CN110997593B - 使浆料的流变性改性的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及流变改性剂和使浆料的流变改性的方法。流变改性剂可添加到浆料中。所述流变改性剂可包括聚合物，并且所述聚合物可包括至少三种化学上不同的单体。所述浆料可包括石灰和/或氢氧化镁。

Description

使浆料的流变性改性的方法
技术领域
1.技术领域
本公开大体上涉及可用于使浆料的流变改性的流变改性剂。更具体地说，本公开涉及可用于使石灰浆料和/或氢氧化镁浆料的流变改性的流变改性剂。
背景技术
2.相关技术说明
通常将石灰和/或氢氧化镁的浆料添加到石灰和温石灰软化器中，以处理水硬度（即去除硬水离子）并且辅助去除二氧化硅。如果这些离子没有从水中去除，那么与水接触的后续设备将获得硬水沉积物，并且将发生设备结垢。硬水结垢可发生在例如热交换器、蒸发器和锅炉中。热交换器、蒸发器和锅炉可用于产生热水和/或蒸汽，所述热水和/或蒸汽可在各种工艺，如烃生产和发电中使用。另外，还可将石灰和氢氧化镁浆料添加到洗涤器中以辅助洗涤如SO2、H2S和CO2的酸性气体，并且氢氧化镁浆料可用于在废水处理期间调节pH。
进料管线用于将浆料输送到工艺中使用的各种设备。在不对石灰和氢氧化镁浆料进行适当处理的情况下，石灰和镁可在进料管线中形成沉积物，从而降低浆料进料流量，并且最终塞住或堵塞进料管线。一旦堵塞，通常就通过用不安全并且不易处理的酸（如HCl）清洗进料管线来去除或溶解进料管线中的硬沉积物。此外，这类酸处理需要用于废物处理的特殊程序。
因此，用于清洗堵塞的进料管线的现有技术方法为危险的、昂贵的，并且需要较长的停机时间。当浆料进料管线变得堵塞时，需要关闭整个操作，需要将进料管线离线，并且随后用酸清洗。在某些工艺中，必须重复这些步骤，有时频繁地每周一次，从而大大增加实现整个工艺（如烃生产）的预期目标所需的总时间。
发明内容
本公开提供流变改性剂和使浆料的流变改性的方法。
在一些实施例中，本公开提供使浆料的流变改性的方法。方法包含将流变改性剂添加到浆料中的步骤，流变改性剂包含聚合物，其中聚合物包含第一单体、第二单体、第三单体和第四单体，其中第一、第二、第三和第四单体化学上为不同的。
在一些实施例中，浆料包含氢氧化镁。在某些实施例中，浆料包含石灰。
在一些实施例中，聚合物以约0.01 ppm至约1,000 ppm的量添加到浆料中。
在某些实施例中，流变改性剂包含碳酸钠。
在一些实施例中，流变改性剂不包括磷。
在至少一个实施例中，第一单体选自由以下组成的组：丙烯酸（“AA”）、甲基丙烯酸（“MAA”）、丁烯酸、戊烯酸、丙烯酸、马来酸（“MA”）、马来酸酐、富马酸、衣康酸、戊烯二酸、粘康酸、琥珀酸、柠檬酸、乌头酸、前述酸中的任一种的盐和前述酸中的任一种的共轭碱。
在特定实施例中，聚合物包含约55 mol%或更多的第一单体。
在一些实施例中，第二单体选自由以下组成的组：第二磺化酸、第二羧酸、前述酸中的任一种的盐和前述酸中的任一种的共轭碱。在一些实施例中，第二单体选自由以下组成的组：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（“ATBS”）、磺基苯乙烯、乙烯基磺酸、甲基烯丙基磺酸、前述酸中的任一种的盐和前述酸中的任一种的共轭碱。在某些实施例中，聚合物包含约45 mol%或更少的第二单体。
在至少一个实施例中，第三单体选自由以下组成的组：第三磺化酸、第三羧酸、前述酸中的任一种的盐、前述酸中的任一种的共轭碱和烷基化分子。在一些实施例中，烷基化分子选自由以下组成的组：N-叔丁基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丁氧基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯酸盐和N-乙烯基吡咯烷酮。在某些实施例中，聚合物包含约10 mol%或更少的第三单体。
在一些实施例中，第四单体选自由以下组成的组：烷基化分子、第四羧酸、第四羧酸的盐和第四羧酸的共轭碱。
在一些实施例中，聚合物包含化学上不同于第一、第二、第三和第四单体的第五单体。
在某些实施例中，聚合物包含约85重量%的AA、约10重量%的ATBS、约3重量%的衣康酸，和约2重量%的叔丁基丙烯酰胺。
在特定实施例中，聚合物包含约500 g/mol至约30,000 g/mol的重均分子量。
在至少一个实施例中，聚合物包含标记剂。
在一些实施例中，本公开提供使浆料的流变改性的方法。方法包含将流变改性剂添加到浆料中的步骤，流变改性剂包含聚合物，其中聚合物包含第一单体、第二单体和第三单体，其中第一、第二和第三单体中的每一种化学上为不同的，前提是聚合物不包含丙烯酸、丙烯酰胺和磺化丙烯酰胺的组合。
在又另外的实施例中，本公开提供流变改性剂用于使浆料的流变改性的用途，流变改性剂包含聚合物，其中聚合物包含第一单体、第二单体、第三单体和第四单体，其中第一、第二、第三和第四单体化学上为不同的。浆料可包含选自由以下组成的组的成员：石灰、氢氧化镁和其任何组合。
前文已相当宽泛地概述本公开的特征和技术优点，以便可以更好地理解下文的具体实施方式。在下文中将描述本公开的额外特征和优点，所述额外特征和优点形成本申请的权利要求的主题。本领域的技术人员应了解，所公开的概念和具体实施例可易于用作修改或设计用于实现本公开的相同目的的其它实施例的基础。本领域的技术人员还应意识到，这类同等实施例不脱离如在所附权利要求书中所阐述的本公开的精神和范围。
附图说明
不可适用。
具体实施方式
本公开涉及用于使浆料的流变改性的组合物和方法。在某些方面，浆料为石灰浆料。“石灰”还可被称作氧化钙或CaO。在其它方面中，浆料为氢氧化镁浆料。
举例来说，当石灰浆料的石灰浓度超过约30%时，石灰浆料可变得高度粘稠。根据本公开，公开各种流变改性剂，其可有益地使石灰浆料（和/或氢氧化镁浆料）的流变改性，从而抑制或最小化沉积物形成和进料管线堵塞。根据本公开，可通过将一种或多种流变改性剂添加到浆料中来制备具有降低的粘度的高分子量石灰浆料（和/或氢氧化镁浆料）。
在一些方面，将流变改性剂添加到石灰浆料（或氢氧化镁浆料）中以使其流变改性。流变改性剂不仅可降低浆料的粘度，而且可防止石灰颗粒的团聚。流变改性剂还可充当阻垢剂，并且在施加石灰（或氢氧化镁）浆料期间减少结垢。在一些方面，流变改性剂包含一种或多种聚合物。在一些方面，流变改性剂包含一种或多种聚合物和碳酸钠。聚合物可包括三种或更多种聚合的单体，如3-10种单体、3-7种单体、3-5种单体、3种单体、4种单体、5种单体或多于5种单体，如下文另外描述。聚合物（和包含聚合物的流变改性剂）可不含（或基本上不含）磷或含磷材料，如磷酸盐、膦酸盐等。
可聚合以形成本文公开的聚合物的单体没有特别限制。举例来说，第一单体可选自AA、MAA、丁烯酸（例如巴豆酸）、戊烯酸、丙烯酸、能够聚合的任何其它不饱和单羧酸和其任何组合。也可使用二羧酸单体，如MA或马来酸酐、富马酸、衣康酸、戊烯二酸、粘康酸、琥珀酸、能够聚合的任何其它不饱和二羧酸或其酸酐和其任何组合。也可使用三羧酸（或更大羧酸），如柠檬酸、乌头酸或具有三个或更多个羧酸部分的任何其它羧酸。聚合物还可包含前述中的任一种的盐或前述中的任一种的共轭碱。羧酸盐可包括例如锂、铍、钠、镁、钾、钙和锌的盐。
第一单体可占聚合物的约55 mol%或更多，如聚合物的约55 mol%至约99 mol%、约60 mol%至约98 mol%、约70 mol%至约95 mol%、约80 mol%至约99 mol%、约90 mol%至约97mol%、约93 mol%至约99 mol%、约96 mol%至约99 mol%，约92 mol%至约94 mol%、约83 mol%至约87 mol%、约88 mol%至约92 mol%、约93 mol%至约96 mol%、约95 mol%至约98.5 mol%、约60 mol%、约70 mol%、约80 mol%、约85 mol%、约90 mol%、约92.9 mol%、约93.3 mol%、约95 mol%、约96 mol%、约96.4 mol%、约98.4 mol%，或约98.5 mol%或更少。
第一单体可占聚合物的约50 wt%或更多，如聚合物的约50 wt%至约95 wt%、约60wt%至约90 wt%、约70 wt%至约85 wt%、约80 wt%至约95 wt%、约85 wt%至约90 wt%、约90wt%至约95 wt%、约73 wt%至约77 wt%、约78 wt%至约82 wt%、约83 wt%至约87 wt%、约88wt%至约92 wt%、约93 wt%至约96 wt%、约60 wt%、约70 wt%、约80 wt%、约85 wt%、约90wt%、约95 wt%，或约96 wt%或更少。
本文公开的聚合物可包含第二单体。第二单体可包含化学上不同于第一单体的磺化酸、其残基、羧酸或其残基。磺化酸可包括磺化酸部分、其盐，或其共轭碱。磺化酸可包括酰胺部分，如在ATBS中。适合的磺化酸可包括ATBS、磺基苯乙烯、乙烯基磺酸、甲基烯丙基磺酸、前述的盐（例如甲基烯丙基磺酸钠或ATBS钠盐），或前述的共轭碱（例如甲基烯丙基磺酸盐）。
第二单体可占聚合物的约45 mol%或更少，如聚合物的约0.01 mol%至约45 mol%、约1 mol%至约40 mol%、约20 mol%至约30 mol%、约0.01 mol%至约15 mol%、约0.01 mol%至约10 mol%、约0.01 mol%至约5 mol%、约2 mol%至约4 mol%、约1 mol%至约5 mol%、约5mol%至约15 mol%、约10 mol%至约15 mol%、约5 mol%至约10 mol%、约18 mol%至约22mol%、约13 mol%至约17 mol%、约8 mol%至约12 mol%、约3 mol%至约7 mol%、约2 mol%、约3mol%、约3.6 mol%、约3.7 mol%、约4 mol%、约5 mol%、约10 mol%、约15 mol%、约20 mol%、少于约20 mol%，或约10 mol%或更少。
第二单体可占聚合物的约50 wt%或更少，如聚合物的约0.01 wt%至约50 wt%、约10 wt%至约40 wt%、约20 wt%至约30 wt%、约0.01 wt%至约15 wt%、约0.01 wt%至约10wt%、约0.01 wt%至约5 wt%、约5 wt%至约15 wt%、约10 wt%至约15 wt%、约5 wt%至约10wt%、约18 wt%至约22 wt%、约13 wt%至约17 wt%、约8 wt%至约12 wt%、约3 wt%至约7 wt%、约5 wt%、约10 wt%、约15 wt%、少于约20 wt%，或约10 wt%或更少。
在一些实施例中，聚合物的第二单体包含MA、ATBS、磺基苯乙烯、甲基烯丙基磺酸，或其残基中的一种或多种，其中第二单体化学上不同（例如化学上区别）于第一单体。在一些实施例中，聚合物包含AA和ATBS。AA可占聚合物的约90 mol%至约99 mol%（例如，约95mol%至约98.5 mol%），并且ATBS可占聚合物的其余部分的至少一部分。在某些实施例中，聚合物包含MA和ATBS。MA可占聚合物的约90 mol%至约99 mol%（例如，约95 mol%至约98.5mol%），并且ATBS可占聚合物的其余部分的至少一部分。在一些实施例中，聚合物包含MAA和ATBS。MAA可占聚合物的约90 mol%至约99 mol%（例如，约95 mol%至约98.5 mol%），并且ATBS可占聚合物的其余部分的至少一部分。
在一些实施例中，聚合物包含包括AA、MA、MAA或其残基中的一种的第一单体，以及包括磺基苯乙烯、甲基烯丙基磺酸盐或其残基中的一种的第二单体。举例来说，第一单体可为AA或MA，并且第二单体可为磺基苯乙烯。AA、MA或MAA可占聚合物的约90 mol%至约99mol%（例如，约95 mol%至约98.5 mol%），并且磺基苯乙烯或甲基烯丙基磺酸盐可占聚合物的其余部分的至少一部分。
本文公开的聚合物还可包括第三单体。第三单体可包含磺化酸或其残基、第三化学上不同的羧酸（例如，不同于第一和第二单体的羧酸），或烷基化分子或其残基。磺化酸（例如，磺酸）可包括磺酸根部分、其盐，或其共轭碱。在实施例中，第一、第二和第三单体中的每一种化学上彼此不同。举例来说，第二单体可包括MA，第一单体可包括AA，并且第三单体可化学上不同于第一和第二单体中的每一种。
在一些实施例中，烷基化分子或其残基（例如，一种或多种烷基化丙烯酰胺）包含至少一个疏水性部分，如具有一个或多个碳的烷基。适合的烷基化分子可包括N-叔丁基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丁氧基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯酸盐（包括但不限于硫酸盐和盐酸盐）、N-乙烯基吡咯烷酮、前述中的任一种的类似物、前述中的任一种的残基，或适合于自由基聚合并且至少基本上为疏水性的任何其它分子。
第三单体可包含以上关于第一单体和/或第二单体公开的羧酸或其残基中的任一种中的一种或多种，只要第三单体的羧酸化学上不同（例如，化学物质不同）于第一单体和第二单体的羧酸。举例来说，第三单体可包含衣康酸或巴豆酸，第一单体可包含AA，并且第二单体可包含MA或MAA。
第三单体可占聚合物的约10 mol%或更少，如聚合物的约0.01 mol%至约10 mol%、约1 mol%至约9 mol%、约2 mol%至约8 mol%、约3 mol%至约7 mol%、约4 mol%至约6 mol%、约5 mol%至约10 mol%、约0.01 mol%至约5 mol%、约1 mol%至约5 mol%、约1 mol%至约3mol%、约1.5 mol%至约3.5 mol%、约3 mol%至约5 mol%、约5 mol%至约8 mol%、约8 mol%至约10 mol%、约1.8 mol%、约2 mol%、约3 mol%、约5 mol%、约10 mol%、约7 mol%或更少、约5mol%或更少，或约3 mol%或更少。
第三单体可占聚合物的约10 wt%或更少，如聚合物的约0.01 wt%至约10 wt%、约1wt%至约9 wt%、约2 wt%至约8 wt%、约3 wt%至约7 wt%、约4 wt%至约6 wt%、约5 wt%至约10wt%、约0.01 wt%至约5 wt%、约1 wt%至约5 wt%、约3 wt%至约5 wt%、约5 wt%至约8 wt%、约8 wt%至约10 wt%、约5 wt%、约10 wt%、约7 wt%或更少，或约5 wt%或更少。
在一些实施例中，第一单体包含AA、MA、MAA或其残基中的一种或多种，第二单体包含MA、MAA、ATBS或其残基中的一种或多种，并且第三单体包含ATBS、磺基苯乙烯，甲基烯丙基磺酸、叔丁基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、衣康酸、巴豆酸或其残基中的一种或多种，其中第一、第二和第三单体化学上彼此不同。
在一些实施例中，AA残基可占聚合物的约90 mol%至约98 mol%，MA残基可占聚合物的约1 mol%至约7 mol%，并且ATBS残基可占聚合物的其余部分的至少一部分（例如，约1mol%至约7 mol%）。AA残基可占聚合物的约90 mol%至约98 mol%，MAA残基可占聚合物的约1mol%至约7 mol%，并且ATBS残基可占聚合物的其余部分的至少一部分（例如，约1 mol%至约7 mol%）。
在一些实施例中，聚合物包含AA残基、ATBS残基和衣康酸或巴豆酸残基。AA残基可占聚合物的约90 mol%至约98 mol%，ATBS残基可占聚合物的约1 mol%至约7 mol%，并且衣康酸或巴豆酸残基可占聚合物的其余部分的至少一部分（例如，约1 mol%至约7 mol%）。
在一些实施例中，聚合物包含AA残基、ATBS残基和叔丁基丙烯酰胺残基。AA残基可占聚合物的约90 mol%至约98 mol%，ATBS残基可占聚合物的约1 mol%至约7 mol%，并且叔丁基丙烯酰胺残基可占聚合物的其余部分的至少一部分（例如，约1 mol%至约7 mol%）。
在一些实施例中，聚合物包含AA残基、ATBS残基和二甲基丙烯酰胺残基。AA残基可占聚合物的约90 mol%至约98 mol%，ATBS残基可占聚合物的约1 mol%至约7 mol%，并且二甲基丙烯酰胺残基可占聚合物的其余部分的至少一部分（例如，约1 mol%至约7 mol%）。
在一些实施例中，本文公开的聚合物可包含第四单体。第四单体可包含烷基化分子或其残基，或第四羧酸或其残基（其化学上不同于第一、第二和第三单体的羧酸或其残基）。在一些实施例中，第一、第二、第三和第四单体中的每一种化学上彼此不同。
在一些实施例中，第四单体的烷基化分子包含至少一个烷基部分、其残基、其盐或其共轭碱。在额外实施例中，第四单体包含以上关于第一、第二和/或第三单体公开的羧酸或其残基中的任一种，只要第四单体的羧酸化学上不同于第一、第二和第三单体的羧酸。举例来说，第四单体可包括衣康酸或巴豆酸，并且第一、第二和第三单体中的一种或多种可包括AA、MA和/或MAA或者由其组成。
第四单体可占聚合物的约10 mol%或更少，如聚合物的约0.01 mol%至约10 mol%、0.01 mol%至约5 mol%、约1 mol%至约7 mol%、约2 mol%至约6 mol%、约3 mol%至约5 mol%、约1 mol%至约4 mol%、约1 mol%至约3 mol%、约1.5 mol%至约3 mol%、约4 mol%至约6mol%、约5 mol%至约10 mol%、约1 mol%至约5 mol%、约3 mol%至约5 mol%、约5 mol%至约8mol%、约8 mol%至约10 mol%、约5 mol%、约10 mol%、约7 mol%或更少、约5 mol%或更少，或约3 mol%或更少。
第四单体可占聚合物的约10 wt%或更少，如聚合物的约0.01 wt%至约10 wt%、0.01 wt%至约5 wt%、约1 wt%至约9 wt%、约2 wt%至约8 wt%、约3 wt%至约7 wt%、约4 wt%至约6 wt%、约5 wt%至约10 wt%、约1 wt%至约5 wt%、约3 wt%至约5 wt%、约5 wt%至约8wt%、约8 wt%至约10 wt%、约5 wt%、约10 wt%、约7 wt%或更少，或约5 wt%或更少。
在一些实施例中，聚合物的第一单体包含AA、MA、MAA或其残基中的一种。聚合物的第二单体包含MA、MAA、ATBS或其残基中的一种，其中第二单体化学上不同于第一单体。聚合物的第三单体包含ATBS、磺基苯乙烯、甲基烯丙基磺酸、叔丁基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、衣康酸、巴豆酸或其残基中的一种，其中第三单体化学上不同于第二单体和第一单体。聚合物的第四单体包含选自由以下组成的组的成员：叔丁基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、衣康酸、巴豆酸或其残基，其中第四单体化学上不同于第一、第二和第三单体。
在一些实施例中，聚合物包含AA、MA、ATBS和叔丁基丙烯酰胺残基。AA残基可占聚合物的约85 mol%至约95 mol%，MA残基可占聚合物的约1 mol%至约7 mol%，ATBS残基可占聚合物的约1 mol%至约7 mol%，并且叔丁基丙烯酰胺残基可占聚合物的其余部分的至少一部分（例如，约1 mol%至约7 mol%）。AA残基可占聚合物的约93 mol%，MA残基可占聚合物的约2 mol%，ATBS残基可占聚合物的约3.5 mol%，并且叔丁基丙烯酰胺残基可占聚合物的约1.5 mol%。
在一些实施例中，聚合物包含AA、ATBS、衣康酸或巴豆酸和叔丁基丙烯酰胺。AA残基可占聚合物的约80 mol%至约95 mol%，ATBS残基可占聚合物的约1 mol%至约7 mol%，衣康酸或巴豆酸残基可占聚合物的约1 mol%至约7 mol%，并且叔丁基丙烯酰胺残基可占聚合物的约1 mol%至约7 mol%。可使用MA或MAA代替AA，其中MA化学上不同于聚合物中的其它单体中的每一种。
在一些实施例中，本文公开的聚合物可包含第五单体。第五单体可包含例如化学上不同于聚合物中的其它单体的羧酸或其残基的羧酸或其残基。在一些实施例中，第一、第二、第三、第四和第五单体中的每一种化学上彼此不同。
第五单体的羧酸可为与第一、第二、第三和/或第四单体结合公开的羧酸（或其残基）中的任一种，只要第五单体的羧酸化学上不同于第一单体、第二单体、第三单体和/或第四单体的羧酸。举例来说，第五单体可包含MAA，并且第一、第二、第三和/或第四单体中的一种或多种可包含AA、MA、衣康酸或巴豆酸或者由其组成。
第五单体可占聚合物的约10 mol%或更少，如聚合物的约0.01 mol%至约10 mol%、0.01 mol%至约5 mol%、约1 mol%至约7 mol%、约2 mol%至约6 mol%、约1 mol%至约3 mol%、约3 mol%至约5 mol%、约4 mol%至约6 mol%、约5 mol%至约10 mol%、约1 mol%至约5 mol%、约6 mol%至约8 mol%、约1 mol%、约1.5 mol%、约2 mol%、约2.5 mol%、约3 mol%、约3.5mol%、约4 mol%、约5 mol%、约7 mol%、约10 mol%、约8 mol%或更少、约5 mol%或更少，或约3mol%或更少。
第五单体可占聚合物的约10 wt%或更少，如聚合物的约0.01 wt%至约10 wt%、0.01 wt%至约5 wt%、约1 wt%至约9 wt%、约2 wt%至约8 wt%、约3 wt%至约7 wt%、约4 wt%至约6 wt%、约5 wt%至约10 wt%、约1 wt%至约5 wt%、约3 wt%至约5 wt%、约6 wt%至约8wt%、约3 wt%、约5 wt%、约7 wt%、约10 wt%、约8 wt%或更少，或约7 wt%或更少。
在一些实施例中，可使用磺化酸代替以上列出的聚合物中的第二、第三、第四和/或第五单体中的任一种。举例来说，可使用ATBS代替第二单体的第二羧酸。磺化酸可以与其代替的相应单体相同的mol%或wt%存在。举例来说，如果使用ATBS代替第二羧酸，那么ATBS可以与第二单体的第二羧酸相同的mol%或wt%存在。
在一些实施例中，聚合物包含AA残基、MA残基、叔丁基丙烯酰胺残基、衣康酸或巴豆酸残基和MAA残基。AA残基可占聚合物的约80 mol%至约96 mol%，MA残基可占聚合物的约1 mol%至约7 mol%，叔丁基丙烯酰胺残基可占聚合物的约1 mol%至约7 mol%，衣康酸或巴豆酸残基可占聚合物的约1 mol%至约5 mol%，并且MAA残基可占聚合物的其余部分的至少一部分（例如，约1 mol%至约10 mol%）。在一些实施例中，AA残基占聚合物的约90 mol%，MA残基占聚合物的约3 mol%，叔丁基丙烯酰胺残基占聚合物的约1.5 mol%，衣康酸或巴豆酸残基占聚合物的约2 mol%，并且MAA残基占聚合物的约3.5 mol%。
如下文所讨论，本文公开的聚合物可表现出宽范围的分子量。它们可与水以宽范围的剂量混合。聚合物还可包含荧光标记/标签。在一些实施例中，本文公开的聚合物可不包括磷或含磷部分。聚合物可根据特定聚合物、单体构成，和/或其分子量以液体、半液体（例如凝胶）或固体形式形成。
本文公开的聚合物溶液可表现出如通过布氏粘度计在25摄氏度下用3号转子以30rpm所测量的约100-200 cps的粘度。本文公开的聚合物组合物中的任一种在水和/或水源中混合之前的粘度可为约250 cps或更少，如约50 cps至约250 cps、约100 cps至约200cps、约120 cps至约180 cps、约140 cps至约160 cps、约80 cps至约120 cps、约120 cps至约150 cps、约150 cps至约180 cps，或约180 cps至约200 cps。
本文公开的聚合物中的任一种在水和/或水源中混合之前的分子量（Mw）可为至少约500 g/mol，如约500 g/mol至约50,000 g/mol、约1000 g/mol至约20,000 g/mol、约2,000 g/mol至约12,000 g/mol、约500 g/mol至约3,000 g/mol、约2,000 g/mol至约8,000g/mol、约3,000 g/mol至约6,000 g/mol、约6,000 g/mol至约9,000 g/mol、约8,000 g/mol至约10,000 g/mol、约9,000 g/mol至约12,000 g/mol、约8,000 g/mol至约15,000 g/mol、约12,000 g/mol至约15,000 g/mol、约15,000 g/mol至约20,000 g/mol、约18,000 g/mol至约22,000 g/mol、15,000 g/mol至约25,000 g/mol、约20,000 g/mol至约30,000 g/mol、约30,000 g/mol至约40,000 g/mol、约40,000 g/mol至约50,000 g/mol，或约1,000 g/mol、约2,000 g/mol、约3,000 g/mol、约4,000 g/mol、约5,000 g/mol、约7,000 g/mol、约10,000 g/mol、约11,000 g/mol、约12,000 g/mol、约14,000 g/mol、约15,000 g/mol、约18,000 g/mol、约20,000 g/mol、约22,000 g/mol、约25,000 g/mol或更少，或约30,000 g/mol或更少。
在一些实施例中，本文公开的聚合物可包含标记剂。举例来说，基础聚合物（或其任何单体）可与标记剂聚合，并且可荧光监测所得聚合物。标记剂可与本文公开的单体/聚合物中的任一种聚合。适合的标记剂可包括含萘、含蒽、含喹啉、含异喹啉、含吲哚、含芘、含苯并咪唑、含香豆素、含荧光素、含喹喏啉、含占吨翁、含二吡咯亚甲基硼、含白曼、含若丹明，或含萘二甲酰亚胺的一种或多种单体。可用于荧光标记聚合物的特定单体包括但不限于4-甲氧基-N-(3-N′,N′-二甲氨基丙基)萘二甲酰亚胺（季盐）、N-烯丙基-4-(2-N′,N′-二甲氨基乙氧基)萘二甲酰亚胺（甲基硫酸根季盐）、4-甲氧基-N-(3-N′,N′-二甲氨基丙基)萘二甲酰亚胺（烯丙基氯季盐）、5-烯丙氧基-4′-羧基-1,8-萘并基-1′,2′-苯并咪唑、6-乙烯基苄氧基-4′-羧基-1,8-萘并基-1′,2′-苯并咪唑、4-甲氧基-N-(3-N′,N′-二甲氨基丙基)萘二甲酰亚胺（2-羟基-3-烯丙氧基丙基季盐）、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺和2-(氯甲基)喹啉的季铵盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺和9-(氯甲基)蒽的季铵盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺和2-(氯甲基)苯并咪唑的季铵盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺和4-(溴甲基)芘的季铵盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺和1-(氯甲基)萘的季铵盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺的任何额外季铵盐和先前列出的荧光发色团的卤代烷基衍生物，或能够与本文公开的单体和/或聚合物中的任一种聚合的任何其它荧光分子。
标记剂可占本文公开的聚合物中的任一种的少于约10 mol%，如聚合物的少于约1mol%、少于约0.1 mol%，或少于约0.01 mol%。标记剂可占本文公开的聚合物中的任一种的少于约10 wt%，如聚合物的约0.01 wt%至约10 wt%、约1 wt%至约3 wt%、约4 wt%至约6wt%、约7 wt%至约10 wt%、2 wt%至约5 wt%、少于约5 wt%、少于约3 wt%、少于约1 wt%、约0.01 wt%至约1 wt%、约0.01 wt%至约0.1 wt%，或少于约0.1 wt%。
当本文的聚合物用标记剂标记时，可确定在使用期间有多少聚合物组合物在水源中递送和/或有多少聚合物组合物被消耗。荧光计、UV波谱仪，或其它荧光材料检测仪器可用于确定水源中的荧光标记的量，并且通过拉伸确定其中标记的聚合物的量。这类设备可用于连续监测系统中的标记的聚合物的浓度或可按需（例如无规或在选择的间隔）用于监测所述浓度。
在一些实施例中，本文公开的聚合物可包括额外单体。额外单体可包括氢键或阳离子单体。举例来说，聚合物可另外包括由氢键分子和/或阳离子分子形成的单体或残基。适合的氢键分子包括（借助于实例）丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、三烯丙基胺和其酸盐、二甲基丙烯酸乙二醇酯、丙烯酸羟甲酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、二甲基丙烯酸二乙二醇酯、二甲基丙烯酸三乙二醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯醇、乙酸乙烯酯、前述中的任一种的衍生物、前述中的任一种的盐，或前述中的任一种的类似物。适合的阳离子分子包括（借助于实例）二甲氨基乙基丙烯酸酯氯甲烷四元盐、二甲氨基乙基丙烯酸酯苄基氯四元盐、二甲氨基乙基丙烯酸酯甲基硫酸根四元盐、二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯甲基硫酸根四元盐、二甲氨基乙基丙烯酰胺甲基硫酸根四元盐、二甲氨基丙基丙烯酰胺甲基硫酸根四元盐、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺甲基硫酸根四元盐、二烯丙基二甲基氯化铵、二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯氯甲烷四元盐、二甲氨基乙基甲基丙烯酸酯苄基氯四元盐、甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵、前述中的任一种的分离物质，或前述中的任一种的类似物。
在一些实施例中，上文列出的任一种物质可用于为聚合物组合物供应具有期望部分（例如羧酸根基团）的聚合单体。可使用上文额外单体物质中的一种或多种代替本文公开的第一、第二、第三、第四或第五单体中的任一种，或除了本文公开的第一、第二、第三、第四或第五单体中的任一种之外可使用上文额外单体物质中的一种或多种。额外单体可为聚合物组合物的约5 mol%或更少，如包括其的聚合物组合物的4 mol%或更少、3 mol%或更少、2mol%或更少，或约0.01 mol%至约5 mol%，或多于约1 mol%。
在一些实施例中，本文公开的聚合物可在水和/或水源中混合以产生流变改性剂。举例来说，本文公开的聚合物中的任一种可分散于水（例如自来水或去离子水）中，并且然后可在水源中混合。聚合物可直接混合到水源中。聚合物可呈粉末形式递送到水源或在水中混合，并且然后可混合到水源中。本文公开的聚合物中的任一种可在水源中乳化。可通过聚合物的分批、连续（例如滴注）或增量添加中的一种或多种将聚合物混合到水和/或水源中。
流变改性剂的聚合物可以使浆料的流变改性的任何有效量添加到浆料中。举例来说，聚合物可以约0.01 ppm或更多，如约0.01 ppm至约1000 ppm、约0.05 ppm至约200 ppm、约0.1 ppm至约100 ppm、约0.2 ppm至约50 ppm、约0.01 ppm至约1 ppm、约1 ppm至约5ppm、约5 ppm至约10 ppm、约10 ppm至约20 ppm、约10 ppm至约300 ppm、约20 ppm至约30ppm、约30 ppm至约40 ppm、约40 ppm至约50 ppm、约50 ppm至约80 ppm、约80 ppm至约100ppm、约100 ppm至约200 ppm、约200 ppm至约500 ppm、约0.01 ppm至约10 ppm、约0.1 ppm至约20 ppm，或约0.5 ppm至约10 ppm的剂量添加。
剂量可大于约0.01 ppm并且小于约300 ppm，如小于约200 ppm、小于约100 ppm、小于约50 ppm、小于约20 ppm、小于约10 ppm，或小于约5 ppm。可将流变改性剂连续添加到浆料中或分批进料。
要添加到浆料中的流变改性剂的量至少取决于浆料中石灰（或氢氧化镁）的量。举例来说，可将一定剂量的流变改性剂添加到10%的石灰浆料中，并且可将不同剂量的改性剂添加到30%的石灰浆料中。
可将流变改性剂添加到掺入石灰和/或氢氧化镁浆料的任何工艺中。这类工艺可包括掺入温石灰软化器、热石灰软化器的工艺，或从水中去除硬水离子的任何其它工艺。此外，可将流变改性剂添加到利用热交换器、蒸发器和锅炉的工艺，如烃生产工艺和发电工艺中。另外，可将流变改性剂添加到洗涤器中以辅助洗涤如SO2、H2S和CO2的酸性气体。
在一个方面，公开使石灰浆料的流变改性的方法。方法可包括提供石灰浆料并且将流变改性剂添加到石灰浆料中的步骤。石灰浆料可存储在存储装置中。可将流变改性剂添加到存储装置中的浆料中。在某些方面，流变改性剂包含本文公开的聚合物中的一种或多种和任选的水。
在某些烃生产工艺中，提供池或类似的储水装置以存储与回收烃结合使用的水（以下简称“生产用水”）。此生产用水可来自许多不同的来源，并且通常未经纯化。因此，生产用水可含有大量二氧化硅。将生产用水进料到温石灰软化器中以去除污染物，如二氧化硅。在某些操作中，还将石灰浆料和/或氢氧化镁浆料进料到温石灰软化器中。石灰和/或氢氧化镁浆料辅助去除二氧化硅。举例来说，二氧化硅能够沉淀到氢氧化镁或石灰上。在某些情况下，温石灰软化器的内部介质的pH升高以促进二氧化硅沉淀。然后将沉淀物与水分离，并且将水从温石灰软化器进料到下一个设备，如热交换器或蒸汽发生器。
然而，如先前所提及，尽管石灰浆料和氢氧化镁浆料提供促进从生产用水中去除二氧化硅的益处，但是浆料也可在用于将浆料进料到温石灰软化器中的进料管线上形成沉积物。在某些方面，在温石灰软化器附近提供存储装置。存储装置可含有石灰浆料。在其它方面，在温石灰软化器附近提供存储装置。存储装置可含有氢氧化镁浆料。在另外的方面，在温石灰软化器附近提供两个或更多个存储装置。存储装置中的至少一个含有石灰浆料，并且存储装置中的至少一个含有氢氧化镁浆料。进料管线将石灰浆料和氢氧化镁浆料存储装置连接到温石灰软化器。另外，进料管线用于将石灰浆料和氢氧化镁浆料从它们各自的存储装置输送到温石灰软化器。如上文所讨论，这些进料管线将被含石灰和/或镁的沉积物结垢，并且在约一周至一个月后，将需要关闭整个操作，并且将需要清洗进料管线。然而，如果将上述流变改性剂中的任一种添加到石灰浆料和/或氢氧化镁浆料中，那么将不出现进料管线沉积物或将大大减少进料管线沉积物。
本申请考虑的工艺可掺入石灰浆料和/或氢氧化镁浆料。在一些实施例中，流变改性剂可以它们与氢氧化镁浆料结合使用的相同方式与氧化镁浆料结合使用。
在一个或多个实施例中，公开使氢氧化镁浆料的流变改性的方法。方法包括提供氢氧化镁浆料并且将流变改性剂添加到氢氧化镁浆料中的步骤。氢氧化镁浆料可存储在存储装置中。可将流变改性剂添加到存储装置中的浆料中。流变改性剂可包含本文公开的聚合物中的一种或多种。
实例
进行实验以确定流变改性剂的有效性。流变改性剂包含聚合物。聚合物包含约85重量%的AA、约10重量%的ATBS、约3重量%的衣康酸和约2重量%的叔丁基丙烯酰胺。聚合物的重均分子量为约14,000 g/mol。
制备石灰浆料（35% w/w），并且以约1%的浓度向其中添加流变改性剂。使用Brookfield LV-DV III模型和3号转子以20 rpm测定浆料的粘度为约425 cps。不含流变改性剂的相同浆料在20 rpm下的粘度为2951 cps。
如本文所用，术语“分子量”是指重均分子量（Mw）。
如本文所用，术语“化学上不同”是指具有与另一种物质不同数目的碳原子和/或不同官能团（例如部分）的化学物质；不同异构体；或两种或更多种这类不同。出于本公开的目的，化学物质的酸、离子、共轭碱或盐不被视为化学上不同于化学物质。
如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有（having/has）”、“可”、“含有”和其变体旨在为开放性过渡短语、术语或措辞，其不必但是可排除额外动作或结构的可能性。除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一”、“和”以及“所述”包括多个参考物。
本公开还考虑其它实施例“包含本文提出的实施例或元件”、“由本文提出的实施例或元件组成”和“基本上由本文提出的实施例或元件组成”，而不管是否明确阐述。通常并且如通过上下文确定，在说明书中所使用的术语“包含（comprise/comprises）”可解释为意指“包含”、“由……组成”或“基本上由……组成”。
术语“基本上由……组成”（consisting essentially of或consist essentiallyof）意指方法和组合物可包括额外步骤、组分、成分等，但前提是额外步骤、组分和/或成分不实质上改变所要求的方法和组合物的基本和新颖特性。
在描述本公开的实施例中采用的修饰例如组合物中的成分的量、浓度、体积、工艺温度、工艺时间、产量、流动速率、压力和类似值，以及其范围的术语“约”是指可例如通过用于制备化合物、组合物、浓缩物或使用配制物的典型测量和处理程序；通过在这些程序中的疏忽性误差；通过起始材料或用于进行所述方法的成分的制造、来源或纯度的差异，以及类似接近考虑发生的数字量的变化。术语“约”还涵盖由于配制物的老化而与具体初始浓度或混合物不同的量，和由于混合或处理配制物而与具体初始浓度或混合物不同的量。在通过术语“约”修饰的情况下，在此所附权利要求包括这些量的等效物。
如本文所用，在描述本公开的实施例中采用的修饰例如组合物中的成分的类型或量、特性、可测量的量、方法、位置、值或范围的术语“基本上”是指以使预期组合物、特性、量、方法、位置、值或范围无效的方式而不影响全部所述组合物、特性、量、方法、位置、值或其范围的变化。预期特性的实例（仅借助于其的非限制性实例）包括可挠性、分配系数、速率、溶解度、温度等；预期值包括厚度、产率、重量、浓度等。通过“基本上”修饰的方法的影响包括由工艺中使用的材料的类型或量的变化、机器设置的可变性、环境条件对工艺的影响等引起的影响，其中影响的方式或程度不使一个或多个预期特性或结果无效；以及类似接近考虑。在通过术语“基本上”修饰的情况下，在此所附权利要求包括材料的这些类型和量的等效物。
本文中所公开或所要求的所有组合物和方法都可根据本公开在无过度实验的情况下作出和执行。虽然本发明可按许多不同形式实施，但本文中详细描述本发明的特定优选实施例。本公开为本发明的原理的范例并且不旨在使本发明限于所说明的特定实施例。另外，除非明确相反地陈述，否则术语“一个/种”的使用旨在包括“至少一个/至少一种”或“一个或多个/一种或多种”。举例来说，“聚合物”旨在包括“至少一种聚合物”或“一种或多种聚合物”。
按绝对术语或按近似术语给出的任何范围旨在涵盖两者，并且本文所使用的任何定义旨在为澄清的并且不为限制性的。尽管阐述本发明广泛范围的数值范围和参数为近似值，但具体实例中所阐述的数值为尽可能精确报告的。然而，任何数值固有地含有某些由其相应测试测量值中所发现的标准差必然造成的误差。此外，本文中所公开的所有范围应理解为涵盖其中包含的任何和所有子范围（包括所有分数值和整体值）。
另外，本发明涵盖本文所述的各种实施例中的一些或全部的任何和所有可以的组合。还应理解，对本文所述的本发明优选实施例的各种改变和修改将为本领域的技术人员显而易见。这类改变和修改可在不脱离本发明的精神和范围的情况下并且在不减小其预期优势的情况下作出。因此，预期这类改变和修改由所附权利要求书涵盖。

Claims (14)

1.一种使浆料的流变性改性的方法，其包含：
将流变改性剂添加到所述浆料中，所述流变改性剂包含聚合物，
其中所述浆料包含氢氧化镁或石灰，
其中所述聚合物包含第一单体、第二单体、第三单体和第四单体，且其中所述第一单体是85重量%的AA、所述第二单体是10重量%的ATBS、所述第三单体是3重量%的衣康酸和所述第四单体是2重量%的叔丁基丙烯酰胺，其中所述聚合物以0.01 ppm至1,000 ppm的量添加到所述浆料中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述流变改性剂还包含碳酸钠。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述流变改性剂不包括磷。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述聚合物还包含化学上不同于所述第一单体、第二单体、第三单体和第四单体的第五单体。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述聚合物的重均分子量为500 g/mol至30,000 g/mol。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述聚合物还包含标记剂。
7.一种使浆料的流变性改性的方法，其包含：
将流变改性剂添加到所述浆料中，所述流变改性剂包含聚合物，
其中所述浆料包含氢氧化镁或石灰，
其中所述聚合物包含60重量%至90重量%的第一单体，其选自AA、甲基丙烯酸、马来酸和马来酸酐；5重量%至15重量%的第二单体，其选自ATBS、磺基苯乙烯、乙烯基磺酸、甲基烯丙基磺酸、前述酸中的任一种的盐和前述酸中的任一种的共轭碱；0.01重量%至10重量%的第三单体，其选自衣康酸和巴豆酸；以及0.01重量%至10重量%的第四单体，其选自叔丁基丙烯酰胺和二甲基丙烯酰胺，其中所述聚合物以0.01 ppm至1,000 ppm的量添加到所述浆料中。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述流变改性剂还包含碳酸钠。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的方法，其中所述流变改性剂不包括磷。
10.根据权利要求7至8中任一项所述的方法，其中所述第一单体是AA，所述第二单体是ATBS，所述第三单体是衣康酸，以及所述第四单体是叔丁基丙烯酰胺。
11.根据权利要求7至8中任一项所述的方法，其中所述聚合物包含10 mol%或更少的所述第三单体。
12.根据权利要求7至8中任一项所述的方法，其中所述聚合物的重均分子量为500 g/mol至30,000 g/mol。
13.根据权利要求7至8中任一项所述的方法，其中所述聚合物还包含标记剂。
14.根据权利要求1至6中任一项中所限定的流变改性剂用于使浆料的流变性改性的用途，其中所述浆料包含选自以下的成员：石灰、氢氧化镁、石灰和氢氧化镁。
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