру OX, где X является углеводородом, а O является кислородом. Этот термин также можно использовать на равных основаниях с термином «алкокси». Обычно в данной заявке кислород связан как с X группой, так и с атомом кремния небольшой молекулы. Когда X содержит один атом углерода, алкилоксигруппа состоит из метильной группы, связанной с атомом кислорода. Когда X содержит два атома углерода, алкилоксигруппа состоит из этильной группы, связанной с атомом кислорода. Когда X содержит три атома углерода, алкилоксигруппа состоит из пропильной группы, связанной с атомом кислорода. Когда X содержит четыре атома углерода, алкилоксигруппа состоит из бутильной группы, связанной с атомом кислорода. Когда X содержит пять атомов углерода, алкилоксигруппа состоит из пентильной группы, связанной с атомом кислорода. Когда X содержит шесть атомов углерода, алкилоксигруппа состоит из гексильной группы, связанной с атомом кислорода.
«Моноалкилокси» означает, что к атому кремния присоединена одна алкилоксигруппа.
«Диалкилокси» означает, что к атому кремния присоединены две алкилоксигруппы.
«Триалкилокси» означает, что к атому кремния присоединены три алкилоксигруппы.
«Синтетический щелок» или «синтетический отработанный щелок» представляет собой полученную в лабораторном масштабе жидкость, используемую для экспериментов, состав которой в отношении оксида алюминия, гидрокарбоната натрия и щелочи соответствует щелоку, получаемому при подаче рециклом через процесс Байера.
«Щелок Байера» представляет собой щелок, который действительно прошел через процесс Байера в промышленном оборудовании.
В случае, когда вышеприведенные определения или описание, изложенное где-либо еще в материалах заявки, не соответствуют значению (явно выраженному или подразумеваемому), которое обычно используют в словарях или сформулированному в источнике, включенном посредством ссылки в данную заявку, термины, употребляемые в описании и формуле изобретения, следует конкретно понимать согласно определению или описанию, изложенному в данной заявке, а не согласно общему определению, представленному в словарях, или определению, изложенному в документе, включенном посредством ссылки. В свете вышесказанного, в том случае, когда термин можно истолковать только с помощью словаря, следует руководствоваться определением термина в Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5th Edition, (2005), (Published by Wiley, John&Sons, Inc.) чтобы понять значение термина в формуле изобретения.
В процессе Байера для получения оксида алюминия бокситовая руда проходит стадию измельчения, и оксид алюминия, вместе с рядом примесей, включающих диоксид кремния, растворяют в добавляемом щелоке. Затем смесь обычно пропускают через стадию десиликации, на которой диоксид кремния намерено осаждают в виде ПДС, чтобы снизить количество диоксида кремния в растворе. Суспензию перемещают на стадию выщелачивания, на которой растворяется оставшийся реакционноспособный диоксид кремния, таким образом снова увеличивая концентрацию в растворе диоксида кремния, который может впоследствии образовывать дополнительное количество ПДС по мере увеличения температуры процесса. Затем щелок отделяют от нерастворенных твердых веществ и оксид алюминия извлекают посредством осаждения в виде гиббсита. Отработанный щелок заканчивает прохождение контура его циркуляции по мере пропускания через теплообменник и обратно на стадию измельчения. Накипь ПДС накапливается в ходе процесса Байера, но в особенности на стадии выщелачивания, и в наибольшей степени, на или вблизи теплообменника, через который проходит рециркулируемый щелок.
В данном изобретении было обнаружено, что дозированное добавление различных типов продуктов на основе силана может снизить количество образующейся накипи ПДС.
По меньшей мере в одном воплощении эффективное количество продукта, представляющего собой небольшую молекулу на основе силана, добавляют на каком-либо участке или стадии в контур циркуляции щелока процесса Байера, что минимизирует или предотвращает накопление ПДС в емкостях или оборудовании по контуру циркуляции щелока.
По меньшей мере в одном воплощении небольшая молекула включает продукт реакции между амином и по меньшей мере одним взаимодействующим с амином силаном, причем кремний в силане может быть соединен с одной, двумя или тремя алкилоксигруппами.
По меньшей мере в одном воплощении небольшая молекула представляет собой продукт реакции между содержащей амин небольшой молекулой и взаимодействующей с амином молекулой, содержащей по меньшей мере одну взаимодействующую с амином группу в молекуле и по меньшей мере одну Si(OR)n группу в молекуле, где n=1, 2 или 3 и R=Н, С1-С12 алкил, арил, Na, K, Li или NH4, или смесь таких продуктов реакции.
По меньшей мере в одном воплощении способ уменьшения образования содержащей алюмосиликат накипи в процессе Байера включает следующие стадии:
- добавление в поток процесса Байера подавляющего образование алюмосиликатной накипи количества композиции, включающей по меньшей мере одну молекулу, состоящую по меньшей мере из трех компонентов, компонента R1, компонента R2 и компонента R3, причем компоненты в молекуле расположены в соответствии с основной формулой:
где молекула может представлять собой по меньшей мере одно из следующих соединений: карбонаты, бикарбонаты, карбаматы, мочевины, амиды и их соли, и
(i) R1 выбран из группы, состоящей из Н, алкила, амина, структуры (А) и структуры (В)
(ii) R2 выбран из группы, состоящей из Н, алкила, амина, G и Е,
где G представляет собой соединение, выбранное из группы, состоящей
из 3-глицидоксипропилтриметоксисилана,
3-глицидоксипропилтриалкоксисилана,
3-глицидоксипропилалкилдиалкоксисилана,
3-глицидоксипропилдиалкилмоноалкоксисилана,
3-изоцианатопропилтриалкоксисилана,
3-изоцианатопропилалкилдиалкоксисилана,
3-изоцианатопропилдиалкилмоноалкоксисилана,
3-хлорпропилтриалкоксисилана,
3-хлорпропилалкилдиалкоксисилана и
3-хлорпропилдиалкилмоноалкоксисилана,
причем G возможно подвергнуто гидролизу,
Е представляет собой 2-этилгексил глицидиловый эфир, С3-С22 глицидиловый эфир, С3-С22 изоцианат, С3-С22 хлорид, С3-С22 бромид, С3-С22 йодид, С3-С22 сульфатный эфир, С3-С22 фенолглицидиловый эфир и любое их сочетание,
(iii) R3 выбран из группы, состоящей из Н, алкила, амина, G и Е, и
(iv) n является целым числом от 2 до 6,
причем по меньшей мере один из R2 и R3 представляет собой G.
По меньшей мере в одном воплощении R1 независимо выбран из группы, состоящей из моноизопропаноламина, этилендиамина, диэтилентриамина, тетраэтиленпентамина, изофорондиамина, ксилолдиамина, бис(аминометил)циклогексана, гександиамина, С,С,С-триметилгександиамина, метилен-бис(аминоциклогексана), насыщенных жирных аминов, ненасыщенных жирных аминов, таких как олеиламин и сойамин, N-(жирный алкил)-1,3-пропандиамина, такого как кокоалкилпропандиамин, олеилпропандиамин, додеци л пропан диамин, (гидрированный талловый алкил)пропандиамин и (таловый алкил)пропандиамин, и любого их сочетания.
По меньшей мере в одном воплощении G подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (I), (II), (III), (IV), (V), (VI), (VII), (VIII), (IX) и любого их сочетания:
По меньшей мере в одном воплощении G подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (X), (XI), (XII), (XIII), (XIV), (XV), (XVI), (XVII), (XVIII), (XIX) и любого их сочетания:
По меньшей мере в одном воплощении G подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (XX), (XXI), (XXII) и любого их сочетания:
По меньшей мере в одном воплощении G подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (XXIII), (XXIV), (XXV), (XXVI), (XXVII) и любого их сочетания:
По меньшей мере в одном воплощении G подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (XXVIII), (XXIX), (XXX), (XXXI), (XXXII) и любого их сочетания:
По меньшей мере в одном воплощении G не подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (XXXIII), (XXXIV), (XXXV), (XXXVI), (XXXVII), (XXXVIII), (XXXIX), (XL), (XLI) и (XLII) и любого их сочетания:
По меньшей мере в одном воплощении G не подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (XLIII), (XLIV), (XLV), (XLVI), (XLVII), (XLVIII), (XLIX), (L), (LI), (LII) и любого их сочетания:
По меньшей мере в одном воплощении G не подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (LIII), (LIV), (LV) и любого их сочетания:
По меньшей мере в одном воплощении G не подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (LVI), (LVII), (LVIII), (LIX), (LX) и любого их сочетания:
По меньшей мере в одном воплощении G не подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (LXI), (LXII), (LXIII), (LXIV) и любого их сочетания:
По меньшей мере в одном воплощении небольшая молекула присутствует в растворе в количестве от приблизительно 0,01 до приблизительно 100 масс.%. Композиция может дополнительно включать один компонент, выбранный из группы, состоящей из аминов, активирующих веществ, противовспенивающих веществ, сопоглотителей, ингибиторов коррозии, красящих веществ и любых их сочетаний. Композиция может включать растворитель, выбранный из группы, состоящей из воды, спиртов, полиолов, других промышленных растворителей, органических растворителей и любых их сочетаний. Компоненты могут быть выделены из реакции в форме твердого вещества, выпавшей фазы, соли и/или кристаллической фазы при pH от 0 до 14.
Хотя некоторые из небольших молекул упомянуты в различных документах известного уровня техники, их применение для абсолютно неродственных заявок и их эффективность для уменьшения образования накипи в процессе Байера является полностью неожиданным. Некоторые источники, в которых упомянуты такие или подобные небольшие молекулы, включают патент США US 6551515; научные труды: Ethylenediamine attached to silica as an efficient, reusable nanocatalyst for the addition of nitromethane to cyclopentenone, DeOliveira, Edimar; Prado, Alexander G.S., Journal of Molecular Catalysis (2007), 271 (1-2), 6369; Interaction of divalent copper with two diaminealkyl hexagonal mesoporous silicas evaluated by adsorption and thermochemical data, Sales, Jose; Prado, Alexander; and Airoldi, Claudio, Surface Science. Volume 590, Issue 1, pp.51-62 (2005) и Epoxide silyant agent ethylenediamine reaction product anchored on silica gel-thermodynamics of cation-nitrogen interaction at solid/liquid interface, Journal of Noncrvstaline Solids. Volume 330, Issue 1-3, pp.142-149 (2003); международные патентные заявки: WO 2003/002057 A2, WO 2002/085486, WO 2009/056778 A2 и WO 2009/056778 A3; патенты Франции: 2922760 A1 и 2922760 B1; Европейский патент: 2214632 A2 и заявку на патент Китая: CN 101747361.
Эффективность таких небольших молекул является неожиданной, поскольку согласно указаниям известного уровня техники, эффективными являются только высокомолекулярные полимеры. Предполагали, что эффективность полимера зависит от их гидрофобной природы и их размера. Это было подтверждено тем фактом, что поперечно-сшитые полимеры являются еще более эффективными, чем полимеры с одной цепью. В результате было сделано предположение, что небольшие молекулы служат только в качестве строительных блоков для этих полимеров и сами по себе не являются эффективными. (WO 2008/045677 [0030]). Более того, в научной литературе отмечено, что «небольшие молекулы, содержащие … группировку Si-O3, не являются эффективными для предотвращении образовании накипи содалита … поскольку … объемная группа … в существенной степени препятствует внедрению молекулы в растущий содалит». Max HT™ Sodalite Scale Inhibitor: Plant Experience and Impact on the Process, Donald Spitzer et. al., pages 57, Light Metals 2008, (2008). Однако, недавно обнаружено, что в действительности, как дополнительно поясняется в представленных примерах, небольшие молекулы, такие как описанные в данной заявке, все-таки являются эффективными для уменьшения образования накипи ПДС.
Полагают, что существует по меньшей три преимущества использования ингибиторов на основе небольших молекул, в противоположность полимерным ингибиторам с множеством повторяющихся звеньев силана и гидрофобных фрагментов. Первое преимущество состоит в том, что меньшая молекулярная масса продукта означает, что существует большее количество доступных активных ингибирующих группировок вокруг центров кристаллизации ПДС на стадии образования ПДС. Второе преимущество состоит в том, что более низкая молекулярная масса обеспечивает повышенную скорость диффузии ингибитора, что в свою очередь способствует быстрому прикреплению молекул ингибитора к затравочным кристаллам ПДС. Третье преимущество состоит в том, что более низкая молекулярная масса позволяет избежать высокой вязкости продукта, и следовательно, делает обращение с продуктом и введение его в поток процесса Байера более удобным и эффективным.
Примеры
Вышеизложенное лучше понять при обращении к нижеследующим примерам, которые представлены с целью иллюстрации и не предполагают ограничения области защиты изобретения.
Пример синтеза путем взаимодействия A, E и G
При типичной реакции синтеза три составляющие: A (например, гександиамин), G (например, 3-глицидоксипропилтриметоксисилан) и E (например, этилгексил глицидиловый эфир) помещают в подходящую реакционную емкость при температуре 23-40°C и обеспечивают возможность смешивания. Затем реакционную емкость подогревают до 65-70°C, в течение этого времени начинается реакция и выделяется большое количество теплоты. Реакция становится самоподдерживающейся и, в зависимости от масштаба реакции, может достигать температур вплоть до 125-180°C (см. Фиг.1). Обычно реакцию прерывают по прошествии 1-2 часов и затем обеспечивают возможность охлаждения смеси. В качестве аспекта настоящего изобретения, эту не гидролизованную полученную смесь можно подходящим образом отделить в виде жидкости, или геля, или твердого вещества. Альтернативно, полученную реакционную смесь можно подвергать гидролизу, с помощью ряда способов, для приготовления раствора гидролизованной полученной смеси в воде. Гидролиз алкоксисилановых групп в компоненте G приводит к образованию соответствующего спирта (например, метанола, этанола и т.д., в зависимости от алкоксисилана, используемого при синтезе).
Обычно специалист в данной области техники проводит раскрытие эпоксидного кольца с помощью реакционноспособного амина в периодическом режиме (при котором компоненты смешивают), при нагревании до температуры инициирования выше комнатной температуры (например, 50-65°C), позволяя температуре реакции достигать значений вплоть до 125-180°C. Это может вызвать внутреннее поперечное сшивание и протекание побочных реакций, что часто требуется в процессах производства смолы.
Однако по меньшей мере в одном воплощении предусматривают использование непрерывного или полунепрерывного способа синтеза, который обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с традиционно используемым периодическим способом. Это включает добавление только части компонентов G и E, либо вместе, либо последовательно, либо отдельно в форме медленной подачи для инициирования первичной реакции раскрытия эпоксидного кольца, с последующей медленной непрерывной подачей двух компонентов G и E (либо вместе, либо отдельно и одновременно, либо последовательно). Этот способ позволяет намного лучше управлять реакцией в целом, температурой реакции, и обеспечивает лучший общий выход активных соединений в продукте, также избегая нежелательных побочных реакций (см. Фиг.2).
По меньшей мере в одном воплощении в реакции синтеза используют 3-глицидоксипропилтриметоксисилан в качестве компонента G. Длительное воздействие при высоких температурах выше 120°C может привести к внутренним реакциям сочетания и множественному замещению реакционноспособными аминными группами, такими как гександиамин или этилендиамин. Получаемые не гидролизованные продукты реакции превращаются в гель за более короткий период времени, что сопровождается увеличением вязкости продукта реакции. Использование полунепрерывного или непрерывного способа, или отдельной, или медленной последовательной, или независимой, или объединенной подачи эпоксидов E и G в реакционную смесь обеспечивает лучшее регулирование температуры реакции, благодаря чему снижают количество метанола, который образуется и выделяется в ходе реакции. Кроме того, реакционная смесь обладает более низкой вязкостью и в ней протекает меньше нежелательных побочных реакций (см. таблицу I).
| Таблица I. | ||||
| Данные синтеза A:G:E путем проведения реакции различными способами | ||||
| № партии | Способ | Температура реакции °C (°F) | Вязкость промежуточного продукта реакции, сПз | MeOH выделенный, кг (фунт) |
| 1 | Периодический | 116-129 (240-265) | 550 | 4,5 (9,8) |
| 2 | Партия за партией | 107-113 (225-235) | 240 | 0,73 (1,6) |
| 3 | Полунепрерывный | 82-104 (180-220) | 65 | 0,32 (0,7) |
Примеры относительного подавления образования накипи ПДС различными небольшими молекулами A:G:E, образованными в результате описанной выше реакции синтеза.
Определение характеристики подавления образования накипи для небольших молекул обычно проводят следующим образом.
1) Небольшое количество силиката натрия (0,25-1,5 г/л по SiO2) добавляют в отработанный щелок процесса Байера при комнатной температуре, чтобы увеличить концентрацию диоксида кремния в щелоке.
2) В части такого образца щелока добавляют различное количество нового подавляющего образование накипи соединения или смеси.
3) Обработанные и необработанные (или контрольные) образцы щелока подвергают воздействию повышенной температуры от 96 до 150°C в течение от 4 до 6 ч.
4) Затем образцы охлаждают и измеряют количество накипи ПДС, образовавшейся в каждом обработанном образце щелока, и сравнивают с количеством, образовавшимся в необработанных или контрольных образцах.
В качестве примера, в таблице II представлены сравнительные данные по подавлению накипи ПДС для нескольких смесей A:G:E, синтезированных с использованием описанной выше реакции синтеза, с различными компонентами на основе аминов в качестве основного компонента.
| Таблица II. | |||||
| Сравнительные данные по подавлению накипи ПДС для различных синтезированных реакционных смесей A:G:E, где A - амин, G - глицидоксипропилтриметоксисилан, E - 2-этилгексил глицидиловый эфир | |||||
| Количество накипи ПДС, мг, в зависимости от обработки | % снижения накипи ПДС относительно контрольного образца | ||||
| A - используемый амин | Необраб. | Малая доза | Большая доза | Малая доза | Большая доза |
| Гександиамин | 26,20 | 0,18 | 0,06 | 99,3% | 99,8% |
| Этилендиамин | 27,30 | 20,40 | 8,12 | 25,3% | 70,3% |
| Диэтилентриамин | 26,70 | 18,30 | 10,27 | 31,5% | 61,5% |
| Тетраэтилен-пентаамин | 24,60 | 22,50 | 16,80 | 8,5% | 31,7% |
| 1-амино-2-пропанол | 26,20 | 3,50 | 0,05 | 86,6% | 99,8% |
Хотя данное изобретение может быть реализовано во многих различных формах, в данной заявке представлены на чертежах и описаны подробно конкретные воплощения изобретения. Настоящее описание представлено в качестве иллюстрации основных положений изобретения и не предполагает ограничения изобретения представленными конкретными воплощениями. Все патенты, патентные заявки, научные труды и любые другие документы, на которые ссылаются в данном описании, включены во всей полноте посредством ссылки. Кроме того, изобретение охватывает любые возможные сочетания некоторых или всех различных воплощений, описанных в данной заявке и включенных в данную заявку.
Представленное выше описание является иллюстративным и не исчерпывающим. На основе данного описания, специалист в данной области техники может предположить множество изменений и альтернатив. Все такие альтернативы и изменения считаются включенными в область защиты, определенную формулой изобретения, где термин «включающий» означает «включающий, но не ограничивающий». Специалисты в данной области техники могут обнаружить другие эквиваленты конкретным воплощениям, описанным в данной заявке, которые также охватываются формулой изобретения.
Все диапазоны и параметры, раскрытые в данном описании, следует понимать как охватывающие любые и все поддиапазоны, допускаемые и входящие в состав этих диапазонов, и каждое число между предельными значениями. Например, установленный диапазон «от 1 до 10» следует рассматривать как включающий любые и все поддиапазоны между (и включительно) минимальным значением 1 и максимальным значением 10; то есть все поддиапазоны, начинающиеся с минимального значения 1 или более (например, от 1 до 6,1) и заканчивающиеся значением 10 или менее (например, от 2,3 до 9,4, от 3 до 8, от 4 до 7), и наконец, каждое число 1, 2, 3, 2, 5, 6, 7, 8, 9 и 10 в пределах диапазона.
Этим завершается описание предпочтительных и альтернативных воплощений изобретения. Специалист в данной области техники может обнаружить другие эквиваленты конкретному описанному воплощению, которые охватываются формулой изобретения, приложенной к настоящему документу.
Claims (100)
1. Способ уменьшения образования содержащей алюмосиликат накипи в процессе Байера, включающий следующие стадии:
- добавление в поток процесса Байера подавляющего образование алюмосиликатной накипи количества композиции, включающей по меньшей мере одну молекулу, состоящую по меньшей мере из трех компонентов, компонента R1, компонента R2 и компонента R3, причем компоненты в молекуле расположены в соответствии с основной формулой:
где молекула может представлять собой по меньшей мере одно из следующих соединений: карбонаты, бикарбонаты, карбаматы, мочевины, амиды и их соли, и
R1 выбран из группы, состоящей из Н, алкила, амина, структуры (А) и структуры (В)
R2 выбран из группы, состоящей из Н, алкила, амина, G и Е,
где G представляет собой соединение, выбранное из группы, состоящей
из 3-глицидоксипропилтриметоксисилана,
3-глицидоксипропилтриалкоксисилана,
3-глицидоксипропилалкилдиалкоксисилана,
3-глицидоксипропилдиалкилмоноалкоксисилана,
3-изоцианатопропилтриалкоксисилана,
3-изоцианатопропилалкилдиалкоксисилана,
3-изоцианатопропилдиалкилмоноалкоксисилана,
3-хлорпропилтриалкоксисилана,
3-хлорпропилалкилдиалкоксисилана и
3-хлорпропилдиалкилмоноалкоксисилана,
причем G возможно подвергнуто гидролизу,
Е представляет собой 2-этилгексил глицидиловый эфир, С3-С22 глицидиловый эфир, С3-С22 изоцианат, С3-С22 хлорид, С3-С22 бромид, С3-С22 йодид, С3-С22 сульфатный эфир, С3-С22 фенолглицидиловый эфир и любое их сочетание,
R3 выбран из группы, состоящей из Н, алкила, амина, G и Е, и
n является целым числом от 2 до 6,
причем по меньшей мере один из R2 и R3 представляет собой G.
2. Способ по п. 1, в котором R1 независимо выбран из группы, состоящей из моноизопропаноламина, этилендиамина, диэтилентриамина, тетраэтиленпентамина, изофорондиамина, ксилолдиамина, бис(аминометил)циклогексана, гександиамина, С,С,С-триметилгександиамина, метилен-бис(аминоциклогексана), насыщенных жирных аминов, ненасыщенных жирных аминов, таких как олеиламин и сойамин, N-(жирный алкил)-1,3-пропандиамина, такого как кокоалкилпропандиамин, олеилпропандиамин, додецилпропандиамин, (гидрированный талловый алкил)пропандиамин и (талловый алкил)пропандиамин, и любого их сочетания.
3. Способ по п. 1, в котором G подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (I), (II), (III), (IV), (V), (VI), (VII), (VIII), (IX) и любого их сочетания:
4. Способ по п. 1, в котором G подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (X), (XI), (XII), (XIII), (XIV), (XV), (XVI), (XVII), (XVIII), (XIX) и любого их сочетания:
5. Способ по п. 1, в котором G подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (XX), (XXI), (XXII) и любого их сочетания:
6. Способ по п. 1, в котором G подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (XXIII), (XXIV), (XXV), (XXVI), (XXVII) и любого их сочетания:
7. Способ по п. 1, в котором G подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (XXVIII), (XXIX), (XXX), (XXXI) (XXXII) и любого их сочетания:
8. Способ по п. 1, в котором G не подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (XXXIII), (XXXIV), (XXXV), (XXXVI), (XXXVII), (XXXVIII), (XXXIX), (XL), (XLI), (XLII) и любого их сочетания:
9. Способ по п. 1, в котором G не подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (XLIII), (XLIV), (XLV), (XLVI), (XLVII), (XLVIII), (XLIX), (L), (LI), (LII) и любого их сочетания:
10. Способ по п. 1, в котором G не подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (LIII), (LIV), (LV) и любого их сочетания:
11. Способ по п. 1, в котором G не подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (LVI), (LVII), (LVIII), (LIX), (LX) и любого их сочетания:
12. Способ по п. 1, в котором G не подвергнуто гидролизу и указанная молекула выбрана из группы, состоящей из (LXI), (LXII), (LXIII), (LXIV), (LXV) и любого их сочетания:
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/035,124 | 2011-02-25 | ||
| US13/035,124 US8889096B2 (en) | 2009-09-25 | 2011-02-25 | Reducing aluminosilicate scale in the bayer process |
| PCT/US2012/024099 WO2012115769A2 (en) | 2011-02-25 | 2012-02-07 | Reducing aluminosilicate scale in the bayer process |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013141250A RU2013141250A (ru) | 2015-04-10 |
| RU2606323C2 RU2606323C2 (ru) | 2017-01-10 |
| RU2606323C9 true RU2606323C9 (ru) | 2017-04-20 |
Family
ID=46721393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013141250A RU2606323C9 (ru) | 2011-02-25 | 2012-02-07 | Уменьшение образования алюмосиликатной накипи в процессе Байера |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8889096B2 (ru) |
| EP (1) | EP2678343B1 (ru) |
| CN (1) | CN103443109B (ru) |
| AU (1) | AU2012220990C1 (ru) |
| BR (1) | BR112013021610A2 (ru) |
| ES (1) | ES2895726T3 (ru) |
| RU (1) | RU2606323C9 (ru) |
| WO (1) | WO2012115769A2 (ru) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9416020B2 (en) | 2009-09-25 | 2016-08-16 | Nalco Company | Surfactant based small molecules for reducing aluminosilicate scale in the bayer process |
| US9487408B2 (en) | 2009-09-25 | 2016-11-08 | Nalco Company | Reducing aluminosilicate scale in the bayer process |
| KR101505720B1 (ko) * | 2012-03-30 | 2015-03-25 | 주식회사 엘지화학 | 실록산계 화합물, 이를 포함하는 감광성 조성물 및 감광재 |
| WO2014137528A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-12 | Nalco Company | Reducing aluminosilicate scale in the bayer process feed strategy for dsp inhibitor |
| EP3087032B1 (en) | 2013-12-24 | 2021-07-28 | Cytec Industries Inc. | Method of reducing scale in the bayer process |
| BR112016015920B1 (pt) * | 2014-01-09 | 2021-11-30 | Nalco Company | Método para reduzir crosta contendo aluminossilicato |
| US10190003B2 (en) | 2014-10-21 | 2019-01-29 | Cytec Industries Inc. | Degradation-resistant scale inhibitors |
| KR101668567B1 (ko) | 2014-11-13 | 2016-10-24 | 주식회사 엘지화학 | 변성 공역디엔계 중합체, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 고무 조성물 |
| WO2016076549A1 (ko) * | 2014-11-13 | 2016-05-19 | 주식회사 엘지화학 | 변성 공역디엔계 중합체, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 고무 조성물 |
| EP3187464A1 (en) | 2015-12-31 | 2017-07-05 | Cytec Industries Inc. | Composite coatings for scale reduction |
| JP6614014B2 (ja) * | 2016-04-26 | 2019-12-04 | 信越化学工業株式会社 | 含窒素オルガノキシシラン化合物およびその製造方法 |
| CN106319226A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-01-11 | 中国铝业股份有限公司 | 一种赤泥综合回收氧化铝氧化钠氧化铁的方法 |
| CN111116632B (zh) * | 2018-11-01 | 2022-11-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种钻井液用胺基成膜抑制剂及制备方法 |
| CN115850322A (zh) * | 2022-12-12 | 2023-03-28 | 江苏三木化工股份有限公司 | 一种耐热型硅改性环氧树脂固化剂及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5314626A (en) * | 1991-12-23 | 1994-05-24 | Nalco Chemical Company | Method for the alteration of siliceous materials from Bayer process liquids |
| US5415782A (en) * | 1993-11-22 | 1995-05-16 | Nalco Chemical Company | Method for the alteration of siliceous materials from bayer process liquors |
| US6086771A (en) * | 1997-12-12 | 2000-07-11 | Nalco Chemical Company | Water continuous emulsion polymers for improving scale control in the bayer process |
| US6814873B2 (en) * | 2002-07-22 | 2004-11-09 | Cytec Technology Corp. | Method of preventing or reducing aluminosilicate scale in a bayer process |
| WO2008045677A1 (en) * | 2006-10-13 | 2008-04-17 | Cytec Technology Corp | Hydrophobically modified polyamine scale inhibitors |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5650072A (en) | 1994-04-22 | 1997-07-22 | Nalco/Exxon Energy Chemicals L.P. | Sulfonate and sulfate dispersants for the chemical processing industry |
| GB0103192D0 (en) | 2001-02-09 | 2001-03-28 | Ciba Spec Chem Water Treat Ltd | Scale removal or prevention |
| US6551515B1 (en) | 2001-04-19 | 2003-04-22 | Ibc Advanced Technologies, Inc. | Particulate soild supports functionalized with EGTA ligands |
| US6506921B1 (en) | 2001-06-29 | 2003-01-14 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Amine compounds and curable compositions derived therefrom |
| US7390415B2 (en) * | 2002-07-22 | 2008-06-24 | Cytec Technology Corp. | Method and compositions for preventing or reducing aluminosilicate scale in alkaline industrial processes |
| GB0415227D0 (en) * | 2004-07-07 | 2004-08-11 | Accentus Plc | Precipitation of silica in a Bayer process |
| EP2109590B1 (en) * | 2007-02-05 | 2013-05-15 | Cytec Technology Corp. | Silane substituted polyethylene oxide reagents and method of using for preventing or reducing aluminosilicate scale in industrial processes |
| FR2922760B1 (fr) | 2007-10-31 | 2009-11-20 | Oreal | Eclaircissement et/ou coloration de fibres keratiniques humaines au moyen d'une composition comprenant un compose aminosilicie particulier et composition et dispositif |
| CN101747361B (zh) | 2008-12-04 | 2012-06-13 | 中国科学院化学研究所 | 一种桥联聚倍半硅氧烷及其单体与它们的制备方法 |
| US8545776B2 (en) * | 2009-09-25 | 2013-10-01 | Nalco Company | Reducing aluminosilicate scale in the Bayer process |
-
2011
- 2011-02-25 US US13/035,124 patent/US8889096B2/en active Active
-
2012
- 2012-02-07 AU AU2012220990A patent/AU2012220990C1/en active Active
- 2012-02-07 BR BR112013021610A patent/BR112013021610A2/pt active Search and Examination
- 2012-02-07 ES ES12748823T patent/ES2895726T3/es active Active
- 2012-02-07 CN CN201280013933.3A patent/CN103443109B/zh active Active
- 2012-02-07 WO PCT/US2012/024099 patent/WO2012115769A2/en not_active Ceased
- 2012-02-07 RU RU2013141250A patent/RU2606323C9/ru active
- 2012-02-07 EP EP12748823.7A patent/EP2678343B1/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5314626A (en) * | 1991-12-23 | 1994-05-24 | Nalco Chemical Company | Method for the alteration of siliceous materials from Bayer process liquids |
| US5415782A (en) * | 1993-11-22 | 1995-05-16 | Nalco Chemical Company | Method for the alteration of siliceous materials from bayer process liquors |
| US6086771A (en) * | 1997-12-12 | 2000-07-11 | Nalco Chemical Company | Water continuous emulsion polymers for improving scale control in the bayer process |
| US6814873B2 (en) * | 2002-07-22 | 2004-11-09 | Cytec Technology Corp. | Method of preventing or reducing aluminosilicate scale in a bayer process |
| RU2311494C2 (ru) * | 2002-07-22 | 2007-11-27 | Сайтек Текнолоджи Корп. | Способ предупреждения или уменьшения отложения алюмосиликата в способе байера |
| WO2008045677A1 (en) * | 2006-10-13 | 2008-04-17 | Cytec Technology Corp | Hydrophobically modified polyamine scale inhibitors |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2606323C2 (ru) | 2017-01-10 |
| BR112013021610A2 (pt) | 2018-09-11 |
| WO2012115769A3 (en) | 2012-10-18 |
| EP2678343B1 (en) | 2021-09-22 |
| US20110212006A1 (en) | 2011-09-01 |
| ES2895726T3 (es) | 2022-02-22 |
| US8889096B2 (en) | 2014-11-18 |
| CN103443109A (zh) | 2013-12-11 |
| EP2678343A2 (en) | 2014-01-01 |
| EP2678343A4 (en) | 2016-07-13 |
| AU2012220990C1 (en) | 2019-11-21 |
| CN103443109B (zh) | 2015-10-21 |
| AU2012220990A1 (en) | 2013-09-12 |
| WO2012115769A2 (en) | 2012-08-30 |
| RU2013141250A (ru) | 2015-04-10 |
| AU2012220990B2 (en) | 2015-05-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2606323C9 (ru) | Уменьшение образования алюмосиликатной накипи в процессе Байера | |
| CN102574695B (zh) | 降低拜尔法中的铝硅酸盐污垢 | |
| JP2006514877A (ja) | バイヤー法におけるアルミノ珪酸塩スケールの防止または減少方法 | |
| US20130189529A1 (en) | Mitigation and control of aluminosilicate scale through a novel feeding strategy of the inhibitor | |
| US9944534B2 (en) | Reducing aluminosilicate scale in the Bayer process | |
| CA2934932C (en) | Method of reducing scale in the bayer process | |
| AU2017248578B2 (en) | Reducing aluminosilicate scale in the Bayer process | |
| US9988282B2 (en) | Surfactant based small molecules for reducing aluminosilicate scale in the Bayer process | |
| FR2881747A1 (fr) | Procede de prevention ou de reduction de tartre d'aluminosilicate dans des procedes industriels. | |
| US8501010B2 (en) | Di- and mono-alkoxysilane functionalized polymers and their application in the Bayer process | |
| WO2014137528A1 (en) | Reducing aluminosilicate scale in the bayer process feed strategy for dsp inhibitor | |
| CN105899460B (zh) | 用于减少拜耳工艺中的硅铝酸盐垢的基于表面活性剂的小分子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH4A | Reissue of patent specification |