JPH0478495A - スケール防止剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は水系のスケール防止剤に関する。

〈従来の技術〉 近年、水質源の有効利用の観点より工場などで使用水量
の低減を目的とした冷却水などの循環利用が進んでいる
。これに従い水の高濃縮化が進行し、その結果、このよ
うな水系ではカルシウム、マグネシウム、シリカなどの
いわゆるスケール成分の濃縮が起こり熱交換器などの伝
熱面へのスケール付着のトラブルが発生する。スケール
が付着すると熱交換率の低下をきたすだけでなく管の閉
塞、腐食などの障害が発生し最悪の場合は運転の中断に
つながる。このようなスケール障害は冷却水系に限らす
ボイラ水系、地熱発電水系でも発生する。特にシリカ系
スケールは硬質で熱伝導率が低く問題が大きい。

従来、この様なスケールを防止する薬剤としてはりん化
合物、ポリアクリル酸、ポリマレイン酸あるいはそれら
の水溶性塩が使用されているが単独ではシリカ系スケー
ルに対して殆ど効果を発揮しない。また、シリカ系スケ
ールの防止剤として第４級アンモニウム化合物（特開昭
５７−１１０３９Ｂ号公報）、ポリアクリルアミド（特
開昭６１−１０７９９７号公報）、グリオキザール（特
開昭６１−２９３５９７号公報）などが提案されている
がその効果は十分ではない。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明はこれら従来技術の有する問題点を解決するもの
で、従来のものよりも優れたスケール防止効果を有し、
特にシリカ系スケールに対して優れた効果を発揮するス
ケール防止剤を提供することを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するためになされた本発明よりなるスケ
ール防止剤は脂肪族アミンとエチレンオキサイドを反応
させて得られる一般式（Ｉ）（ＣＨｚＣＨｚＯ）　　Ｆ
ｌ、　　　Ｈ／ Ｒ−Ｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　（Ｉ）＼ （ＣＨｚ　ＣＨ２０）　　−ｚ　　Ｈ （式中Ｒは炭素数１２〜１８のアルキル基またはアルケ
ニル基、ｎｌ５ｎｚはそれぞれ１０≦ｎ、　十ｎｚ≦８
０の範囲にある１以上の任意の整数である） で表される化合物を含有することを特徴とするものであ
る。なお、エチレンオキサイドのみを反応させる代わり
に、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの両
方を反応させた化合物も、ある程度のスケール防止効果
を有するが、エチレンオキサイドのみを反応させた上記
式（Ｉ）の化合物の方がより優れたスケール防止効果を
発揮する。

上記化合物は単独でも従来にない優れたスケール防止効
果を発揮するが、当該化合物とアクリル酸系重合体およ
び共重合体、マレイン酸系重合体および共重合体、並び
にスルホン酸系重合体および共重合体からなる群から選
ばれる少なくとも一つを併用するとさらに優れた効果が
得られる。

本発明で使用する脂肪族アミンとしてはラウリルアミン
、セシアミン、オレイルアミン、ステアリルアミンなど
があげられる。

脂肪族アミンとエチレンオキサイドの反応物はカセイア
ルカリの触媒存在下で規定量の脂肪族アミンとエチレン
オキサイドを温度１３０ないし１８０℃で反応させて得
ることができる。なお、本発明のスケール防止剤は前記
式（Ｉ）におけるエチレンオキサイドの重合度（一般式
（Ｉ）におけるｎ、とｎ２との和）が１０ないし８０の
化合物であるが、中でも当該重合度が１５ないし３０の
ものがスケール防止効果の点で特に優れている。

また１、使用するアクリル酸系重合体および共重合体、
マレイン酸系重合体および共重合体、スルホン酸系重合
体および共重合体にはポリアクリル酸、ポリマレイン酸
、スチレンスルホン酸（以上いずれも単独重合体）、ア
クリル酸−アクリルアミド共重合体、メタクリル酸−ア
クリルアミド共重合体、マレイン酸〜イソブチレン共重
合体、マＬ、イン酸−スチレンスルホン酸共重合体およ
びそれらのすｌ・リウム塩、カリウム塩などのような水
溶性塩があり、これらの一種または二種以上を併用する
。これらの重合体あるいは共重合体は公知の方法で容易
に重合することができる。なお、これらの重合体あるい
は共重合体の分子量は２００ないし１ｏｏｏｏｏ好まし
くは５００ないし３００００のものが適当である。

上記重合体あるいは共重合体を、前記式（Ｉ）の化合物
と併用する場合は、各々を別々に用水中に添加してもよ
いが、各薬剤をあらかじめ所定の割合で混合して一剤と
なしておいた方が、取り扱いおよび添加操作が容易とな
るので便利である。

各薬剤を混合して一剤とする場合の混合比率は、式（Ｉ
）の化合物：重合体およびまたは共重合体−９：１ない
し４：６（重量比、以下同じ）、好ましくは８：２ない
し５：５が適当である。

また、本発明のスケール防止剤の添加量は、式（Ｉ）の
化合物を単独で使用する場合、および式（Ｉ）の化合物
に加えて前記重合体およびまたは共重合体を含有するス
ケール防止剤の場合のいずれにおいても水中の濃度で１
ないし５００■／Ａ、好ましくは５ないし２００■／ｌ
となるような量とするとよい。添加は液状で行っても固
体状で行ってもいずれでもよいが、添加量の正確を期す
ためには液状で添加する方がよい。

なお、本発明のスケール防止側は水酸化ナトリウム、炭
酸ナトリウムのようなｐＨ１１整剤、りん酸化合物、ヘ
キサメタりん酸化合物、ホスホン酸化合物のようなりん
酸またはそれらの塩、亜鉛化合物、モリブデン化合物の
ような通常防食前として使用される金属化合物、ベンゾ
トリアゾール、トリルトリアゾールのようなアゾール化
合物、塩素系化合物、４級アンモニウム系化合物、有機
窒素硫黄系化合物、アルデヒド系化合物のような殺菌剤
などと併用したり、配合して使用することは何ら差し支
えない。

く作用〉 脂肪族アミンとエチレンオキサイドを反応させて得られ
る前記一般式（Ｉ）で表される化合物はわずかにカチオ
ン性を有し水中のカルシウム系、マグネシウム系析出物
だけでなく特にシリカ系析出物の表面にイオン的、物理
的に強く吸着し結晶の成長を抑制することによりスケー
ルの生成を防止すると考えられる。

また、上記化合物と併用するアクリル酸系重合体および
共重合体、マレイン酸系重合体および共重合体、並びに
スルホン酸系重合体および共重合体は特にカルシウム系
、マグネシウム系析出物の表面に強く吸着するため両化
合物を併用することによりカルシウム系、マグネシウム
系析出物だけでなくカルシウムとシリカ、マグネシウム
とシリカの反応析出物の結晶成長を抑制することができ
、相乗的にさらに優れた効果を発揮すると考えられる。

〈実施例〉 以下に本発明の詳細な説明する。

実施例１ 伝熱面積Ｏ，３ｎ（の熱交換器を有し、保有水量０゜８
−の実験用開放循環式冷却装置を使用し、所定の薬品を
所定量維持しながら循環水の濃縮倍数が７倍になるよう
に下記の条件で運転を行った。

運転条件 熱交換器入口温度　３０℃ 熱交換器出口温度　４５℃ 流速　　　　　　　１．Ｏｒｎ／ｓ 補給水水質 ｐ　Ｈ７，０ 電気伝導率　　　２１０　ａｓ／ｃｏ！シリカ　　　　
　５０■ＳｉＯ，／Ａ カル’／ウム３２　ｆｆ　Ｃａ　ＣＯｔ／　Ｉ！マグネ
シウム　　７．５ｍｇＣａＣＯｘ／１１！運転終了後、
循環水のシリカ濃度およびカルシウム濃度の分析を行っ
た。

使用した薬剤の種類を表１（Ｉ）、（２）に、また実験
結果を表２に示す。

表１−ｆｌ）　　使用薬剤 表１−（２）　　使用薬剤 表２に見られるごとく、本発明のスケール防止網を添加
し７た循環水の場合は、特にそのシリカ濃度において比
較例の場合より著しく高くなっている。このことは、使
用した熱交換器の伝熱面等−・のシリカスケールの析出
、付着が少ないことを意味しており、本発明のスケール
防止網が優れた効果を発揮することがわかる。

実施例２ 伝熱面積１００ｊのヒーターを有し保有水量１００ｉの
循環装置に、あらかじめ工業用水を濃縮し、て作成した
下記の水質の水を入れ、その中に所表２　実験結果 定の薬品を所定量添加し１４日間運転した。

循環水水質 ｐ　Ｈ７，５ 電気伝導率　　１３２０ｎ／ｃｄ シリカ　　　　１８０　［Ｓ　ｉ　Ｏｚ／　１カルシウ
ム　　３６　（Ｉｇｃ　ａ　ＣＣｈ／　１マグネシウム
　１２６ｗｇＣａ　ＣＯ：Ｉ／　７！運転終了後、ヒー
ターに付着したスケールの付着速度を測定した。

その結果を比較例とともに表３に示す。なお、表３にお
いて前記表１と同じ薬剤記号は同一の薬剤を示している
。

表３ 実験結果 表３より本発明のスケール防止剤が優れた効果を発揮す
ることがわかる。

〈効果〉 以上説明したごとく本発明のスケール防止剤はカルシウ
ム系、マグネシウム系のみならず特にシリカ系スケール
に対して優れた防止力を発揮し、伝熱面の熱交換率の低
下を防止するだけでなく種々の障害の発生を防止し産業
に与える影響は大きい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、脂肪族アミンとエチレンオキサイドを反応させて得
   られる次の一般式（ I ）で表される化合物を含有する
   スケール防止剤。 ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中Ｒは炭素数１２〜１８のアルキル基またはアルケ
   ニル基、ｎ＿１、ｎ＿２はそれぞれ１０≦ｎ＿１＋ｎ＿
   ２≦８０の範囲にある１以上の任意の整数である） ２、一般式（ I ）で表される化合物と、アクリル酸系
   重合体および共重合体、マレイン酸系重合体および共重
   合体、並びにスルホン酸系重合体および共重合体からな
   る群から選ばれる少なくとも一つを含有する特許請求の
   範囲第１項記載のスケール防止剤。 ３、スケールがシリカ系スケールである特許請求の範囲
   第１項または第２項記載のスケール防止剤。