Способ уменьшения количества твердых отложений в способе байера - RU2016129964A
Код документа: RU2016129964A
Формула
1. Способ уменьшения количества содержащих алюмосиликаты твердых отложений в способе Байера, включающий:
идентификацию поверхности технологического оборудования способа Байера, которая подвергается образованию твердых отложений;
приведение в контакт указанной поверхности технологического оборудования способа Байера с количеством композиции, ингибирующей образование твердых отложений, эффективным для получения обработанной поверхности, которая является более устойчивой к образованию твердых отложений при последующем контакте с потоком способа Байера по сравнению с необработанной поверхностью;
причем указанная композиция, ингибирующая образование твердых отложений, содержит водный раствор одной или более водорастворимых солей с общим содержанием растворимых солей по меньшей мере примерно 0,004 масс./масс. % или более, или раствор, имеющий pH примерно 11,0 или выше, причем указанная композиция, ингибирующая образование твердых отложений, дополнительно содержит одну или более -Si(OR)n групп;
где:
n представляет собой целое число от 1 до 3; и
R представляет собой H, необязательно замещенный C1-C20алкил, необязательно замещенный C6-C12арил, необязательно замещенный C7-C20аралкил, необязательно замещенный C2-C20алкенил, ион металла I группы, ион металла II группы или NR14; где каждый из R1независимо выбран из H, необязательно замещенного C1-C20алкила, необязательно замещенного C6-C12арила, необязательно замещенного C7-C20аралкила, и необязательно замещенного C2-C20алкенила; и
приведение в контакт обработанной поверхности с потоком способа Байера.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что n равно 3.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что водный раствор одной или более водорастворимых солей представляет собой раствор способа Байера.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что раствор способа Байера выбран из отработанного раствора способа Байера, выпаренного раствора способа Байера или маточного раствора способа Байера.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что общее количество растворенных солей в водном растворе одной или более водорастворимых солей составляет по меньшей мере 1,0%.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что общее количество растворенных солей в водном растворе водорастворимых солей составляет по меньшей мере 5,0 %.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой полимер или полимерный продукт реакции.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой полимер или полимерный продукт реакции, имеющий присоединенную к нему группу или концевую группу формулы IV -
-Si(OR")3 (IV),
где R"=H, C1-C10 алкил, арил, арилалкил, Na, K или NH4+.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что указанная группа включает группу формулы V -
--G--R--X--R'---Si(OR")3 (V),
где G отсутствует или представляет собой NH, NR" или O; R отсутствует или представляет собой C=O, O, C1-C10 алкил, арил, арилалкил; X отсутствует или представляет собой NR, O, NH, амид, уретан или мочевину; R' отсутствует или представляет собой O, C1-C10 алкил, арил, арилалкил, и R" представляет собой H, C1-C10 алкил, арил, арилалкил, Na, K или NH4+.
10. Способ по п. 7, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой полимер или полимерный продукт реакции, содержащий фрагмент формулы (I) и фрагмент формулы (II) -
где
каждый из T1 и E1независимо представляет собой первый необязательно замещенный гидрокарбильный радикал, содержащий от примерно 2 до примерно 40 атомов углерода;
Q1 представляет собой H или второй необязательно замещенный гидрокарбильный радикал, содержащий от примерно 1 до примерно 20 атомов углерода;
каждый из A1aи A2aнезависимо представляет собой прямую связь или органическую связывающую группу, содержащую от примерно 1 до примерно 20 атомов углерода;
R1a представляет собой H, необязательно замещенный C1-C20алкил, необязательно замещенный C6-C12арил, необязательно замещенный C7-C20аралкил, необязательно замещенный C2-C20алкенил, ион металла I группы, ион металла II группы или NR2a4; где каждый из R2aнезависимо выбран из H, необязательно замещенного C1-C20алкила, необязательно замещенного C6-C12арила, необязательно замещенного C7-C20аралкила, и необязательно замещенного C2-C20алкенила.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что среднемассовая молекулярная масса полимера или полимерного продукта реакции составляет по меньшей мере примерно 500.
12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что каждая из органических связывающих групп A1a и A2a может быть независимо представлена в виде -A3a-A4a-A5a-A6a-, где:
A3a представляет собой прямую связь, NR3a или O, где R3a представляет собой H или C1-3 алкил;
A4a представляет собой прямую связь, C═O, необязательно замещенный C1-C10 алкилен или необязательно замещенный C6-C12 арил;
A5a представляет собой прямую связь, O, NR4a, амид, уретан или мочевину, где R4a представляет собой H или C1-3 алкил; и
A6a представляет собой прямую связь, O, необязательно замещенный C1-C20 алкил, необязательно замещенный C2-C20 алкенил или необязательно замещенный C7-C20 аралкил; и
где по меньшей мере одна из органических связывающих групп A1aи A2aпредставляет собой -CH2-CH(OH)-CH2-O- или необязательно замещенный C1-C10алкилен, или необязательно замещенную C6-C12арильную группу.
13. Способ по п. 10, отличающийся тем, что Q1 выбран из бутила, 2-этилгексила, C8-10 алкила, фенила, кресила, нонилфенила, цетила, октенила и октадецила.
14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой продукт реакции, по меньшей мере полиамина, первого соединения, способного к взаимодействию с азотом, и второго соединения, способного к взаимодействию с азотом,
где:
первое соединение, способное к взаимодействию с азотом, содержит -Si(OR1b)3группу и способную к взаимодействию с азотом группу, где R1b представляет собой H, необязательно замещенный C1-C20 алкил, необязательно замещенный C6-C12 арил, необязательно замещенный C7-C20аралкил, необязательно замещенный C2-C20 алкенил, ион металла I группы, ион металла II группы или NR2b4; каждый из R3b независимо выбран из H, необязательно замещенного C1-C20 алкила, необязательно замещенного C6-C12 арила, необязательно замещенного C7-C20 аралкила, и необязательно замещенного C2-C20 алкенила;
второе соединение, способное к взаимодействию с азотом, содержит способную к взаимодействию с азотом группу и не содержит Si(OR1b)3группу.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что среднечисленная молекулярная масса продукта реакции составляет по меньшей мере примерно 500.
16. Способ по п. 14, отличающийся тем, что первое соединение, способное к взаимодействию с азотом, выбрано из глицидоксипропилтриметоксисилана, глицидоксипропилтриэтоксисилана и хлоропропилтриметоксисилана.
17. Способ по п. 14, отличающийся тем, что второе соединение, способное к взаимодействию с азотом, выбрано из алкилгалогенидов, глицидокси простых эфиров и алкилэпоксидов.
18. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой полимер формулы (III) -
где w = 1-99,9 %, x= 0,1-50%, y = 0 -50% , z = 0-50%;
Q3 представляет собой C1-C10 алкил, арил, амид, акрилат, простой эфир или COX1R1c, где X1 представляет собой O, NH или NP1, где P1 представляет собой C1-C3 алкил, арил или O;
R1c представляет собой H, Na, K, NH4, C1-C10 алкил или арил;
R2c представляет собой C1-10 алкил или арил;
V1 и V2 независимо представляют собой H, C1-C3 алкил, арил, Na, K или NH4 или образуют ангидридное кольцо;
R3c представляет собой H, C1-C3 алкил, арил, Na, K или NH4; и
D1 представляет собой NR4c2 или OR4c, где R4c представляет собой H, C1-C20 алкил, C1-C20 алкенил или арил.
19. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой полисахарид, имеющий присоединенную к нему группу или концевую группу, содержащую -Si(OR1e)3, где R1e представляет собой H, C1-C10 алкил, арил, Na, К или NH4.
20. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой продукт реакции аминосодержащей молекулы и молекулы, способные к взаимодействию с амином, содержащей по меньшей мере одну способную к взаимодействию с амином группу на молекулу и по меньшей мере одну -Si(OR5e)n группу на молекулу, где R5e представляет собой водород, С1-С12-алкил, арил, Na, K, Li или NH4.
21. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение содержит по меньшей мере три компонента, один из которых представляет собой компонент R1f, один представляет собой компонент R2f и один представляет собой компонент R3f, причем компоненты в соединении расположены в соответствии с общей формулой VII:
где указанное соединение представляет собой по меньшей мере один из карбонатов, бикарбонатов, карбаматов, мочевины, амидов и их солей; и
где R1f выбран из группы, состоящей из Н, алкила, амина, алкиламина, структуры (VIII) и структуры (IX);
R2f и R4f независимо выбраны из группы, состоящей из H, алкила, амина, алкиламина, GG и EE, и
где GG выбран из 3-глицидоксипропилтриметоксисилана, 3-глицидоксипропилтриалкоксисилана, 3-глицидоксипропилалкилдиалкоксисилана, 3-глицидоксипропилдиалкилмоноалкоксисилана, 3-изоцианатопропилтриалкоксисиалана, 3-изоцианатопропилалкилдиалкоксисиалана, 3-изоцианатопропилдиалкилмоноалкоксисиалана, 3-хлоропропилтриалкоксисилана, 3-хлоропропилалкилдиалкоксисилана и 3-хлоропропилдиалкилмоноалкоксисилана;
где EE выбран из 2-этилгексилглицидилового простого эфира, н-бутилглицидилового простого эфира, трет-бутилглицидилового простого эфира, C3-C22 глицидилового простого эфира, C3-C22 изоциананта, C3-C22 хлорида, C3-C22 бромила, C3-C22 йодида, C3-C22 сульфатного сложного эфира, C3-C22 фенолглицидилового простого эфира и любой их комбинации;
R3f и R5f независимо выбраны из группы, состоящей из H, алкила, аминалкиламина, GG и EE, и
n1 представляет собой целое число от 2 до 6.
22. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение содержит:
первый компонент имеющий общую формулу X или XI:
где R1g независимо представляет собой CH2 или CH2-CH2; и X3 представляет собой NH, NH-R1g-NH или NH-R1g-NH-R1g-NH;
3-глицидоксипропилтриметоксисилан в качестве второго компонента; и
2-этилгексилглицидиловый простой эфир в качестве третьего компонента;
где синтез соединения протекает путем объединения первого компонента с 3-глицидоксипропилтриметоксисиланом по реакционноспособному атому водорода первого компонента с образованием промежуточного соединения и последующего приведения во взаимодействие указанного промежуточного соединения с 2-этилгексилглицидиловым простым эфиром с получением кремнийсодержащего соединения.
23. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой полимер, имеющий присоединенную к нему группу или концевую группу формулы XII:
где v представляет собой целое число 1 или 2; v + w = 3; R1h выбран из Н, С1-С12-алкила, арила, Na, K, Li, и NH4; и J выбран из Н и углеводородной группы с числом атомов углерода в диапазоне от 1 до 20.
24. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество содержащихся в потоке способа Байера суспендированных твердых веществ находится в диапазоне от примерно 0,01 масс. % до примерно 60 масс. % в расчете на общую массу потока способа Байера.
25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что твердые вещества выбраны из оксидов железа и алюмосиликатов.
26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что твердые вещества представляют собой оксиды железа.
27. Способ по п. 24, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой полимер, имеющий присоединенную к нему группу или концевую группу формулы IV -
-Si(OR")3 (IV),
где R"=H, C1-C10 алкил, арил, арилалкил, Na, K или NH4+.
28. Способ по п. 27, отличающийся тем, что указанная группа включает группу формулы VI -
-G--R--X--R'--Si(OR")3 (VI)
где G отсутствует или представляет собой NH, NR" или O; R отсутствует или представляет собой C=O, O, C1-C10 алкил, арил, арилалкил; X отсутствует или представляет собой NR, O, NH, амид, уретан или мочевину; R' отсутствует или представляет собой O, C1-C10 алкил, арил, арилалкил, и R" представляет собой H, C1-C10 алкил, арил, арилалкил, Na, K или NH4+.
29. Способ по п. 24, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой полимер или полимерный продукт реакции, содержащий фрагмент формулы (I) и фрагмент формулы (II) -
где
каждый из T1 и E1независимо представляет собой первый необязательно замещенный гидрокарбильный радикал, содержащий от примерно 2 до примерно 40 атомов углерода;
Q1 представляет собой второй необязательно замещенный гидрокарбильный радикал, содержащий от примерно 1 до примерно 20 атомов углерода;
каждый из A1aи A2aнезависимо представляет собой прямую связь или органическую связывающую группу, содержащую от примерно 1 до примерно 20 атомов углерода;
R1a представляет собой H, необязательно замещенный C1-C20алкил, необязательно замещенный C6-C12арил, необязательно замещенный C7-C20аралкил, необязательно замещенный C2-C20алкенил, ион металла I группы, ион металла II группы или NR2a4; где каждый из R2aнезависимо выбран из H, необязательно замещенного C1-C20алкила, необязательно замещенного C6-C12арила, необязательно замещенного C7-C20аралкила, и необязательно замещенного C2-C20алкенила; и
среднемассовая молекулярная масса полимера составляет по меньшей мере примерно 500.
30. Способ по п. 29, отличающийся тем, что каждая из органических связывающих групп A1a и A2a может быть независимо представлена в виде -A3a-A4a-A5a-A6a-, где:
A3a представляет собой прямую связь, NR3a или O, где R3a представляет собой H или C1-3 алкил;
A4a представляет собой прямую связь, C═O, необязательно замещенный C1-C10 алкилен или необязательно замещенный C6-C12 арил;
A5a представляет собой прямую связь, O, NR4a, амид, уретан или мочевину, где R4a представляет собой H или C1-3 алкил; и
A6a представляет собой прямую связь, O, необязательно замещенный C1-C20 алкил, необязательно замещенный C2-C20 алкенил или необязательно замещенный C7-C20 аралкил;
где по меньшей мере одна из органических связывающих групп A1aи A2aпредставляет собой -CH2-CH(OH)-CH2-O- и необязательно замещенный C1-C10 алкилен или необязательно замещенный C6-C12 арил.
31. Способ по п. 30, отличающийся тем, что Q1 выбран из бутила, 2-этилгексила, C8-10 алкила, фенила, кресила, нонилфенила, цетила, октенила и октадецила.
32. Способ по п. 24, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой продукт реакции, по меньшей мере полиамина, первого соединения, способного к взаимодействию с азотом, и второго соединения, способного к взаимодействию с азотом, причем среднечисленная молекулярная масса продукта реакции составляет по меньшей мере примерно 500,
где:
первое соединение, способное к взаимодействию с азотом, содержит -Si(OR1b)3группу и способную к взаимодействию с азотом группу, где R1b представляет собой H, необязательно замещенный C1-C20 алкил, необязательно замещенный C6-C12 арил, необязательно замещенный C7-C20аралкил, необязательно замещенный C2-C20 алкенил, ион металла I группы, ион металла II группы или NR2b4; каждый из R3b независимо выбран из H, необязательно замещенного C1-C20 алкила, необязательно замещенного C6-C12 арила, необязательно замещенного C7-C20 аралкила, и необязательно замещенного C2-C20 алкенила; и
второе соединение, способное к взаимодействию с азотом, содержит способную к взаимодействию с азотом группу и не содержит Si(OR1b)3группу.
33. Способ по п. 32, отличающийся тем, что первое соединение, способное к взаимодействию с азотом, выбрано из глицидоксипропилтриметоксисилана, глицидоксипропилтриэтоксисилана и хлоропропилтриметоксисилана.
34. Способ по п. 32, отличающийся тем, что второе способное к взаимодействию с азотом соединение выбрано из диметилсульфата, хороктана, хлоргексана, хлористого бензила, эпихлоргидрина, глицидил-4-нонилфенилэфира, бутилглицидилового простого эфира, 2-этилгексилглицидилового простого эфира, фенилглицидилового простого эфира, С12-С14-алкилглицидилового простого эфира, крезилглицидилового простого эфира, ангидрида октенилянтарной кислоты, С8-10 алкилгалогенида, С8-10 алкилглицидилового простого эфира и ангидрида октадеценилянтарной кислоты.
35. Способ по п. 24, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой полимер формулы (III) -
где w = 1-99,9 %, x= 0,1-50%, y = 0 -50% , z = 0-50%;
Q3 представляет собой C1-C10 алкил, арил, амид, акрилат, простой эфир или COX1R1c, где X1 представляет собой O, NH или NP1, где P1 представляет собой C1-C3 алкил, арил или O; R1c представляет собой H, Na, K, NH4, C1-C10 алкил или арил;
R2c представляет собой C1-10 алкил или арил;
V1 и V2 независимо представляют собой H, C1-C3 алкил, арил, Na, K или NH4 или образуют ангидридное кольцо;
R3c представляет собой H, C1-C3 алкил, арил, Na, K или NH4; и
D1 представляет собой NR4c2 или OR4c, где R4c представляет собой H, C1-C20 алкил, C1-C20 алкенил или арил.
36. Способ по п. 24, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой полисахарид, имеющий присоединенную к нему группу или концевой группой, содержащей -Si(OR1d)3, где R1d представляет собой Na, К или NH4.
37. Способ по п. 24, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой продукт реакции аминосодержащей молекулы и молекулы, способной к взаимодействию с амином, содержащей по меньшей мере одну способную к взаимодействию с амином группу на молекулу и по меньшей мере одну -Si(OR5e)n группу на молекулу, где R5e представляет собой водород, С1-С12-алкил, арил, Na, K, Li или NH4.
38. Способ по п. 24, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение содержит по меньшей мере одно соединение, содержащее по меньшей мере три компонента, один из которых представляет собой компонент R1f, один представляет собой компонент R2f и один представляет собой компонент R3f, причем компоненты в соединении расположены в соответствии с общей формулой VII -
где указанное соединение представляет собой по меньшей мере один из карбонатов, бикарбонатов, карбаматов, мочевины, амидов и их солей; и
где R1f выбран из Н, алкила, амина, алкиламина, структуры (VIII) и формулы (IX);
где R2f и R4f независимо выбраны из H, алкила, амина, алкиламина, GG и EE,
где GG выбран из 3-глицидоксипропилтриметоксисилана, 3-глицидоксипропилтриалкоксисилана, 3-глицидоксипропилалкилдиалкоксисилана, 3-глицидоксипропилдиалкилмоноалкоксисилана, 3-изоцианатопропилтриалкоксисиалана, 3-изоцианатопропилалкилдиалкоксисиалана, 3-изоцианатопропилдиалкилмоноалкоксисиалана, 3-хлоропропилтриалкоксисилана, 3- хлоропропилалкилдиалкоксисилана и 3-хлоропропилдиалкилмоноалкоксисилана;
где EE выбран из 2-этилгексилглицидилового простого эфира, н-бутилглицидилового простого эфира, трет-бутилглицидилового простого эфира, C3-C22 глицидилового простого эфира, C3-C22 изоциананта, C3-C22 хлорида, C3-C22 бромила, C3-C22 йодида, C3-C22 сульфатного сложного эфира, C3-C22 фенолглицидилового простого эфира и любой их комбинации;
R3f и R5f независимо выбраны из H, алкила, аминалкиламина, GG и EE; и
n1 представляет собой целое число от 2 до 6.
39. Способ по п. 24, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение содержит меньшей мере три компонента, где первый компонент из по меньшей мере трех компонентов соответствует общей формуле X или XI -
где R1g независимо представляет собой CH2 или CH2-CH2; и X3 представляет собой NH, NH-R1g-NH или NH-R1g-NH-R1g-NH;
второй компонент из по меньшей мере трех компонентов представляет собой 3-глицидоксипропилтриметоксисилан, и
третий компонент из по меньшей мере трех компонентов представляет собой 2-этилгексилглицидиловый простой эфир;
где синтез соединения протекает путем объединения первого компонента со вторым компонентом по реакционноспособному атому водорода первого компонента с образованием промежуточного соединения и последующего приведения во взаимодействие указанного промежуточного соединения с третьим компонентом с получением соединения.
40. Способ по п. 39, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой соединение, содержащее одну или более Si(OR2g)n групп, где R2g независимо выбран из Н, С1-С12 алкила, арила, Na, K, Li и NH4.
41. Способ по п. 24, отличающийся тем, что кремнийсодержащее соединение представляет собой полимер, имеющий присоединенную к нему группу или концевую группу формулы XII -
где v представляет собой целое число 1 или 2; v + w = 3; R1h выбран из Н, С1-С12-алкила, арила, Na, K, Li, и NH4; и J выбран из Н и углеводородной группы с числом атомов углерода от 1 до 20.
42. Способ по п. 24, отличающийся тем, что полимер содержит фрагмент формулы XIII и фрагмент формулы XIV -
где:
каждый из A1b и A2b независимо представляет собой углеводородную группу с числом атомов углерода в диапазоне от 1 до 20 или каждый из A1b и A2b независимо представляет собой прямую связь между атомом азота и присоединенной к нему группой;
каждый из T2 и E2 независимо представляет собой углеводородную группу с числом атомов углерода в диапазоне от 2 до 40; и
Q2 выбран из H и углеводородной группы с числом атомов углерода в диапазоне от 1 до 20, причем молекулярная масса полимера составляет по меньшей мере 500 и Q2 не содержит силановую группу.
43. Способ по п. 1, отличающийся тем, что pH композиции, ингибирующей образование твердых отложений, составляет 11,0 или выше.
