JP2021526453A - 酸グラフトeo−poコポリマーを使用した、シリカスケール阻害の方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この国際特許出願は、2018年6月1日に出願されたインド仮出願第201841020598号の優先権を主張する。
開示された発明は、シリカを含有する水性系を、不飽和グラフト酸(アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロピルスルホン酸(AMPS)、2−メタクリルアミド−2−メチルプロピルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、エチレングリコールメタクリレートホスフェート、ビニルホスホン酸からなる群から選択される酸など)を含み、約3重量%〜約35重量%のパーセント酸グラフト、およびアルキレンオキシドポリマー骨格を有し、アルキレンオキシドポリマー骨格が以下の式を有する、有効量の重合性酸グラフトコポリマーで処理することを介して、シリカスケール形成を阻害する方法を対象とし、
Si(OH)4+OH−→(OH)3SiO−+H2O (I)
Si(OH)3 −+Si(OH)4+OH−→(OH)3Si−O−Si(OH)3(二量体)+OH−(II)
(OH)3Si−O−Si(OH)3(二量体)→環状→コロイダル→アモルファスシリカ(スケール)(III)
グラフトポリマーは、(1)線形骨格ポリマー、および(2)別のポリマーのランダムに分布した分岐を含むセグメント化されたコポリマーである。
グラフトコポリマーを作製するために使用されるポリ(アルキレンオキシド)化合物は、一般に、アルキレンオキシドまたはアルキレンオキシドの混合物を、連続してまたは組み合わせてアルコールと反応させることによって生成される。そのようなアルコールは、一価または多価であり得、式R”(OH)aに対応し、式中、R”は、水素原子、水素ラジカル、アミン含有ラジカル、およびアシルラジカルからなる群から選択され、「a」は、1〜4の値を有する。そのようなアルコールは、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、グリセロール、グリセロールのモノエチルエーテル、グリセロールのジメチルエーテル、ソルビトール、1,2,6−ヘキサントリオール、トリメチロールプロパンなどを含む。
「有効量」は、処理される水性系におけるコロイド状/アモルファスシリカスケールの堆積を阻害するために必要なグラフトコポリマーの量である。「阻害する」とは、コロイド状/アモルファスシリカスケールの堆積を遅らせて、機器の最大効率の期間を延長することを意味する。水性系に添加されるグラフトコポリマーの有効量は、水性系に存在するシリカ、塩、および多価金属イオンの濃度とともに、水性系の温度およびpHに応じて変化し得る。ほとんどの用途では、グラフトコポリマーの有効量は、約0.5ppm〜約1,000ppm、およびより好ましくは約1ppm〜100ppmの範囲である。本発明のグラフトコポリマーによって処理される水性系は、通常、30ppm、50ppm、あるいは100ppmを超えるシリカ含量を有する。
酸グラフトコポリマーを、アクリル酸と、分子量770、粘度170セーボルト秒を有するブタノール開始ポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)コポリマーからなるベースポリマーと、を37.8℃で使用して、次のように調製した。
水凝縮器、熱電対、撹拌機、およびアクリル酸および触媒を導入する手段を備えた5リットルの3つ口丸底フラスコに、2,700gのベースポリマーを入れた。加熱マントルを用いて、フラスコを150℃の温度に加熱し、続いて35gの過安息香酸第三級ブチルおよび312gのアクリル酸を添加した。酸供給を開始する10分前に過酸化物供給を開始し、両方の成分を90分間にわたって供給し、その後、生成物を室温まで冷却させた。
静的ボトル試験を使用して、シリカ重合を阻害する様々なポリマーの有効性を評価した。溶液中に残っている遊離シリカ(反応性シリカ)を、HACHケイモリブデン酸塩比色法を使用して追跡した。コロイダルシリカの形成を阻害する効果が高いポリマーは、溶液中の遊離シリカのレベルを長期間維持した。過飽和シリカ溶液を、SiO2として400ppmの初期シリカ濃度を得るために脱イオン水にケイ酸ナトリウム塩を溶解することによって調製した。
Claims (18)
- シリカスケール形成を阻害する方法であって、前記方法は、シリカを含む水性系を、約3.0重量%〜約35重量%の不飽和グラフト酸およびアルキレンオキシドポリマー骨格を含む有効量の重合性酸グラフトポリマーで処理するステップを含み、前記アルキレンオキシドポリマー骨格が以下の式を有し、
R”は、独立して水素原子、水素ラジカル、アミン含有ラジカル、およびアシルラジカルからなる群から選択され、
各「n」は、独立して、2〜4の値を有し、
各「Z」は、独立して、4〜約1800の値を有し、
「a」は、1〜4の値を有する、方法。 - 前記R’は、脂肪族不飽和を含まないアシルラジカルである、請求項1に記載の方法。
- R’およびR”は、どちらも水素原子ではない、請求項1に記載の方法。
- 前記グラフト酸は、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロピルスルホン酸(AMPS)、2−メタクリルアミド−2−メチルプロピルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、エチレングリコールメタクリレートホスフェート、ビニルホスホン酸、およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 「n」=2または3であり、
「a」は、1の値を有し、
各R’またはR”は、独立して水素原子、水素ラジカル、およびアシルラジカルからなる群から選択され、
前記アルキレンオキシドポリマー骨格は、エチレンオキシド(「EO」)またはプロピレンオキシド(「PO」)ポリマーのいずれかである、請求項1に記載の方法。 - 前記アルキレンオキシドポリマー骨格は、オキシエチレン(「EO」)およびオキシプロピレン(「PO」)からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記アルキレンオキシドポリマー骨格は、約0:100〜約100:0のEO:POの重量比を有するEOおよびPOポリマーのコポリマーである、請求項1に記載の方法。
- 前記アルキレンオキシドポリマー骨格は、約90:10〜約10:90のEO:POの重量比を有するEOおよびPOポリマーのコポリマーである、請求項1に記載の方法。
- 前記アルキレンオキシドポリマー骨格は、約75:25〜約25:75のEO:POの重量比を有するEOおよびPOポリマーのコポリマーである、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリマーは、約1500ダルトン〜約80000ダルトンの数平均分子量を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記グラフト酸は、アクリル酸(10重量%)であり、前記アルキレンオキシドポリマー骨格が、50:50のオキシエチレン(「EO」)対オキシプロピレン(「PO」)の重量比を有するポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)である、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)は、約5000ダルトンの分子量を有する、請求項10に記載の方法。
- 前記グラフトポリマーの前記有効量は、約0.5ppm〜約1000ppmである、請求項1に記載の方法。
- 前記水性系は、約6.0〜約10.0のpHを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記水性系は、20℃〜250℃の温度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記水性系は、冷却水、脱塩、濾過、逆浸透、糖蒸発器、紙処理、採掘回路、地熱エネルギーシステム、SAGDシステム、およびシリカブラインからなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記水性系は、前記シリカブラインであり、前記グラフトポリマーは、沈殿物の形成が最小限であるシリカスケール形成を阻害する、請求項10に記載の方法。
- 前記水性系の有効量は、5ppm〜15ppmであり、
前記水性系は、前記グラフトポリマーで24時間処理した後、50%を超えるシリカスケールのパーセント阻害を有し、
前記水性系は、前記グラフトポリマーで24時間処理した後、10NTU未満の濁度を有する、請求項1に記載の方法。
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