La cyclohexylamine est utilisée dans la fabrication d'intermédiaires chimiques, d'intermédiaires insecticides, d'accélérateurs de caoutchouc, de produits chimiques de traitement de l'eau et d'inhibiteurs de corrosion. La cyclohexylamine est une amine aliphatique primaire constituée de cyclohexane portant un substituant amino.
La cyclohexylamine est un liquide organique incolore ayant un substituant d'un groupe amine. La cyclohexylamine est utilisée dans les chaudières basse pression où le condensat fonctionne pendant une période plus longue.
Cyclohexanamine; Aminocyclohexane; CHA; Cyclohexylamine; Hexahydrobenzénamine; Aminohexahydrobenzène; Hexahydroaniline; 1-aminocyclohexane; 1-cyclohexylamine;
N ° CE / Liste: 203-629-0
N ° CAS: 108-91-8
Mol. formule: C6H13N
La cyclohexylamine est notamment utilisée pour le traitement des eaux industrielles, pour la production d'accélérateur de durcissement, pour la fabrication d'édulcorants synthétiques et dans une industrie du caoutchouc pour la production d'accélérateurs de vulcanisation. La cyclohexylamine est généralement utilisée comme intermédiaire dans la synthèse de différents herbicides, antioxydants et produits pharmaceutiques.
Synonymes: Aminocyclohexane
Aminohexahydrobenzène
Cyclohexanamine
Hexahydroaniline
La cyclohexylamine est utilisée comme intermédiaire dans la synthèse d'autres composés organiques.
C'est le précurseur des réactifs à base de sulfénamide utilisés comme accélérateurs pour la vulcanisation et est un élément constitutif des produits pharmaceutiques.
Formule: C6H11NH2 / C6H13N
Masse moléculaire: 99,2
Point d'ébullition: 134,5 ° C
Point de fusion: -17,7 ° C
Densité relative (eau = 1): 0.86
Solubilité dans l'eau: miscible
Pression de vapeur, kPa à 20 ° C: 1,4
Densité de vapeur relative (air = 1): 3,42
Densité relative du mélange vapeur / air à 20 ° C (air = 1): 1.03
Point d'éclair: 28 ° C c.c.
Température d'auto-inflammation: 293 ° C
Limites d'explosivité,% vol dans l'air: 1,5-9,4
Coefficient de partage octanol / eau en log Pow: 1,4
Viscosité: 2,10 Pa * s à 20 ° C
La cyclohexylamine est utilisée dans la fabrication d'intermédiaires chimiques, d'intermédiaires insecticides, d'accélérateurs de caoutchouc, de produits chimiques de traitement de l'eau et d'inhibiteurs de corrosion. La cyclohexylamine est une amine aliphatique primaire constituée de cyclohexane portant un substituant amino.
MOTS CLÉS:
CYCLOHEXYLAMINE, Cyclohexanamine, 108-91-8, Aminocyclohexane, Hexahydroaniline, Hexahydrobenzénamine, Aminohexahydrobenzène, Cyclohexyl amine, 1-Cyclohexylamine, 1-Aminocyclohexane
ZONE D'APPLICATION
La cyclohexylamine est notamment utilisée pour le traitement des eaux industrielles, pour la production d'accélérateur de durcissement, pour la fabrication d'édulcorants synthétiques et dans une industrie du caoutchouc pour la production d'accélérateurs de vulcanisation.
SEGMENTS
Agriculture
Catalyse et traitement des produits chimiques
Synthèse chimique
Colorants, pigments et azurants optiques
Industrie alimentaire et auxiliaires
Durcisseurs et agents de réticulation pour polymères
Traitement des eaux industrielles
Lubrifiants et huiles
Fabrication de diabétiques
Fabrication d'herbicides et de pesticides
Fabrication d'insecticides / acaricides
Fabrication d'agents pharmaceutiques
Fabrication d'édulcorants
Fabrication de colorants textiles
Pétrole
Auxiliaires polymères
Polymères, initiateur de polymérisation
Spécialités, stabilisants pour explosifs
La cyclohexylamine se présente sous la forme d'un liquide clair incolore à jaune avec une odeur d'ammoniaque. Point d'éclair 90 ° F.
Irrite les yeux et le système respiratoire. Le contact avec la peau peut provoquer des brûlures. Moins dense que l'eau. Vapeurs plus lourdes que l'air.
Oxydes d'azote toxiques produits lors de la combustion.
La cyclohexylamine est une amine aliphatique primaire constituée de cyclohexane portant un substituant amino.
Il a un rôle de métabolite xénobiotique humain et de métabolite de souris. C'est une base conjuguée d'un cyclohexylammonium.
Cyclohexylamine
La cyclohexylamine est un liquide organique incolore ayant un substituant d'un groupe amine.
La cyclohexylamine est utilisée dans les chaudières basse pression où le condensat fonctionne pendant une période plus longue.
Il peut rester avec la vapeur de condensat à diverses pressions de vapeur, ce qui ne peut pas être fait avec d'autres amines neutralisantes.
C'est un métabolite du cyclamate et il s'est avéré utile dans la production d'autres composés organiques.
La cyclohexylamine est notamment utilisée pour le traitement des eaux industrielles, pour la production d'accélérateur de durcissement, pour la fabrication d'édulcorants synthétiques et dans une industrie du caoutchouc pour la production d'accélérateurs de vulcanisation.
Sur la base des demandes et des désirs des utilisateurs finaux, la cyclohexylamine industrielle peut être utilisée pour diverses applications respectives pour diverses industries respectives telles que les industries de l'agriculture, du caoutchouc, de l'alimentation, du pétrole, de la pharmacie, du pétrole et du textile.
Principales caractéristiques et avantages
Traitement de la ligne de condensat
Empêcher la corrosion du dioxyde de carbone
Empêche la formation d'acide carbonique dans le système de vapeur de la chaudière
Complètement volatile
Applications polyvalentes
Zone d'application
Agriculture
Fabrication d'herbicides, d'insecticides, de pesticides
Catalyse et traitement des produits chimiques
Réactions de synthèse chimique
Colorants, pigments, textiles
Polymères durcisseurs et réticulants
Traitement des eaux industrielles
Auxiliaires en polymère
Lubrifiants et huiles
Pétrole
Stabilisateurs pour explosifs
Initiateur de polymérisation
La taille du marché de la cyclohexylamine a prévu une croissance dynamique en raison de son utilisation accrue en tant qu'inhibiteur de corrosion pour les usines de traitement de l'eau de chaudière et à faible inhibiteur de corrosion dans la production de champs pétrolifères où une alcalinité élevée est préférée.
Il est également utilisé dans la fabrication de plusieurs produits chimiques synthétiques qui comprennent des absorbants de gaz acides, des savons de nettoyage à sec, des agents émulsifiants, des plastifiants et des insecticides.
Il est également utilisé dans l'industrie du caoutchouc pour la fabrication d'accélérateurs de vulcanisation.
De plus, l'utilisation croissante dans la fabrication d'édulcorants synthétiques et pour les traitements industriels de l'eau augmentera encore la croissance de l'industrie.
Certaines autres amines, en particulier la morpholine, remplacent la demande de produits dans le traitement des chaudières à eau peuvent agir comme une contrainte pour le marché industriel de la cyclohexylamine au cours de la période prévue.
La cyclohexylamine se trouve généralement à partir de l'usine de bois de toddalia asiatica. C'est une base solide et un liquide inflammable.
Il est fabriqué par hydrogénation catalytique de l'aniline à haute pression et température par réduction du nitrocyclohexane ou par ammonolyse du cyclohexanol.
C'est un liquide de couleur incolore ou jaunâtre avec une odeur d'ammoniaque ou de poisson. Il est également appelé hexahydroaniline, aminohexahydrobenzène, aminocyclohexane et cyclohexanamine.
Le produit a une installation de fusion et d'ébullition à 17,7 ºC et 134,5 ºC respectivement.
Comme toutes les autres amines, il a une base faible par rapport à d'autres bases fortes, y compris NaOH, et a une base plus forte que l'aniline, qui ne diffère que par son cycle aromatique.
Il a également des effets dangereux pour la santé, notamment toxiques et caustiques.
Il provoque également une irritation des yeux et il existe également un risque d'altération de la fertilité.
Sur la base de son application, le marché industriel de la cyclohexylamine peut être segmenté en édulcorants artificiels, inhibiteurs de corrosion, accélérateurs dans l'industrie du caoutchouc, industrie du traitement de l'eau.
Il est également utilisé dans la fabrication de plusieurs produits chimiques synthétiques, notamment des absorbants de gaz acides, des savons de nettoyage à sec, des colorants, des agents émulsifiants, des plastifiants et des insecticides.
Parmi ceux-ci, l'industrie du traitement de l'eau détient une part importante dans le segment des applications. La recrudescence de l'utilisation du caoutchouc dans diverses utilisations finales est susceptible de stimuler le marché des produits au cours des années estimées.
Le marché industriel de la cyclohexylamine peut être divisé en fonction de l'industrie de l'utilisateur final en industries agricole, chimique, colorants et pigments, caoutchouc, alimentaire, pétrolière, pharmaceutique, pétrolière et textile.
Parmi eux, l'industrie de la synthèse chimique et du caoutchouc détient une part maximale dans le segment de l'industrie des utilisateurs finaux et est considérée comme la même au cours des années prévues.
Le marché de la cyclohexylamine industrielle en Amérique du Nord connaîtra une croissance significative en raison de la présence d'un nombre important d'industries dans la région.
La croissance des activités de recherche et développement dans la région offrira des perspectives positives à la croissance de l'industrie.
La montée en puissance des industries chimiques et pharmaceutiques sera les principales raisons de propulser la croissance future.
Le boom du gaz et du pétrole de schiste aux États-Unis pourrait avoir un effet positif sur le marché de l'industrie.
Le marché européen de la cyclohexylamine industrielle est le deuxième plus grand marché et la région observera la même tendance forte au cours des années estimées.
La montée en puissance des industries automobiles a augmenté la demande de pneus, stimulant ainsi la demande de l'industrie. La propagation du secteur textile et chimique dans la région améliorera davantage le marché.
Le marché industriel de la cyclohexylamine en Asie-Pacifique est la région à la croissance la plus rapide en raison de l'industrialisation et de l'urbanisation rapides et de l'expansion des industries textiles et pharmaceutiques.
L'augmentation du nombre d'usines de traitement de l'eau en raison de la croissance démographique augmentera la demande de l'industrie.
En outre, la recrudescence des activités chimiques dans divers pays de la région soutiendra le marché.
La cyclohexylamine est un composé organique appartenant à la classe des amines aliphatiques.
C'est un liquide incolore, bien que, comme de nombreuses amines, les échantillons soient souvent colorés en raison de contaminants.
Il a une odeur de poisson et est miscible à l'eau.
Comme d'autres amines, c'est une base faible, par rapport aux bases fortes telles que NaOH, mais c'est une base plus forte que son analogue aromatique, l'aniline.
Préparation
La cyclohexylamine est produite par deux voies, la principale étant l'hydrogénation complète de l'aniline à l'aide de certains catalyseurs à base de cobalt ou de nickel:
C6H5NH2 + 3 H2 → C6H11NH2
Il est également préparé par alkylation d'ammoniac à l'aide de cyclohexanol.
C'est un intermédiaire utile dans la production de nombreux autres composés organiques (par exemple le cyclamate)
Applications
La cyclohexylamine est utilisée comme intermédiaire dans la synthèse d'autres composés organiques.
C'est le précurseur des réactifs à base de sulfénamide utilisés comme accélérateurs de vulcanisation.
C'est un élément constitutif des produits pharmaceutiques (par exemple, les mucolytiques, les analgésiques et les bronchodilatateurs).
L'amine elle-même est un inhibiteur de corrosion efficace. Certains édulcorants sont dérivés de cette amine, notamment le cyclamate.
L'herbicide hexazinone et l'anesthésique hexylcaïne sont dérivés de la cyclohexylamine
Numéro CAS: 108-91-8
Nom IUPAC: Cyclohexanamine
Autres noms
Aminocyclohexane
Aminohexahydrobenzène
Hexahydroaniline
Hexahydrobenzénamine
La cyclohexylamine est un liquide organique incolore ayant un substituant d'un groupe amine.
La cyclohexylamine est utilisée dans les chaudières basse pression où le condensat fonctionne pendant une période plus longue. Il peut rester avec la vapeur de condensat à diverses pressions de vapeur, ce qui ne peut pas être fait avec d'autres amines neutralisantes.
C'est un métabolite du cyclamate et il s'est avéré utile dans la production d'autres composés organiques.
La cyclohexylamine est notamment utilisée pour le traitement des eaux industrielles, pour la production d'accélérateur de durcissement, pour la fabrication d'édulcorants synthétiques et dans une industrie du caoutchouc pour la production d'accélérateurs de vulcanisation.
Sur la base des demandes et des désirs des utilisateurs finaux, la cyclohexylamine industrielle peut être utilisée pour diverses applications respectives pour diverses industries respectives telles que les industries de l'agriculture, du caoutchouc, de l'alimentation, du pétrole, de la pharmacie, du pétrole et du textile.
Principales caractéristiques et avantages
Traitement de la ligne de condensat
Empêcher la corrosion du dioxyde de carbone
Empêche la formation d'acide carbonique dans le système de vapeur de la chaudière
Complètement volatile
Applications polyvalentes
La cyclohexylamine est une sorte de liquide transparent et incolore avec un fort goût de poisson et une odeur d'ammoniaque.
La cyclohexylamine est inflammable avec une masse moléculaire relative de 99,18, la densité relative étant de 0,8191, le point de fusion étant de-17,7 ℃, le point d'ébullition étant de 134,5 ℃, 118,9 ℃ (6,67 × 104Pa), 102,5 ℃ (4,00 × 104Pa), 72,0 ℃ ( 1,33 × 104Pa), 56,0 ℃ (6,67 × 103Pa), 45,1 ℃ (4,00 × 103Pa), 41,3 ℃ (3,33 × 103Pa), 36,4 ℃ (2,67 × 103Pa), 30,5 ℃ (1,99 × 103Pa), 25,0 ℃ (1,17 × 103Pa), l'indice de réfraction étant de 1,4372, le point d'éclair étant de 32 ℃ et le point d'allumage étant de 265 ℃.
La cyclohexylamine est soluble dans l'eau et peut être miscible avec des solvants organiques courants tels que l'éthanol, l'éther éthylique, l'acétone, l'acétate d'éthyle, le chloroforme, l'heptane, le benzène et similaires.
La cyclohexylamine peut être évaporée avec la vapeur et peut absorber le dioxyde de carbone dans l'air pour former un carbonate cristallin blanc.
Il peut former un azéotrope avec de l'eau avec un point de co-ébullition de 96,4 ℃ et une teneur en eau de 55,8%.
Sa solution aqueuse est alcaline. Le pH d'une solution aqueuse à 0,01% à 0,01% est de 10,5.
Sa vapeur peut former un mélange explosif avec l'air.
Ce produit est toxique et irritant pour la peau et les muqueuses, provoquant la gangrène; l'inhalation de ses vapeurs a un effet narcotique mais sans provoquer d'intoxication sanguine.
Administration orale chez le rat: DL50: 710 mg / kg.
La concentration maximale admissible sur le lieu de travail est de 10 × 10-6.
Le chauffage de la cyclohexylamine avec de l'iodure d'hydrogène dans un tube scellé à 200 ℃ peut générer du méthylcyclopentane.
Le chauffage de la cyclohexylamine conjointement avec du sulfate de diméthyle dans l'éther génère également du méthylcyclohexane et une petite quantité de diméthylcyclohexylamine.
Son chlorhydrate peut avoir une réaction avec le sel de nitrite de sodium pour générer du cyclohexanol.
Sa réaction avec une quantité excessive d'ammoniac et de chlorure de zinc peut générer de la 2-méthyl-pyridine.
Préparation: le produit fini de la cyclohexylamine peut être produit en catalysant l'action de réduction de l'aniline à haute température et haute pression (avec du nickel ou du cobalt comme catalyseur); il peut également être produit en prenant le cyclohexanol et la cyclohexanone comme matière première produite à partir de la réduction catalytique du phénol, et subir en outre une action d'amination avec de l'ammoniac pour le préparer.
Dans l'industrie, la cyclohexylamine est principalement utilisée comme accélérateur de vulcanisation du thiazole du caoutchouc ainsi que comme agent de nettoyage de réservoir, auxiliaires de teinture et tensioactifs.
L'objectif principal
La cyclohexylamine peut être utilisée comme matière première d'agents tensioactifs pour la production d'alkylbenzène sulfonate à utiliser comme émulsifiant et agent moussant;
La cyclohexylamine peut être utilisée comme matière première pour la fabrication de parfums pour la production de cyclohexyl allyl propionate;
La cyclohexylamine peut être utilisée comme matière première pour la production de colorant, par exemple pour la production de bleu acide 62, de jaune fluorescent dispersé, de dispersion jaune fluorescent H5GL, de bleu acide faible BRN, de bleu dispersé 6 et d'additifs de colorant;
La cyclohexylamine peut être utilisée comme matière première d'additifs alimentaires édulcorants; la cyclohexylamine peut également être utilisée pour produire des sels de sulfonate de cyclohexylamine et du cyclamate de sodium; le dernier est un plus sucré qui est 30 fois plus sucré que le saccharose.
Le ministère chinois de la Santé l'a approuvé pour son application aux cornichons, sauces, préparation du vin, gâteaux, biscuits, pain, boissons glacées, boissons avec une quantité maximale autorisée de 0,65 g / kg.
La cyclohexylamine peut être utilisée comme matière première de pesticide tel que l'insecticide «propargite» pour la production d'arbres fruitiers, les herbicides «WilBur» et l'agent bactéricide;
La cyclohexylamine peut être utilisée dans la préparation des additifs utilisés dans les produits pétroliers, l'agent de traitement de l'eau d'alimentation des chaudières et le dissolvant de corrosion;
La cyclohexylamine peut être utilisée comme matière première pour la production d'un accélérateur de vulcanisation thiazole du caoutchouc CZ; ce type d'accélérateur de vulcanisation a une excellente efficacité qui convient particulièrement aux caoutchoucs SBR et FDA.
La cyclohexylamine peut être utilisée comme inhibiteur de rouille pour la production de papier antirouille;
La cyclohexylamine peut être utilisée comme agent de nettoyage de réservoir;
La cyclohexylamine peut être utilisée comme agent antigel;
La cyclohexylamine peut être utilisée comme agents antistatiques (auxiliaires textiles), agents d'agglutination au latex et additifs pour produits pétroliers;
En raison de l'alcalinité de la solution aqueuse de cyclohexylamine, elle peut être utilisée comme absorbeur pour éliminer le dioxyde de carbone et le dioxyde de soufre.
Propriétés chimiques
C'est un liquide incolore avec une odeur désagréable.
Il est miscible avec divers types de solvants organiques.
Les usages
Il peut être utilisé comme accélérateur de vulcanisation du caoutchouc; et également utilisé comme matière première de fibres synthétiques, de colorants et d'inhibiteur de corrosion en phase gazeuse.
Il peut être utilisé pour la fabrication de colorants, d'adoucissant VS et de médicaments tels que Antiradon, thio-TEPA et solaziquone; il peut également être utilisé en médecine, en pesticides.
La cyclohexylamine est l'intermédiaire des herbicides «hexazinone» ainsi que l'intermédiaire des accélérateurs de caoutchouc, des additifs d'huile et des inhibiteurs de corrosion.
Ce produit peut être utilisé pour la préparation de cyclohexanol, de cyclohexanone, de caprolactame, d'acétate de cellulose et de nylon 6 et analogues.
La cyclohexylamine elle-même est un solvant et peut être utilisée dans les résines, les peintures, les graisses et les huiles de paraffine.
Il peut également être utilisé pour fabriquer un agent de désulfuration, un antioxydant en caoutchouc, un accélérateur de vulcanisation, des auxiliaires chimiques de plastique et de textile, l'agent de traitement de l'eau d'alimentation de chaudière, des inhibiteurs de corrosion métalliques, des émulsifiants, des conservateurs, des agents antistatiques, des coagulants au latex, des additifs d'huile, fongicides, pesticides et colorants intermédiaires.
Le sel sulfonate de cyclohexylamine peut être utilisé comme édulcorant artificiel pour être appliqué aux aliments, aux boissons et aux produits pharmaceutiques.
Il peut être utilisé en synthèse organique, synthèse plastique, également utilisé comme conservateur et absorbant de gaz acides.
Il peut être utilisé pour la production de produits chimiques de traitement de l'eau, d'édulcorants artificiels et d'intermédiaire pour le traitement du caoutchouc et des produits agrochimiques.
Il peut être utilisé comme absorbant de gaz acide pour la synthèse organique.
Méthode de production
Il est dérivé de l'hydrogénation catalysée de l'aniline. Le processus peut être divisé en méthode de pression normale et méthode de pression réduite.
De plus, d'autres voies telles que l'aminolyse catalytique du cyclohexane ou du cyclohexanol, la réduction du nitro cyclohexane et l'aminolyse catalysée de la cyclohexanone peuvent également être appliquées pour produire la cyclohexylamine.
La méthode de préparation utilise l'aniline comme matière première et passe par une hydrogénation catalytique.
Mélanger la vapeur d'aniline et l'hydrogène gazeux et verser dans le réacteur catalytique; effectuer la réaction d'hydrogénation à 130 à 170 ℃ en présence d'un catalyseur au cobalt avec le produit fini obtenu après refroidissement et distillation supplémentaire.
Catégorie
Liquide inflammable
Classement de la toxicité
hautement toxique
Toxicité aiguë
DL50 orale chez le rat: 156 mg / kg; DL50 orale-souris: 224 mg / kg
Données d'irritation
Peau-lapin 2 mg / 24 heures Doux; Yeux-Lapin 0,05 mg / 24 heures, sévère.
Caractéristiques dangereuses des explosifs
Être mélangé à de l'air peut être explosif.
Caractéristiques d'inflammabilité et de danger
il est inflammable en cas d'incendie, de chaleur et d'oxydants avec combustion produisant des fumées toxiques d'oxydes d'azote.
Caractéristiques de stockage
Trésorerie: ventilation, basse température et séchage; stockez-le séparément avec des oxydants et des acides.
Agent extincteur
Poudre sèche, sable sec, dioxyde de carbone, mousse, agent extincteur 1211.
Normes professionnelles
TWA 40 mg / m3
Propriétés chimiques
liquide transparent
Propriétés chimiques
La cyclohexylamine est un liquide incolore à jaune (amines, aromatique primaire). Il a une odeur de poisson désagréable.
Propriétés chimiques
La cyclohexylamine est un dérivé de l'ammoniac dans lequel l'un des atomes d'hydrogène a été remplacé par un cycle saturé à six carbones.
C'est une base très forte et forme des sels avec tous les acides, y compris le dioxyde de carbone qu'elle absorbe rapidement de l'air.
Il subit la réaction habituelle des amines aliphatiques avec le disulfure de carbone pour former des dithiocarbamates.
La cyclohexylamine réagit avec les acides gras à longue chaîne pour former des savons (Carswell et Morrill 1937).
Avec l'acide nitreux, il forme du cyclohexanol avec libération d'azote (Schweizer 1978).
La cyclohexylamine réagit avec des composés organiques contenant un atome d'halogène actif, des anhydrides d'acide et des oxydes d'alkylène pour remplacer un ou les deux hydrogènes sur l'atome d'azote.
La cyclohexylamine attaque tous les alliages de cuivre et le plomb. Lorsqu'il est chaud, il attaque l'aluminium très lentement.
Les usages
En synthèse organique, fabrication d'insecticides, plastifiants, inhibiteurs de corrosion, caoutchoucs chimiques, colorants, émulsifiants, savons de nettoyage à sec, absorbants de gaz acides.
Les usages
La cyclohexylamine est utilisée dans la fabrication d'un certain nombre de produits, notamment des plastifiants, des savons de nettoyage à sec, des insecticides et des agents émulsifiants.
Il est également utilisé comme inhibiteur de corrosion et en synthèse organique.
Les usages
Production de produits chimiques de traitement du caoutchouc; inhibiteur de corrosion dans l'eau d'alimentation de la chaudière; production d'insecticides, de plastifiants et de savons de nettoyage à sec; un métabolite de l'édulcorant cyclamate
Définition
ChEBI: une amine aliphatique primaire constituée de cyclohexane portant un substituant amino.
Méthodes de production
La cyclohexylamine est produite par réaction d'ammoniac et de cyclohexanol à température et pression élevées en présence d'un catalyseur silice-alumine (SRI 1985).
Il est également préparé par un procédé similaire d'hydrogénation catalytique de l'aniline à température et pression élevées.
Le fractionnement du produit de cette réaction donne du CHA, de l'aniline et un résidu à point d'ébullition élevé contenant de la n-phénylcyclohexylamine et de la dicyclohexylamine.
Description générale
Un liquide clair incolore à jaune avec une odeur d'ammoniaque. Point d'éclair 90 ° F. Irrite les yeux et le système respiratoire. Le contact avec la peau peut provoquer des brûlures. Moins dense que l'eau.
Vapeurs plus lourdes que l'air. Oxydes d'azote toxiques produits lors de la combustion.
Réactions de l'air et de l'eau
Hautement inflammable. Sensible à l'air et à la lumière.
Soluble dans l'eau.
Profil de réactivité
La cyclohexylamine neutralise les acides dans des réactions exothermiques pour former des sels plus l'eau. Peut être incompatible avec les isocyanates, les composés organiques halogénés, les peroxydes, les phénols (acides), les époxydes, les anhydrides et les halogénures d'acide.
De l'hydrogène gazeux inflammable peut être généré en combinaison avec des agents réducteurs puissants, tels que des hydrures.
Danger pour la santé
La cyclohexylamine est un irritant sévère pour les yeux, la peau et les voies respiratoires.
Le contact avec la peau peut provoquer des brûlures et une sensibilisation; le contact du liquide pur ou de ses solutions concentrées avec les yeux peut entraîner une perte de vision.
La toxicité orale et cutanée aiguë de la cyclohexylamine était modérée chez les sujets d'essai.
Les effets toxiques comprennent des nausées, des vomissements et des modifications dégénératives du cerveau, du foie et des reins. L'inhalation de ses vapeurs à des concentrations élevées peut provoquer un effet narcotique.
Valeur DL50, orale (rats): 156 mg / kg
Valeur DL50, peau (lapins): 277 mg / klg
Risque d'incendie
Lorsqu'elle est chauffée jusqu'à décomposition, la cyclohexylamine émet des fumées hautement toxiques.
La vapeur peut parcourir une distance considérable jusqu'à la source d'inflammation et provoquer un retour de flamme.
Des oxydes d'azote toxiques sont produits lors de la combustion.
Acide nitrique; réagit vigoureusement avec les matières oxydantes.
Stable, éviter les dommages physiques, stockage avec un matériau oxydant.
Usages industriels
La cyclohexylamine est principalement utilisée comme inhibiteur de corrosion dans le traitement de l'eau de chaudière et dans les applications des champs pétrolifères (HSDB 1989).
C'est également un intermédiaire chimique pour les produits chimiques de traitement du caoutchouc, les colorants (bleu acide 62, ancien usage), les édulcorants et herbicides artificiels à base de cyclamate et un agent de traitement pour la production de fibres de nylon (SRI 1985).
Windholz et al (1983) rapportent son utilisation dans la fabrication d'insecticides, de plastifiants, d'agents émulsifiants, de savons de nettoyage à sec et d'absorbants de gaz acides.
Exposition potentielle
CHA est utilisé dans la fabrication de colorants, de produits chimiques, de produits chimiques de nettoyage à sec; insecticides, plastifiants, produits chimiques à base de caoutchouc; et comme intermédiaire chimique dans la production d'édulcorants cyclamates. Utilisé dans le traitement de l'eau et comme additif pour l'eau d'alimentation des chaudières.
Il est également utilisé dans la production de caoutchouc pour retarder la dégradation.
Métabolisme
Le cyclamate est métabolisé en cyclohexylamine par la flore intestinale du rat (Renwick et Williams 1969; Bickel et al 1974; Tesoriero et Roxon 1975) et est excrété dans l'urine après l'ingestion de cyclamate par les rats, les lapins, les chiens, les singes et les humains (Asahina et al 1971; Coulston et al 1977; Kojima et Ichibagase 1968; Leahy et al 1967; Oser et al 1968). Il existe une variation individuelle dans la capacité à biotransformer le cyclamate en cyclohexylamine, probablement en raison de la présence ou de l'absence des bactéries nécessaires. Les bactéries exposées au cyclamate semblent acquérir la capacité de convertir le cyclamate. Les personnes qui produisent de la cyclohexylamine ont été classées par les chercheurs comme des convertisseurs. Les singes rhésus nourris avec du cyclamate pendant huit ans ont converti 0,5% de la dose en cyclohexylamine qui à son tour a été métabolisée en cyclohexanone et cyclohexanol à raison de 1 à 2% (Coulston et al 1977).
En général, la cyclohexylamine est facilement absorbée et rapidement excrétée par l'organisme. Après administration à des rats, la cyclohexylamine apparaît dans les tissus corporels avec les concentrations les plus élevées dans les poumons, la rate, le foie, les glandes surrénales, le cœur, le tractus gastro-intestinal et les reins (Estep et Wiegand 1967 d'après Bopp et al 1986).
Après administration orale (0,2 g / kg) à des lapins, la cyclohexylamine a donné naissance à la cyclohexylamine et à la 7V-hydroxycyclohexylamine inchangées dans l'urine (Elliott et al 1968). Lorsque la cyclohexylamine marquée au [14C] a été administrée, 68% de la radioactivité a été récupérée dans l'urine après 60 h. Une petite quantité (0,5%) a été éliminée dans l'haleine et 45% de la dose administrée s'est avérée excrétée dans l'urine sous forme de cyclohexylamine non conjuguée, 0,2% sous forme de JV-hydroxycyclohexylamine sous forme conjuguée et 2,5% sous forme de cyclohexanone-oxime. Les auteurs ont postulé que ce dernier métabolite était un artefact formé à partir du glucuronide de la TV-hydroxy cyclohexylamine pendant la procédure d'hydrolyse.
Contrairement aux lapins, l'homme, ainsi que les rats et les cobayes, excrètent 90% ou plus d'une dose de cyclohexylamine marquée au [14C] inchangée dans l'urine (Renwick et Williams 1972). De petites quantités de radioactivité ont été trouvées dans les excréments, 1% ou moins chez l'homme, le rat et le lapin et 4 à 7% chez le cobaye. Seulement 4 à 5% de la dose ont été métabolisés en 24 h chez le rat et le cobaye et 1 à 2% chez l'homme. Les métabolites identifiés ont indiqué que chez le rat, le métabolisme de la cyclohexylamine se faisait principalement par hydroxylation du cycle cyclohexane, chez l'homme par désamination et chez les cobayes et les lapins par hydroxylation et désamination du cycle. Les métabolites de la cyclohexylamine ont été excrétés à la fois sous forme libre et conjuguée.
Lorsque la cyclohexylamine était administrée par voie orale à des humains adultes en bonne santé à des doses de 2,5, 5 et 10 mg / kg de poids corporel, 86 à 95% de la dose était excrétée dans l'urine en 48 h sous forme de cyclohexylamine inchangée (Eichelbaum et al 1974). La dépendance à la dose a été mise en évidence par les demi-vies plasmatiques allant de 3,5 à 4,8 h. Une étude de Roberts et Renwick (1985) a montré d'autres espèces et des différences de souche dans le métabolisme de la cyclohexylamine. Après administration de [14C] - cyclohexylamine (35-500 mg / kg) à des souris et des rats mâles, 80% de la dose a été excrétée dans l'urine 24 h après l'administration. Chez les rats Wistar, 14 à 19% du 14C était présent sous forme de 3- et 4-aminocyclohexanols, tandis que dans la souche DA de rat, les aminocyclohexanols représentaient seulement 1 à 2% de l'activité et chez la souris, <1%. La dose ou la voie d'administration n'a pas affecté de manière significative le métabolisme.
Lorsque le chlorhydrate de [14C] -cyclohexylamine a été administré à des singes rhésus gravides par perfusion dans la veine antécubitale, les niveaux de radioactivité maternelle et fœtale étaient pratiquement identiques sur une période de 6 h (Pitkin et al 1969) indiquant que la cyclohexylamine traverse librement le placenta hémochorique.
Il a été démontré que les microsomes hépatiques de lapin désaminent la cyclohexylamine en cyclohexanone en présence de NADPH et d'oxygène moléculaire (Kurebayashi et al 1979). L'hexanone a ensuite été réduite en alcool (environ 75% du produit désaminé). Le monoxyde de carbone, le SKF 525A, la métyrapone, le cyanure de potassium et le chlorure mercurique ont inhibé la désamination. Ces résultats suggèrent que la désamination est catalysée par un système microsomal de cytochrome P-450 monooxygénase.
Expédition
UN2357 Cyclohexylamine, Classe de danger: 8; Étiquettes: 8-matériau corrosif, 3-liquide inflammable.
Méthodes de purification
Sécher l'amine avec CaCl2 ou LiAlH4, puis la distiller à partir de BaO, KOH ou Na, sous N2.
Purifiez-la également par conversion en chlorhydrate (qui est cristallisé plusieurs fois dans l'eau), puis libération de l'amine avec un alcali et distillation fractionnée sous N2.
Le chlorhydrate a m 205-207o (dioxane / EtOH). [Lycan et al. Org Synth Coll Vol II 319 1943, Beilstein 12 III 10, 12 IV 8.]
Incompatibilités
Peut former un mélange explosif avec l'air.
La cyclohexylamine est une base forte: elle réagit violemment avec l'acide.
Le contact avec des oxydants puissants peut entraîner des risques d'incendie et d'explosion.
Incompatible avec les anhydrides organiques; isocyanates, acétate de vinyle; acrylates, allyles substitués; oxydes d'alkylène; épichlorhydrine, cétones, aldéhydes, alcools, glycols, phénols, crésols, solution de caprolactum; mener. Corrosif pour les alliages de cuivre, le zinc ou l'acier galvanisé.
Traitement des déchets
Incinération; incinérateur équipé d'un épurateur ou d'une unité thermique pour réduire les émissions d'oxydes d'azote.
Produits de préparation de cyclohexylamine et matières premières
Matières premières
Éthanolamine Cyclohexane NITROCYCLOHEXANE Aniline Cyclohexanol Cyclohexanone
CYCLOHEXYLAMINE
Cyclohexanamine
108-91-8
Aminocyclohexane
Hexahydroaniline
Hexahydrobenzénamine
Aminohexahydrobenzène
Cyclohexyl amine
1-cyclohexylamine
1-Aminocyclohexane
Aniline, hexahydro-
Benzenamine, hexahydro-
Aminocylcohexane
Cyclohexylamines
cyclohexyl-amine
UNII-I6GH4W7AEG
1-AMINO-CYCLOHEXANE
CCRIS 3645
HSDB 918
cyclohexaneamine
Cyclohexylamine.HCl
EINECS 203-629-0
UN2357
I6GH4W7AEG
BRN 0471175
Cyclohexylamine
Cyclohexylamine [UN2357] [Corrosif]
DSSTox_GSID_23996
CAS-108-91-8
HAI
cylohexylamine
cyclohexylarnine
cyclo-hexylamine
cyclohexane-amine
n-cyclohexylamine
cyclohexanyl amine
Hexahydro-Aniline
monocyclohexylamine
4-cyclohexylamine
Cyclohexylamine, (S)
Hexahydro-benzénamine
Cyclohexanamine, 9CI
CyNH2
ACMC-1BUGG
Cyclohexylamine, 99,5%
$ l ^ {1} -azanylcyclohexane
bmse000451
EC 203-629-0
Formule chimique: C6H13N
Masse molaire: 99.17
Aspect: liquide clair à jaunâtre
Odeur: forte odeur de poisson, amine
Densité: 0,8647 g / cm3
Point de fusion: -17,7 ° C
Point d'ébullition: 134,5 ° C
Solubilité dans l'eau: Miscible
Solubilité: très soluble dans l'éthanol, l'huile
miscible dans les éthers, l'acétone, les esters, l'alcool, les cétones
Pression de vapeur: 11 mmHg (20 ° C)
Acidité (pKa): 10,64 [3]
Indice de réfraction (nD): 1,4565
C'est corrosif.
La cyclohexylamine est répertoriée comme une substance extrêmement dangereuse au sens de la section 302 de la loi américaine sur la planification d'urgence et le droit à l'information communautaire.
Il a été utilisé comme aide au rinçage dans l'industrie des encres d'imprimerie.
1-Aminocyclohexane
1-cyclohexylamine
Aminocyclohexane
Aminohexahydrobenzène
Aniline, hexahydro-
Benzenamine, hexahydro-
CHA
CHA (pl)
ciclo-hexilamina (pt)
cicloesilammina (it)
ciclohexilamina (s)
ciclohexilamină (ro)
cikloheksilamin (sl)
cikloheksilaminas (lt)
cikloheksilamīns (lv)
ciklohexil-amin (hu)
cikoheksilamin (hr)
cyclohexylamine (da)
Cyclohexylamine (de)
cyclohexylamine (en)
cyclohexylamine (nl)
cykloheksylamine (non)
cykloheksyloamina (pl)
cyklohexylamine (cs)
cyklohexylamine (sv)
cyklohexylamín (sk)
sykloheksyyliamiini (fi)
tsükloheksüülamiin (et)
ċikloeżilammina (mt)
κυκλοεξυλαμίνη (el)
циклохексиламин (bg)
Noms CAS
Cyclohexanamine
Autre
Noms IUPAC
cyclohexamine
Cyclohexanamine
cyclohexanamine
Cyclohexylamine
Cyclohexylamine
cyclohexylamine
Cyclohexylamine
cyclohexylamine
N-éthyl-1- phénylcyclohexan-1-amine
Appellations commerciales
1-AMINOCYCLOHEXAN
AMINOHEXAHYDROBENZOL
CHA
CYCLOHEXANAMINE
CYCLOHEXYLAMINE
CYCLOHEXYLAMINE
Cyclohexylamine
cyclohexylamine
HEXAHYDROANILINE
108-91-8 [RN]
1-Aminocyclohexane
1-AMINO-CYCLOHEXANE
1-cyclohexylamine
203-629-0 [EINECS]
Aminocyclohexane
aminohexahydrobenzène
Aniline, hexahydro-
Benzenamine, hexahydro-
Cyclohexanamine [allemand] [Nom ACD / IUPAC]
Cyclohexanamine [Français] [Nom ACD / Index] [Nom ACD / IUPAC]
cyclohexyl amine
Cyclohexylamine [Wiki]
GX0700000
Hexahydroaniline
I6GH4W7AEG
Magenta-GlcA [nom commercial]
N-cyclohexylamine
[108-91-8]
1219805-96-5 [RN]
143247-75-0 [RN]
157973-60-9 [RN]
26227-54-3 [RN]
4-12-00-00008 (référence du manuel Beilstein) [Beilstein]
6850-39-1 [RN]
Aminocyclohexane, cyclohexanamine
Aminocylcohexane
ANL
CHA
ciclo-hexilamina [portugais]
cyclohexanamine [Nom ACD / Index] [Nom ACD / IUPAC]
Cyclohexanamine, 9CI
Cyclohexanamine-D11
Cyclohexylamine [UN2357] [Corrosif]
Cyclohexylamine [UN2357] [Corrosif]
Cyclohexylamine 1000 μg / mL dans du méthanol
Cyclohexylamine 1000 µg / mL dans du méthanol
Cyclohexylamine 1000 �g / mL dans du méthanol
Solution de cyclohexylamine, 1000 mg / L, 1 ml (RM, ISO GUIDE 34)
CYCLOHEXYLAMINE, 99%
cyclohexylammonium
ION CYCLOHEXYLAMMONIUM
EINECS 203-629-0
HAI
Hexahydro-Aniline
Hexahydro-benzénamine
HEXAHYDROBENZENAMINE
http://www.hmdb.ca/metabolites/HMDB0031404
https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do?chebiId=CHEBI:15773
InChI = 1 / C6H13N / c7-6-4-2-1-3-5-6 / h6H, 1-5,7H
ST5213819
trans-2-aminocyclohexane
1-Aminocyclohexane
1-cyclohexylamine
Aminocyclohexane
Aminohexahydrobenzène
Aniline, hexahydro-
Benzenamine, hexahydro-
CHA
Applications
Intermédiaire utilisé dans la production de:
Inhibiteurs de corrosion
Médicaments
Produits chimiques du caoutchouc
-Les coûts de remplacement des systèmes souterrains à vapeur / condensat sont élevés.
Il existe également un coût élevé associé à une efficacité réduite alors que les systèmes se corrodent.
L'utilisation d'amines neutralisantes, notamment le DEAE, la morpholine et la cyclohexylamine, jouent un rôle important dans la réduction de la corrosion des condensats.
Cette note décrit l'utilisation et les propriétés de ces amines et fournit des informations pour simplifier le choix d'une amine neutralisante appropriée pour donner les résultats les plus économiques et les plus efficaces dans différents systèmes.
La prévention de la corrosion de la conduite de retour des condensats est un aspect important de la chimie de l'eau de chaudière.
Les coûts de remplacement des systèmes souterrains à vapeur / condensat sont coûteux, sans parler du coût de l'énergie perdue sous forme de chaleur dans le condensat qui est gaspillée pendant la défaillance du système de corrosion.
De plus, des taux de remplissage élevés, dus à la perte de condensat, entraînent souvent des difficultés à maintenir une chimie appropriée de l'eau de chaudière.
Des dommages aux chaudières eux-mêmes dus au tartre et à la corrosion peuvent également se produire.
La corrosion des systèmes de conduite de retour est plus courante dans les installations dotées de systèmes de retour étendus, comme les centrales électriques.
La corrosion de la tuyauterie de condensat est généralement causée par la présence de dioxyde de carbone, d'oxygène ou d'une contamination par l'eau potable dans le condensat de retour.
L'oxygène peut entrer dans les conduites de retour par des pièges, des pompes, des vannes et des raccords qui fuient ou avec l'eau d'alimentation de la chaudière s'il n'est pas complètement désaéré et traité avec du sulfite de sodium.
Les piqûres de la tuyauterie de retour indiquent une corrosion causée par une contamination par l'oxygène ou l'eau potable.
La corrosion due à l'oxygène peut être évitée en traitant correctement l'eau de la chaudière et en colmatant les fuites dans le système.
La corrosion due à la contamination peut être évitée en arrêtant les fuites d'eau minéralisée dans le système de retour, généralement par des fuites de tubes de chauffe-eau.
Le dioxyde de carbone dans le condensat provient de l'alcalinité de l'eau d'appoint de la chaudière.
Le dioxyde de carbone provoque une corrosion sous forme de rainures ou de canalisations le long du bas du tuyau de retour des condensats.
Étant donné que toutes les chaudières utilisent de l'eau d'alimentation avec au moins une certaine alcalinité, la corrosion due au dioxyde de carbone est un terme grave et courant de corrosion des condensats.
Le dioxyde de carbone est produit dans les chaudières parce que la température de l'eau de chaudière provoque la dégradation de l'alcalinité de l'eau d'alimentation sous forme de bicarbonate en hydroxyde et en dioxyde de carbone.
L'hydroxyde reste dans l'eau de la chaudière et augmente la causticité et le pH.
Le dioxyde de carbone est un gaz et quitte la chaudière avec de la vapeur, finissant par se dissoudre dans la vapeur condensée.
Le dioxyde de carbone dissous dans l'eau est acide et forme de l'acide carbonique.
L'acide carbonique, comme tout autre acide, est corrosif.
La corrosion des condensats due au dioxyde de carbone peut être évitée en minimisant la quantité de dioxyde de carbone produite dans la chaudière et en traitant le résidu avec des amines «neutralisantes», une famille de liquides alcalins volatils
Le diéthylaminoéthanol, la morpholine et la cyclohexylamine sont les trois amines neutralisantes les plus largement utilisées.
Historiquement, seules la morpholine et la cyclohexylamine ont été autorisées pour une utilisation dans les chaudières.
Une fois que le dioxyde de carbone est produit dans la chaudière, ses effets corrosifs peuvent être minimisés par l'ajout de ces amines pour neutraliser l'effet du dioxyde de carbone en élevant le pH du condensat à un minimum de 7.
Les amines sont généralement introduites séparément des autres produits chimiques dans le tambour à vapeur de la chaudière et passent avec de la vapeur et se dissolvent dans le condensat.
Chacune de ces amines ne fonctionnera pas aussi bien dans tous les systèmes.
Des résultats optimaux sont obtenus en choisissant l'amine appropriée système par système.
Ce qui suit est une description du DEAE, puis de la morpholine et de la cyclohexylamine et enfin un tableau de sélection des amines neutralisantes.
Le diéthylaminoéthanol (DEAE) est une amine actuellement disponible et largement utilisée.
Le DEAE a une distribution vapeur-liquide de 1,7.
Cela équivaut à 1,7 partie de vapeur pour chaque partie de condensat.
Cela signifie que le DEAE aura une distribution relativement uniforme dans tout le condensat de retour.
Cela rend le DEAE idéal pour la protection des systèmes de longueur moyenne entre la gamme de morpholine ou de cyclohexylamine utilisée séparément.
Le point d'ébullition du DEAE est de 32b OF mais il forme un azéotrope (un mélange liquide ayant un point d'ébullition minimum constant) avec de l'eau à ébullition à 21U OF permettant ainsi au DEAE d'être utilisé dans les systèmes à basse pression, en particulier ceux ayant une eau d'alimentation élevée en bicarbonate et carbonate l'alcalinité.
La morpholine ne convient pas aux systèmes à basse pression en raison de son point d'ébullition élevé et la cyclohexylamine peut poser des problèmes dans les systèmes avec une alcalinité élevée de l'eau de teed (supérieure à 7b ppm).
Une eau d'alimentation élevée d'alcalinité produit un niveau élevé d'amines de dioxyde de carbone.
La solubilité des amines et du dioxyde de carbone ensemble est limitée.
Ils forment des sels de bicarbonate dont le moins soluble est le bicarbonate de cyclohexylamine.
Lorsque le dioxyde de carbone et la cyclohexylamine sont présents en grandes quantités, le bicarbonate de cyclohexylamine se dépose.
La zone probable de formation de dépôts se trouve dans les zones à faible débit à l'extrémité du système de retour.
Ce problème peut être évité en réduisant "l'alcalinité de l'eau d'alimentation (déscalinisation) ou en utilisant du DEAE à la place de la cyclohexylamine dans des systèmes avec une alcalinité élevée de l'eau d'alimentation.
Morpholine.
La morpholine a un faible rapport de distribution vapeur-liquide de 0,4.
Cela équivaut à U.4 partie de vapeur pour 1.U partie de condensat.
Puisque plus de morpholine a tendance à être présente dans la phase liquide (condensat), elle se détachera prématurément de la vapeur, ce qui la rend appropriée pour la protection des systèmes de retour de condensat de courte à moyenne longueur.
Cependant, puisque le point d'ébullition de la morpholine est de 264 F, elle ne peut être utilisée que dans des systèmes à haute pression, au moins lb psig mais mieux au-dessus de 5b psig.
En raison de son point d'ébullition élevé, très peu de morpholine est perdue dans les dégazeurs en renvoyant le condensat.
Cyclohexylamine.
La cyclohexylamine a un rapport de distribution vapeur-liquide élevé de 4,7.
Il est le mieux adapté pour la protection des systèmes les plus lointains ou longs.
Dans les systèmes très longs, il est nécessaire de traiter également avec de la morpholine pour protéger les pièces du système proches de la chaudière.
La cyclohexylamine bout à 273 F mais forme un azéotrope avec de l'eau pour bouillir à 2U5 F.
Ainsi, il peut être utilisé dans les systèmes à vapeur basse pression.
La cyclohexylamine offre également une bonne protection dans les systèmes sans dégazeur.
Cependant, la cyclohexylamine ne doit pas être utilisée dans des systèmes avec un bicarbonate d'eau d'alimentation et une alcalinité carbonate de x ppm ou plus, comme expliqué précédemment.
De plus, des précautions doivent être prises lorsque l'alcalinité de l'eau d'alimentation est supérieure à xx ppm.
Morpholine / cyclohexylamine.
Un mélange de morpholine et de cyclohexylamine peut également être utilisé pour assurer une protection complète dans les systèmes moyens et grands.
La morpholine protégera les extrémités proches du système et la cyclohexylamine protégera les sections de goudron.
Le rapport optimal de chaque amine dans le mélange est déterminé en effectuant des études de pH du condensat.
On peut commencer avec un rapport de mélange de 1 partie de cyclohexylamine pour 3 parties de morpholine (2b / 75 pour cent).
L'étude du pH du condensat est ensuite effectuée en prélevant des échantillons de condensat à des endroits représentatifs du système de retour.
Les échantillons provenant de sections éloignées ont un pH plus bas que les autres échantillons, augmentent la quantité de cyclohexylamine dans le mélange et vice-versa.
Une autre enquête de pH doit être effectuée chaque fois que le rapport est modifié.
Finalement, les échantillons prélevés à des points dans tout le système devraient être dans la plage de pH optimale de 7.b à 8,0 ou légèrement plus élevée.
Alimentation chimique. L'alimentation en amines neutralisantes, dont le DEAE, se fait de préférence au moyen de pompes d'alimentation continue pour maintenir leur concentration dans la chaudière et le condensat à un niveau assez constant.
Ils peuvent être introduits directement dans le tambour de vapeur de la chaudière ou le collecteur de vapeur principal.
L'utilisation d'amines neutralisantes est un élément important d'un bon traitement de l'eau de chaudière.
La première étape consiste à sélectionner l'amine appropriée à utiliser dans chaque chaudière.
Une application appropriée de l'amine fournira alors une grande protection contre la corrosion dans les systèmes de retour de condensat.
Le dioxyde de carbone (CO2) peut pénétrer dans les systèmes à vapeur par l'eau de chaudière ou par des fuites de procédé.
Lorsque la vapeur contenant du CO2 se condense, le CO2 se combine avec l'hydrogène disponible pour former de l'acide carbonique.
Bien que l'acide carbonique soit un acide organique doux, s'il s'accumule et se concentre, il peut abaisser suffisamment le pH du condensat pour provoquer une corrosion canalisée des conduites de condensat en acier.
Des amines neutralisantes telles que la cyclohexylamine (CHA), la diéthyléthanolamine (DEEA) - également connue sous le nom de diéthylamino-éthanol (DEAE) - et la triéthanolamine (TEA) sont utilisées pour éviter cette corrosion.
Ces produits chimiques, parfois appelés «amines volatilisantes», sont appliqués au collecteur de vapeur ou à l'eau d'alimentation de la chaudière.
Lorsque l'eau de la chaudière est convertie en vapeur, les amines sont transportées avec elle dans tout le système de vapeur.
Lorsque la vapeur se condense en sa phase liquide, les amines retournent également à leur phase aqueuse, neutralisant l'acidité du condensat et empêchant la corrosion.
Traitements de la ligne de retour
La corrosion peut également se produire dans les conduites de retour de condensat. La corrosion peut être causée par l'oxygène dans la vapeur ou le dioxyde de carbone qui conduit à la production d'acide carbonique.
L'oxygène devrait idéalement avoir été traité par le traitement de l'eau d'alimentation, mais tout résidu peut être éliminé en utilisant des piégeurs d'oxygène volatil à la vapeur.
La corrosion du dioxyde de carbone peut être contrôlée par des techniques de prétraitement ou par l'addition d'amines neutralisantes et filmogènes volatiles à la vapeur.
Les amines de filmage sont généralement dosées dans les conduites de vapeur et forment un film protecteur à la surface des conduites de condensat.
Les amines neutralisantes pénètrent dans les conduites de condensat avec la vapeur et neutralisent l'acide carbonique, augmentant ainsi le pH.
Chimie des amines neutralisantes
Il existe plusieurs composants amine neutralisants différents généralement utilisés dans le traitement de l'eau d'alimentation de chaudière et / ou du condensat. Les amines neutralisantes ont chacune des propriétés chimiques différentes, et il est important de comprendre les différences afin que les composants appropriés puissent être appliqués. Les amines neutralisantes généralement appliquées dans les systèmes de centrales électriques sont la cyclohexylamine (CHA), la méthoxypropylamine (MPA), la monoéthanolamine (ETA) et la morpholine.
Les amines neutralisantes sont des bases faibles qui sont typiquement classées en fonction de leur «capacité neutralisante», «basicité» et «rapport de distribution». La capacité de neutralisation est une mesure de la quantité d'amine nécessaire pour neutraliser une quantité donnée d'acide. Habituellement, il est exprimé en ppm de CO2 (ou d'acide carbonique) neutralisé par ppm d'amine neutralisante. Une fois que l'acide a été neutralisé, chaque amine a une capacité différente à augmenter le pH, ce qui est accompli par l'hydrolyse de l'amine pour former des ions hydroxyle (OH-).
Le rapport de distribution fait référence à la volatilité de l'amine, qui est un facteur qui aide à déterminer comment chaque composant amine se répartira entre les phases liquide et vapeur. Le rapport de distribution d'une amine particulière influence également la quantité d'amine recyclée dans tout le système et la quantité d'amine perdue du système par la purge de la chaudière et la ventilation de la vapeur.
Si la chimie neutralisante des amines peut sembler relativement simple, elle est en fait assez complexe. Par exemple, le rapport de distribution pour une amine donnée est en fait une fonction de la pression, de la température et du pH. Cela signifie que si vous introduisez une amine plus ou moins neutralisante dans un système donné et que vous affectez le pH, la distribution de l'amine entre les phases liquide et vapeur changera également.
De plus, la chimie de la neutralisation est en fait basée sur la chimie à l'équilibre des acides faibles et des bases faibles. Dans de nombreux cas, il existe de multiples composants aminés neutralisants et acides présents, il devient donc encore plus difficile de prédire la distribution des amines et le profil de pH dans le système sans utiliser des techniques de modélisation informatisées sophistiquées ou sans effectuer des analyses empiriques approfondies en usine.
La stabilité thermique de l'amine neutralisante doit également être prise en compte lors de la conception d'un programme de traitement pour contrôler le FAC. La plupart des amines se dégradent à un certain degré dans un environnement aqueux, alcalin à haute température pour former du dioxyde de carbone, des acides organiques et de l'ammoniac. La morpholine, CHA, ETA et MPA sont considérées comme les amines les plus stables thermiquement et sont couramment utilisées dans les applications de centrales électriques à haute pression.
Les chaudières modernes produisent de la vapeur pour diverses applications, y compris la production d'électricité, les processus de fabrication, la stérilisation des instruments chirurgicaux, le chauffage des locaux et l'humidification.
Dans un certain nombre de ces applications, le potentiel de contamination du produit ou du procédé par les additifs de l'eau de chaudière est un problème majeur.
Ces applications incluent l'humidification, la stérilisation et les processus de fabrication où la vapeur entre en contact avec des aliments ou des produits alimentaires.
Parmi les divers produits chimiques utilisés dans le traitement de l'eau de chaudière, les amines sont particulièrement préoccupantes, qui sont utilisées pour empêcher la corrosion par l'acide carbonique dans le système de condensation de vapeur.
Le type le plus couramment utilisé, les amines neutralisantes, sont des composés volatils qui quittent la chaudière avec la vapeur et sont présents pour empêcher la corrosion dans les réservoirs de condensat et la tuyauterie de retour.
Bien que l'utilisation des amines neutralisantes soit sûre, leur utilisation dans certains processus est réglementée.
Dans les systèmes dans lesquels la vapeur traitée entre en contact avec des aliments ou des emballages alimentaires, la Food and Drug Administration (FDA) autorise uniquement l'utilisation des amines neutralisantes morpholine, diéthylaminoéthanol (DEAE) ou cyclohexylamine.
En outre, la FDA limite le niveau admissible de chacun dans la vapeur traitée à 10 parties par million (ppm) de morpholine, 15 ppm de DEAE et 10 ppm de cyclohexylamine.
De plus, la FDA autorise 25 ppm d'amine totale lorsqu'une ou toutes sont utilisées en combinaison, à condition que les limites individuelles ne soient pas dépassées
Les chaudières basse et moyenne pression doivent être protégées des dépôts de tartre et de la corrosion pour favoriser une efficacité énergétique optimale et prolonger la durée de vie utile des équipements de la centrale.
La définition de basse et moyenne pression est quelque peu discrétionnaire. Aux fins de cette discussion, la basse pression doit s'appliquer aux chaudières jusqu'à 150 psig. Ces chaudières sont généralement utilisées dans les applications de chauffage des locaux où le pourcentage de condensat de retour est élevé. Les chaudières à moyenne pression sont comprises entre 150 et 650 psig. Il s'agit généralement de centrales électriques où la vapeur de processus est nécessaire. La demande d'appoint est plus importante dans les chaudières moyennes en raison de la consommation et des pertes de vapeur.
Dans les deux cas, les exigences de traitement de l'eau peuvent être satisfaites avec des produits chimiques de base. Cependant, sur le marché des produits chimiques de spécialité, les différentes marques et formulations exclusives créent une certaine confusion quant aux meilleures pratiques de traitement de l'eau de chaudière. Cet article éliminera une partie de l'encombrement en présentant une approche de base pour fournir un traitement chimique efficace pour les chaudières à basse et moyenne pression.
Les produits chimiques de base pour le traitement de l'eau de chaudière peuvent être divisés en cinq (5) groupes:
Récupérateurs d'oxygène
Agents de contrôle du tartre
Constructeurs d'alcalinité
Dispersants de boues
Traitement des condensats
CAPTEURS D'OXYGÈNE
L'oxygène dissous résiduel dans la chaudière favorise la corrosion par piqûres qui est une forme d'attaque insidieuse et très localisée. Si rien n'est fait, la propagation de la fosse conduit finalement à une défaillance du tube. La composition de la chaudière peut contenir jusqu'à 10 ppm d'oxygène dissous en fonction de la température. La première ligne de défense est l'élimination par désaération mécanique. Cela réduit la concentration d'oxygène à 7 parties par milliard. L'oxygène restant est éliminé par des piégeurs chimiques alimentés dans la section de stockage d'eau d'alimentation du dégazeur.
Le sulfite de sodium Na2SO3 est le piégeur d'oxygène le plus couramment utilisé et le plus rapide. Disponible sous forme de poudre active à 90% ou de liquide moins concentré, le sulfite de sodium réagit rapidement avec l'oxygène dissous résiduel pour former du sulfate de sodium inoffensif. Huit (8) parties de sulfite de sodium sont nécessaires pour réagir avec une (1) partie d'oxygène dissous. Un excès résiduel de 20 à 50 ppm de sulfite de sodium est transporté dans la chaudière pour se protéger contre la pénétration d'oxygène. Le sulfite est disponible dans une version catalysée pour améliorer sa réaction à des températures plus basses, mais le sulfite non catalysé est acceptable pour une utilisation à la température et à la pression de saturation de la chaudière.
Bien que très efficace comme désoxygénant, le sulfite ne réagit pas facilement avec le métal de la chaudière pour favoriser la formation d'une surface protectrice de magnétite de fer noir. La magnétite de fer noir est une forme de fer plus passive (résistante à la corrosion) que l'hématite de fer rouge.
L'hydrazine est souvent utilisée comme désoxygénant dans les chaudières à haute pression car elle n'ajoute pas de solides dissous à l'eau de la chaudière. Il présente également l'avantage de convertir l'oxyde de fer rouge (hématite) en oxyde de fer noir (magnétite). Une partie d'hydrazine est nécessaire pour réagir avec 1 partie d'oxygène dissous. Un excès résiduel de 1 à 3 ppm est typiquement transporté dans la chaudière pour protéger contre l'intrusion d'oxygène et maintenir le film protecteur de magnétite.
L'hydrazine a été classée comme cancérogène potentiel, d'où son utilisation en déclin. Plusieurs alternatives à l'hydrazine ont été développées, cependant, qui offrent l'avantage d'être un passivant métallique sans les problèmes de santé et de sécurité associés à l'hydrazine.
Les alternatives à l'hydrazine se divisent en deux (2) catégories: volatile et non volatile. En plus de réagir avec l'oxygène dans la pré-chaudière et la chaudière, les piégeurs volatils transportent la vapeur dans le système de condensat où ils réagissent en outre avec l'oxygène dissous. Les piégeurs non volatils tels que le sulfite et l'hydrazine ne le font pas.
La classe des piégeurs d'oxygène volatil comprend le carbohydrazide, le méthyléthylcétoxime (MEKO), l'hydroquinone et la diéthylhydroxylamine (DEHA). Ces produits chimiques réagissent beaucoup plus lentement avec l'oxygène dissous que le sulfite de sodium. Cependant, ils offrent l'avantage de favoriser une surface de magnétite de fer noir. Ils réagissent également avec l'oxygène dissous dans le condensat. En raison de leur nature volatile, ces produits ne sont pas utilisés dans les chaudières où la vapeur entre en contact avec des produits alimentaires ou pharmaceutiques.
L'érythorbate de sodium est un désoxygénant non volatil qui peut être utilisé comme alternative au sulfite de sodium et à l'hydrazine. Il a l'avantage d'être un passivant métallique comme l'hydrazine. Cependant, comme il figure sur la liste des additifs alimentaires généralement reconnus comme sûrs (GRAS), il ne pose pas les mêmes problèmes de santé et de sécurité que l'hydrazine et les autres alternatives. Le dosage théorique d'érythorbate est de 11 ppm par ppm d'oxygène dissous.
AGENTS DE CONTRÔLE DE BALANCE
La dureté (calcium et magnésium) et le fer dans l'eau d'alimentation peuvent réagir dans la chaudière pour produire un dépôt isolant sur les surfaces de transfert de chaleur. Les dépôts de tartre sont également une cause fondamentale de surchauffe et de défaillance des tubes de chaudière.
La première ligne de défense pour éviter les dépôts indésirables dans la chaudière consiste à adoucir la composition de la chaudière par échange d'ions ou adoucissement à la chaux chaude. Les adoucisseurs à échange d'ions éliminent essentiellement toute la dureté et le fer de la composition de la chaudière. Un traitement chimique est cependant nécessaire pour réagir avec la dureté résiduelle et fournir une protection contre les fuites de dureté.
Divers produits chimiques sont utilisés pour empêcher la formation de tartre et de dépôts de boues cuites au four. Ceux-ci incluent le phosphate de sodium, les agents chélateurs comme l'EDTA et les polymères synthétiques.
Deux formes de phosphate de sodium trouvent une application dans les chaudières à basse et moyenne pression; phosphate disodique (NaHPO4 ayant une teneur en P2O5 de 49%) et métaphosphate de sodium (NaPO3 ayant une teneur en P2O5 de 69%). Les deux réagissent dans des conditions de chaudière pour produire de l'orthophosphate (o-PO4). Le PO4 réagit facilement avec la dureté calcique et l'alcalinité pour former une boue insoluble d'hydroxyapatite. Les boues de chaudière produites par cette réaction sont efficacement éliminées par une purge de surface et de fond de routine. La dureté du magnésium réagit avec l'alcalinité de la silice et de l'hydroxyde pour produire une boue insoluble. En général, la purge de la chaudière est contrôlée de telle sorte que les solides en suspension produits par ces réactions de précipitation ne dépassent pas 500 ppm.
En tant qu'alternative aux programmes de traitement par précipitation, des agents chélatants sont souvent utilisés pour maintenir la solubilité du calcium et du magnésium, évitant ainsi la formation de boues insolubles. L'acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA) réagit avec le calcium, le magnésium, le fer et le cuivre de sorte qu'aucune précipitation ne se produit. Il réagit également dans une moindre mesure avec les surfaces métalliques de la chaudière et peut éliminer une partie de la magnétite, d'où la suralimentation en chélants doit être évitée. Quatre (4) parties d'EDTA sont nécessaires par ppm d'ion métallique. L'EDTA est disponible sous forme de poudre et de solution à 35%.
Divers polymères organiques synthétiques à longue chaîne sont bénéfiques dans le traitement de l'eau d'alimentation de chaudière pour la prévention des dépôts de tartre. Les polymères sont mieux décrits comme des chélants «faibles» ou «modifiés» en ce qu'ils fixent chimiquement les impuretés dans l'eau d'alimentation pour empêcher leur dépôt dans la chaudière. Dans ces applications, les polymères remplacent le phosphate et l'EDTA comme principal agent de contrôle du tartre.
CONSTRUCTEURS D'ALCALINITÉ
Le maintien d'une alcalinité suffisante de la chaudière est nécessaire pour améliorer les réactions de précipitation avec la dureté du calcium et du magnésium et aider à la formation d'une surface métallique passive. Avec un programme de traitement au phosphate, l'alcalinité de l'hydroxyde (OH) est nécessaire pour s'assurer que le calcium réagit pour former de l'hydroxyde de phosphate de calcium (hydroxyapatite) et que le magnésium réagit pour former de l'hydroxyde de magnésium (brucite, alias lait de magnésie).
Le constructeur d'alcalinité le plus courant est l'hydroxyde de sodium (NaOH, alias la soude caustique). Ceci est disponible sous forme de paillettes à 98% ayant une teneur en Na2O de 76%. Plus communément, il est obtenu sous forme de liquide actif à 50% ou dans des versions liquides plus diluées selon la source d'approvisionnement.
Alternativement, le carbonate de sodium (Na2CO3, alias carbonate de sodium) peut être utilisé. Ce produit est disponible sous forme de poudre active à 99% ayant une teneur en Na2O de 58%. Le carbonate de sodium réagit à la température et à la pression de la chaudière pour produire de l'hydroxyde de sodium et du dioxyde de carbone libre. Ceci présente l'inconvénient d'augmenter la teneur en dioxyde de carbone de la vapeur, ce qui, à son tour, entraîne la formation d'acide carbonique corrosif dans le condensat. Pour cette raison, la plupart des applications de chaudières à basse et moyenne pression favorisent l'utilisation d'hydroxyde de sodium (ou de potassium) liquide comme adjuvant d'alcalinité.
Il n'existe pas de plage définitive et universellement acceptée pour l'excès d'alcalinité caustique (OH). Une alcalinité de OH trop élevée doit être évitée car il a été démontré que cela affecte négativement la pureté de la vapeur et augmente la tendance à l'attaque caustique du métal de la chaudière sous forme de fragilisation et de gougeage. En général, l'expérience suggère qu'une gamme d'alcalinité OH de 85 à 300 ppm est typique pour les chaudières fonctionnant dans les gammes de pression basse et moyenne.
DISPERSIONS DE BOUES
Divers additifs de chaudière ont été utilisés pour réduire la tendance des précipitants de chaudière à se déposer ou à cuire sur les tubes générateurs. Dès le début, les chauffeurs ont appliqué des substances naturelles comme la fécule de pomme de terre et les extraits de tanin / lignine de l'écorce des arbres. Ces additifs naturels sont encore utilisés aujourd'hui avec un certain succès. Cependant, avec le développement de polymères synthétiques plus raffinés chimiquement, l'utilisation de dispersants organiques naturels continue de diminuer.
Les polymères synthétiques sont souvent utilisés en conjonction avec des programmes de phosphate et de chélateur pour réagir avec la boue de chaudière afin de la maintenir fluide, dispersée et facilement éliminée par purge de surface et de fond. Les premiers polymères bouillants étaient des molécules d'acide polyacrylique (AA) et de polyméthacrylate (PMA) à longue chaîne. De nombreux autres additifs polymères pour chaudières ont depuis été développés, notamment l'acide maléique, le glucoheptonate de sodium,
Acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (AMPS) et divers copolymères et terpolymères d'AA / AMPS. Cependant, tous les polymères ne conviennent pas à une utilisation dans les usines alimentaires et laitières. Ceux qui sont autorisés pour une telle utilisation sont énumérés dans le Code of Federal Regulations, 21CFR173.310.
Les dosages de polymère varient en fonction du type de produit chimique utilisé. En général, la dose de polymère actif se situe dans la plage de 10 à 20 ppm. Le surdosage des polymères doit être évité car cela affecte négativement leurs performances de dispersant.
TRAITEMENT DES CONDENSATS À LA VAPEUR
Le dioxyde de carbone qui se volatilise avec la vapeur en raison de la décomposition thermique de l'alcalinité carbonatée dans l'eau d'alimentation se dissout dans le condensat pour former de l'acide carbonique, qui est corrosif. Des amines neutralisantes volatiles sont fréquemment nécessaires pour neutraliser cet acide afin de provoquer un ajustement à la hausse du pH.
La première étape pour minimiser les problèmes causés par les gaz volatils comme le dioxyde de carbone consiste à réduire l'alcalinité du bicarbonate et du carbonate dans la composition de la chaudière. Cela peut être fait par désalcalinisation ou déminéralisation par échange d'ions. Bien que la déscalinisation de la composition des chaudières soit une pratique courante dans les installations de chaudières à haute pression, de nombreuses chaudières à basse et moyenne pression fonctionnent avec de l'eau douce. L'alcalinité naturelle du bicarbonate n'est pas éliminée dans un adoucisseur d'eau à échange de sodium. Et, comme mentionné précédemment, des additifs chimiques tels que le carbonate de sodium (carbonate de sodium), qui peut être utilisé comme adjuvant d'alcalinité dans la chaudière, ajoutent au potentiel de dioxyde de carbone de la vapeur.
Les amines neutralisantes sont utilisées seules ou en combinaison pour ajuster et maintenir le pH du condensat dans une plage alcaline de 7,5 à 8,5. En général, le pH n'affecte pas défavorablement la vitesse de corrosion de l'acier au-dessus d'un pH de 6,0. L'utilisation d'amines neutralisantes pour maintenir le pH au-dessus de 6,0 offre une protection supplémentaire contre les excursions de pH.
Les amines neutralisantes les plus courantes sont la morpholine, le diéthylaminoéthanol (DEAE) et la cyclohexylamine. Chacun a un rapport de distribution différent entre les phases vapeur / condensat. Quelques essais et erreurs sont nécessaires pour déterminer le type et la quantité optimaux d'amine neutralisante requise. Les amines sont mieux appliquées par injection avec une plume dans le collecteur de vapeur principal, mais elles peuvent également être appliquées directement à la chaudière où elles se distillent dans la phase vapeur.
Dans certaines applications, comme dans les usines agro-alimentaires et laitières, l'utilisation du traitement des condensats de vapeur est restreinte ou interdite. Les esters d'anhydride de sorbitol ont été récemment approuvés par la FDA pour une utilisation dans le traitement du condensat de vapeur dans les usines alimentaires jusqu'à un dosage de 15 ppm dans la vapeur. D'autres restrictions sur l'utilisation des amines peuvent s'appliquer lorsque de la vapeur propre est requise pour des procédés pharmaceutiques, d'humidification, de stérilisation ou d'autres procédés de fabrication.
RÉSUMÉ
Le fonctionnement des chaudières à basse et moyenne pression avec une efficacité maximale nécessite un contrôle minutieux de la chimie de l'eau de chaudière. Cela comprend la protection de la chaudière contre la corrosion par piqûres d'oxygène, la prévention des dépôts de tartre sur les surfaces de transfert de chaleur et la protection du système de condensation de vapeur contre la corrosion.
Ces objectifs sont mieux atteints par l'application de produits chimiques de base pour le traitement de l'eau.
Sulfite de sodium pour l'élimination de l'oxygène
Phosphate de sodium pour réaction avec la dureté calcique
EDTA sodique si un programme chimique non précipitant est souhaité
Hydroxyde de sodium pour la réaction avec la dureté du magnésium et pour ajuster l'alcalinité de la chaudière
Dispersants polymères tels que le polyacrylate, le polyméthacrylate et divers copolymères et terpolymères
Amines neutralisantes comprenant la morpholine, le DEAE et la cyclohexylamine.
Amines filmogènes dans les cycles vapeur / eau - structure, propriétés et influence sur les processus de corrosion et de dépôt
Cette amine neutralisante a généralement été utilisée pour des opérations à basse pression avec de longs retours de condensats.
La cyclohexylamine pure bouillira à 273 ° F.
Cela correspond à une pression de chaudière minimale de 30 psig.
Le point d'ébullition des amines neutralisantes n'est pas le seul critère d'évaluation de leur efficacité.
La cyclohexylamine passe par une fonction mécanique appelée la formation d'un mélange azéotropique.
Le point azéotropique d'un mélange de cyclohexylamine a un point d'ébullition de 207 ° F.
La cyclohexylamine a l'un des rapports de distribution de vapeur les plus élevés.
Le rapport de distribution de vapeur d'une amine est défini comme le rapport de l'amine contenue dans la vapeur par rapport à la quantité d'amine contenue dans le condensat à cette pression.
Cela signifie que plus de cyclohexylamine restera avec la vapeur lorsque les pressions sont réduites.
La cyclohexylamine se déplacera jusqu'aux confins du système de condensat.
La cyclohexylamine a un potentiel élevé de formation d'un carbonate d'amine dans les systèmes de condensation.
Lorsqu'il est utilisé dans des systèmes d'humidification à vapeur, des problèmes d'odeurs peuvent survenir.
Diéthylaminoéthanol (DEAE)
Le DEAE est probablement l'amine neutralisante la plus utilisée aujourd'hui.
Bien que le point d'ébullition du DEAE soit plus élevé que celui des autres amines (325 ° F), il forme également un mélange azéoptropique d'environ 210 ° F.
Le rapport de distribution de vapeur se situe à mi-chemin entre la morpholine et la cyclohexylamine.
Le DEAE offre une bonne couverture générale aux systèmes à basse pression ainsi qu'aux systèmes à haute pression.
Le DEAE ne forme pas de carbonate d'amine comme les autres amines neutralisantes.
Morpholine
La morpholine a l'un des points d'ébullition les plus bas de toutes les amines.
Le point d'ébullition de la morpholine est de 262 ° F, ce qui correspond à environ une pression de chaudière minimale de 22 psig.
La morpholine ne forme pas de mélange azéotropique, un point d'ébullition bas est donc nécessaire.
Le rapport de distribution de vapeur pour la morpholine est le plus bas de toutes les amines.
La morpholine aura plus d'amine dans la phase aqueuse que dans la vapeur.
Pour cette raison, lorsque de faibles pressions sont impliquées, nous ne trouverions pas des quantités suffisantes d'amine restant dans la vapeur pour une couverture complète.
La morpholine est également un neutralisant très efficace jusqu'à un pH de 7,0.
Son efficacité diminue en essayant d'élever le pH du condensat dans une plage de 8,0 à 8,5.
La morpholine a également une légère tendance à former un carbonate d'amine.
Diméthylamino-2-propanol (DMA-2P)
Le DMA-2P est une amine moins connue que les trois premiers discutés.
Le DMA-2P a un point d'ébullition bas d'environ 253 ° F.
Cette amine forme également un mélange azéotropique qui a un point d'ébullition de 207 ° F.
Le DMA-2P a un rapport de distribution très élevé encore plus élevé que la cyclohexylamine.
Le DMA-2P protégera les limites des systèmes à basse pression longue distance.
Le DMA-2P ne formera pas de carbonate d'amine dans le système de retour de condensat.
Ammoniac
L'hydroxyde d'ammonium est utilisé comme amine neutralisante dans les situations où la vapeur vive entre en contact avec un produit alimentaire.
Ce type d'amine est le seul produit acceptable dans les systèmes de production laitière.
L'ammoniac a un rapport de distribution très élevé encore plus élevé que la cyclohexylamine et le DMA-2-P.
L'ammoniac ne doit pas être introduit dans l'eau d'alimentation ou dans le D.A. réservoir en raison de la perte par l'évent du réservoir.
L'ammoniac est également très corrosif pour le cuivre et les alliages de cuivre.
Octadécylamine
L'octadécylamine n'est pas une amine volatilisante.
Il ne se volatilise pas dans une chaudière inférieure à 425 psig.
L'ODA doit donc être injecté dans le collecteur de vapeur via une buse d'injection de vapeur vapeur.
Lorsqu'il est injecté dans le collecteur de vapeur, il existe sous forme de dispersion dans la vapeur.
L'octadeyclamine n'est pas soluble dans l'eau, donc quand elle tombe de la solution de vapeur, elle établit le mécanisme de passivation.
Un film monomoléculaire est formé lorsque les extrémités hydrophobes de la molécule d'amine se fixent aux surfaces métalliques.
Ce film monomoléculaire repousse l'eau créant une barrière entre le condensat corrosif et les métaux.
Une alimentation excessive ou une alimentation trop rapide amènera le système à boucher les oxydes de fer retirés des métaux.
Une formation incomplète du film provoquera une corrosion localisée. Une attention et une surveillance extrêmes sont nécessaires lors de l'utilisation de l'ODA.
Amine de soja éthoxylée
L'aminé de soja éthoxylée est un autre type d'amine filmogène.
La principale différence entre l'ODA et ce type d'amine est que l'ODA a un attachement hydrophile alors que l'amine de soja en a trois.
Cela augmente la solubilité de la molécule, ce qui réduit la tendance à la formation de boues.
L'aminé de soja est donc plus facile à appliquer et à entretenir.
Encore une fois, une attention et une surveillance extrêmes sont nécessaires lors de l'utilisation de cette amine.
La cyclohexylamine est un inhibiteur de corrosion neutralisant qui est efficace pour neutraliser les acides carboniques dans les systèmes de condensats à basse pression où les autres amines sont limitées.
Un rapport de distribution liquide-vapeur favorable assure une protection aux extrémités des systèmes extensifs.
La morpholine a un faible rapport de distribution de vapeur qui convient le mieux aux systèmes haute pression.
La morpholine offre une protection contre la corrosion dans les usines à vapeur et recycle efficacement la vapeur vers la chaudière.
Le DEAE (diéthylaminoéthanol) assure le contrôle de la corrosion dans les systèmes de condensation de vapeur dans les usines industrielles et les services publics.
Il protège les zones où se forme d'abord le condensat. Convient pour une utilisation en basse pression et haute.
Les faits sur la neutralisation des amines dans les systèmes à vapeur
Des amines neutralisantes sont ajoutées aux systèmes à vapeur pour neutraliser l'acide carbonique et augmenter le pH du condensat.
Ils sont ajoutés en proportion directe de la quantité de dioxyde de carbone dans la vapeur.
Des quantités excessives d'amines neutralisantes peuvent être nécessaires pour élever le pH du condensat jusqu'à la plage de contrôle de pH souhaitée.
En règle générale, un pH de condensat de 7,4 à 9,0 offre une protection efficace dans la plupart des systèmes.
Dans les systèmes qui ne contiennent aucun alliage de cuivre ou d'aluminium, les valeurs de pH plus élevées amélioreront le contrôle de la corrosion de l'acier doux.
Volatilité des amines utilisées pour le traitement de l'eau dans les systèmes de production de vapeur
Les volatilités relatives de la cyclohexylamine et de la morpholine en solution aqueuse diluée ont été mesurées dans la plage de températures de 150 à 300 ° C à la pression de vapeur d'équilibre correspondante de la solution.
La cyclohexylamine préfère fortement la phase vapeur tandis que
la morpholine a une volatilité relativement proche de celle de l'eau.
Dans les deux cas, un azéotrope de l'anline et de l'eau, avec une pression de vapeur supérieure à celle de l'un ou l'autre des composants, doit exister; cependant, avec la morpholine et l'eau, la formation d'azéotrope ne se produit qu'au-dessus de 175 ° C.
La dépendance de la concentration de la distribution entre les phases vapeur et solution des deux amines est expliquée en termes de leur ionisation partielle en solution
Inhibiteurs chimiques
Il existe deux inhibiteurs chimiques de base qui sont utilisés pour minimiser la corrosion dans les systèmes de condensation: les amines neutralisantes et les amines filmantes.
Les amines neutralisantes sont des produits chimiques alcalins volatils qui augmentent le pH du condensat.
Ils offrent une protection contre les attaques d'acide carbonique, mais n'empêchent pas complètement la corrosion par l'oxygène.
Les amines filantes forment une barrière entre le métal et le condensat, empêchant ainsi à la fois l'acide carbonique et l'attaque de l'oxygène.
Le choix entre les amines neutralisantes et filmantes, ou les deux, dépend des conditions opératoires particulières.
C'est-à-dire qu'en cas de fuite d'air dans les conduites de condensat de vapeur, les amines filmantes sont généralement mieux adaptées, alors que dans les systèmes étroits avec un faible apport en eau douce, les amines neutralisantes sont généralement plus pratiques.
Amines neutralisantes
Les amines neutralisantes les plus courantes sont énumérées dans le tableau 1 ci-dessous.
Chacun fonctionne par neutralisation et n'est efficace que pour contrôler la corrosion causée par un pH bas.
Les amines neutralisantes se volatilisent de l'eau de la chaudière, s'accumulent avec la vapeur et se dissolvent dans le condensat où elles réagissent avec l'acide carbonique pour former du carbonate d'amine ou du bicarbonate d'amine.
Des concentrations excessives de carbonate / bicarbonate d'amine peuvent entraîner leur précipitation.
Cependant, dans la plupart des cas, les carbonates / bicarbonates d'amine se dissolvent dans le condensat et sont renvoyés à la chaudière où la chaleur les fait se décomposer en amine et en dioxyde de carbone, et le cycle est répété.
Le rapport de distribution vapeur d'amine / liquide (DR) - défini comme le rapport de la quantité d'amine dans la vapeur à la quantité d'amine dans le condensat - est utilisé pour déterminer quelle amine, ou groupe d'amine, convient le mieux pour un système de condensat particulier.
Les amines DR sont énumérées dans le tableau 1 ci-dessous.
Tableau 1: Rapports de distribution des amines neutralisantes
Amine vapeur / liquide
Distribution
Rapport
(à 0 psig)
Vapeur / Liquide
Distribution
Rapport
(à 600 psig)
Ammoniac 10,0 / 1,0 4,2 / 1,0
Cyclohexylamine 4,0 / 1,0 6,6 / 1,0
Diéthylaminoéthanol
(DEAE)
1,7 / 1,0 3,8 / 1,0
Diméthylaminoéthanol
(DMAE)
1,0 / 1,0 1,9 / 1,0
Morpholine 0,4 / 1,0 1,3 / 1,0
Le but du traitement aux amines volatiles étant de neutraliser l'acide carbonique formé dans le condensat, il est important de noter que seule la partie de l'amine qui se dissout dans le condensat est capable de répondre à cet objectif.
L'aminé dans la phase vapeur ne neutralise pas l'acide dans le condensat.
Par conséquent, si la plupart de la vapeur se condense tôt dans le système, la morpholine avec son faible DR de 0,4 / 1,0 (c'est-à-dire 0,4 partie de morpholine dans la vapeur; 1,0 partie de morpholine dans le condensat) serait l'amine de choix en raison de sa concentration plus élevée. dans le condensat.
La cyclohexylamine avec son DR plus élevé de 4,0 / 1,0 serait plus efficace pour les systèmes de condensation de plus longue portée en raison de sa concentration plus élevée dans la phase vapeur.
De même, le DEAE ou le DMAE serait l'amine de choix pour les systèmes de condensats de taille moyenne en raison de leurs DR intermédiaires.
Dans les systèmes à vapeur complexes, la prévention des dépôts provenant de concentrations excessives de carbonate / bicarbonate d'amine peut être mieux réalisée en alimentant un mélange d'amines.
La volatilité des amines neutralisantes impose de les acheter à une concentration qui tient dûment compte du risque d'incendie associé à leurs faibles températures de point d'éclair (c'est-à-dire 40% pour la morpholine et la cyclohexlyamine).
Ils sont généralement ajoutés à l'eau d'alimentation de la chaudière, avec le tartre de l'eau de la chaudière et les inhibiteurs de corrosion, et une injection continue est nécessaire.
Le moyen principal pour contrôler les amines neutralisantes consiste à ajouter suffisamment d'amine pour maintenir les niveaux de pH du condensat dans la plage de 8,5 à 9,5 pH pour les systèmes sans humidification à la vapeur et de 8,0 à 8,5 pH dans les systèmes où une partie de la vapeur est utilisée pour l'humidification spatiale.
Cependant, le contrôle peut également impliquer la surveillance des concentrations de fer condensé, l'utilisation de coupons de corrosion et un examen visuel.
Quelle que soit la méthode utilisée, il est important de surveiller autant de flux de condensat que possible.
Filmer Amines
L'aminé filmogène la plus courante est l'octadécylamine (ODA).
C'est une grosse molécule qui a à la fois des extrémités hydrophiles - attirant l'eau - et hydrophobes - hydrophobes - dans sa structure.
La liaison à l'extrémité hydrophile forme un film organique non mouillable adhérent sur la surface métallique, empêchant ainsi le contact entre cette surface et le condensat corrosif.
Le film monomoléculaire ainsi formé inhibe l'attaque à la fois de l'oxygène et de l'acide carbonique.
Une surface propre est nécessaire pour filmer les amines pour fonctionner correctement car la présence de dépôts sur la surface métallique empêche la formation de film; par conséquent, soit les zones situées sous les dépôts ne sont pas protégées, soit les dépôts sont creusés et détachés, entraînant ainsi le blocage des purgeurs de vapeur et des vannes dans le système de condensat.
Etant donné que des vitesses élevées pourraient potentiellement éroder le film protecteur, une alimentation continue en amine directement à l'alimentation de vapeur principale à une concentration typique de 1 à 3 ppm est nécessaire.
Le contrôle des amines filmantes est réalisé en surveillant les concentrations de fer condensé, l'utilisation de coupons de corrosion et un examen visuel.
Quelle que soit la méthode utilisée, il est important de surveiller autant de flux de condensat que possible.
CARACTÉRISTIQUES DES AMINES NEUTRALISANTES
Afin de maintenir une qualité de l'air intérieur (QAI) sûre, les ingénieurs concepteurs et les propriétaires doivent connaître les propriétés des additifs chimiques en ce qui concerne leur objectif, leur utilisation et leur toxicité, car chacun a des propriétés, des toxicités, des avantages et des inconvénients différents.
Les amines neutralisantes sont des composés organiques qui se comportent comme des bases faibles et ont une forte odeur caractéristique, de poisson ou d'ammoniaque.
Ils sont classés selon leur (1) capacité de neutralisation - une mesure de la quantité d'amine nécessaire pour neutraliser une quantité donnée d'acide, exprimée en parties par million (ppm) d'acide carbonique neutralisé par ppm d'amine neutralisante; (2) l'alcalinité ou pH et (3) le rapport de distribution vapeur / liquide (V / L) défini comme la tendance du composé chimique à se condenser avec le condensat de vapeur.
Pour neutraliser les amines, le V / L représente l'interaction des amines entre les phases liquide et vapeur et la pression, la température et le pH de l'environnement vapeur / condensat.
Plus le rapport est élevé, plus l'amine restera probablement avec la vapeur dans un système de distribution, tandis qu'une amine avec un rapport inférieur se condensera plus tôt en fonction de ses propriétés chimiques et des variables de pression, de température et de pH.
Un produit à rapport plus élevé est donc un meilleur choix pour un système plus grand / plus long, tandis qu'un produit à rapport inférieur est le meilleur pour un système plus petit.
Les amines neutralisantes sont corrosives en elles-mêmes avant de réagir chimiquement avec un acide pour neutraliser cet acide et elles doivent être manipulées judicieusement.
Bien qu'il existe des alternatives à l'utilisation d'amines neutralisantes dans certaines situations, l'utilisation d'amines neutralisantes reste la méthode de choix dans de nombreuses installations en raison de son coût raisonnable et de sa facilité générale d'utilisation et de contrôle.
Les amines neutralisantes ont chacune des propriétés chimiques différentes, de sorte qu'une combinaison d'amines appropriées peut être nécessaire pour traiter les effets de la corrosion sur différents segments du système.
En plus de sélectionner une amine neutralisante ou une combinaison d'amines sur la base de ces caractéristiques, le coût, le taux de consommation, la longueur des conduites de condensat, la quantité de dioxyde de carbone généré dans la chaudière et la stabilité thermique doivent également être pris en compte.
En raison de la complexité des interactions additives d'amine combinées et des systèmes pour lesquels elles sont sélectionnées, des techniques de modélisation informatisées sophistiquées peuvent être utilisées pour prédire la distribution des amines et le profil de pH à travers le système.
Les amines neutralisantes les plus couramment utilisées dans les systèmes de chaudières sont la cyclohexylamine (CHA), le diéthylaminoéthanol (DEAE), la morpholine, l'ammoniac méthoxypropylamine (MPA), la monoéthanolamine (ETA) car, utilisées individuellement ou en combinaison, elles sont capables de prévenir la corrosion dans les systèmes de différentes longueurs, et il est assez facile de contrôler leurs concentrations dans l'air intérieur bien en deçà des limites d'exposition acceptées grâce à l'utilisation de procédures et de pratiques opérationnelles standard.
Parmi ceux-ci, le CHA, le DEAE et la morpholine sont les amines neutralisantes les plus couramment utilisées dans les systèmes d'humidification des chaudières à vapeur dans les établissements de santé.
C'est principalement parce qu'ils ont été approuvés par la FDA pour une utilisation dans les applications de transformation des aliments ou en d'autres termes, pour l'ingestion.
L'USDA autorise l'utilisation des amines dans les usines de viande.
Comme décrit dans la section «Réglementation des amines neutralisantes», les limites d’exposition de la FDA, de l’OSHA et de l’ACGIH sont significativement plus élevées que tous les niveaux qui ont été trouvés dans les études de cas d’exposition classiques rapportées dans la littérature.
Puisqu'il n'existe aucune réglementation du gouvernement fédéral régissant l'utilisation d'amines dans les systèmes d'humidification à vapeur directe (autre que dans l'industrie alimentaire dans laquelle toutes les normes et directives existantes sont basées sur l'ingestion), l'industrie du traitement de l'eau a tendance à suivre les limites de la FDA pour les niveaux d'amine dans la vapeur. utilisé pour les systèmes d'humidification à vapeur directe.
Cependant, en l'absence de critères scientifiquement plus ou plus actuels, ce sont toutes les orientations actuellement disponibles pour les fabricants et les régulateurs.
Cyclohexylamine
La cyclohexylamine (CHA), un liquide incolore à jaune avec une forte odeur de poisson, est principalement utilisée pour le traitement de l'eau de chaudière dans les systèmes à basse pression (50 à 5 psi) et également pour les systèmes avec de longs systèmes de condensat où elle est utilisée en combinaison avec d'autres neutralisant les amines.
Il a un rapport de distribution vapeur-liquide élevé de 4,7: 1 (c'est-à-dire que la cyclohexylamine placera 4,7 fois le matériau dans la phase vapeur comme dans la phase aqueuse).
La CHA est unique parmi les amines neutralisantes approuvées pour les systèmes de chaudière à vapeur en ce qu'elle restera avec la vapeur lorsque la pression est réduite.
La cyclohexylamine est un mutagène et un produit chimique corrosif qui peut être un irritant aigu et chronique pour les poumons, la peau et les yeux. L'exposition par inhalation peut provoquer des étourdissements, des vertiges, de l'anxiété, des nausées et des vomissements.
C'est également un liquide inflammable et un risque d'incendie.
Morpholine
La morpholine est l'amine de choix pour les systèmes de stérilisation directe et les systèmes à court terme.
Il doit être mélangé avec du DEAE ou du CHA pour une utilisation dans des systèmes plus longs, car il tombe rapidement hors de la vapeur.
Il a un point d'ébullition bas et un faible rapport de distribution (0,4 partie de morpholine dans la vapeur; 1,0 partie de morpholine dans le condensat).
Il n'y a pas de données disponibles sur les niveaux de morpholine dans l'air intérieur ambiant et résidentiel et dans l'eau potable.
Diéthylaminoéthanol (DEAE)
Le diéthylaminoéthanol (DEAE), un liquide incolore avec une nausée, une odeur semblable à celle de l'ammoniaque, a un rapport de distribution vapeur-liquide de 1,7, qui se situe entre la cyclohexylamine et la morpholine.
C'est un bon choix dans un système de longueur moyenne où la morpholine ou la cyclohexylamine utilisée séparément ne fournirait pas une protection complète.
Le DEAE n'est pas efficace dans les systèmes à basse pression en raison de son point d'ébullition élevé.
Le DEAE peut être comparé à la morpholine en tant qu'irritant principal.
D'autres amines neutralisantes parfois utilisées pour l'inhibition de la corrosion comprennent: la méthoxypropylamine
(MOPA) utilisé principalement dans l'industrie pétrolière dans l'anticorrosion des conduites pétrolières; la diméthylpropylamine (DMPA) utilisée principalement dans l'industrie de la fonderie, comme catalyseur d'amine tertiaire pour la production de noyaux de sable (procédé en boîte froide); la monoéthanolamine (MEA), similaire à la morpholine, est utilisée pour le contrôle de la corrosion dans les cycles à vapeur des centrales électriques, y compris les centrales électriques avec réacteurs à eau sous pression.
Il est parfois sélectionné car il ne s'accumule pas dans les générateurs de vapeur (chaudières) et les crevasses en raison de sa volatilité, mais se répartit plutôt de manière relativement uniforme tout au long du cycle de vapeur.
Un système avec un certain nombre de types différents de séries de longueurs variables pourrait signifier qu'un programme d'amines mélangées sera nécessaire.
Cela pourrait également nécessiter l'utilisation de stations de pompage éloignées.
Le système pourrait effectuer un court trajet vers une turbine basse pression, puis un cycle de longueur moyenne pour un processus, puis une série de longs trajets qui passent par des stations de réduction de pression.
Dans ce cas, un mélange de trois amines neutralisantes serait nécessaire.
Cyclohexylamine pour le long terme et pour la station de réduction, DEAE pour le moyen terme et Morpholine pour la ligne de turbine à court terme.
En utilisant une solution à 35% de chacune de ces amines et en faisant varier la quantité de chaque amine dans le réservoir de mélange, vous serez en mesure de proposer un mélange qui fonctionnera pour ce système particulier.
Une fois que vous avez déterminé le nombre de courses, vous devez déterminer la longueur des courses.
Cela déterminera si une ou plusieurs amines seront nécessaires dans ce système.
La cyclohexylamine restera
dans le système de condensat sur de longues distances et dans des situations de basse pression.
Le DEAE est une bonne amine à moyenne portée, mais n'a pas la capacité de passer sur les longues séries et à travers les stations de réduction de pression en dessous de 15 psi.
La morpholine est utilisée pour de courtes séries et devra être mélangée avec l'une ou les deux autres amines neutralisantes si le système est plus que court.
Il est important à ce stade de se rendre compte que le DEAE en solution à 25% ou 50% est l'amine neutralisante la plus largement utilisée.
DEAE protégera adéquatement le système de canalisation de retour dans la plupart des comptes de traitement de l'eau du marché intermédiaire.
Son succès est aussi sa vulnérabilité.
Dans de nombreux cas, le diéthylaminoéthanol est alimenté là où il y a un long trajet et des stations de réduction de basse pression.
Dans ces cas, la plus grande partie du système est protégée, mais une petite partie ne l'est pas. Une
La conduite de retour de condensat a un pH de 8,2 et l'autre a un pH de 6,8.
Dans ces cas, la cyclohexylamine doit être mélangée avec le DEAE.
Le nouveau produit combiné protège désormais à la fois les courses longues et moyennes du système.
L'alcalinité totale de l'eau brute et la quantité d'eau brute détermineront le taux d'utilisation de l'amine neutralisante.
1 ppm d'amine neutralisante à 35% est nécessaire pour chaque ppm d'alcalinité totale dans l'eau d'alimentation.
Multipliez cela par les millions de livres d'eau d'alimentation et vous pouvez établir le débit d'alimentation en livres pour l'amine neutralisante.
Utilisez cette vérification pour voir si le programme d'amine actuel est sous ou suralimenté.
La vitesse d'alimentation pourrait indiquer où se situe le vrai problème.
Dans un système à pompe et à gravité, un réservoir de condensat ouvert à l'air peut aspirer de l'oxygène dans les conduites de condensat.
Le compte présente désormais de graves piqûres dans certaines lignes et pas dans d'autres.
L'utilisation d'un mélange d'une amine neutralisante et d'une amine filmante aidera cette condition.
Sceller le récepteur est ce qu'il faut vraiment faire.
Cyclohexylamine N ° CAS: 108-91-8
2-Amino-2-méthylpropanol N ° CAS: 124-68-5
2-diéthylaminoéthanol N ° CAS: 180-37-8
Morpholine N ° CAS: 110-91-8
3-méthylpropylamine N ° CAS: 5332-73-0
• Autres produits filmogènes (FFP): Produits disponibles dans le commerce avec des propriétés filmogènes qui ne contiennent pas d'amines filmogènes.
Les amines filmogènes sont des matières solides ou pâteuses et elles sont peu solubles dans l'eau.
Ils sont appliqués sous forme de solutions, d'émulsions ou de suspensions dans l'eau et peuvent être mélangés avec des substances alcalinisantes, telles que l'ammoniac, les amines alcalinisantes, l'hydroxyde de sodium ou le phosphate.
Le dosage peut être un composant unique ou un mélange de différentes substances.
Les objectifs d'un traitement FFA comprennent:
• Réduction de la corrosion en fonctionnement continu;
• Minimisation du transport des produits de corrosion;
• Formation de surfaces de transfert de chaleur propres et lisses;
• Protection contre la corrosion pendant l'arrêt / la mise en place.
La formation d'écailles dures telles que le carbonate de calcium ou les silicates en raison d'une mauvaise pureté de l'eau ne peut pas être évitée, et il n'est actuellement pas clair si elles peuvent être (partiellement) éliminées avec un traitement FFA / FFAP.
La fonction principale d'une chaudière est de transférer la chaleur des gaz chauds générés par la combustion du combustible dans l'eau jusqu'à ce qu'elle devienne chaude ou se transforme en vapeur.
La vapeur ou l'eau chaude peut ensuite être utilisée dans les processus de construction ou d'installations.
À l'exception d'un petit nombre de modèles spécialisés, les chaudières entrent généralement dans l'une des deux catégories courantes:
chaudières à tubes de fumée et chaudières à tubes d'eau.
Les chaudières à tubes de fumée font passer les gaz de combustion chauds à travers des tubes immergés dans l'eau.
Les chaudières à tubes d'eau, d'autre part, font circuler l'eau à l'intérieur des tubes dans un récipient fermé rempli de gaz de combustion chauds.
Dans les deux catégories, l'eau d'alimentation et le combustible de la chaudière contiennent souvent des impuretés, ce qui nuit au fonctionnement et à l'efficacité de la chaudière.
Des additifs chimiques peuvent être utilisés pour corriger les problèmes causés par ces impuretés.
Pour améliorer la qualité de l'eau d'alimentation, l'état du mazout et la pureté de la vapeur, ces produits chimiques peuvent être injectés directement dans l'eau d'alimentation, la vapeur ou le mazout.
Cette fiche d'information traite des problèmes potentiels associés aux impuretés dans l'eau d'alimentation et le carburant et les programmes de traitement chimique disponibles.
Avantages des traitements chimiques
• Augmenter l'efficacité de la chaudière;
• Réduire les coûts de carburant, d'exploitation et d'entretien;
• Minimiser la maintenance et les temps d'arrêt; et
• Protéger l'équipement de la corrosion et prolonger la durée de vie de l'équipement.
Traitements chimiques pour les côtés de l'eau des tubes de chaudière
L'eau d'alimentation est composée d'eau d'appoint (généralement de l'eau de ville provenant de l'extérieur de la chaufferie / du procédé)
et condensat (vapeur condensée retournant à la chaudière).
L'eau d'alimentation contient normalement des impuretés qui peuvent provoquer des dépôts et d'autres problèmes connexes à l'intérieur de la chaudière.
Les impuretés courantes dans l'eau comprennent l'alcalinité, la silice, le fer, l'oxygène dissous et le calcium et le magnésium (dureté).
La purge, un processus d'élimination périodique ou continu de l'eau, est utilisée pour limiter la concentration d'impuretés dans l'eau de la chaudière et pour contrôler l'accumulation des niveaux de solides dissous dans la chaudière.
La purge est essentielle en plus des traitements chimiques.
Encrassement au bord de l'eau de la chaudière
L'échelle est l'un des problèmes les plus courants liés aux dépôts.
Le tartre est une accumulation de matériau solide à partir des réactions entre les impuretés dans l'eau et le métal du tube, sur la surface du tube côté eau.
Le tartre agit comme un isolant qui réduit le transfert de chaleur, entraînant une diminution de l'efficacité de la chaudière et une consommation excessive de carburant.
Les effets les plus graves sont la surchauffe des tubes et la défaillance potentielle des tubes (dommages matériels).
Le gaspillage de carburant à cause du tartre peut être d'environ 2 à 5% selon l'épaisseur du tartre.
L'attaque par l'oxygène est la cause la plus courante de corrosion à l'intérieur des chaudières.
L'oxygène dissous dans l'eau d'alimentation peut devenir très agressif lorsqu'il est chauffé et réagit avec la surface interne de la chaudière pour former des composants corrosifs sur la surface métallique.
L'attaque par l'oxygène peut endommager davantage les fûts de vapeur, les barrages de boue, les collecteurs de chaudière et la tuyauterie de condensat.
L'attaque acide est une autre cause fréquente de corrosion.
Une attaque acide se produit lorsque le pH de l'eau d'alimentation tombe en dessous de 8,5.
L'alcalinité carbonatée de l'eau est convertie en gaz carbonique (CO2) par la chaleur et la pression des chaudières.
Le CO2 est transporté dans la vapeur.
Lorsque la vapeur se condense, le CO2 se dissout dans l'eau pour former de l'acide carbonique (H2CO3) et réduit le pH du condensat retournant aux chaudières.
Une attaque acide peut également avoir un impact sur la tuyauterie de retour des condensats dans toute l'installation.
Traitements chimiques
• Adoucissant à la chaux et carbonate de sodium
De la chaux vive ou éteinte (généralement de l'hydroxyde de calcium) est ajoutée à l'eau dure pour précipiter le calcium, le magnésium et, dans une certaine mesure, la silice dans l'eau.
Du carbonate de sodium est ajouté pour précipiter la dureté sans bicarbonate.
Le procédé a généralement lieu dans un clarificateur suivi d'un échange de cations à cycle d'hydrogène et d'une déminéralisation par échange d'anions à cycle d'hydroxyde.
• Phosphate
Du phosphate mono-, di- ou trisodique et du polyphosphate de sodium peuvent être ajoutés pour traiter l'eau d'alimentation de la chaudière.
Le phosphate tamponne l'eau pour minimiser les fluctuations de pH.
Il précipite également le calcium ou le magnésium en un dépôt mou plutôt qu'en un tartre dur.
De plus, il aide à promouvoir la couche protectrice sur les surfaces métalliques de la chaudière.
Cependant, le phosphate forme des boues lorsqu'il réagit avec la dureté; une purge ou d'autres procédures doivent être établies pour éliminer les boues lors d'un arrêt de routine de la chaudière.
• Chélates
L'acide nitrilotriacétique (NTA) et l'acide éthylènediamine tétraacétique (EDTA) sont les chélates les plus couramment utilisés.
Les chélates se combinent avec la dureté de l'eau pour former des composés solubles.
Les composés peuvent alors être éliminés par purge.
L'emplacement d'alimentation préféré pour les chélates est en aval de la pompe à eau d'alimentation.
Une plume d'injection en acier inoxydable est requise.
Cependant, le traitement aux chélates n'est pas recommandé pour les eaux d'alimentation à forte concentration de dureté.
• Polymères
La plupart des polymères utilisés dans le traitement de l'eau d'alimentation sont synthétiques.
Ils agissent comme des chélates mais ne sont pas aussi efficaces.
Certains polymères sont efficaces pour contrôler les dépôts de dureté, tandis que d'autres sont utiles pour contrôler les dépôts de fer.
Les polymères sont souvent associés à des chélates pour le traitement le plus efficace.
• Récupérateurs d'oxygène
Un dégazeur élimine la plupart de l'oxygène dans l'eau d'alimentation; cependant, des traces sont toujours présentes et peuvent causer des problèmes liés à la corrosion.
Des piégeurs d'oxygène sont ajoutés à l'eau d'alimentation, de préférence dans le réservoir de stockage de l'eau d'alimentation, pour éliminer la trace d'oxygène s'échappant du dégazeur.
Le désoxygénant le plus couramment utilisé est le sulfite de sodium.
Le sulfite de sodium est bon marché, efficace et peut être facilement mesuré dans l'eau.
• Amines neutralisantes
Les amines neutralisantes sont des produits chimiques à pH élevé qui peuvent être introduits directement dans l'eau d'alimentation ou dans le collecteur de vapeur pour neutraliser l'acide carbonique formé dans le condensat (attaque acide).
Les trois amines neutralisantes les plus couramment utilisées sont la morpholine, le diéthyléminoéthanal (DEAE) et la cyclohexylamine.
Les amines neutralisantes ne peuvent pas protéger contre les attaques d'oxygène; cependant, il aide à garder l'oxygène moins réactif en maintenant un pH alcalin.
• Filmer des Amines
Les amines filmantes sont divers produits chimiques qui forment une couche protectrice sur la tuyauterie de condensat pour la protéger contre les attaques d'oxygène et d'acide.
Les amines filmantes doivent être introduites en continu dans le collecteur de vapeur avec une douille d'injection basée sur le débit de vapeur.
Les deux amines filmantes les plus courantes sont l'octadécylamine (ODA) et l'amine de soja éthoxylée (ESA).
La combinaison d'une amine neutralisante et filmante est une alternative efficace pour se protéger contre les attaques acides et oxygénées.
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