(ИОМС 3) с улучшенными эксплуатационными свойствами на

14.576.21.0017
<Номер постера>
Федеральная целевая программа
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического
комплекса России на 2014—2020 годы»
Рациональное природопользование
Тема: Разработка метода получения нового ингибитора солеотложения и коррозии (ИОМС 3) с улучшенными эксплуатационными
свойствами на основе диаминопропанолметилфосфоновых кислот (ДПФ) для стабилизационной обработки воды систем водопользования
Соглашение № 14.576.21.0017 на период 2014-2015 гг.
Руководитель проекта: главный научный сотрудник, заведующий лабораторией,
д.х.н. Цирульникова Нина Владимировна
Получатель субсидии: Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт
химических реактивов и особо чистых химических веществ «ИРЕА» (ФГУП «ИРЕА»)
Цели и задачи проекта
Цели и задачи:
• разработка метода получения нового ингибитора солеотложения и коррозии (ИОМС 3) с улучшенными эксплуатационными свойствами на основе диаминопропанолметилфосфоновых кислот (ДПФ) в качестве
эффективного реагента для стабилизационной обработки воды систем водопользования;
• изучение влияния состава композиции на основе диаминопропанолметилфосфоновых кислот на способность эффективно ингибировать солеотложения и коррозию при стабилизационной обработке воды систем
водопользования;
• создание научно-технического задела для разработки технологии получения новых композиций эффективных ингибиторов для стабилизационной обработки воды систем водопользования промышленных предприятий,
предприятий большой и малой энергетики, жилищно-коммунального хозяйства.
Актуальность:
Органические фосфаты и фосфонаты как таковые, а также их композиции широко используются для стабилизационной обработки воды систем водопользования в качестве эффективных ингибиторов солеотложения и
коррозии. Однако широкое практическое применение предложенных ингибиторов лимитируется как сырьевой базой, так и сложностью технологических процессов их производства. В связи с чем, создание
технологически доступных методов получения ингибирующих композиций с целью расширения ассортимента подобных реагентов , а также основных компонентов, входящих в их состав, является весьма актуальной
задачей.
Результаты проекта
Разработаны технологически доступные методы получения 1,3-диамино-2-пропанола (ДАП), метилфосфорилированного производного на его основе (ДПФ) для создания новой композиции ИОМС 3. Для оценки
ингибирующей способности ингибитора коррозии и солеотложений ИОМС 3, а также собственно ДПФ разработаны методики испытаний.
Результаты проведенных испытаний по оценке ингибирующей способности разработанной впервые композиции ИОМС 3 с улучшенными эксплуатационными свойствами на основе диаминопропанолметилфосфоновых
кислот сравнивались с эффективностью аналогичных реагентов для тех же целей, выпускаемых в России и за рубежом.
Установлено, что композиция проявляет высокую ингибирующую активность, как в отношении образования минеральных отложений, так и в отношении коррозии конструкционной стали. По своим потребительским
свойствам ИОМС 3 выглядит предпочтительнее других отечественных и импортных реагентов - «PuroTech-110», «Гилуфер 422».
Перспективы практического использования
Разрабатываемый в рамках выполнения проекта метод получения нового ингибитора коррозии и солеотложения (ИОМС 3) на основе диаминопропанолметилфосфоновых кислот (ДПФ) позволит расширить ассортимент
отечественных ингибиторов, а также обеспечит перспективность его применения при разработке технологии водоподготовки. Наличие в ингибиторе ИОМС 3 реагента ДПФ в качестве синергетической добавки делает его
весьма перспективным для применения не только в чистых оборотных циклах водоснабжения, но и в «грязных» циклах металлургических предприятий и предприятий нефтяной промышленности, для которых характерно
высокое содержание солей, примесей в виде взвесей, повышенное содержание различных форм железа.
Возможными потребителями результатов ПНИ являются промышленные предприятия, предприятия большой и малой энергетики, где композиция ИОМС-3 может быть широко использована для стабилизационной
обработки воды оборотных и особенно замкнутых систем водоснабжения, позволяющая ликвидировать перерасход энергетических и водных ресурсов и предотвратить преждевременный выход оборудования из строя.
Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.
За счет средств субсидии (5,4 млн. руб.):
• Исследовано влияние условий метилфосфорилирования 1,3-диамино-2-пропанола технического на
выход и качество диаминопропанолметилфосфоновых кислот;
• Исследовано влияние состава композиции на основе диаминопропанолметилфосфоновых кислот на
ингибирующую активность
• Проведены выбор и обоснование состава композиции на основе диаминопропанолметилфосфоновых
кислот, обладающего максимальной эффективностью в отношении
ингибирования солеотложений и
Программы
экспериментальные
исследования
диаминопропанолметилфосфоновых
кислот
водного
раствора и композиции ИОМС-3 в качестве ингибитора солеотложений и коррозии;
и
методики
исследовательских
испытаний
процесса
получения
диаминопропанолметилфосфоновых кислот водного раствора и композиции ИОМС-3;
• Проведены
исследовательские
испытания
лабораторных
образцов
диаминопропанолметилфосфоновых
кислот водного раствора и композиции ИОМС-3;
• Разработаны лабораторные технологические регламенты получения диаминопропанолметилфосфоновых
кислот водного раствора и композиции ИОМС-3;
• Изготовлены
коррозии;
• Проведены
• Разработаны
лабораторные
образцы
диаминопропанолметилфосфоновых
кислот
водного
раствора
и
композиции ИОМС-3;
• Разработан проекта технического задания на опытно-технологические работы (ТЗ на ОТР) по теме:
«Разработка технологического процесса получения нового ингибитора солеотложения и коррозии (ИОМС 3) с
Влияние композиции ИОМС-3 водного раствора и
импортных аналогов на скорость коррозии и образование
отложений минеральных солей
Реагент
Контроль
ИОМС-3
t, °С
мг/л
коррозии,
отложений,
мкм/год
мг
567,35
45,4
80
-
612,13
47
90
-
652,7
47,2
123,15
4,5
100,95
4
90
84
4,1
70
93,2
4
83,1
4,3
90
54
3,6
70
80
6,8
90
7,3
205
5,0
215
5,4
70
90
Гилуфер 422
Количество
-
80
PuroTech-110
Скорость
70
80
ИОМС-3
Концентрация,
70
80
30
50
50
50
Экспериментальными
исследованиями
лабораторных образцов композиции ИОМС-3
показана их высокая активность в качестве
ингибиторов солеотложений (СаСO3, CaSO4) и
коррозии
конструкционной
стали
Ст3,
используемых
для
стабилизационной
обработки воды систем водопользования
промышленных предприятий, предприятий
большой и малой энергетики и коммунального
хозяйства.
улучшенными эксплуатационными свойствами на основе диаминопропанолметилфосфоновых кислот (ДПФ)
для стабилизационной обработки воды систем водопользования»
• Проведены дополнительных патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96;
• Проведено обобщение и дана оценка полученных результатов по ПНИ;
• Проведено технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов;
• Разработаны рекомендации по возможности использования полученных результатов по ПНИ в реальном
секторе экономики.
За счет внебюджетных средств (1,06 млн.руб.):
• Разработан Проект технических условий на диаминопропанолметилфосфоновые кислоты водный раствор;
• Разработаны методики испытаний диаминопропанолметилфосфоновых кислот водного раствора в качестве
ингибитора солеотложений и коррозии;
• Подготовлены заявки на охранные документы (патенты);
• Закуплено сырье, материалы, необходимое технологическое и контрольно-измерительное оборудование;
• Разработан Проект технических условий на ИОМС-3;
• Участие в мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию результатов ПНИ.
Внешний вид электродов при исследовании скорости
Коррозии в холостом опыте (слева) и в присутствии
ингибитора ИОМС-3 (справа)
Задачи, поставленные перед исполнителями на втором и третьем этапах реализации ПНИ, выполнены в
полном объеме.
Партнеры проекта
Индустриальный партнер: ООО «Химтех»
Роль в проекте: финансирование работ в размере 450 тыс. руб. по п. 1.8 ПГ: «Изготовление лабораторного образца иминодиметилфосфоновой кислоты»; п. 2.8 ПГ: «Разработка методик испытаний
диаминопропанолметилфосфоновых кислот водного раствора в качестве ингибитора солеотложений и коррозии».
Ключевой соисполнитель проекта:
Профессор кафедры общей и неорганической химии Уральского государственного лесотехнического университета (УГЛТУ), д.т.н. Дрикер Б.Н.
Роль в проекте: выбор и обоснование состава композиции ИОМС-3; разработка методик проведения модельных испытаний водных растворов ДПФ и ИОМС-3
в качестве ингибитора солеотложения и коррозии для
стабилизационной обработки воды систем водопользования; разработка и проведение тестовых экспериментов для определения эффективных концентраций для защиты поверхностей от коррозии и солеотложения.
14.576.21.0017
<Номер постера>