Un método para inhibir la formación de precipitación y depósitos de fosfato,

en un sistema acuoso, que comprende: introducir una composición de estabilización de fosfato, que comprende: (a) ácido poliaspártico y (b) un polímero carboxílico aniónico en la que la proporción de polímero carboxílico aniónico (b) a ácido poliaspártico (a) es de aproximadamente 1:9 a aproximadamente 9:1 y en el que la composición está libre de un oligómero de fosfonato soluble en agua, en un sistema acuoso que contiene un inhibidor de corrosión de fosfato, en el que la composición se usa a una concentración de 1,0 a 20,0 ppm y en el que el pH del sistema acuoso tratado es de 8,0 a 9,3

Antecedentes de la invención

(1) Campo de la invención

Esta invención se refiere a un método para inhibir la formación de precipitación y depósitos de fosfato en un sistema acuoso que comprende: introducir composiciones de estabilización de fosfato que comprenden (a) ácido poliaspártico y (b) un polímero carboxílico aniónico en un sistema acuoso que contiene un inhibidor de corrosión de fosfato. Las composiciones estabilizan eficazmente los fosfatos inhibiendo la formación de escamas de fosfato cálcico.

(2) Descripción de la técnica relacionada

Se sabe cómo tratar el agua de refrigeración y muchas aguas industriales con compuestos que contienen fósforo orgánico e inorgánico para evitar la corrosión anódica. Típicamente, para este fin se usan fosfatos solubles en agua, tales como fosfatos de amonio y/o de metal alcalino, donde los fosfatos pueden ser orto-, meta- o pirofosfatos, particularmente ortofosfatos. Los polifosfatos pueden emplearse análogamente porque se hidrolizan a ortofosfatos en medio acuoso.

El problema con el uso de fosfatos en el tratamiento del agua es que tienden a producir escamas de fosfato cálcico, que se adhieren a las superficies metálicas de calderas y cambiadores de calor metálicos. Las escamas inhiben la transferencia de calor eficaz, restringen el flujo de agua y promueven el desarrollo de corrosión bajo el depósito. En consecuencia, es necesario retirar las escamas mediante limpieza. Dicha limpieza es cara porque el equipo debe parar, se incurre en costes de funcionamiento y la producción se retrasa. En vista de estos problemas, se prefiere evitar la formación de escamas a la retirada de las escamas.

Se sabe bien que los fosfatos pueden estabilizarse eficazmente con polímeros carboxílicos aniónicos en solitario, o incluso más eficazmente con mezclas de estos polímeros y fosfonatos orgánicos. Véase, por ejemplo, la Patente de Estados Unidos 4.584.105. Aunque estos polímeros son eficaces contra una diversidad de escamas, no siempre son totalmente eficaces contra escamas de fosfato cálcico, y su uso es costoso.

Se conoce también el uso de fosfonatos para el control de escamas de carbonato cálcico y/o para potenciar la inhibición de la corrosión. Para la inhibición de las escamas, la dosificación del fosfonato típicamente es del orden de 0,5-5 ppm, mientras que para la inhibición de la corrosión, es del orden de 5-8 ppm. Sin embargo, el uso de fosfonatos para estos fines no es deseable desde un punto de vista medioambiental o económico.

La Patente de Estados Unidos 5.152.902 describe que los ácidos poliaspárticos inhiben la cristalización de fosfato cálcico. Sin embargo, no se dan datos en la patente y se sabe que el ácido poliaspártico es un inhibidor de escamas de fosfato muy débil, suponiendo que lo hiciera en absoluto, y es necesario bajar el pH para proporcionar una estabilización del fosfato cálcico. Para todos los fines prácticos, el ácido poliaspártico tiene una eficacia casi cero contra escamas de fosfato cálcico.

La Patente de Estados Unidos 5.523.023 se refiere a composiciones que comprenden ácido poliaspártico y ácido fosfonobutano tricarboxílico, que se usan para limpiadores alcalinos. La Patente de Estados Unidos 5.386.038 describe una mezcla soluble en agua de oligómeros fosfonatados que inhiben la formación de escamas y/o la corrosión de metal expuesto a los sistemas acuosos. El documento WO 00/44677 muestra que ciertas mezclas de ácido poliaspártico y ciertas mezclas solubles en agua de oligómeros fosfonatados inhiben eficazmente la formación de escamas de carbonato cálcico y también son inhibidores de corrosión eficaces.

Las composiciones que comprenden ácido poliaspártico se conocen también de la Patente de Estados Unidos

5.525.257. Las composiciones que comprenden poliaspartato se conocen también de la Patente Alemana DE 196 47

293.

Breve sumario de la invención

Esta invención se refiere a un método para inhibir la formación de precipitación y depósitos de fosfato en un sistema acuoso de acuerdo con la reivindicación 1. Las composiciones estabilizan eficazmente los fosfatos, inhibiendo la formación de escamas de fosfato cálcico. La invención se refiere también a un proceso de estabilización de fosfatos a partir de la formación de escamas de fosfato cálcico en sistemas de tratamiento de agua. Las composiciones proporcionan estabilización sinérgica de fosfato en aguas de refrigeración, que se consigue sin el uso de un fosfonato u oligómero de fosfonato.

Las composiciones son sinérgicas porque, aunque los ácidos poliaspárticos no son estabilizadores de fosfato eficaces, mezclar el ácido poliaspártico con inhibidores poliméricos de fosfato conocidos mejora el rendimiento de los estabilizadores de fosfato conocidos. Esto fue sorprendente porque el ácido poliaspártico solo no tiene ningún efecto de estabilización de fosfato significativo. Las mezclas estabilizan los fosfatos más de lo esperado en vista de la actividad de inhibición de fosfato de los componentes individuales. Aunque los polímeros carboxílicos solos proporcionan alguna estabilización de fosfato, no son biodegradables y su uso es caro. Por otro lado, el ácido poliaspártico es biodegradable, menos caro e inhibe la corrosión.

El proceso es particularmente útil para aplicaciones de agua de refrigeración, que se realizan a un pH de 8,0 a 9,3, preferiblemente de 8,0 a 8,6.

Aunque no es necesario o proferido, un oligómero fosfonatado, soluble en agua, que tiene la fórmula general puede añadirse a la composición:

H[CHRCHR]n-PO3M2

en la que al menos un grupo R en cada unidad es un grupo COOM, CH2OH, sulfono o fosfono y el otro grupo R, que puede ser igual o diferente del primer grupo R, es hidrógeno o un grupo COOM, hidroxi fosfono sulfono, sulfato, alquilo C1-7, alquenilo C1-7 o un grupo alquilo C1-7 o alquenilo C1-7 sustituido con carboxilato, fosfono, sulfono, sulfato y/o hidroxi, y cada M es un catión, tal que el oligómero fosfonatado sea soluble en agua y n es de 1 a 6, típicamente

< 6. Estos oligómeros fosfonatados solubles en agua se añaden típicamente a la composición para inhibir la formación de escamas de carbonato cálcico y/o corrosión. Sin embargo, la cantidad de oligómero de fosfonato soluble en agua usada en las composiciones de esta invención es tal que la proporción en peso de oligómero de fosfonato soluble en agua a ácido poliaspártico es < 1:1 o mayor de 1:9.

Breve descripción de las diversas vistas de los dibujos

No aplicable.

Descripción detallada de la invención

La descripción detallada y los ejemplos ilustrarán realizaciones específicas de la invención que permitirán a un experto en la materia la realización práctica de la invención, incluyendo el mejor modo. Se contempla que muchas realizaciones equivalentes de la invención sean operativas, aparte de las descritas específicamente. Todas las unidades están en el sistema métrico, y todos los porcentajes son porcentajes en peso, a menos que se especifique otra cosa.

El componente (a) de la composición de inhibición de escamas es un ácido poliaspártico soluble en agua. Para los fines de esta invención, la expresión “ácido poliaspártico” se entenderá que incluye sales y derivados de ácido poliaspártico. El ácido poliaspártico, las sales del mismo y derivados de ácido poliaspártico se conocen bien y se describen en la Patente de Estados Unidos 5.523.023. Se usa preferiblemente ácido poliaspártico que tiene un peso molecular promedio, de acuerdo con un análisis cromatográfico de permeación en gel, de 500 a 10.000, preferiblemente de 1.000 a 5.000, aún más preferiblemente de 2.000 a 4.000. El ácido poliaspártico se usa preferiblemente como una sal, en particular como una sal de sodio o una sal de potasio. Que el ácido poliaspártico se use en forma de un ácido o una sal depende del pH del sistema acuoso tratado. Preferiblemente, las sales de ácido poliaspártico son sales sódicas. Pueden usarse también derivados de ácido poliaspártico, por ejemplo anhídridos de ácido poliaspártico, que pueden convertirse en ácido poliaspártico por hidrólisis en las condiciones de uso.

El componente (b) es un polímero carboxílico aniónico, o una sal del mismo, que estabiliza fosfatos contra la precipitación en un sistema acuoso. Para los fines de descripción de esta invención, se entenderá que el polímero es cualquier producto formado... [Seguir leyendo]

1. Un método para inhibir la formación de precipitación y depósitos de fosfato, en un sistema acuoso, que comprende: introducir una composición de estabilización de fosfato, que comprende:

(a) ácido poliaspártico y

(b) un polímero carboxílico aniónico en la que la proporción de polímero carboxílico aniónico (b) a ácido poliaspártico (a) es de aproximadamente 1:9 a aproximadamente 9:1 y en el que la composición está libre de un oligómero de fosfonato soluble en agua, en un sistema acuoso que contiene un inhibidor de corrosión de fosfato, en el que la composición se usa a una concentración de 1,0 a 20,0 ppm y en el que el pH del sistema acuoso tratado es de 8,0 a 9,3.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el ácido poliaspártico (a) tiene un peso molecular promedio de 1.000 a 10.000 y la proporción de (a) a (b) es de 4:1 a 1:2.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que el copolímero carboxílico aniónico (b) tiene un peso molecular promedio de 500 a 20.000.

4. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el polímero carboxílico aniónico (b) se selecciona entre el grupo que consiste en copolímeros acrílico/sulfónico, copolímeros acrílico/maleico, fosfinocarboxílico, acrílico/maleico/estireno sulfonatado, acrílico/etoxilado/acrilamida, maleico/acrilato de etilo/acetato de vinilo, y mezclas de los mismos.

5. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el polímero carboxílico aniónico (b) es un copolímero acrílico/sulfónico que tiene una proporción molar de acrílico a sulfónico de 98:2 a

20:80.

6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición de estabilización de fosfato comprende, al menos, un componente adicional, seleccionado entre el grupo que consiste en toliltriazol, benzotriazol, fosfonatos, molibdatos, cinc, ortofosfato y polifosfatos.