CN1056593C - 硅垢的抑制方法 - Google Patents

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Abstract

一种控制在水系统中生成硅和硅酸盐垢的方法，该水系统选择冷却塔、锅炉、产糖过程中蒸发的糖水浓缩物、用于提高油田收率的驱动液以及在地热工艺中控制温度下降用的水，其特征在于往水系统中加入有效量的结垢抑制剂，以抑制硅或硅酸盐水圬在所述水系统中沉淀。

Description

硅垢的抑制方法
本发明涉及控制水系统硅及硅酸盐结垢问题的一种方法。更具体地说，本发明旨在使用某些低分子量水溶的(甲基)丙烯酸或马来酸为基础的聚合物和铝或镁离子来抑制硅酸镁和其他硅酸盐和硅的结垢沉积在表面上。
在许多用水工艺中硅是一种主要的结垢问题，硅是很难处理的，因为它根据不同条件可呈多种低溶解度的化学形式。例如，PH低于7，单体的硅倾向于聚合成齐聚物或胶体硅。较高PH值时，特别是在高于PH9.5，硅可生成单体的硅酸盐离子，因为转化很慢，根据系统的历史的不同，所有这些形式可在任一时间内存在，而且，硅酸盐离子可与多价阳离子，正常存在于工艺水中的镁和钙反应可生成具有很有限溶解度的盐。因此，通常是有许多形式的一混合物存在：单体的，齐聚物的和胶体的硅，硅酸镁、硅酸钙和其他硅酸盐。在说明此复杂系统时，通常的指的混合物系指硅或硅与硅酸盐。此处这些术语可以互换地使用。
在控制硅和硅酸盐结垢中更复杂的是，胶体硅，当温度升高时倾向于更溶于水，而多价硅酸盐离子的金属盐，则随温度升高，倾向于越不溶于水。
在一工艺过程中，控制硅或硅酸盐结垢或沉积在表面上的两种可能的机理是：1)抑制工艺水中物质的沉淀，和2)一旦在重力水中形成把此物质分散以防它粘接于表面。然而，某一具体的结垢抑制剂功能的精确机理还不十分了解。本发明的添加剂可通过一条或两条这些途径发生作用。
一种可抑制水中硅或硅酸盐结垢的物质而有可能使这些工艺过程得到好处，例如，冷却水，锅炉给水，发电或取暖的地热工艺、糖(特别是甘蔗和甜菜)的加工。在这些工艺中的每种工艺，热传递到水或从水中传递出。在三种工艺中，冷却水、锅炉给水和糖加工，热加到水中并蒸发一些水。当水蒸发时，硅(或硅酸盐)将浓缩。如果硅浓度超过其溶解度，它可沉积形成或是一种玻璃状的涂层或者是一粘附结垢，只能用人力机械或化学清洗除去。在地热工艺中，载有硅或硅酸盐的热水用于家庭或工厂取暖或者转化成蒸汽驱动一透平并发电。在上述四种工艺之一，在某些处，热从水中取出，使任一溶解的硅酸盐更不溶于水因而可沉积在表面上。
在此四种中的每种工艺，其当前的实践是机械地限制水中积累的硅或硅酸盐的量以便不发生这些化合物沉积而造成的灾难性后果。例如，在冷却水中，已接受的实际经验是将硅或硅酸盐的量限制在约180ppm(以SiO2表示)。碳酸钙(对硅或硅酸盐的沉积可起一成核剂的作用)的沉积用公知抑制剂如磷酸盐或聚合物如聚丙烯酸或聚马来酸来进行控制。据报导，当前最好的可购得的控制冷却水中硅或硅酸盐的聚合物是平均分子量约1000-1300的聚马来酸。因为硅限制在180ppm并且在美国和世界其他部分的许多干旱地区，补充水可含50-90ppm硅。在硅或硅酸盐沉积的风验变得很大前，冷却水仅能浓缩2-3倍。一种聚合物如能使此有限量硅的冷却水循环重复使用将会对这些地区有很大好处。
同样地在锅炉给水中，美国机械工程师学会推荐硅，根据锅炉操作压力的不同，限制在某一定量。例如，在低压锅炉(小于300磅/平方寸)含硅量以SiO计，应保持低于150ppm。当压力增高时，允许在循环的锅炉给水中硅的含量将越来越低。一种聚合物只能使锅炉在较高浓缩倍数下操作，特别是低压锅炉，那里硅的挥发不是很关心的问题，将会更节能地使用热水。
在糖的生产中，特别是蔗糖，那里硅含量是最高的，糖蒸发器约2-3个月后要清洗以防止硅的过分沉积。清洗通常用带有硬化学品的机械刷激烈擦去硅和其他盐，一种抑制剂如能延长糖蒸发加工清洗间的周期或使清洗不繁重则会延长蒸发器的寿命和增加季节产量。
地热工艺现在用控制温度降的办法防止硅沉积在设备表面上。一种抑制剂能限制硅沉积使此工艺的温降变大并能更有效地使用地热产生的水的热能。
除了防止硅或硅酸盐在表面结垢外，一种用于防结垢的抑制剂或分散剂可允许使用较高含量的硅和硅酸盐用于控制腐蚀。在饮用水中，硅酸盐加到水中以防止主要由于黑色金属腐蚀生成的“红水”。在冷却水中，经过长期探索后，一种抑制剂可使硅用作无毒性腐蚀抑制剂。
在提高石油回收率中，硅酸盐加到驱动液中以帮助石油通过地层。一种有效的硅抑制剂会防止地层被硅酸盐金属离子堵塞，从而能从岩层有效地回收石油。
需要硅或硅酸盐抑制剂的其他工艺为洗涤剂的应用，如洗衣、清洗、洗碗。洗衣时，硅抑制剂可防止织物被水中的中性硅酸盐或加到洗涤剂配方中用作增效助剂的硅酸盐的污垢或粘附。一种抑制剂会防止硅或硅酸盐沉积在洗衣机，如热元件和管道的表面上，而得到附加的好处。在洗碗时，硅酸盐也做为一种助剂加入并产生洗衣时类似的污垢。
(甲基)丙烯酸和马来酸为基础的聚合物长期以来用于水处理。(甲基)丙烯酸与2-丙烯酰基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)的共聚物和三元共聚物虽特别推荐用于抑制硫酸盐、碳酸盐和磷酸盐结垢以及其他处理如除锈。例如，美国专利No.3,332,904，3,692,673，3,709,815，3,709,816，3,928,196，3,806,367和3,898,037是使用含有AMPS的聚合物，GBNo.2,082,600推荐用一种丙烯酸/AMPS/丙烯酰胺聚合物，WONo.83/02670，WONo.83/02608是使用(甲基)丙烯酸和AMPS共聚物做为这些结垢的抑制剂。
此外，美国专利No.4,811,725公开了使用(甲基)丙烯酸/AMPS/取代丙烯酸胺的三元共聚物来抑制磷酸钙的沉淀。
有几份出版物曾专门讲到硅和硅酸盐的抑制。美国专利No.4,029,577说明使用丙烯酸/羟基低烷基丙烯酸酯的共聚物控制包括硅酸镁和硅酸钙在内的广谱沉淀的结垢。美国专利No.4,499,002公开了(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酰胺/(甲基)丙烯酸的烷氧基伯醇酯用于同一目的。日本专利公告61-107997和61-107998公开了用聚丙烯酰胺和选择的(甲基)丙烯酸共聚物来控制硅垢。
共聚物术语曾在出版物中广泛使用，但往往有不同含义，有时是指仅有两种单体组成的聚合物，有时是指有两种或两种以上单体组成的聚合物。为了避免模糊不清，这里所用的共聚物术语限定为仅有两种单体组成的聚合物，而由三种或更多单体组成的聚合物称三元共聚物。
尽管在结垢抑制剂领域有大量出版物，但都没有能提供一种有效控制令人生厌的硅和硅酸盐结垢的方法。限制引入的硅含量或允许在水系统积累仍然是处理这个问题的主要方法。
因此，提供一种有效抑制硅在水系统中沉积的方法是本发明的目的。
本发明的一个目的是使用化学方法代替限制硅浓度允许在系统中积累或用人工除去硅垢的机械技术。
我们意料不到地发现，在水系统中硅和硅酸盐结垢的难题可以通过往水系统中加入一种或一种以上的所选择的物质来进行控制。这些所选择的物质是：
a)某些低分子量(甲基)丙烯酸或马来酸为基础的共聚物或三元共聚物及其盐类；或
b)镁离子，
c)混有铝离子或镁离子的(a)的共聚物和三元共聚物，或
d)混有铝离子或镁离子的低分子量聚丙烯酸或聚马来酸或其盐类。
共聚物含有衍生于下列物质的单元：
a)约20-约85重％(甲基)丙烯酸或马来酸，和
b)大于约11重％-约80重％(甲基)丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸或苯乙烯磺酸，或
c)约5重％-约30重％(甲基)丙烯酰胺或取代的(甲基)丙烯酰胺，或
d)约30重％-约60重％异丁烯或二异丁烯。
三元共聚物含有衍生于下列物质的单元：
a)约30重％-约80重％(甲基)丙烯酸或马来酸和
b)大于11重％-65重％(甲基)丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸或苯乙烯磺酸，和
c)约5重％-约30重％(甲基)丙烯酰胺或取代的(甲基)丙烯酰胺，或
d)约5重％-约30重％乙烯醇、烯丙醇、乙烯酯，乙烯醇或烯丙醇的酯，苯乙烯，异丁烯或二异丁烯，或
e)当(甲基)丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸存在时，约3重％-约30重％苯乙烯磺酸。
在本说明书中，术语(甲基)丙烯酸系指丙烯酸或甲基丙烯酸，(甲基)丙烯酰胺基系指丙烯酰胺基或甲基丙烯酰胺基，(甲基)丙烯酰胺系指丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺。
根据本发明，抑制水系统硅和硅酸盐结垢的方法包括往水系统中加入结垢抑制量下列物质之一：
1.低子量(甲基)丙烯酸或马来酸为基础的共聚物或三元共聚物，其平均分子量约1000-约25000，最好是约2000-约10,000。
共聚物是由以下物质形成的：
a)约20重％-约85重％(甲基)丙烯酸或马来酸，其结构式为(A)：
Figure C9110504400121
式中R为H或CH3，R1为H或COOX，X为H或金属阳离子，和
b)大于11重％-约80重％(甲基)丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸或苯乙烯磺酸，这里(甲基)丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸具有以下结构式(B)：
式中，R为H或CH3，X为H或金属阳离子，R2为C1-8烷基或苯基，R3为H或C1-4烷基，或
c)约15重％-约30重％丙烯酰胺或取代的(甲基)丙烯酰胺，其结构式表示为(C)：
Figure C9110504400132
式中R为H或CH3，R1为H或COOX，X为H或金属阳离子，R4和R5或是H或是C1-8烷基，但二者不能同时是H，或
d)约30重％-约60重％异丁烯或二异丁烯。
三元共聚物是由以下物质形成的：
a)约30重％-约80重％(甲基)丙烯酸或马来酸(以结构式(A)表示)，和
b)大于11重％-约65重％(甲基)丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸或苯乙烯磺酸，这里(甲基)丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸具有结构式(B)，和
c)约5重％-约30重％(甲基)丙烯酰胺或取代的(甲基)丙烯酰胺(以结构式(C)表示)，或
d)约5重％-约30重％乙烯醇、烯丙醇、乙烯醇酯或烯丙醇酯，乙烯酯，苯乙烯，异丁烯或二异丁烯，这里乙烯酯用式(E)表示：
Figure C9110504400141
式中R6为C1-6烷基，或C6-10芳基或芳烷基，或
Figure C9110504400142
，R7为H或C1-6烷基或PO3X，X为H或金属阳离子，R为H或CH3，和n为1-3，或
e)当(甲基)丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸存在时，约3重％-约30重％苯乙烯磺酸。
这里所用的乙烯醇酯或烯丙醇酯包括(C1-4)链烷酸与乙烯醇或烯丙醇的反应产物(如醋酸乙烯酯)。
三元共聚物也可以由三种以上单体组成，一种选自a，一种选自b，两种或两种以上选自c，d和e
2.一种共聚物或三元共聚物与铝离子或镁离子的混合物，此处共聚物和三元共聚物如上文1所述，Al+3离子和Mg+2离子可由铝或镁的水溶性盐(如氯化物，硫碳盐或硝酸盐)来提供。混合物的组分可预先混合或分别加入到水系统中。
3.一种重均分子量约1000-约25000的聚丙烯酸或聚马来酸或其盐与铝离子或镁离子的混合物。聚合物是由结构式(A)所代表的单元衍生物。
4.镁离子。
任何水溶性镁盐都适用，例如氯化镁，硫酸镁和硝酸镁。
特别令人惊异的发现是，将镁离子加入到已有镁离子存在的水系统中可以降低硅和硅酸盐的结垢。
我们发现优选的添加剂是(1)丙烯酸、AMPS和取代的丙烯酰胺，醋酸乙烯酯、苯乙烯或苯乙烯磺酸的三元共聚物，(2)马来酸和苯乙烯磺酸的共聚物和(3)氯化镁。最优选45-67％丙烯酸，17-40％AMPS，和5-30％叔丁基丙烯酰胺、醋酸乙烯、苯乙烯或苯乙烯磺酸的三元共聚物。
提供结垢抑制量的添加的用量依所处理水系统的不同而变化。一般此用量在0.1-500ppm范围内。
聚合物的合成
现有技术公开了几种也适用于本发明的制备低分子量(甲基)丙烯酸和马来酸为基础的聚合物的合成方法。
美国专利No.4,314,004叙述一种这样的合适的共聚物合成方法，其公开内容在此援引以供参考。这个方法要求特定浓度范围的聚合引发剂和特定的摩尔比范围的引发剂浓度和某些金属盐浓度，以得到用于本发明的低分子量聚合物。优选的聚合引发剂为过氧化合物，如过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢和叔丁基过氧氢。优选的引发剂浓度范围，根据单体重量，约1-20重％。调节分子量的用的金属盐最好包括氯化或溴化亚铜或铜，硫酸铜，醋酸铜，氯化亚铁和氯化铁，硫酸亚铁和磷酸铁以及磷酸亚铁。聚合引发剂对金属盐的摩尔比最好在40∶1到80∶1。本发明适用的均聚物、共聚物和三元共聚物最好在水中制备，根据溶液的总重，聚合物浓度约40％-约50％。
另一种制备这些低分子量共聚物和三元共聚物的方法已在美国专利4,301,266中说明，共公开内容也在此援引以供参考。在此工艺中，异丙醇用作分子量调节剂和反应溶剂。反应溶剂也可以是含有至少45重％异丙醇的水混合物。聚合引发剂为一种自由基引发剂，如过氧化氢，过硫镁钠，过硫酸钾或过氧化苯甲酰。聚合是在温度120°-200℃及加压下进行的。溶剂中的共聚物浓度根据总溶液重量最好是25-45％。当聚合完成后，异丙醇从反应器蒸馏出并且可用碱中和聚合物。
另外还有一种适用于本发明的制备低分子量共聚物和三元共聚物的方法已在美国专利No.3,646,099中说明，其公开内容也在此援引供参考。此方法是制备含氰齐聚物，然而也可用于本发明制备低分子量聚合物。此法用一种亚硫酸氢盐作为聚合分子量调节剂，由此制备的聚合物为硫酸盐链终端。优选的亚硫酸氢盐是亚硫酸氢钠，根据单体的重量其浓度在3-20重％，自由基聚合引发剂为过硫酸铵钠或钾、过氧化氢或叔丁基氢过氧化物。引发剂的浓度，根据单体为约0.2-10重％，聚合温度最在20-65℃，水溶剂中聚合物浓度，根据溶液总重为25-55重％。
抑制剂的评价
下列试验是用来说明本发明添加剂在防止硅和硅酸盐沉淀和使其分散的效果。虽然抑制剂的准确作用机理还不完全了解，但一种添加剂能尽量减少所产生的混合物的浊度被认为是有效地硅和硅酸盐抑制剂。若添加剂能在本试验中产生一种混合物，其浊度低于8个浊度计浊度单位(NTU)，则被认为是比现有技术得到改进。
所用的试验程序是一种模拟含硅工艺水的条件。
制备A  1％聚合物溶液并中和到PH7
制备A  1％盐抑制剂溶液。
往一空重8盎斯的塑料瓶中加入：
1.44克硅酸钠溶液(34.8％活性的Na2∶Si O2∷1∶3.35)
50.11克去离子水。
进行搅拌混合。
往一洗净并干燥的4盎斯瓶中加入：
75毫升去离子水，
6.5毫升上述制备的1％硅酸钠溶液，
1.0毫升抑制剂或盐抑制剂溶液。
样品然后放入70℃水浴中并适当摇动30分钟。
样品然后从浴中取出并往其中加入：(每次加入间用玻璃搅捧进行搅拌)
6.1毫升1重％Mgcl2·6H2O溶液。
4.4毫升1重％Cacl2·2H2O溶液，
5.0毫升1重％NaHCO3溶液，
1.8-2.1毫升0.1NHcl(将PH值调到8±0.2)。
然后将样品放入水浴30分钟并适当搅拌，然后从浴中取出并冷到室温1小时。
用型号DRT100D浊度计测量样品的浊度(NTU)。此浊度计量由弗罗里达Fort Myers的仪表公司制造的。
在试验溶液中离子的最后浓度如下：
500ppmSi，以SiO2计
300ppmCa+2，以CaCO3计
300ppmMg+2，以CaCO3计
300ppmHCO-3，以CaCO3计
100ppm抑制剂，以酸计
0，80或140毫克/升离子型添加剂
样品的较高浊度指出生成较多沉淀。较低浊度指出混合物抑制沉淀，试验结果列于表I，II和III。
表1中所示的实施例1-7，13和17是为了便于比较，这些聚合物现用于结垢抑制剂，但可看出用做控制硅和硅酸盐结垢是不合适的。例1特别值得注意，因为一般认为它是常规技术中控制硅最有效的。例8-12，15，16和18-46表明用本发明的共聚物和三元共聚物的改进。例7说明现有技术中一种常规的含烯丙基磺酸的聚合物不能提供本发明组合物所表明的抑制程度。
同样，表明现有技术推荐的控制硅的共聚物的例13和14效果也较差。例17说明三元共聚物需要含有大于11重％AMPS以达到有效控制。
表II列出单独使用离子型添加剂和与聚合物混合使用的试验结果。在做上述试验时，多数离子型添加剂，如预期的那样，使沉淀增加，因为硅酸盐的金属离子盐是结垢的组分。然而，镁离子抑制了沉淀。这个效果令人惊讶的是试验的水已含有镁离子。这个结果说明添加额外的镁离子来抑制硅酸盐沉淀的价值，尽管在试验的水或天然水中镁离子的存在是发生沉淀和结垢的一个原因。
当离子型添加剂与例23三元共聚物混合物进行试验时，仅加入镁离子和铝离子较单独使用三元共聚物可得到进一步改进的性能。这点也是未预料到的，由于以前所述的理由以及金属阳离子对阴离子型三元共聚物的性能可能造成干扰。这种不利影响可通过加入镁铝离子以外的离子来说明。
镁或铝的金属离子与一系列聚合物混合时试验的结果列于表III。加入这两种离子中的一种或另外一种都可改进所试验的多数聚合物的性能。镁离子与例1，11，23，24，29和32的聚合物相结合对硅和硅酸盐和沉淀产生了有效的抑制；小于8NTU。铝离子与例1，4，11和23的聚合物相结合也表明有良好的性能，没有离子与例2，6，14聚合物相结合能给出合适的性能。
这里已详细说明并用实例证明了本发明的方法。然而，对于熟悉本领域的技术人员在不背离本发明的精神和范围而做些改进和改变是很显然的。例如，改进可包括与本发明的添加剂一起使用其他常规水处理化学药剂。这也包括其他抗垢剂(例如膦酸盐控制硅以外的结垢)，腐蚀抑制剂，杀菌剂，分散剂，消泡剂等等。
在洗涤剂应用中，硅和硅酸盐结垢通过以下两种途径之一可能成为问题：沉积在织物表面上使之变灰和发硬，或者沉积在机器的传热表面上降低传热效率。本发明的方法在洗涤剂配方中对硅垢的抑制进行了评价，定量也评价了硅和硅酸盐垢沉积在织物和对织物发灰的影响。
典型的液体洗涤剂配方如表IV所示，典型的粉状洗涤剂配方以表V所示，这些所示的配方仅做为洗涤剂配方的例子并不打算限制本发明的范围。
对发灰影响的评价是测量衣服洗涤前和洗涤后25分钟的白度指数。沉积的评价是对比末洗的灰化的衣服的数据与洗后25分钟然后灰化的衣服的数据。这样做是为了测定在洗涤中沉积在衣服上的无机物量。
试验进行如下：
健伍牌Mini-E型洗衣机装有6升自来水，氯化钙和氯化镁加入到水中以产生400ppm硬度，钙离子对镁离子加入比为2∶1(以碳酸钙计算)。往洗衣机装入约500克织物，包括：全棉毛圈织物，棉织物，棉/聚酯混纺和聚酯织物。然后往洗衣机中加入7.2克污物(等重量的废机油和土)，往洗衣机中加入洗涤剂并运转一整周期，装入物运行25个完全周期，每一周期前加入污物和洗涤剂。这些试验用的其他洗涤条件见表VI。
表VII的数据为全棉毛圈织物的白度指数(W.I)，白度指数计算如下：
W.I＝3.387(Z)-3(Y)
式中Y，Z是用太平洋科学公司的比色计(Colorgard系统1000)测量的反射值。
表VIII数据是全棉毛圈织物在洗涤前和25周期后的灰分含量。衣服样品在室温下整夜干燥。然后称重衣服并放置在Thermolyne牌隔焰炉(型号30400)6-7小时，在温度800℃通空气。冷却至室温后对遗留的灰分称重，报告的数值是原样品衣服的灰分重量对洗过衣服有灰分重量的百分比。
                                       表1
                                  聚合物的效果
例 组成重量 Mw NTU
    561234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454646a     (无聚合物对照)聚马来酸(对比)聚乙二醇(对比)聚丙烯酸(对比)″″聚甲基丙烯酸(对比)50 MAL/50 AS(对比)40 MAL/60 SS20 MAL/80 SS50 MAL/50 DIB77 AA/23 AMPS50 AA/50 AMPS90 AA/10 AM(对比)80 AA/20 AM(对比)80 AA/20 tBAM70 AA/30 tBAM69 AA/11 AMPS/20 HEMA63 AA/17 AMPS/20 HEMA57 AA/23 AMPS/20 AM55 AA/40 AMPS/5 tBAM55 AA/40 AMPS/5 tBAM45 AA/40 AMPS/15 tBAM62 AA/23 AMPS/15 tBAM62 AA/23 AMPS/15 tBAM62 AA/23 AMPS/15 tBAM57 AA/23 AMPS/20 tBAM63 AA/22 AMPS/15 tBAM62 AA/23 AMPS/15 VAC62 AA/23 AMPS/15 VAC57 AA/23 AMPS/20 EA57 AA/23 AMPS/20 HEMA47 AA/23 AMPS/30 HEMA63 AA/17 AMPS 20 HPA57 AA/23 AMPS/20 HPA57 AA/23 AMPS/20 DMAM57 AA/23 AMPS/20 AAEM57 AA/23 AMPS/20 TOAM57 AA/23 AMPS/10 HEMA/10 tBAM57 AA/23 AMPS/10 HEMA/10 EA57 AA/23 AMPS/10 tBAM/10 EA57 AA/23 AMPS/20 PEM57 AA/23 AMPS/20 DMAPMA57 AA/23 AMPS/20 BMAM57 AA/23 AMPS/20 CHMAM67 AA/23 AMPS/10 Sty67 AA/23 AMPS/10 Sty64 AA/30 AMPS/6 SS 120060010004500100004000290045007900150004500763018003290432022707690686037504490884090404500962013300461010500802048404840543059205410397040507400441053405540537098406390625051601100023004600     22.612.623.317.026.736.240.18.76.62.45.93.94.619.711.76.94.612.61.21.33.44.33.71.91.93.26.24.71.71.01.11.62.21.94.44.71.02.72.93.34.02.75.54.34.45.91.51.0
AS      ＝  烯丙基磺酸SS      ＝  苯乙烯磺酸MAL     ＝  马来酸AA      ＝  丙烯酸AM      ＝  丙烯酰胺DIB     ＝  二异丁烯t-BAM   ＝  叔丁基丙烯酰胺AMPS    ＝  2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸HEMA    ＝  甲基丙烯酸羟乙酯t-BMAAM ＝  N-叔丁基马来酰胺酸VAC     ＝  醋酸乙烯酯EA      ＝  丙烯酸乙酯HPA     ＝  丙烯酸羟丙酯DMAM    ＝  二甲基丙烯酰胺AAEM    ＝  甲基丙烯酸乙酰乙酰氧基乙酯TOAM    ＝  叔辛基丙烯酰胺PEM     ＝  甲基丙烯酸二氧磷基乙酯DMAPMA  ＝  二甲基氨基丙基甲基丙烯酰胺BMAM    ＝  苄基甲基丙烯酰胺CHMAM   ＝  环己基甲基丙烯酰胺Sty     ＝  苯乙烯
                       表II
  单独使用离子型添加剂和与聚合物一起便用离子型添加剂
例 离子   140毫克/升离子     180毫克/升离子   30毫克/升离子加100ppm聚合物(例23)
    4748495055525354552356     FeZnB4O7AlMnBaSrCaMg无无(无聚合物)   58.178.591.722.840.375.352.554.86.0---(22.6)     51.540.546.932.939.978.434.852.09.3---(22.6)     11.630.04.21.413.45.52.25.21.31.9---
                          表  III
                      金属离子加聚合物
    例     聚合物 NTU
单独使用聚合物   聚合物加80毫克/升Al       Mg
    575859606162636465666768     无例1例2例4例6例11例12例14例23例24例32例29     22.612.835.426.740.13.90.911.71.91.92.91.0     32.6     9.32.5      1.929.6     ---7.3      28.833.9     ---1.4      3.51.2      1.1---      9.91.4      1.32.7      1.23.7      1.11.1      0.6
                                 表IV
                               液体组分
空白 柠檬酸盐   柠檬酸盐/脂肪酸皂 磷酸盐 非磷酸盐
LAS硫酸醇醚柠檬酸盐脂肪酸皂非离子表面活性剂丙二醇乙醇二甲苯盐酸钠增白剂酶水硼砂三聚磷酸盐甘油     3.5---------16---5---0.20.7Q.S.---------     15---10---7.5------5.50.2---Q.S.---------     816610684---0.150.5Q.S.---------     7---------3---------0.10.5Q.S.3236     19---------1548.5---0.250.75Q.S.---------
                                    表V
                                   粉状组分
TPP1 PYRO2   磷酸盐   非磷酸盐
  阴离子型LAS3硫酸月桂酯硫酸醇醚PEO4醇TPPPyro碳酸钠硫酸钠硅酸钠沸石A增白剂酶NaPAA5皂非离子型(EO/PO6)过硼酸盐TAED7抗再沉淀剂硫酸盐水 5831.538---10156---0.20.5--------------------- 513---2---3013245---0.20.50.7------------------ 6---------30---7155---0.20.3---152040.20.5 7.5---------------7.52 01.5250.20.3------522.5---0.20.3
1  三聚磷酸钠
2  焦磷酸钠
3  线性磺酸烷基酯
4  聚乙氧基酯
5  聚丙烯酸钠盐
6  环氧乙烷/环氧丙烷
7  四乙酰基乙二胺
                          表  VI
                         洗涤条件机器                         Kenwood Mini-E温度                         温(60℃)
                         热(90℃)硬度                         400 PPM(267 PPM Ca++，133 PPM Mg++)洗涤周期                     30分钟洗洁容量                     6升洗涤剂剂量                   低(6.0克/升水)
                         高(10.0克/升水)聚合物浓度                   3％固体(中和的，PH7)
                               表VII
    温  度洗涤剂用量：                        白度指数
            低         高
低 高 低 高
  聚合物无对照例#23例#11例#10洗前 77.6 87.7105.3110.9---- --116.7118.1121.2117.6 --43.360.969.937.0 --54.482.057.143.3
                           表VIII
    温度：洗涤剂用量：                灰分含量
      低           高
低     高     低     高
    聚合物无对照例#23例#11例#10洗前 0.32 1.470.660.43---- --0.560.350.450.64 --3.772.462.042.60 --3.902.184.003.44

Claims (7)

1.一种控制在水系统中生成硅和硅酸盐垢的方法，所述水系统选自冷却塔、锅炉、产糖过程中蒸发的糖水浓缩物、用于提高油回收率的驱动液以及在地热工艺中控制温度下降用的水，其特征在于往水系统中加入有效量的结垢抑制剂，以抑制硅或硅酸盐水圬在所述水系统中沉淀，所述结垢抑制剂选自：
a)丙烯酸、甲基丙烯酸或马来酸或其盐的水溶性三元共聚物，其重均分子量为1000-25,000，其中该三元共聚物由以下物质形成：
1)30重％-80重％丙烯酸、甲基丙烯酸或马来酸，和
2)大于11重％-65重％丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸，甲基丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸或苯乙烯磺酸，和
3)5重％-30重％丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，取代的丙烯酰胺或取代的甲基丙烯酰胺，
4)5重％-30重％的乙烯醇，烯丙醇，乙烯醇酯或烯丙醇酯，乙烯基酯，其特征具有下式结构：
Figure C9110504400021
其中R是H或CH3，R6是C1-6烷基或C6-10芳基或芳烷基，苯乙烯，异丁烯或二异丁烯，或
5)在2)是丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸或甲基丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸基甲基丙烷磺酸或甲基丙烯酰胺基甲基丙烯磺酸的情况下，3重％-30重％苯乙烯磺酸，
b)镁离子，
c)上述三元共聚物与铝离子或镁离子的混合物，
d)重均分子量为1000-25000的聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或聚马来酸或其盐与铝离子或镁离子的混合物。
2.权利要求1的方法，其特征在于该丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸或甲基丙烯酰胺基甲基丙烯磺酸具有以下结构式：
Figure C9110504400031
式中R为H或CH3，X为H或金属阳离子，R2为C1-8烷基或苯基和R3为H或C1-4烷基。
3.权利要求1的方法，其特征在于该取代的丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺具有以下结构式：
Figure C9110504400041
式中R′为H或COOX，X为H或金属阳离子，R4和R5为H或C1-8烷基，但不能同时是H，和R为H或CH3。
4.权利要求1的方法，其特征在于该乙烯基酯的特征为以下结构式：
式中R为H或CH3，R6为C1-6烷基，或C6-10芳基或芳烷基。
5.权利要求1的方法，其特征在于该水溶性二元共聚物的重均分子量为2000-10,000。
6.权利要求1的方法，其特征在于该水溶性三元共聚物由45重％-67重％丙烯酸，17重％-40重％2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸和5重％-30重％选自丙烯酰胺、取代的丙烯酰胺、乙烯基醇、烯丙醇、乙烯醇酯或烯丙醇酯、乙烯基酯，醋酸乙烯酯和苯乙烯的第三单元构成。
7.权利要求1的方法，其特征在于该水溶性三元共聚物由45重％-75重％丙烯酸，17重％-约40重％2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸，4重％-10重％苯乙烯磺酸构成。
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