Лигносульфонатная система для ингибирования отложений солей кальция

Abstract

Актуальность. Определяется необходимостью создания реагентных систем на основе сырьевых ресурсов отечественного происхождения. Особенностью разработанной ингибирующей системы является использование лигносульфоната как продукта «зеленой химии». Лигносульфонат является побочным продуктом химической переработки природного полимера - древесины. В зависимости от породы перерабатываемой древесины и способа ее делигнификации характеристики лигносульфонатов варьируются по показателю таннидности (дубящие свойства 12-36 %), по содержанию редуцирующих сахаров (3-16 %), по содержанию сухих веществ (46-52 %), по цветности концентрата и по ингибирующей способности в отношении солей кальция (от 45 до 60 %). Цель. Подбор модификатора матрицы лигносульфоната для получения ингибитора солеотложения с защитой более 90 %. Методы. Технология Turbiscan, основанная на многократном оптическом сканировании виалы с образцами лигносульфонатной системы по высоте с регистрацией двух профилей: пропускания и обратного рассеивания лазерного излучения. Результаты и выводы. Проведена модификация матрицы лигносульфоната фосфоновыми функциональными группами оксиэтилидендифосфоновой кислоты (этидроновая кислота), способными создавать соединения с пропановой цепочкой мономерного звена лигносульфоната (фенилпропановая единица). Эффективность ингибирующей способности лигносульфонатной системы определяется расчетным путем по показателю TSI (Turbiscan Stability Index), характеризующему седиментационную стабильность испытуемых образцов. Стабильность образцов определяется профилями изменений сигналов по высоте образца и во времени испытания и используется для количественной интерпретации изменений, проходящих в исследуемом образце. Наилучшие результаты (92 %) получены на основе лигносульфонатоа нейтрально-сульфитного способа получения с высоким содержанием редуцирующих сахаров при содержании добавки ингибитора солеотложения не более 50 мг/л. Предположительно, полученные соединения квалифицируются как сложные эфиры спиртовых групп лигносульфоната и фосфоновых групп реагента- модификатора

Relevance. The need to create reagent systems based on raw materials of domestic origin. A feature of the developed inhibitory system is the use of lignosulfonate as a product of "green chemistry". Lignosulfonate is a byproduct of chemical processing of a natural polymer - wood. Depending on the type of processed wood and the method of its delignification, the characteristics of lignosulfonates vary in terms of tannidity (tanning properties 12-36%), in terms of reducing sugars (3-16%), in terms of solids (46-52%), in terms of concentrate color and inhibitory ability against calcium salts (from 45 to 60%). Aim. Selection of a lignosulfonate matrix modifier to produce a salt deposition inhibitor with protection of more than 90%. Methods. Turbiscan technology based on multiple optical scanning of vials with samples of the lignosulfonate system in height with registration of two profiles: transmission and backscattering of laser radiation. Results and conclusions. The lignosulfonate matrix was modified with phosphonic functional groups oxyethylidendiphosphonic acid (ethidronic acid) capable of creating compounds with the propane chain of the lignosulfonate monomer unit (phenylpropane unit). The effectiveness of the inhibitory ability of the lignosulfonate system is calculated by the value of the TSI (Turbiscan Stability Index), which characterizes the sedimentation stability of the tested samples. The stability of the samples is determined by the obtained profiles of changes in the signals received along the height of the sample and during the test and is used to quantify the changes taking place in the test sample. The best results (92%) were obtained on the basis of a lignosulfonate neutral-sulfite production method with a high content of reducing sugars, with a salt deposition inhibitor additive content of no more than 50 mg/l. Presumably, the obtained compounds are classified as esters of alcohol groups of lignosulfonate and phosphonic groups of the reagent modifier