[發明專利]在低pH水體系中的硫酸鹽污垢控制

在審

• 申請號: 201380024122.8
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN104411867A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: S·伯卡爾;M·J·布呂姆勒;L·J·安德曼
• 申請（專利權）人: 索里斯技術開曼有限合伙公司
• 主分類號: C23F11/167
• 分類號: C23F11/167
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 彭麗丹;過曉東

技術領域

本發明涉及在后過渡金屬的存在下在低pH水體系即高度酸性水體系中抑制不溶性金屬鹽，特別是金屬如鈣和/或其它堿土金屬的硫酸鹽的硬質粘附性沉積物的形成。尤其是單獨使用有機瞵酸鹽，或者與用于水體系污垢控制的無機磷酸鹽和/或聚合物分散劑一起使用有機瞵酸鹽。

背景技術

增加維修成本、降低工廠產量、設備停工以及安全性是與工業過程中污垢沉積相關的一系列問題。無機鹽在表面上的沉積和積聚，由于溫度、壓力或pH的變化，降低了設備效率并加速了腐蝕過程。在許多情況下，這些沉積很難去除，需要通過手工去除，這產生了額外的安全隱患，并且由于生產停工增加了大量的成本。在最近幾年里，對于用于除去可溶性鹽、抑制沉積或者改變晶體形態以避免沉積的化學品的需求越來越大。

目前單獨使用或與聚合物一起使用一些有機和無機磷酸鹽，作為污垢控制或抑制劑，但是這種瞵酸鹽的有效性只限于pH在4或5之上的體系。另外，低分子量聚合物污垢控制劑，包括具有羧酸或磺酸官能團的那些，通常在低pH體系中表現很差，這可能是由于這種聚合物低的離解常數(pKa)。因為常規的污垢控制劑在pH上具有操作限制，使用基于瞵酸鹽的試劑，包括包含瞵酸鹽和聚合物的那些，用于高度酸性體系例如pH小于約4的那些體系以抑制污垢沉積，包括通過閾值抑制或晶習改性來抑制，是高度需要的。這種污垢控制劑可用于采礦應用中，所述采礦應用根據要進行礦物加工的礦石涉及寬范圍的pH、溫度和壓力。

發明內容

包含有機瞵酸鹽的污垢控制劑被用于在后過渡金屬的存在下抑制不溶性金屬鹽特別是金屬例如鈣和/或其它堿土金屬的硫酸鹽的硬質粘附性沉積物形成。這些試劑可被用于壓濾機、堆浸體的排水管路、管道、巴氏殺菌保溫桶、蒸發器、熱交換器、冷卻塔、鍋爐、高壓釜、或其它在工業過程中導致污垢沉積形成的場所。

污垢控制劑包含單獨的有機瞵酸鹽或者有機瞵酸鹽與無機磷酸鹽和/或聚合物分散劑的組合。可使用具有烷基胺間隔基的有機瞵酸鹽，例如在烷基間隔基之間具有5個或更多瞵酸基團的那些。污垢控制劑還可包含聚合物，例如低分子量聚合物分散劑。這些添加劑在污垢控制，例如抑制在高度酸性水體系中金屬硫酸鹽成核上是有效的，所述高度酸性水體系還可能具有高濃度的硬性離子、氯化物、硫酸鹽、有機物、溶解的過渡金屬或腐蝕抑制劑或不溶性固體，或者在高溫高壓下運行。這些試劑通過閾值抑制以及通過改變晶體形態來抑制硫酸鈣沉積。本發明還涉及從基底表面例如加工設備表面抑制和/或除去污垢的方法，所述方法包括向高度酸性水體系中加入有效量的污垢控制劑以抑制污垢在與高度酸性水體系接觸的表面上的形成或沉積。本申請說明書中使用的術語“低pH水體系”或“高度酸性水體系”是指pH小于約4，包括小于約3，小于約2或小于約1的水體系，這些范圍包括所指定范圍內的所有點。

在說明書和權利要求書中所述的份數和百分比都是基于重量，除非另外指明。

附圖說明

圖1顯示了水硬度對雙-1，6-亞己基三胺五亞甲基瞵酸BHMTAP性能的影響。

圖2是沒有添加劑處理的情況下硫酸鈣晶體形態的掃描電子顯微鏡照片。

圖3是根據本發明的一個實施方案用100ppm的BHMTAP處理的硫酸鈣晶體形態的掃描電子顯微鏡照片。

圖4是根據本發明的一個實施方案用50ppm的包含269聚合物(來自Kemira，Helsinki，Finland)和BHMTAP(添加劑C)的污垢控制劑處理的硫酸鈣晶體形態的掃描電子顯微鏡照片。

圖5是根據本發明的一個實施方案用50ppm的包含丙烯酸/馬來酸聚合物(poly(AA/MA))和BHMTAP(添加劑A)的污垢控制劑處理的硫酸鈣晶體形態的掃描電子顯微鏡照片。

具體實施方式

本發明涉及在高度酸性水體系例如具有可溶性過渡金屬、高濃度硬性離子、硫酸鹽、氯化物、有機物和鹽的工藝水中用于污垢抑制的有機瞵酸鹽。通常污垢控制劑包含有機瞵酸鹽和聚合物，還可任選包含無機磷酸鹽。本發明還涉及用于抑制和/或除去污垢沉積例如硫酸鈣污垢的方法，其包括向高度酸性體系例如pH為約3或更小的體系中添加有效量的污垢控制劑以抑制污垢在與高度酸性水體系接觸的表面上的形成。通常，向高度酸性體系中添加的有機瞵酸鹽的量為約5ppm至約200ppm，例如約5ppm至約100ppm，優選約10ppm至約50ppm，可以為約5ppm至約25ppm。