32 DISPERSANTES Alfonso Salinas Product Enginner

Depósitos típicos formados en el agua Carbonato de calcio Fosfato de calcio Sulfato de calcio Hidróxido y óxido de hierro Silicato de magnesio Sílice amorfa Sólidos suspendidos Crecimiento biológico

Solubilidad inversa La solubilidad del carbonato de calcio, fosfato de calcio y algunos otros minerales reduce con el incremento de la temperatura Por lo tanto, estos minerales se precipitan primero en las superficies de transferencia de calor Desarrollar pruebas, y calcular el índice de estabilidad de Langelier considerando la temperatura más alta del sistema y agregando 20°C para la superficie de transferencia de calor

Índices de estabilidad del agua El agua estable no disolverá o precipitará incrustaciones minerales El pH de saturación (pHs ) es el pH de un sistema, arriba del cual el carbonato de calcio se precipita, y abajo del cual se disuelve Mediciones de estabilidad: Índice de estabilidad de Langelier (LSI) Índice de estabilidad de Ryznar (RSI) Índice de estabilidad de Puckorius (RSI) Exceso momentáneo (precipitación a equilibrio) Niveles de saturación (modelos de asociación de iones)

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Métodos para control de incrustaciones Ajuste y control de pH Previene la precipitación Estabilización del punto límite (threshold) Retrasa el crecimiento de cristales Modificación de cristales Cambia la forma del precipitado Dispersión Previene que los sólidos sedimenten Threshold inhibition: it is the ability of an antiscalant to keep supersaturated solutions of springly soluble salts. Crystal modification: it is the property of an antiscalants to distort crystal shapes, resulting in soft non adherent scale. As a crystal begin to form at the submicroscopic level, negative groups located on the antiscalant molecule attack the positive charges on scale nuclei interrupting the electronic balance necessary to propagate the crystal growth. When treated with crystal modifiers, scale crystals appear distorted, generally more oval in shape, and less compact. Dispersion: dispersancy is the ability of some antiscalants to adsorb on crystals or colloidal particles and impart a high anionic charge, which tends to keep the crystals separated. The high anionic charge also separates particles from fixed anionic charges present on the membrane surface

Productos típicamente utilizados para el control de incrustaciones Polímeros de bajo peso molecular Fosfonatos Quelantes

Opciones de inhibición química Knovel Generate Better Project Results.5.26.11 4/10/2017 Opciones de inhibición química Control de la química del agua – mecanismo de tratamiento Mecanismo del control de depósitos Inhibición del punto límite Modificación de cristales Estabilización Dispersión Quelación

Fosfonatos PBTC HEDP ATMPS = Amino Tris(methanephosphonic acid) pentasodium salt; Nitrilotrismethylenetriphosphonic acid pentasodium salt; Nitrilotris(methylene) Triphosphonic acidr pentasodium salt; Nitrilotris(methylphosphonic acid) pentasodium salt; Pentasodium hydrogen C,C',C''-Nitrilotris(methylphosphonate); Hidrogeno-C,C',C''-nitrilotris(metilfosfonato) de pentasodio; Hydrogéno-C,C',C''-nitrilotris(méthylphosphonate) de pentasodium; Aminotrimethylene phosphonic acid pentasodium salt;

Definición – Inhibición de punto límite (threshold inhibition) La inhibición del punto límite se logra al incrementar la solubilidad de una sal más allá de sus límites de saturación utilizando un aditivo a niveles sub-estequiométricos requeridos por secuestrantes o quelantes Inhibición del punto límite es generalmente vista como un efecto temporal y regresiva La duración de inhibición está relacionada con: Fuerzas actuantes en la precipitación Eficacia del inhibidor Impurezas del agua (disueltas y suspendidas) Frecuencia en la adición de aditivos

Definición – Estabilización Puede tener dos significados con respecto a la interacción con los iones metálicos: Coloidal – La precipitación ocurre pero el polímero previene la aglomeración de partículas en tamaños mayores de 1 micra. Estas partículas son estabilizadas mediante la interacción electroestática con el polímero. Típicamente no es visible (con excepción de hierro) La estabilización puede fallar debido a cambios físicos o químicos en el fluido. Un sinónimo de secuestrante donde la compleja coordinación es típicamente referida como prevención de la precipitación. Esta es una relación estequiomértica.

Definición - Quelación Un quelante es un compuesto coordinador en el cuál un ion de metal central como puede ser Fe2+ es enlazado a dos o más átomos en la misma molécula Los polímeros actúan como quelantes con la mayoría de los iones multivalentes debido a sus múltiples sitios de enlace En lenguaje común, el término quelación tiende a implicar una relación más permanente o sustantiva entre el ion y el agente de liga (por ejemplo EDTA) Los polímeros, discutidos aquí, no cumplen con la definición de quelante debido a que esta asociación es temporal FE2+ =

Química de los inhibidores: Debe cubrir el propósito y ser económico Knovel Generate Better Project Results.5.26.11 4/10/2017 Química de los inhibidores: Debe cubrir el propósito y ser económico Herramientas para diseñar el programa de tratamiento Bajo desempeño Lo mejor de su clase Desempeño moderado AA:AMPS:t-BAM 60:40 AA:AMPS AA:AMPS:SS AA:AMPS:HYPO AA:NI:ABS:SMS Altamente Efectivo Bajo a moderado LSI, fosfato, pH Alto a severo Temperatura de superficie Polyacrylates Polymethacrylates Phosphonates Polymaleates Maleic Copolymers AA:AMPS:t-BAM Slide 9: There are many dozens of possible inhibitor chemistries – from many vendors. Each has some specific benefits, but also limitations! Knowing what inhibitors to select for a formulation is essential, but it’s as much an art as it is science. (Turn slide) Additional notes in case of questions: Commonly used organic inhibitor chemistries include: Polyacrylates (PAA:) and Polymaleic Acid (PMA) Acrylic acid/2-acrylamido-methylpropane sulfonic acid (AA/AMPS) Phosphonates: ATMP/ HEDP/ PBTC / HPA Succinates, Ascorbates, Glucoheptonates, Azoles ABS SMS NI HYPO t-BAM Specialist polymeric inhibitors often contain multiple functional groups, including: Carboxylates (e.g. acrylates, maleates), which provide general functionality and are good dispersants Sulfonates (e.g. AMPS, Sulfonated Styrene), which are used for stabilization of phosphate, Fe, Zn Non-ionics (acrylamide and derivatives), which extend functionalites (e.g. in co-/ter-polymers) but at a higher cost AA:AMPS:SS 60:40 AA:AMPS 75:25 AA:AMPS AA:NI:ABS:SMS Sulfonatos maléicos c AA:AMPS:HYPO Mapa de eficiencia de varios polímeros en función de las condiciones de operación

Clasificación relativa al desempeño

Mecanismo anti-incrustante en ósmosis inversa La mayoría son basados en fosfonatos, requieren menos dosis que los polímeros La combinación de fosfonatos se vuelve sinergística y su desempeño se basa en la mezcla específica. Por lo que combinar productos para resolver problemas múltiples generalmente no funciona. Cuando un producto no resuelve todos los problemas, busca la combinación de un fosfonato con un polímero.

Inhibición de carbonato de calcio (CCI) Factores involucrados pH Temperatura Conc. Ca+2 Anti-incrustante Bicarbonato Fuerza iónica 02/2005 - VV1 - Vision and Values

Internal RO A/S Test : 1 ppm Fe : pH = 8.0 vs. 8.5 02/2005 - VV1 - Vision and Values

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