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

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 Download PDF

Info

Publication number
JP2021526453A
JP2021526453A JP2020567068A JP2020567068A JP2021526453A JP 2021526453 A JP2021526453 A JP 2021526453A JP 2020567068 A JP2020567068 A JP 2020567068A JP 2020567068 A JP2020567068 A JP 2020567068A JP 2021526453 A JP2021526453 A JP 2021526453A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
silica
graft
aqueous system
alkylene oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020567068A
Other languages
English (en)
Inventor
デオ、プスパンドゥ
ピー. アブラモ、グラハム
ピー. アブラモ、グラハム
エル. ヤング、カイリー
エル. ヤング、カイリー
チャンドラカント メータ、ソミル
チャンドラカント メータ、ソミル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm and Haas Co
Original Assignee
Rohm and Haas Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm and Haas Co filed Critical Rohm and Haas Co
Publication of JP2021526453A publication Critical patent/JP2021526453A/ja
Priority to JP2024009789A priority Critical patent/JP2024069185A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/10Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
    • C02F5/12Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/52Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning
    • C09K8/528Compositions for preventing, limiting or eliminating depositions, e.g. for cleaning inorganic depositions, e.g. sulfates or carbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/10Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/04Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F220/06Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/26Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen
    • C08F220/28Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety
    • C08F220/285Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety and containing a polyether chain in the alcohol moiety
    • C08F220/286Esters containing oxygen in addition to the carboxy oxygen containing no aromatic rings in the alcohol moiety and containing a polyether chain in the alcohol moiety and containing polyethylene oxide in the alcohol moiety, e.g. methoxy polyethylene glycol (meth)acrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F283/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G
    • C08F283/06Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers provided for in subclass C08G on to polyethers, polyoxymethylenes or polyacetals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/22Eliminating or preventing deposits, scale removal, scale prevention

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

水性系を、不飽和グラフト酸を含み、約3重量%〜約35重量%のパーセント酸グラフトを有する重合性酸グラフトコポリマー、およびアルキレンオキシドポリマー骨格で処理するシリカスケール形成を阻害するための方法。【選択図】なし

Description

相互参照
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。
本発明は、スケール阻害に関する。具体的には、本発明は、シリカスケールの形成を阻害するための酸グラフトEO−POコポリマーの使用に関する。
それらの名称が意味するように、「グラフトコポリマー」は、別個の「骨格」上にグラフトされ、当技術分野でよく知られているポリマー「分岐」を表す。例えば、グラフトコポリマーは、米国特許第5,374,674号、同第5,035,894号、および同第4,552,901号に開示されている。
シリカおよび金属ケイ酸塩のスケールは、水性系を利用する多くの産業で問題がある。最も影響を受けるセグメントは、工業用水処理、特に逆浸透(RO)、冷却塔、ボイラ、ならびに石油およびガスの用途、特に地熱エネルギーの取り出しおよび蒸気支援重力排水(SAGD)の用途である。Bayerプロセスを利用したアルミナ精製などの採掘作業でも、シリカおよびケイ酸塩のスケールに重大な問題がある。
シリカおよびケイ酸塩スケールの形成は、pH、温度、シリカ濃度、およびそのような系で使用される水中に存在する多価金属イオンの存在などの操作条件に依存する。それらの条件に基づいて、異なるタイプのシリカまたはケイ酸塩スケールが形成される場合がある。例えば、8.5を超えるpH値では、Mg2+、Ca2+、Al3+、またはFe3+などの多価イオンの存在に応じて、シリカスケールは主に金属ケイ酸塩の形になるが、コロイダルシリカ(重合シリカ粒子)は、6.5〜8.5のpH値でより一般的である。スケールは、生成装置に堆積し、最終的に流れを制限し、コストのかかるプロセスのダウンタイムにつながる可能性がある。典型的なスケール除去処理は、機械的洗浄、またはフッ化水素酸洗浄などの危険で腐食性の酸洗浄を含む。
スケール阻害剤は、当技術分野で知られている。例えば、米国特許第6,166,149号は、親水性グラフトポリマーおよびポリエーテル化合物を含み、任意選択的に不飽和カルボン酸タイプのポリマーをさらに含むスケール阻害剤として好適である親水性グラフトポリマー含有組成物を作製するためのプロセスを開示する。同様に、米国特許第5,378,368号は、工業用水システムにおけるシリカ/ケイ酸塩の堆積を制御するためのポリエーテルポリアミノメチレンホスホネートの使用を開示する。ポリエーテルポリアミノメチレンホスホネートは、単独で、またはポリマー添加剤と組み合わせて使用することができる。
米国特許第4,618,448号は、スケール阻害剤としてのカルボン酸/スルホン酸/ポリアルキレンオキシドポリマーの使用を開示する一方で、米国特許第4,933,090号は、シリカ/ケイ酸塩の堆積を制御するための選択されたホスホネートおよび任意選択的なカルボン酸/スルホン酸/ポリアルキレンオキシドポリマーの使用を開示する。米国特許第6,051,142号は、冷却およびボイラ水システムにおけるシリカおよびケイ酸塩のスケールを制御するためのエチレンオキシド−プロピレンオキシド(EO−PO)ブロックコポリマーの使用を開示する。最後に、米国特許第7,316,787号は、コロイド状シリカスケール阻害剤としての疎水性修飾エチレンオキシドポリマーの使用を開示する。
新しいスケール阻害剤の開発にもかかわらず、シリカスケーリングは、水性系における主要な課題であり続けており、したがって、当技術分野で知られているものを超えるスケール阻害性能を有するポリマーの必要性を示している。
本発明の一態様によれば、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、またはビニルホスホン酸など)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が提供され、アルキレンオキシドポリマー骨格が以下の式を有し、
Figure 2021526453
式中、各R’は、独立して水素原子、水素ラジカル、またはアシルラジカルのいずれかであり、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、またはアシルラジカルのいずれかであり、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。好ましい実施形態では、「n」=2または3、「a」が1の値を有し、各R’またはR”が独立して水素原子、水素ラジカル、またはアシルラジカルのいずれかであり、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をそれぞれもたらす。ベースポリマーは、好ましくは、約200ダルトン〜80,000ダルトンの分子量を有する。
開示された発明は、逆浸透(RO)、冷却塔、ボイラ、地熱、およびSAGD用途で使用することができるコロイド状シリカスケール阻害剤としてのアクリル酸グラフトエチレンオキシド−プロピレンオキシド(EO−PO)コポリマーの新規使用を対象とする。好ましい実施形態では、開示された発明で使用するためのコポリマーは、約5000ダルトンの分子量を有し、アルキレンオキシドポリマー骨格にグラフトされた約10重量%のアクリル酸を有する、EOとPOとのコポリマーである。このコポリマーの1つの利点は、上記の用途に悪影響を与え得る沈殿物(フロック)の形成が最小限であるコロイダルシリカの形成を阻害することである。
発明を実施するための最良の形態
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、
Figure 2021526453
式中、各R’は、独立して水素原子、水素ラジカル、またはアシルラジカルから選択され、R”は、水素原子、水素ラジカル、アミン含有ラジカル、またはアシルラジカルから選択され、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。一実施形態では、R’は、脂肪族不飽和を含まないアシルラジカルである。別の実施形態では、R’およびR”は、どちらも水素原子ではない。
本明細書に記載された全てのパーセンテージは、特に明記されていない限り、重量パーセント(重量%)である。
温度は、摂氏(℃)で表され、「周囲温度」とは、特に指定がない限り、20℃〜25℃を意味する。
「ポリマー」は、同じまたは異なるタイプのモノマーにかかわらず、モノマーを重合することによって調製されたポリマー化合物または「樹脂」を指す。本明細書で使用される場合、「ポリマー」という一般用語は、1つ以上のタイプのモノマーから作製されたポリマー化合物を含む。本明細書で使用される「コポリマー」は、2つ以上の異なるタイプのモノマーから調製されたポリマー化合物である。同様に、「ターポリマー」は、3つの異なるタイプのモノマーから調製されたポリマー化合物である。
「水性系」とは、一般に、これらに限定されないが、冷却水、ボイラ水、脱塩、ガススクラバ、溶鉱炉、下水汚泥熱調節設備、ろ過、逆浸透、糖蒸発器、紙処理、採掘回路などが挙げられる、水を含有する任意の系を指す。
「シリカスケール」という用語は、一般に、水処理装置の内面に堆積および蓄積されるシリカを含有する固体材料を指す。「シリカスケール」は、一般に、コロイド状またはアモルファスシリカ(SiO)およびケイ酸塩(ケイ酸マグネシウムなど)などの複数のタイプのシリカスケールを含む。蓄積されたシリカスケールは、シリカおよびケイ酸塩タイプのスケールの組み合わせである場合があり、場合によっては、どちらか一方のタイプのスケールが優勢であることが多い。コロイド状/アモルファスシリカスケールは、以下、主にコロイド状/アモルファスケイ酸塩タイプであるシリカスケール堆積物を一般的に指すために使用される用語である。金属の種類に応じて、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、ホスホン酸カルシウム、シュウ酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ、沖積堆積物、金属酸化物、および金属水酸化物など、シリカタイプ以外の他の種類のスケールが存在し得、他のイオンは水性系に存在する。
コロイド状/アモルファスシリカスケールを形成するための化学反応機構は、一般に、水酸化物イオンによって触媒されるケイ酸のポリケイ酸塩への縮合重合を伴う。この反応機構は、一般に、以下のように進行する。
Si(OH)+OH→(OH)SiO+H2O (I)
Si(OH) +Si(OH)4+OH→(OH)Si−O−Si(OH)(二量体)+OH(II)
(OH)Si−O−Si(OH)(二量体)→環状→コロイダル→アモルファスシリカ(スケール)(III)
反応機構は、水酸化物イオンによって触媒されるため、低pHではゆっくりと進行するが、pHが約7を超えると、大幅に増加する。したがって、6.5〜8.5などの「中性」pHを有する水性系におけるシリカスケール形成の防止が特に懸念される。
本発明の方法は、20℃〜250℃の範囲の温度で、6.5〜10.0のpHを有す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制御するのに好適である。本方法は、有効量のアクリル酸グラフトエチレンオキシド−プロピレンオキシド(EO−PO)コポリマーを水性系に添加することを含む。
グラフトポリマー
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。
骨格ポリマー
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)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。
一般に、本発明で使用されるポリ(オキシアルキレン)化合物は、約200ダルトン〜約80,000ダルトン、好ましくは約1500ダルトン〜約20,000ダルトンの範囲の分子量(数平均)を有する。
重合性酸のポリ(オキシアルキレン)化合物へのグラフト化は、フリーラジカル重合によって実行することができ、約3〜約35(好ましくは約5〜約25)のグラフト化酸含量を与える。
有用なグラフト酸は、とりわけ、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、およびビニルホスホン酸を含み、アクリル酸、マレイン酸、およびビニルホスホン酸がより好ましく、アクリル酸が最も好ましい。
本発明において有用なポリ(オキシアルキレン)化合物は、以下の式を有する式を有し、
Figure 2021526453
式中、各R’は、独立して水素原子、水素ラジカル、またはアシルラジカルのいずれかであり、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、またはアシルラジカルのいずれかであり、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。好ましい実施形態では、ポリ(オキシアルキレン)化合物は、「n」=2または3、「a」が1の値を有し、各R’またはR”が独立して水素原子、水素ラジカル、またはアシルラジカルのいずれかであり、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をそれぞれもたらすような、ポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)ポリマーである。
ポリ(オキシエチレン−オキシプロピレン)ポリマーは、0:100〜100:0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。EO−POコポリマーは、シリカスケールの形成を阻害することができるので、本発明のグラフトポリマーの骨格として特に適している。EO−POコポリマーは、エトキシ基およびプロポキシ基を含む有機化合物であり、好適なEO−POコポリマーとしては、EO/POのランダムコポリマー、EOのホモポリマー、POのホモポリマー、EO/POのブロックコポリマー、およびEO/POの逆ブロックコポリマーが含まれ得る。EO:POの重量比は、約100:0〜約0:100であり得、好ましくは約90:10〜約10:90であり、より好ましくは約75:25〜約25:75であり、および最も好ましくは約50:50である。本発明のグラフトポリマーは、好ましくは、65重量%〜97重量%の骨格ポリマーを含む。
使用方法
「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。
堆積を制御するための本発明の方法において有用なグラフトポリマーを調製するために使用される重合方法は、特に限定されず、現在または将来、当業者に知られている任意の方法であり得、これらに限定されないが、米国特許第4,146,488号、同第4,392,972号、同第5,952,432号、および同第6,143,243号に開示された方法を含む、エマルジョン、溶液、添加およびフリーラジカル重合技術を含み、これらは参照により本明細書に組み込まれる。
本発明の使用、用途、および利点は、本発明の例示的な実施形態の以下の考察および説明によって明らかにされるであろう。
以下の実施例は、本明細書に開示および特許請求される本発明の様々な非限定的な実施形態、ならびにその特定の属性を示す。
コポリマーへの酸のグラフト
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
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、SiO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。
静的ボトル試験の第1の組では、5、15、および25ppm(活性物質として)の本発明の阻害剤を過飽和シリカ溶液の中に投与し、pHを7.5に調整した。次いで、試料を20℃で24時間静置した。24時間後、シリカ溶液をよく混合し、濁度計で濁度について分析して、不溶性フロックの存在をチェックした。次いで、シリカ試料を0.45μmフィルタでろ過し、HACH比色法を使用してろ液を分析した。試料Aは、アクリル酸(AA)グラフトエチレンオキシド−プロピレンオキシドコポリマーである。試料Bは、グラフトされていないエチレンオキシド−プロピレンオキシドのコポリマーである。
阻害剤を含有する溶液および阻害剤を含まない溶液の最終可溶性シリカ濃度を測定した後、パーセントスケール阻害を以下の式に従って計算した。
Figure 2021526453
濁度およびシリカ阻害試験の結果を表1にまとめている。
Figure 2021526453
試料Aは、不溶性の沈殿物またはフロックを形成することなく、溶液中で高レベルの反応性シリカを維持すると決定した。比較すると、試料Bは、コロイダルシリカの阻害を示したが、不溶性フロックをもたらし、シリカブラインの濁度が大幅に上昇した。
静的ボトル試験の第2の組では、塩化カルシウム二水和物として添加した100ppmのCa2+、および塩化マグネシウム六水和物として添加した40ppmのMg2+を、ケイ酸ナトリウムとして添加した400ppmのSiOに加えて添加して、硬度イオンの影響を評価した。5、15、および25ppm(活性物質として)で阻害剤を添加した後、ブラインのpHを7.5に調整した。次いで、試料を20℃で24時間静置した。24時間後、シリカ溶液をよく混合し、濁度計で濁度について分析して、不溶性フロックの存在をチェックした。次いで、シリカ試料を0.45μmフィルタでろ過し、HACH比色法を使用してろ液を分析した。試料Aは、アクリル酸(AA)グラフトエチレンオキシド−プロピレンオキシドコポリマーである。試料Bは、グラフトされていないエチレンオキシド−プロピレンオキシドのコポリマーである。濁度およびシリカ阻害試験の結果を表2にまとめている。
Figure 2021526453
試料Aは、最小限の濁度で、不溶性の沈殿物またはフロックの量がかなり少ない溶液中で高レベルの反応性シリカを維持すると決定した。比較すると、試料Bは、コロイダルシリカの阻害を示したが、多量の不溶性フロックをもたらし、シリカブラインの濁度が大幅に上昇した。
本発明は、上記の明細書および図面に開示されたその好ましい実施形態を参照して説明されてきたが、本発明から逸脱することなく、本発明のさらに多くの実施形態が可能である。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。

Claims (18)

  1. 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、
    Figure 2021526453
    式中、各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、
    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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 「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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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。
  16. 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。
  17. 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。
  18. 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。
JP2020567068A 2018-06-01 2019-05-17 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 Pending JP2021526453A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024009789A JP2024069185A (ja) 2018-06-01 2024-01-25 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

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN201841020598 2018-06-01
IN201841020598 2018-06-01
PCT/US2019/032868 WO2019231715A1 (en) 2018-06-01 2019-05-17 Method of silica scale inhibition, using acid grafted eo-po copolymers

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024009789A Division JP2024069185A (ja) 2018-06-01 2024-01-25 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

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021526453A true JP2021526453A (ja) 2021-10-07

Family

ID=66867777

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020567068A Pending JP2021526453A (ja) 2018-06-01 2019-05-17 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
JP2024009789A Pending JP2024069185A (ja) 2018-06-01 2024-01-25 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

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024009789A Pending JP2024069185A (ja) 2018-06-01 2024-01-25 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

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210221724A1 (ja)
JP (2) JP2021526453A (ja)
CN (1) CN112513223B (ja)
MX (1) MX2020013009A (ja)
SG (1) SG11202011967PA (ja)
WO (1) WO2019231715A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113355069B (zh) * 2021-06-22 2022-04-12 西南石油大学 一种抗高温改性纳米二氧化硅封堵剂及油基钻井液
CN115772394A (zh) * 2022-11-16 2023-03-10 天津大港油田滨港集团博弘石油化工有限公司 一种适用于盐卤水压井液的阻垢剂的制作方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS596266A (ja) * 1982-06-17 1984-01-13 ユニオン・カ−バイド・コ−ポレ−シヨン アクリレ−ト−シリケ−ト腐食防止剤
JPH09192691A (ja) * 1996-12-27 1997-07-29 Nippon Shokubai Co Ltd スケール防止剤
JPH10192891A (ja) * 1996-12-27 1998-07-28 Nippon Shokubai Co Ltd スケール防止剤およびそれを用いたスケール防止方法
JP2001106743A (ja) * 1999-07-30 2001-04-17 Nippon Shokubai Co Ltd グラフト重合体、その製造方法およびそれを用いた用途
JP2007246916A (ja) * 2007-05-17 2007-09-27 Nippon Shokubai Co Ltd 親水性グラフト重合体、その製造方法および用途
WO2019232019A1 (en) * 2018-06-01 2019-12-05 Dow Global Technologies Llc Inhibition of silica scale using a chelating agent blended with acid and alkylene oxide derived polymer dispersants

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4146488A (en) 1978-01-24 1979-03-27 Union Carbide Corporation Metal lubricants
US4392972A (en) 1981-12-30 1983-07-12 Union Carbide Corporation Aluminum-corrosion inhibitive heat transfer fluid
US4552901A (en) 1984-10-26 1985-11-12 Dow Corning Corporation Nonslumping, foamable polyorganosiloxane compositions containing organosiloxane graft copolymers
US4618448A (en) 1984-11-09 1986-10-21 Calgon Corporation Carboxylic/sulfonic/polyalkylene oxide polymer for use as scale, corrosion, and iron oxide deposit control
US5035894A (en) 1987-10-15 1991-07-30 Dow Corning Corporation Controlled release compositions and transdermal drug delivery device
US4933090A (en) 1987-12-23 1990-06-12 Calgon Corporation Method for controlling silica/silicate deposition in aqueous systems using phosphonates and carboxylic/sulfonic polymers
US5378368A (en) 1992-08-05 1995-01-03 Calgon Corporation Controlling silica/silicate deposition using polyether polyamino methylene phosphonates
US5374674A (en) 1994-01-07 1994-12-20 Dow Corning Corporation Nail lacquer primary film forming resin
DE69618507T2 (de) 1995-02-03 2002-08-08 Nippon Catalytic Chem Ind Wasserlösliches polymer, verfahren zu dessen herstellung und detergentienzusammensetzung die dieses wasserlösliches polymer enthalten
JP4057677B2 (ja) * 1997-08-14 2008-03-05 株式会社日本触媒 親水性グラフト重合体とその用途
US6166149A (en) 1996-12-27 2000-12-26 Nippon Shokubai Co., Ltd. Hydrophilic graft polymer, production process therefor, composition containing the polymer, and use thereof
JP4473351B2 (ja) * 1997-12-12 2010-06-02 株式会社日本触媒 スケール防止剤およびそれを用いたスケール防止方法
US6143243A (en) 1997-12-29 2000-11-07 Prestone Products Corporation Method of inhibiting cavitation-erosion corrosion of aluminum surfaces using carboxylic acid based compositions comprising polymerizable-acid graft polymers
US6051142A (en) 1998-06-30 2000-04-18 Betzdearborn Inc. Inhibition of silica and silicate deposition using ethylene oxide-propylene oxide block copolymers
US6447696B1 (en) * 1999-07-30 2002-09-10 Nippon Shokubai Co., Ltd. Grafted polymer and its production process and use
WO2002034681A2 (en) * 2000-10-23 2002-05-02 Noveon Ip Holdings Corp. Method for inhibiting the deposition of silica and silicate compounds in water systems
US6814873B2 (en) * 2002-07-22 2004-11-09 Cytec Technology Corp. Method of preventing or reducing aluminosilicate scale in a bayer process
US7316787B2 (en) 2004-09-17 2008-01-08 General Electric Company Methods for controlling silica scale in aqueous systems
KR20090018643A (ko) * 2006-05-22 2009-02-20 도아고세이가부시키가이샤 분산제
WO2010005889A1 (en) * 2008-07-07 2010-01-14 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Preventing silica and silicate scale with inhibitors in industrial water systems
CN103159333B (zh) * 2013-03-26 2014-07-09 东南大学 一种荧光标识聚醚羧酸酯类环保型缓蚀阻垢剂

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS596266A (ja) * 1982-06-17 1984-01-13 ユニオン・カ−バイド・コ−ポレ−シヨン アクリレ−ト−シリケ−ト腐食防止剤
JPH09192691A (ja) * 1996-12-27 1997-07-29 Nippon Shokubai Co Ltd スケール防止剤
JPH10192891A (ja) * 1996-12-27 1998-07-28 Nippon Shokubai Co Ltd スケール防止剤およびそれを用いたスケール防止方法
JP2001106743A (ja) * 1999-07-30 2001-04-17 Nippon Shokubai Co Ltd グラフト重合体、その製造方法およびそれを用いた用途
JP2007246916A (ja) * 2007-05-17 2007-09-27 Nippon Shokubai Co Ltd 親水性グラフト重合体、その製造方法および用途
WO2019232019A1 (en) * 2018-06-01 2019-12-05 Dow Global Technologies Llc Inhibition of silica scale using a chelating agent blended with acid and alkylene oxide derived polymer dispersants

Also Published As

Publication number Publication date
MX2020013009A (es) 2021-03-25
JP2024069185A (ja) 2024-05-21
CN112513223A (zh) 2021-03-16
SG11202011967PA (en) 2020-12-30
WO2019231715A1 (en) 2019-12-05
US20210221724A1 (en) 2021-07-22
CN112513223B (zh) 2023-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7387649B2 (ja) 酸およびアルキレンオキシド由来のポリマー分散剤とブレンドされたキレート化剤を使用するシリカスケールの阻害
KR100904789B1 (ko) 수성 시스템에서 스케일 형성 및 침착의 억제 방법
JP2024069185A (ja) 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
EP0454915A1 (en) Method for controlling silica/silicate deposition in aqueous systems
AU2002314719A1 (en) Method for controlling scale formation and deposition in aqueous systems
WO2010005889A1 (en) Preventing silica and silicate scale with inhibitors in industrial water systems
JP5884730B2 (ja) 逆浸透膜用スケール防止剤及びスケール防止方法
JPS60143899A (ja) スケール抑制組成物と方法
JP5763528B2 (ja) 水溶液系における水性シリカのスケールの生成及び堆積の阻害方法
JPWO2012132892A1 (ja) 逆浸透膜用スケール防止剤及びスケール防止方法
MX2014001534A (es) Mezclas de polimeros como inhibidores de depositos en sistemas acuiferos.
JP2013503740A (ja) 水性システムにおけるシリカおよび/またはケイ酸塩化合物の堆積を阻害する方法
US4581145A (en) Composition and method for inhibiting scale
JP7465820B2 (ja) ボトルブラシポリマーを使用したシリカスケールの阻害
JPH08318294A (ja) スケール阻害方法
JP2007521955A (ja) 脱塩スケール防止剤
GB2127801A (en) Composition and method for inhibiting scale
TW200503972A (en) Scale inhibitors
JPH05104093A (ja) 2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸並びにアニオンポリマーを用いた、水性系におけるシリカ/ケイ酸塩析出の制御方法
JP2013180277A (ja) 逆浸透膜処理用スケール防止剤および逆浸透膜処理におけるスケール生成防止方法
JP2007038120A (ja) 亜鉛水酸化物スケール防止剤及び亜鉛水酸化物のスケール防止方法
CA2015939A1 (en) Method for controlling silica/silicate deposition in aqueous systems using phosphonates and carboxylic/sulfonic polymers

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20210201

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20210402

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220509

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230320

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230328

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230627

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230926