Aplicare trifosfat de sodiu. Tripolifosfat de sodiu tehnic, China
Tripolifosfatul de sodiu pur chimic are formula Na5P3O10. Masa moleculară a sării este de 368 g/mol, iar densitatea sa reală este de 2500 kg/m3. Punctul de topire este de 622°C, iar topirea este însoțită de descompunerea tripolifosfatului de sodiu în metafosfat de sodiu (Na(PO3)x) și pirofosfat de sodiu (Na4P2O7).
Sunt cunoscute două forme cristaline anhidre: temperatură ridicată (faza 1) și temperatură scăzută (faza 2). Trecerea de la faza 2 la faza 1 corespunde unui interval de temperatură de la 410 la 425 °C. Prima fază a tripolifosfatului de sodiu se mai numește și „aglomerare”, deoarece dizolvarea sa în apă duce la formarea de bulgări dense. Când produsul se află într-o stare fin măcinată, trecerea fazei 1 la faza 2 are loc foarte lent, astfel încât întreaga fază 1, dacă se formează un amestec de ortofosfați în timpul deshidratării, rămâne aproape neschimbată în produsul răcit.
În aer, pulberea de tripolifosfat de sodiu se hidratează încet pentru a forma un hexahidrat (Na5P3O10 6H2O).
Cea mai mare parte a tripolifosfatului de sodiu este consumată în producția de CMC, dar este utilizat pe scară largă și în alte industrii:
- - sa dedurize apa pentru alimentarea cazanelor pentru a preveni precipitatiile si depunerile;
- - in industria textila si piele pentru albire si spalare;
- - pentru flotarea minereului;
- - pentru dispersarea vopselelor;
- - în producția de cauciuc sintetic;
- - în procesele de electroliză;
- - pentru a stabiliza perhidrol;
- - în timpul forajului sonde de petrol;
- - în producția de hârtie de albire;
- - în industria sticlei, ceramicii etc.
Proprietățile fizice și chimice ale tripolifosfatului de sodiu tehnic trebuie să îndeplinească cerințele TU 2148-095-23380904-2004 specificate în Tabelul 1. Marca înregistrată declarată este „Polyformattm”, vândută sub următoarele mărci comerciale:
Polyformattm 1211 este o pudră cu hidratare rapidă, conform specificațiilor Procter and Gamble (P&G);
Poliformatm 1212 „A” este o pudră cu hidratare lentă conform specificațiilor Procter and Gamble (P&G);
Poliformatm 1212 - pulbere anhidru categoria 1;
Poliformatm 1213 - pulbere anhidru categoria 2;
Poliformattm 1226 - tripolifosfat de sodiu cristalin hexahidrat;
Tabelul 1 - Indicatori de calitate ai tripolifosfatului de sodiu tehnic
|
Numele indicatorului |
Poliformatm 1211 |
Poliformatm 1212 "A" |
Poliformatm 1212 |
Poliformatm 1213 |
Poliformatm 1226 |
|
1. Aspectul |
pulbere albă care curge liber, fără incluziuni străine |
pulbere cristalină albă fără incluziuni străine |
|||
|
2. Fracție de masă tripolifosfat de sodiu (Na5P3O10),%, nu mai puțin |
|||||
|
3. Fracția de masă a P2O5, % |
|||||
|
4. Fracția de masă a primei forme de tripolifosfat de sodiu, % |
nu mai mult de 20**) |
||||
|
5. Fracția de masă a compușilor de fier în termeni de Fe+3, %, nu mai mult |
|||||
|
6. Fracția de masă a substanțelor insolubile în apă, %, nu mai mult |
|||||
|
7. Gradul de transparență al unei soluții de tripolifosfat de sodiu cu o fracție de masă de 1%, nu mai puțin |
|||||
|
8. pH-ul unei soluții de tripolifosfat de sodiu cu o fracție de masă de 1%, unități. pH |
|||||
|
9. Grad de alb, %, nu mai puțin |
|||||
|
10. Culoare după Hunter:***) L |
nu mai puțin de 95 |
||||
|
11. Rata de hidratare: ROH 1 minut
ROH 5 minute
Diferență în ratele de hidratare, nu mai puțin |
|
|
|||
|
12. Fracția de masă a substanțelor volatile, % |
nu mai puțin de 0,1 |
||||
|
13. Compoziție granulometrică, %: Fracția de masă a fracțiilor care trec printr-o sită cu plasă:
Fracția de masă a reziduului de pe sită:
|
nu mai mult de 5.0 |
nu mai mult de 5.0 |
nu mai puțin de 90 |
||
|
Produsul de calitate alimentară respectă GOST 13493-77. Utilizarea tripolifosfaților și a produselor care conțin acești compuși ajută la păstrarea proprietăților nutriționale ale produselor, facilitează procesarea acestora și le face mai atractive prezentare. Acești compuși sunt adăugați și în hrana animalelor.
Tripolifosfat de sodiu în producția de detergenți sintetici.
Unul dintre factorii care reduce eficacitatea acțiunii detergentului este duritatea apei, deoarece săpunurile (sărurile de sodiu ale acizilor grași) reacţionează cu cationii de Ca în timpul procesului de spălare. 2+ și Mg 2+ și formează săruri insolubile de calciu și magneziu ale acizilor grași. Aceștia din urmă nu numai că nu participă la procesul de spălare (ceea ce duce la un consum excesiv de detergenți), dar se depun și pe țesătură ca contaminanți. Cu utilizarea CMC, care include surfactanți și aditivi activi (rolul fosfaților este deosebit de important), acest dezavantaj este complet eliminat. Fosfații leagă metalele alcalino-pământoase și ionii de fier în compuși complecși solubil în apă:
Fosfații sunt capabili să transforme sărurile de calciu insolubile ale acizilor grași în soluție, datorită cărora detergenții moderni care conțin de la 25 la 40% (greutate) fosfați de sodiu sunt capabili să dizolve calcarul uniform:
În plus, fosfații împiedică re-depunerea contaminanților pe țesătură, menținându-i dispersați în soluția de spălare. Fosfații de sodiu prezintă un sinergism semnificativ atunci când sunt amestecați cu mulți agenți tensioactivi anionici. Proprietățile polifosfaților de sodiu determină utilizarea lor pe scară largă în producția de CMC.
Tripolifosfat de sodiu (Na 5P3O10 ) - utilizat pe scară largă în CMC; Pe lângă capacitatea de complexare, are capacitatea de a peptiza contaminanții pigmentați. Tripolifosfatul de sodiu este ușor higroscopic, dar la absorbția apei formează hexahidrați. Când tripolifosfatul de sodiu rămâne mult timp într-o soluție apoasă, poate suferi hidroliză (în prezența acizilor și alcalinelor și la temperaturi peste 80 ° C, hidroliza este accelerată) cu formarea de difosfat de sodiu și fosfat dihidrogen sau hidratare cu formarea hidratului de sare cristalină:
Tripolifosfat de sodiu hexahidrat rezultat mărește curgerea pulberii CMC (pentru aceasta, cel puțin 70% din fosfatul adăugat în compoziție trebuie hidratat) și crește vâscozitatea compoziției CMC (prin urmare, este necesar ca timpul de preparare al compoziţia CMC este minimă şi compoziţia preparată este furnizată pentru uscare cât mai repede posibil). Stabilitatea tripolifosfatului crește atunci când în compoziție se adaugă compuși organici care conțin azot sau sarea acidului etilendiaminotetraacetic - Trilon B.
Cea mai mare parte a tripolifosfatului de sodiu este consumată în producția de CMC, dar este utilizat pe scară largă în industria textilă și a pielii pentru albire și spălare, pentru flotarea minereului, pentru dispersia vopselei, în producția de cauciuc sintetic, în procesele de electroliză, pt. dedurizarea apei pentru prevenirea precipitațiilor și a depunerilor, pentru stabilizarea perhidrolului, la forarea puțurilor de petrol, în producția de hârtie de albire și o serie de alte industrii.
Tripolifosfat de sodiu (ST P P, aditiv alimentar E451i)– sare de acid tripolifosforic
Proprietăți fizico-chimice.
Aspect: pulbere albă friabilă. Poate fi produs sub formă de granule. Usor solubil in apa. Insolubil în etanol. pH 9,1-10,1 (soluție apoasă 1%). Dacă este depozitat într-un loc uscat, termenul de valabilitate al tripolifosfatului de sodiu este nelimitat.
Tripolifosfatul de sodiu are două soiuri:
1) Formula Na5O10P3 (E451i, STPP, Trifosfat de sodiu 5-substituit anhidru, tripolifosfat de sodiu anhidru). Pierderea prin uscare nu mai mult de 0,7% (105 °C, 1 oră). Solubilitate în apă 15 g/100 g apă (la 20 °C).
2) Formula Na 5 O 10 P 3 × 6H 2 O (E451i, STPP, trifosfat de sodiu hexahidrat 5-substituit, tripolifosfat de sodiu hexahidrat). Pierderi la uscare nu mai mult de 23,5% (60°C timp de 1 oră, apoi 105°C timp de 4 ore).
Aplicație.
Tripolifosfatul de sodiu este produs în scopuri alimentare și tehnice.
Se utilizează tripolifosfat de sodiu tehnic:
Pentru subțierea pastelor groase, argilelor, caolinilor;
Pentru a regla pH-ul mediului;
Pentru producerea detergenților sintetici, agenți de curățare, albire, dezinfectare, decontaminare (detergenți de spălat vase, chiuvete, toalete, detergenți pentru căzi și spălat sticle);
În producția de hârtie, piele, materiale artificiale (albire datorită stabilizării peroxidului de hidrogen);
În producția de preparate medicinale și cosmetice;
Pentru protecție împotriva coroziunii, tratarea apei și în alte scopuri (spălarea cazanelor, dedurizarea apei de alimentare a cazanului, prevenirea precipitațiilor și a depunerilor).
Se utilizează tripolifosfat de sodiu de calitate alimentară:
Pentru a îmbunătăți textura produselor din carne și pește (crește pH-ul și reține apa în proteine, are capacitatea de a descompune miozina și actina);
Ca sare de topire în producția de brânzeturi prelucrate,
Ca aditiv în producția de smântână, lapte praf și condensat, în industria cofetăriei.
Trifosfat de sodiu conform GOST 13493-86 „Tripolifosfat de sodiu. Specificații" este inclusă în lista materiilor prime din GOST 18236-85 " Produse din carne de porc fierte. Condiții tehnice”, GOST 18255-85 „Produse de porc afumate și fierte. Specificații tehnice”, GOST 23670-79 „Carnati fierți, cârnați și cârnați mici, pâine cu carne. Condiții tehnice”.
Prelucrarea cărnii se face de obicei prin scufundarea într-o soluție apoasă de tripolifosfat de sodiu și menținerea în soluție timp de 10-30 de minute. Temperatura soluției în timpul procesării este de 18-36°C. Mai mult temperatură ridicată corespunde unui timp de reținere mai scurt. Este recomandabil să procesați slănină grasă prin extrudare. În acest caz, soluția este injectată direct în stratul de carne.
Tripolifosfatul de sodiu este utilizat pentru prelucrarea cărnii de porc sub formă de carne tocată, bucăți tăiate sau semifabricate. În cazul tratării în comun a polifosfatului de sodiu cu sare de masă în raport de 0,125:0,75% și păstrării ulterioare la o temperatură de -23°C timp de 4 săptămâni, se poate observa o îmbunătățire a indicatorilor de calitate ai cărnii de porc: culoare, aromă , gust, textura, reducerea pierderilor de apă în timpul tratamentului termic, nivelul de suculent.
Tripolifosfatul de sodiu este utilizat în producția de picioare afumate pentru a reduce pierderea de umiditate și, în consecință, pentru a crește randamentul produsului finit. În acest caz, carnea este tratată cu tripolifosfat de sodiu împreună cu sare de masă într-un raport de 0,3:3,0%. Prelucrarea crește randamentul produsului finit cu 5%.
Pentru prelucrarea cărnii de vită și de vită tocată, cel mai eficient tratament este cu un amestec de tripolifosfat de sodiu și pirofosfat de sodiu E450iii în raport de 25:75%. Prelucrarea îmbunătățește indicatorii de calitate ai produsului finit: reduce pierderile de apă, îmbunătățește culoarea, textura și îmbunătățește randamentul.
Tripolifosfatul de sodiu este folosit la producerea muschiului de porc afumat. Carnea de porc se injectează cu soluție de tripolifosfat de sodiu cu o concentrație de 0,3-0,5%. Nivelul de injectare este de 5-10%. Acest tratament nu mărește suculenta produsului finit, ci crește frăgezimea acestuia.
Carcasele de miel sunt tratate cu un amestec de tripolifosfat de sodiu și sare de masă într-un raport de 0,5:2,0%. Acest lucru îmbunătățește frăgezimea cărnii de carcasă de miel și reduce pierderile în timpul tratamentului termic. Tratamentul crește pH-ul și nu există o dezvoltare semnificativă a microorganismelor nefavorabile atunci când este păstrat timp de 6 zile la o temperatură de 0 până la +4°C.
Pentru a crește durata de valabilitate a fileurilor de fructe de mare răcite cu 30-40%, se folosește tratamentul cu o soluție apoasă dintr-un amestec de conservanți. Amestecul are următoarea compoziție: tripolifosfat de sodiu 77%; sorbat de potasiu 12,7%; acid citric 10,3%. Prelucrarea se realizează prin păstrarea fileului într-o soluție apoasă. În acest tratament, tripolifosfatul de sodiu inhibă creșterea microorganismelor și stabilizează starea proteinelor. Acidul citric inhibă dezvoltarea microbiotei prin acidificarea suprafeței fileului. Sorbat de potasiu inhibă dezvoltarea ciupercilor de drojdie și mucegai.
Tripolifosfatul de sodiu este utilizat pentru a preveni coroziunea conductelor și a schimbătoarelor de căldură. Când îl utilizați, trebuie asigurată curățarea atentă a schimbătoarelor de căldură și a conductelor de depuneri și murdărie. Când se utilizează tripolifosfat de sodiu pentru a crea o peliculă de fosfat de protecție, concentrația de inhibitori în apă sistem inversîn 2-3 zile se iau 100 mg/l (calculat pe P 2 O 5), în apă suplimentară pentru a menține pelicula de fosfat - 7-15 mg/l pe P 2 O 5. În acest caz, viteza de mișcare a apei în schimbătoarele de căldură trebuie să fie de cel puțin 0,3 m/s.
Reguli sanitare pentru întreprinderi comertul cu alimente Este permisă utilizarea detergenților și dezinfectanților care conțin tripolifosfat de sodiu. După spălarea cu astfel de detergenți, este necesar să îndepărtați complet soluția de curățare de pe suprafața tratată.
Compoziția pulberilor de detergent sintetice depinde de duritatea apei. Sunt produse trei tipuri de pulberi: A, B, C.
Tip A - pentru zone cu duritatea apei peste 5,35 mEq.
Tip B - pentru zone cu duritatea apei sub 5,35 mEq.
Tip B - pentru zone cu apă moale, duritate nu mai mare de 2 mEq.
Pulberile de tipurile A și B previn formarea sedimentelor în apa dura.
Tripolifosfatul de sodiu face parte din DEZMOL, un detergent și dezinfectant sintetic care este utilizat pentru spălarea și dezinfectarea echipamentelor. Utilizarea DEZMOL vă permite să combinați spălarea și dezinfectarea echipamentelor într-o singură operațiune. Pentru spălarea manuală se folosesc soluții apoase 0,5%, iar pentru prelucrarea mecanică se folosesc soluții apoase 1,0%.
Tripolifosfatul de sodiu poate fi utilizat independent detergent pentru spălarea lenjeriei și a tuturor tipurilor de țesături, spălatul sticlei, vasele foarte murdare și grase, curățarea băilor, chiuvetelor și toaletelor. Înainte de spălare, rufele sunt pre-înmuiate într-o soluție caldă de tripolifosfat de sodiu (½ cană pe găleată de apă). Se recomandă să lăsați rufele foarte murdare în soluția specificată timp de 2-3 ore. Apoi rufele se spală și se clătesc bine în apă curată.
Chitanță.
Tripolifosfatul de sodiu sub formă de pulbere este un produs al procesării termice a acidului ortofosforic. Tripolifosfatul de sodiu se obține prin deshidratarea termică a unui amestec de acizi ortofosforici și cristalizarea ulterioară a acestuia în vid.
Revista „Heat Supply News”, nr. 11, (27), noiembrie, 2002, p. 29 – 30, www.ntsn.ru
UN. Fedenko, director general, Rosplast LLC
Tratarea apei în sistemele industriale închise de energie și încălzire a apei este o sarcină complexă și destul de costisitoare. În lichidul de răcire al acestor sisteme, apare o concentrație de impurități (anioni, cationi, particule în suspensie) care depășește limitele solubilității acestora. Ca rezultat, formează calcar dur, interferează cu transferul de căldură și reduc performanța cazanului cu 10-20% sau mai mult.
Tratarea chimică incorectă a apei sau absența acesteia poate duce la situație de urgență la întreprindere.
Proprietățile PFN
Polifosfatul (PPN) are un aspect cristalin grosier, este foarte solubil în apă, atunci când este agitat și, pentru ușurință în utilizare, este disponibil în prezent sub formă zdrobită.
PFN se caracterizează prin solubilitate bună și capacitatea de a forma complecși solubili în apă (chelați) cu sărurile Ca, Mg, Fe, Pb, Cd, Ni, Hg.
În fig. Tabelul 1 oferă date care caracterizează cantitatea de legare a ionilor de Ca, Mg, Fe de către unii dintre cei mai obișnuiți fosfați utilizați în centrale electrice pentru tratarea chimică a apei. Calculul se bazează pe formarea de complexe la temperatura camerei.
Orez. 1. Capacitatea de chelare a fosfaților.
O proprietate unică a unui polimer anorganic este capacitatea sa de a reține structura polimerului, atât în stare solidă, cât și în soluții și topituri apoase.
Polifosfatul de sodiu este cel mai activ dedurizator de apă deoarece... formează complexe stabile peste mai mult timp scurt si cu mai multe temperaturi scăzute(20-40 o C) decât tripolifosfatul de sodiu (STP) și alți fosfați.
Avantajul polifosfatului de sodiu față de fosfatul trisodic (TSP) este conținutul mai mare de fosfat în ceea ce privește P 2 O 5 - mai mult de 63%. În comparație cu PFN, conținutul de fosfat în TNF, calculat ca P2O5, nu depășește 25%. Recomandări și documente de reglementare indică faptul că dozele de aplicare a PFN sunt de 3-4 ori mai mici decât cele ale TNF.
Avantajele PFN includ, de asemenea, aglomerare mai mică în timpul depozitării, proprietăți anticorozive, capacitatea de a reduce formarea de oxid de fier și depuneri de cupru pe suprafețe interioare cazane de incalzire.
Capacitatea de chelare (capacitatea de a forma complexe solubile în apă, a căror stabilitate este mai mare de 1 an) vă permite să aplicați PFN o singură dată pe parcursul întregului sezon de încălzire. Pentru comparație: stabilitatea complexelor de tripolifosfat de sodiu este de la 2 la 6 luni, iar fosfatul de trisodiu este și mai mică.
Dezavantajele includ o valoare mai mică a pH-ului solutii apoase(pH~7,5), precum și o analiză mai complexă a concentrației soluțiilor apoase, reducând alcalinitatea apei din cazan. Valoarea pH-ului soluției de PFN este 7,5-8,0 față de pH 11-12 pentru TNF. Pentru a crește valoarea pH-ului în soluția de lucru de PFN, puteți adăuga fosfat trisodic cantitate mica(aproximativ 50 g la 1 m 3 de soluție). Întreprinderea noastră poate produce amestecuri gata preparate pe bază de PFN cu indicatori specificați ai valorilor pH-ului solicitate și în funcție de gradul de duritate al apei consumate.
Trebuie remarcat faptul că soluția PFN nu este corozivă. Calculele de la Institutul „NIIGIPROKHIM”, Sankt Petersburg, confirmă proprietățile anticorozive ale PFN și oferă recomandări pentru includerea acestuia în formulările de inhibitori industriali.
Studiile efectuate asupra inhibitorilor de coroziune cu PFN arată o scădere a ratei de coroziune în sistemele de circulație a apei ale întreprinderii de la 0,6 mm la 0,1 mm pe an. Pentru a preveni coroziunea oteluri carbon in apa este suficienta o concentratie de PFN mai mica de 10 mg/l, in functie de duritatea apei.
Practica de aplicare
Întreprinderile de consum oferă următoarea tehnologie pentru utilizarea PFN. În timpul perioadei de testare a producției PFN la Zakamskaya CHPP-5 a Permenergo JSC, 3 cazane cu o capacitate totală de abur de 400-500 t/h au fost în mod constant în funcțiune (purificare - 8-12%).
Soluția se prepară în rezervoare de amestecare. Rezervoarele sunt dotate cu drenaj, alimentare cu apă coagulată și abur 1,2 atm. Există rezervoare de măsurare pentru depozitarea soluției finite.
Furnizarea cazanelor cu soluție de fosfat se realizează conform unei scheme individuale de grup. Din rezervoarele de măsurare, soluția de lucru este furnizată la intrarea pompelor dozatoare care funcționează pe un colector comun. Apa de alimentare este furnizată colectorului printr-o supapă de reținere. Prin supape de control și șaibe restrictive dy 3 mm, soluția de fosfat diluată este distribuită în toate cazanele în funcțiune.
Concentraţia soluţiei de lucru de fosfat trisodic înainte de testare a fost de 0,5-0,6% prin PO4-3.
În testele comparative în malaxor V = 6,2 m 3 Au fost încărcate 30 kg de PFN în loc de 114 kg de TNF.
Polifosfatul s-a dizolvat destul de repede cu o ușoară încălzire. Concentraţia soluţiilor rezultate a fost de 0,62-0,65% conform PO4-3.
Pentru a nu modifica performanța instalată a pompelor de dozare, concentrația soluțiilor de lucru cu polifosfat se calculează pe baza procentului din conținutul de substanță activă - PO 4 -3 din soluțiile de lucru cu polifosfat și reactivii utilizați anterior trebuie să fie aceiași.
Trebuie remarcat faptul că pentru a prepara soluții de lucru din orice tip de fosfat, în special fosfat trisodic, ar trebui să utilizați apă purificată chimic sau condens, deoarece Când se utilizează apă brută, se formează sediment de fosfat de calciu, ceea ce duce la blocarea sistemelor de drenaj.
În timpul testării, s-a observat că scăderea alcalinității apei din cazan în cazanele cu o alcalinitate a apei de completare de 0,3 mg-eq/l la trecerea de la fosfat trisodic la polifosfat este extrem de nesemnificativă - în compartimentele de sare diferența este nu. mai mult de 0,2-0,4 mg-eq/l, ceea ce este mai mic decât acuratețea analizei.
Consumatorii noștri, care folosesc PFN de câțiva ani, sunt întreprinderi precum Întreprinderea de Stat „Uzina chimică din Siberia”, majoritatea centralelor nucleare din Rusia, sisteme energetice SA Kazanorgsintez și SA Kirishiorgsintez. Aceste întreprinderi vorbesc pozitiv despre eficiența utilizării PFN, atât din punct de vedere tehnologic, cât și economic.
Concluzii
1. Polifosfatul de sodiu este cel mai concentrat fosfat dintre fosfații produși comercial.
2. Economiile estimate la utilizarea PFN sunt de 6000-7000 de ruble per tonă de PFN consumată. La utilizarea tripolifosfatului, economiile sunt de 900-1200 de ruble/t.
3. Polifosfatul este un inhibitor de coroziune. Pentru a preveni coroziunea conductelor, în special în condiții de apă moale, se recomandă menținerea conținutului de polifosfat la nivelul de 2-3 kg/m 3 de apă sau 0,2-0,3% din greutatea apei curgătoare și pH = 7-8 .
4. Reducerea depunerilor de Ca în conducte, la utilizarea PFN, prelungește durata de viață a cazanelor, previne scăderea performanței termice a încălzitoarelor de apă și lățime de bandă conducte.
5. PFN poate fi folosit în furnizare individuală de căldură clădiri private și necesită o singură aplicare pe sezon de încălzire.
6. Trebuie remarcat faptul că polifosfatul este netoxic și biodegradabil.
Literatură
1. Yu.F Zhdanov „Chimia și tehnologia polifosfaților”. „Chimie” 1979
2. M.S Baburina „Proprietăți și aplicații ale hexametafosfatului de sodiu”. „Niigiprokhim-știință” 2000
tratarea corectiva a apei din cazan la centralele de presiune medie. SA „Permenergo”, 1999
4. A.P. Vetrova „Studiul modificărilor pH-ului soluțiilor de PFN. OJSC „Kamteks-khimprom”, 2001
