DERIVADOS DE POLIAMINOMETILENFOSFONATO.

Derivados de poliaminometilenfosfonato que resultan útiles para llevar a cabo el tratamiento del agua,

presentando dichos derivados de poliaminometilenfosfonato la estructura química general siguiente: **(Ver fórmula)** en la que "n"=2, en la que cada grupo R, igual o diferente, se selecciona independientemente de entre: CH2PO3M2, en la que M puede ser un hidrógeno o un catión adecuado, tal como un metal alcalino o amonio, CH 2CH 2OH, con la condición de que por lo menos dos grupos R sean diferentes de CH 2PO 3M 2, siendo obtenidos dichos derivados de poliaminometilenfosfonato en una reacción de dos etapas: etapa 1: reacción de N,N''-bis(2-aminoetil)etano-1,2-diamina(trietilentetramina) (I) con óxido de etileno (II), siendo la proporción en peso (I)/(II) de 1.659/1, etapa 2: fosfonometilación del producto obtenido en la etapa 1 con formaldehído y H3PO3 según la reacción (A): **(Ver fórmula)** siendo la proporción en peso de producto obtenido en la etapa 1/formaldehído/ácido fosforoso de 1/0,5376/1,430, en la que el análisis de RMN P 31 del producto obtenido de esta manera muestra que por lo menos el 90% de los grupos amino habían sido fosfonometilados en la etapa

Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W03000420IT.

Solicitante: GIOVANNI BOZZETTO S.P.A.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: VIA MONTE GRAPPA, 7,24121 BERGAMO.

Inventor/es: PALADINI, MASSIMO, SPINI,FRANCESCO, SCALVEDI,ALESSANDRO, TARALLO,DANIELE, VALLE,JEAN,CLAUDE.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 2 de Septiembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C02F5/14 QUIMICA; METALURGIA.C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS.C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro  B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 5/00 Desendurecimiento del agua; Prevención de las incrustaciones; Adición al agua de agentes anti incrustación o desincrustantes, p. ej. adición de agentes secuestrantes (desendurecimiento por intercambio de iones C02F 1/42). › que contienen fósforo.
  • C07F9/38A1
  • C08G73/02A

Clasificación PCT:

  • C02F5/14 C02F 5/00 […] › que contienen fósforo.
  • C07F9/38 C […] › C07 QUIMICA ORGANICA.C07F COMPUESTOS ACICLICOS, CARBOCICLICOS O HETEROCICLICOS QUE CONTIENEN ELEMENTOS DISTINTOS DEL CARBONO, HIDROGENO, HALOGENOS, OXIGENO, NITROGENO, AZUFRE, SELENIO O TELURO (porfirinas que contienen metal C07D 487/22; compuestos macromoleculares C08). › C07F 9/00 Compuestos que contienen elementos de los grupos 5 o 15 del sistema periódico. › Acidos fosfónicos (R— P(:O)(OH) 2 ); Acidos tiofosfónicos.
  • C08G73/04 C […] › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08G COMPUESTOS MACROMOLECULARES OBTENIDOS POR REACCIONES DISTINTAS A AQUELLAS EN LAS QUE INTERVIENEN SOLAMENTE ENLACES INSATURADOS CARBONO - CARBONO (procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para sintetizar un compuesto dado o una composición dada o para la separación de isómeros ópticos a partir de una mezcla racémica C12P). › C08G 73/00 Compuestos macromoleculares obtenidos por reacciones que forman un enlace que contiene nitrógeno con o sin oxígeno o carbono en la cadena principal de la macromolécula, no previstos por los grupos C08G 12/00 - C08G 71/00. › derivadas a partir de alquilenoiminas.

Clasificación antigua:

  • C02F5/14 C02F 5/00 […] › que contienen fósforo.
  • C07F9/38 C07F 9/00 […] › Acidos fosfónicos (R— P(:O)(OH) 2 ); Acidos tiofosfónicos.
  • C08G73/04 C08G 73/00 […] › derivadas a partir de alquilenoiminas.
DERIVADOS DE POLIAMINOMETILENFOSFONATO.

Fragmento de la descripción:

Derivados de poliaminometilenfosfonato.

La presente invención se refiere a una nueva clase de fosfonatos y a sales relacionadas, al procedimiento de preparación de las mismas y a su utilización en la preparación de aditivos para el agua utilizada en diferentes campos industriales. Más particularmente, la presente invención se refiere a la preparación de productos que proporcionan al agua las características particulares necesarias para la utilización de la misma. Más particularmente, los productos y los procedimientos según la presente invención proporcionan nuevos aditivos que impiden la segregación de los sólidos en soluciones o suspensiones acuosas de los mismos, actuando como inhibidores de la precipitación y como dispersantes.

A continuación, se describe la presente invención haciendo referencia particular a la preparación y a la utilización de los productos y procedimientos para la preparación y estabilización de dispersiones acuosas, aunque el alcance de la misma no debería encontrarse limitado a las posibles aplicaciones de la invención indicadas anteriormente.

Es conocido que el agua en su estado natural (aparte del agua de lluvia), en forma de ríos, lagos y mares, contiene una cierta cantidad de iones metálicos y aniones de diferentes tipos en diversas proporciones, dependiendo de su origen; dichos iones metálicos pueden conducir a la formación de un precipitado al utilizar el agua extraída de su ambiente natural para fines industriales. Bajo estas condiciones, agua que normalmente se encuentra en equilibrio con el ambiente externo resulta afectada por diferentes condiciones fisicoquímicas y en el caso de que la concentración de sales bajo estas nuevas condiciones exceda el producto de solubilidad (supersaturación), se observa su precipitación durante la utilización.

Las sales que muestran dicho fenómeno generalmente están formadas por metales alcalinotérreos (Ca; Ba; Mg), entre ellos el calcio -en su mayor parte en forma de carbonato, aunque también como sulfato- es el responsable principal de los fenómenos de incrustación en varias aplicaciones industriales del agua.

Los expertos en el tratamiento del agua generalmente se refieren a la incrustación (no limitada a sales poco solubles) como "SARRO".

Varios factores son responsables de la "supersaturación" y, de esta manera, de la precipitación en soluciones acuosas que contienen carbonato cálcico. El sistema CaCO3/CO2/H2O se describe esquemáticamente a continuación:


El calcio se encuentra presente en todas las aguas superficiales en forma de bicarbonato soluble (HCO3-) debido a la absorción del dióxido de carbono de la atmósfera. Cualquier modificación de dicho sistema conduce, de una manera más o menos marcada, a la precipitación del CaCO3.

Las causas son diversas y pueden clasificarse de la manera siguiente:

    1. Concentración de la solución (evaporación de la fase acuosa),
    2. Variación de la temperatura. Mediante calentamiento, tiene lugar la transformación siguiente: Ca(HCO3)2 CaCO3+CO2+H2O,
    3. Variaciones del pH. Un incremento del pH del sistema resulta en la transformación siguiente:
    4. Ca(HCO3)2+2OH- rightarrow CaCO3+CO3-+2H2O

Respecto a los circuitos de enfriamiento y/o de intercambio de calor, el mecanismo de formación de incrustaciones (sarro) puede atribuirse a la precipitación de sales procedentes de soluciones supersaturadas en la región contigua a la superficie del intercambiador de calor del sistema.

Los efectos de dicha precipitación incontrolada en ocasiones son desastrosos. Por ejemplo, en sistemas de enfriamiento, en los que se utilizan grandes volúmenes de agua, los depósitos de CaCO3 se acumulan en grandes cantidades en las tuberías, provocando la reducción de la capacidad de intercambio térmico y conduciendo a la virtual oclusión de las tuberías, obligando a la eliminación de los depósitos mediante tratamiento ácido, con el consiguiente cierre de la planta. Además, la formación de incrustaciones de CaCO3 facilita la incorporación de partículas sólidas que no pueden eliminarse químicamente (por ejemplo SiO2) o el crecimiento de bacterias y algas.

Con el fin de superar dichas desventajas, se han propuesto algunos pretratamientos:

que permiten la eliminación preventiva de sales de baja solubilidad mediante intercambio iónico, precipitación o mediante la utilización de "agentes secuestrantes" adecuados e "inhibidores de sarro" adecuados.

La eliminación preventiva no resulta, en la mayoría de casos, económicamente aceptable debido a los grandes volúmenes de agua implicados.

Puede afirmarse lo mismo para los agentes quelantes; es bien conocido que dichas sustancias forman complejos solubles en agua con los iones metálicos en una proporción molar estequiométrica bien definida.

El tratamiento preferido en la actualidad implica la utilización de "inhibidores de sarro" adecuados, incluyendo el denominado "efecto umbral". El efecto umbral se descubrió a partir de la observación del comportamiento de los polifosfatos inorgánicos, que impiden la precipitación del CaCO3 en soluciones supersaturadas mediante concentraciones subestequiométricas (Hatch y Rice, Indust. Eng. Chem. 31:51-53, 1939; Reitemeier y Buehrer, J. Phys. Chem. 44(5):535-536, 1940; Fink y Richardson, patente US nº 2.358.222, y Hatch, patente US nº 2.539.305).

En la actualidad, no se entiende por completo el mecanismo por el que se inhibe la precipitación, aunque la adsorción de inhibidor sobre la superficie cristalina aparentemente debe ser necesariamente la primera etapa del proceso de inhibición. Las moléculas de inhibidor resultan atraídas a la superficie cristalina en crecimiento por cationes metálicos tales como Ca, Mg y Ba, para los que presentan una gran afinidad.

Tras la adsorción de las moléculas de inhibidor, se localizan sobre la superficie del cristal, perturbando de esta manera la regularidad de su crecimiento.

En el caso de que todo lo anterior se produzca en la etapa de "nucleación", es decir en la etapa en la que un número determinado de moléculas en solución inicia la agregación, dando lugar a un núcleo de cristal, el inhibidor puede perturbar el crecimiento nuclear en grado suficiente para provocar la redisolución del núcleo.

Dicha capacidad, ejercida por diversos polielectrolitos, es particularmente marcada en el caso de los fosfonatos, que además combinan funciones de inhibición de la corrosión con una gran resistencia a la hidrólisis.

Sin embargo, para cada condición funcional existe un límite de la proporción molar entre inhibidor y metal. De hecho, mediante el incremento de la cantidad de fosfonato más allá de determinado límite, se observa la precipitación de sales cálcicas insolubles de fosfonatos; en esta zona de "turbidez", el fosfonato ya no es activo. La efectividad de los fosfonatos a diversas proporciones de inhibidor/metal se muestra esquemáticamente en la figura 1, en la que el eje x muestra la proporción molar entre metal e inhibidor, mientras que el eje y muestra la turbidez medida nefelométricamente.

(Esquema pasa a página siguiente)


Además, es bien conocido que resulta necesario proporcionar ciclos de recuperación más críticos del agua industrial (principalmente debido a la demanda creciente de recursos hídricos) con el fin de reducir tanto la cantidad de agua utilizada como el impacto ambiental de los agentes de tratamiento.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a fosfonatos, a un procedimiento simple y económico para la producción de dichos fosfonatos y a la utilización de dichos fosfonatos en aplicaciones de tratamiento del agua. A continuación, se indica la técnica anterior relacionada.

El documento EP-A-479 462 da a conocer un procedimiento para inhibir la formación del sarro en aguas que presentan un contenido elevado de bario mediante la utilización de un fosfonato...

 


Reivindicaciones:

1. Derivados de poliaminometilenfosfonato que resultan útiles para llevar a cabo el tratamiento del agua, presentando dichos derivados de poliaminometilenfosfonato la estructura química general siguiente:


en la que "n"=2,

en la que cada grupo R, igual o diferente, se selecciona independientemente de entre:

CH2PO3M2, en la que M puede ser un hidrógeno o un catión adecuado, tal como un metal alcalino o amonio, CH2CH2OH, con la condición de que por lo menos dos grupos R sean diferentes de CH2PO3M2,

siendo obtenidos dichos derivados de poliaminometilenfosfonato en una reacción de dos etapas:

etapa 1: reacción de N,N'-bis(2-aminoetil)etano-1,2-diamina(trietilentetramina) (I) con óxido de etileno (II), siendo la proporción en peso (I)/(II) de 1.659/1,

etapa 2: fosfonometilación del producto obtenido en la etapa 1 con formaldehído y H3PO3 según la reacción (A):

(A)-NH + HCHO + H3PO3 rightarrow -NCH2PO(OH)2

siendo la proporción en peso de producto obtenido en la etapa 1/formaldehído/ácido fosforoso de 1/0,5376/1,430, en la que el análisis de RMN P31 del producto obtenido de esta manera muestra que por lo menos el 90% de los grupos amino habían sido fosfonometilados en la etapa 2.

2. Derivados de poliaminometilenfosfonato según la reivindicación 1, en los que la etapa 1 se lleva a cabo a una temperatura comprendida entre 90ºC y 95ºC.

3. Derivados de poliaminometilenfosfonato según la reivindicación 1, en los que la etapa 2 se lleva a cabo en presencia de cloruro de hidrógeno acuoso bajo reflujo.

4. Derivados de poliaminometilenfosfonato según la reivindicación 1, en los que, en la etapa 2, se utiliza ácido fosforoso en forma de una solución acuosa al 70%.

5. Derivados de poliaminometilenfosfonato según la reivindicación 1, en los que, en la etapa 2, se utiliza formaldehído en forma de una solución acuosa al 37%.

6. Utilización de los derivados de poliaminometilenfosfonato según la reivindicación 1, como inhibidores de la formación del sarro.

7. Derivados de poliaminometilenfosfonato según la reivindicación 1, caracterizados porque tampoco son sensibles al calcio a valores elevados de pH (>10).


 

Patentes similares o relacionadas:

Procedimiento de uso de un aditivo no polimérico y antiincrustante efectivo para inhibir la corrosión por ácido nafténico a alta temperatura, del 9 de Octubre de 2019, de Dorf Ketal Chemicals (I) Private Limited: Procedimiento de inhibición de la corrosión por ácido nafténico a alta temperatura de la superficie metálica de una unidad de procesamiento de […]

Método y sistema sostenible para tratar cuerpos de agua afectados por bacterias y microalgas a bajo coste, del 25 de Junio de 2019, de CRYSTAL LAGOONS (CURACAO) B.V: Cuerpo de agua artificial grande afectado por bacterias y microalgas y sistema para tratar y mantenerlo a bajo coste, que comprende: - al menos un medio contenedor […]

Procedimientos de inhibición de corrosión en medios acuosos, del 22 de Mayo de 2019, de BL Technologies, Inc: Procedimiento de inhibición de la corrosión en un sistema de agua que tiene de 0,1-1,0 ppm de ortofosfato, comprendiendo el procedimiento de inhibición de la corrosión agregar […]

Método de producción de agua, del 1 de Mayo de 2019, de TORAY INDUSTRIES, INC.: Un método de generación de agua dulce, que comprende: introducir agua cruda o agua pretratada de la misma como agua de alimentación, aplicando una presión […]

Imagen de 'Control de incrustaciones de sulfato en sistemas acuosos de pH…'Control de incrustaciones de sulfato en sistemas acuosos de pH bajo, del 4 de Octubre de 2018, de Solenis Technologies Cayman, L.P: Uso de un agente de control de incrustaciones para inhibir la formación de incrustaciones o el depósito en sistemas acuosos altamente ácidos, comprendiendo el agente […]

Ácidos poliacrílicos que contienen fosforo de bajo peso molecular y uso de los mismos como inhibidores de incrustaciones en sistemas de transporte de agua, del 3 de Mayo de 2017, de BASF SE: Solución acuosa de polímeros de ácido acrílico que tienen un peso molecular promedio en peso de 1000 a 4000 g/mol, que puede obtenerse mediante polimerización de ácido acrílico […]

Sistema para el enfriamiento sustentable de procesos industriales, del 28 de Diciembre de 2016, de CRYSTAL LAGOONS (CURACAO) B.V: Aparato que comprende un sistema para realizar un proceso industrial y un sistema para proporcionar agua de enfriamiento de alta calidad microbiológica a […]

Uso de ácido fosfotartárico y sus sales para el tratamiento de agua en sistemas de conducción de agua, del 21 de Diciembre de 2016, de KURITA WATER INDUSTRIES LTD.: Uso de ácido fosfotartárico y/o sus sales para el tratamiento de agua en sistemas de conducción de agua.

Utilizamos cookies para mejorar nuestros servicios y mostrarle publicidad relevante. Si continua navegando, consideramos que acepta su uso. Puede obtener más información aquí. .