El escalamiento de los sistemas de agua de refrigeración en circulación es un problema común que se encuentra en la producción industrial. La báscula puede reducir significativamente la eficiencia del sistema de intercambio de calor. En la actualidad, la industria ha adoptado un método para agregar un inhibidor de incrustaciones que contiene fósforo al sistema de agua de refrigeración para evitar la corrosión y la formación de incrustaciones en la pared de la tubería de agua.
El ácido hidroxietiliden difosfónico (HEDP) y el ácido fosfónico butano tricarboxílico (PBTCA) son dos inhibidores de incrustaciones ampliamente utilizados en la industria. El contenido de fósforo del ácido PBTC es relativamente bajo, solo el 38,2% del contenido de fósforo del HEDP. Aunque el uso de inhibidores de incrustaciones que contienen fósforo ha tenido mucho éxito, no existe un método consistente para los mecanismos de inhibición de incrustaciones.
El carbonato de calcio es el componente principal de la escala. Los cristales de carbonato de calcio suelen tener tres fases cristalinas: calcita, vaterita y aragonita. Los cristales se separaron de la solución de carbonato de calcio a temperatura ambiente.
En los últimos años, en el mecanismo microscópico de estudio del efecto de inhibición de incrustaciones de los inhibidores de incrustaciones, muchos investigadores creen que el efecto de inhibición de incrustaciones que pueden ejercer los inhibidores de incrustaciones debería estar relacionado con los efectos mutuos de sus moléculas sobre la aparición de sales insolubles.
El efecto clave sobre el efecto de inhibición de las incrustaciones son los grupos funcionales cargados negativamente en las moléculas inhibidoras de incrustaciones orgánicas. Estos grupos cargados negativamente y los iones calcio cargados positivamente en las sales de calcio insolubles pueden ejercer un fuerte efecto electrostático de Coulomb entre sí.
Si la distancia del grupo funcional es cercana a la del ion isomorfo, la atracción electrostática provocará una fuerte acción de adsorción. Esto dificulta la acumulación adicional de iones de calcio e iones de carbonato y luego inhibe el crecimiento de cristales de carbonato de calcio.
Las propiedades eléctricas de la molécula HEDP y la molécula de ácido PBTC son neutras en general, con una carga negativa solo en el grupo de ácido fosfónico [(HO) 2OP-] y el grupo de ácido carboxílico [-COOH]. Esto es consistente con la teoría presentada anteriormente. Los iones de oxígeno cargados negativamente son propensos a fuertes efectos electrostáticos con Ca2 + en la superficie del carbonato de calcio.
A continuación se describen HEDP y PBTCA en detalle.
HEDP es un inhibidor de corrosión e incrustaciones de ácido fosfónico orgánico. Puede formar un complejo estable con varios iones metálicos como hierro, cobre y zinc. El ácido HEDP disuelve los óxidos en las superficies metálicas. Todavía proporciona una excelente inhibición de la corrosión y las incrustaciones a 250 ° C. El HEDP sigue siendo estable a valores de pH elevados, no se hidroliza fácilmente y, en general, es difícil de diferenciar en condiciones fototérmicas.
El químico HEDP tiene mejor resistencia a los ácidos y álcalis y resistencia a la oxidación del cloro que otros ácidos fosfónicos orgánicos (sales). Forma un quelato de seis anillos con iones metálicos en el agua, especialmente con iones calcio. Por lo tanto, el ácido HEDP tiene un buen efecto de inhibición de incrustaciones y tiene un efecto de solubilidad significativo. Exhibe excelentes efectos sinérgicos cuando se usa en combinación con otros agentes de tratamiento de agua.
Nombre completo del ácido PBTC Ácido 2-fosfonobutano-1 2 4-tricarboxílico. No CAS 37971-36-1. Fórmula molecular C7H11O9P. Masa molecular relativa: 270,13.
PBTCA (ácido 2-fosfonobutano -1 2 4-tricarboxílico) es una nueva generación de ácidos fosfocarboxílicos creada en la década de 1980. Actualmente es popular entre los inhibidores de incrustaciones y la corrosión con bajo contenido de fósforo. PBTCacid ahora se usa ampliamente en la producción industrial. Está compuesto de un fosfito de dialquilo, un maleato de dialquilo y un acrilato de alquilo como materias primas, y se somete a una reacción repetida de un solo paso en condiciones catalíticas básicas fuertes. El rendimiento fue del 87,7%.
El químico PBTC se usa ampliamente en sistemas de agua de refrigeración en circulación y sistemas de inyección de agua en yacimientos petrolíferos. PBTCA tiene excelentes funciones de bloqueo de las incrustaciones de carbonato de calcio y fosfato de calcio. Tiene un efecto de estabilidad común sobre los iones de zinc y similares. Los iones de zinc se pueden estabilizar en agua de refrigeración circulante con un pH de 8,3. También es estable a un pH de 9,5. Esto hace posible formular formulaciones alcalinas que contienen zinc.
El ácido PBTC también tiene una excelente resistencia a altas temperaturas, resistencia a la oxidación y estabilidad al cloro. Tiene una buena función de dispersión para hacer circular agua con alta turbidez y alto contenido de hierro.
Después de la investigación y el análisis profesionales de los efectos de HEDP y PBTC en el sistema de agua de refrigeración circulante, la solución final debe determinarse de acuerdo con el entorno. Evite pérdidas por errores en la selección.
