JP2010527749A - パルプミルエバポレータおよび濃縮器中のスケール堆積をモニタリングおよび阻害する方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
上述の内容は、例示のみを目的として本発明の範囲を限定するものではない以下の実験例を参照することによってさらによく理解されるであろう。
合成バーカイトで飽和した黒液を、約40%黒液(溶解度を低減するために50%黒液から希釈)中で3時間、予め混合した1:2.68(重量対重量比)の無水物の炭酸ナトリウム/硫酸ナトリウムを溶解することによって調製した。サンプル5リットルあたり1.5kgの無水固体混合物を使用した。固体合成バーカイトで再飽和した後、溶液を再利用した。バーカイト飽和合成黒液を、全ての固体が溶液から沈殿するまで静置し、それからデキャントした。
6リットルのダイジェスタ(M/Kシステム社、ベセスダ、メリーランドから購入)を有する黒液循環システムをセットアップし、BLDMに接続した。BLDMデバイスの主コンポーネントは、最大で138kBtu/hr−ft2(ワット密度254W/in2)まで熱流速を得ることができる、加熱された軟鋼3/8×6インチプローブだった。熱伝達長に亘って中心に配置される表面熱電対を外側金属シースの下に埋め込んだ。実際の金属表面温度を測定し、加熱されたプローブの電力をリグ制御パネルを使用して制御および調節した。
下記の表1は、カルボン酸化合物の発現試験の結果を列挙している。AMは40%アクリル/マレインコポリマ50/50、MW4Kから10Kである。C−810L脂肪酸混合物は、P&G Chemicals、シンシナティ、オハイオ州から入手可能である。FA/FAMEは、比が60:40のC6〜C18脂肪酸/脂肪酸メチルエステルの市販バイオディーゼル副産物の混合物である(Purada Processing,LLC、レイクランド、フロリダ)。Oxicure300は、Cargill社、ミネアポリス、ミネソタ州から入手可能である脂肪酸エステル製品である。EVA−MAコポリマは、ポリ(エチレン−共重合−ビニル 酢酸塩−共重合−メタクリル酸)、25%ビニル酢酸である。LOPは、ペンタエリトリトールを用いたさらなる架橋を有する無水マレイン酸の存在下で、熱重合化亜麻仁油によって調製される100%亜麻仁油ポリマーである。
下記表2は、有機酸無水物およびアミドを含むスケール阻害組成物の発現テストの結果を示す。OHSおよびOISは、それぞれ、25%オクタデセニル/71%ヘキサデセニル−コハク酸無水物および47%オクタデセニル/47%イソオクタデセニル−コハク酸無水物である。NDHは、1,8−ナフタレンジカルボン酸2−ジメチルアミノエチルアミド塩酸塩である。
以下の表3は、発現試験プロトコルを使用してスルホン酸スケール−阻害剤についての結果を挙げた。ポリ(スチレンスルホン酸−共重合−マレイン酸1:1)、ナトリウム塩の大まかな分子量は、約20kDだった。Dehsofix−920は、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド濃縮物、ナトリウム塩(Tenneco Espana、SA)である。ローマDは、スルホン酸ナフタレン濃縮物、ナトリウム塩である(Cognis Corp.シンシナティ、オハイオから入手可能である)。
以下の表4は、ポリマーアミンを有するスケールインヒビタについての発現試験プロトコル結果を示す。Polymin(登録商標)Pは、約70kDの分子量(BASF社(登録商標)、Florham Park,NJから取得)を有する50%架橋ポリエチレンイミンである。PEI−1は、35%EDC−アンモニアを有する低分子量のポリエチレンイミンである。PEI−2は、35%EDC−アンモニアを有するより高分子量のMWポリエチレンイミンである。PEI−3は、60%のカルボキシメチル化PEI−1およびPEI−4の23%溶液を示し、PEI−4は、カルオキシメチル化PEI−2の23%溶液を示す。PDCは、ポリエチレンイミンジチオカルバミン酸である。ポリ(DADMAC−共重合−NVP)は25%N−ビニルピロリドン−ジアリールジメチルアンモニウム塩化物/10%DADMACコポリマである。
以下の表5は、スケール阻害添加物の各種混合物の発現プロトコル試験の結果である。AMおよびFA/FAMEは上述した通りである。SXは40%キシレンスルホン酸ナトリウムである。PPは25%酸化エタンホモポリマ(ポリアルキレン−ポリカルボン酸塩)、カリウム塩;9%のノニルフェノールエトキシル酸;1%プロピレングリコールである。TTPは、6%トリエタノールアミントリ(リン酸エステル)、ナトリウム塩;9%アクリル酸−メチルアクリル酸コポリマ、ナトリウム塩;3%エトキシル化第3級オクチルフェノールリン酸塩;および3%エチレングリコール−プロピレングリコールコポリマである。
以下の表6は、上述した発現試験プロトコルを使用して、スケール形成を阻害するための各種脂肪酸および脂肪酸エステルと脂肪酸の混合物の能力を示している。農産物原料から得られる脂肪酸混合物の特性および組成物は、新規供給が導入されるときに予想される季節毎の変化および変更など、大幅に変化する可能性がある。一連の固体脂肪酸を試験し、個別の実験において、種々の供給からの脂肪酸/メチルエステル組成物と比較した。データは、組成物の変動が性能に大幅な影響を与えず、最適な組成物は、脂肪酸と脂肪酸メチルエステルとの比が約1:1の比であることを示した。この生成物は、良い性能を示す液体であり、ポリカルボン酸塩との組み合わせにおいて使用可能である(高分子量脂肪酸は固体であるか、または高い粘性がある)。これらの結果は、脂肪酸/脂肪酸エステル混合物の組成物が、種々の農産物源から得られ、性能に影響を与えないことを示唆している。
この実験例は、BLDMを使用して炭酸カルシウムスケール上の選択された化学物質の性能を示す。表7は、熱伝導率を特徴とする比較パラメータ(付着%または%F)を有する炭酸カルシウムスケール阻害に関する実験室実験から得た結果を示す。PP23−3389およびスケール−ガード(登録商標)60119は、市販の炭酸カルシウムスケールインヒビタ(イリノイ州ナパービルのナルコカンパニー(登録商標)から得られる)。標準メープルクラフトから得られるMidwestミルのエバポレータ黒液を実験に使用した。
BLDMを使用したバーカイトスケール上の選択された化学物質の実験室試験結果を示す。実験室実験では、バーカイトスケール阻害からの結果を表8に示す。黒液源はSouthernミルエバポレータだった。
この実験では、BLDMを使用し、サイドストリーム構成を有するミル設定で、選択された化学物質を試験した。表9は、分野検査からのバーカイト堆積上のスケールインヒビタの効果が示されていることを示す。ミル条件下でSouthernミル黒液を使用した;サイドストリームラインに供給される化学物質を有する硬木、サイドストリーム構成。
Claims (15)
- パルプミルエバポレータまたは濃縮器中でパルプ廃液からのスケール堆積を阻害する方法であって、前記パルプ廃液が、任意選択で、約50%未満の固体含有率を有し、前記方法が、
(a)前記パルプミルエバポレータまたは濃縮器中のスケール堆積レベルを判定するステップと、
(b)判定されたスケール堆積レベルが所定のレベルよりも高い場合、有効量のスケール阻害組成物を黒液に加えるステップと、を具え、
(c)前記スケール阻害組成物は、モノカルボン酸;ポリカルボン酸;脂肪酸;低分子量および高分子量の芳香族脂肪族化合物および芳香族スルホン酸;これらのエステル、無水物およびアミド;低分子量および高分子量のアミン;およびこれらの組み合わせ、からなる群から選択される1又はそれ以上の化合物を含み、
さらに、前記方法は、
(d)不活性蛍光トレーサを用いることによって、前記パルプ廃液中のスケール阻害組成物濃度をモニタリングするステップを任意選択的に具えることを特徴とする方法。 - (a)パルプミルエバポレータまたは濃縮器内に、温度調節される外側表面を有するプローブを挿入するステップと、
(b)前記温度調節される外側表面を前記パルプ廃液に接触させるステップと、
(c)前記温度調節される外側表面の熱伝導率を測定するステップであって、前記熱伝導率が、前記温度調節される外側表面上のスケール堆積物量と相関しているステップと、
(d)測定された熱伝導率を制御部に送るステップと、
(e)前記測定された熱伝導率に基づいて、前記パルプミルエバポレータまたは濃縮器中のスケール堆積物レベルを判定するステップと、
(f)判定されたスケール堆積物レベルが所定のレベルより高い場合、有効量のスケール阻害組成物を前記パルプ廃液に加えるステップと、
を更に具えることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記プローブの温度調整される外側表面上の前記熱伝導率を断続的または連続的に測定するステップを具えることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記スケールは、バーカイト、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、捕捉された有機物質、炭酸カルシウムおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される1又はそれ以上のスケールを具えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 黒液に基づいて、約1ppmから約2,000ppmの1又はそれ以上の化合物を加えるステップを具えることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 有機カルボン酸は、比が約1:1で分子量が約1,000から約50,000までのアクリル−マレイン酸コポリマ;分子量が約1,000から約50,000までのエチレン−ビニル酢酸−メタクリル酸コポリマ;フタル酸および他の芳香族vic−ジカルボン酸;亜麻仁油ポリマ;無水マレイン酸存在下で熱重合化され、任意選択的にペンタエリトリトールと架橋される亜麻仁油ポリマ;およびこれらの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 有機カルボン酸は、約C5から約C50の鎖長を有する脂肪酸および/または脂肪酸エステルの1または混合物を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 未精製の脂肪酸アルキルエステル相の脂肪酸塩溶液に酸を加えること;未精製のグリセリン相の脂肪酸塩溶液に酸を加えること;少なくとも1の脂肪酸塩成分を含む少なくとも1のバイオディーゼル製造工程流れに酸を加えること;トリグリセリドに関するエステル交換反応;およびこれらの組み合わせ、からなる群から選択されるバイオディーゼル製造工程の1又はそれ以上の段階から、有機カルボン酸、有機脂肪酸および/または脂肪酸エステルが得られることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 有機カルボン酸、有機脂肪酸および/または脂肪酸エステルが、メチルエステル、エチルエステル、塩、メタノール、エタノール、グリセリン、水およびこれらの組み合わせ、からなる群から選択される成分を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 有機カルボン酸、有機脂肪酸および/または脂肪酸エステルが、C6からC24飽和および未飽和脂肪酸;C6からC24飽和および未飽和脂肪酸塩;C1からC6の1、2および3価のアルコールを有する上記化合物のエステル;1又はそれ以上の無機塩からなる群から選択される1又はそれ以上の成分を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 有機脂肪酸は、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、エイコセン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、テトラセノン酸、および、これらの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記有機酸無水物またはアミドが、オクタデセニル/ヘキサデセニル−コハク酸無水物;オクタデセニル/イソオクタデセニル−コハク酸無水物;脂肪酸無水物の混合物;1,8−ナフタレンジカルボン酸アミド;およびこれらの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記スルホン酸が、比が1:1で分子量が約1,000から約50,000までのスチレンスルホン−マレイン酸コポリマ;スルホン化ナフタレン−ホルムアルデヒド濃縮物;約C5から約C18のアルキル鎖長を有するアルキルスルホン酸;およびこれらの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記アミンが、約1,000から約100,000までの分子量を有する直鎖状または架橋したポリエチレンイミン;約1,000から約100,000までの分子量を有する直鎖状または架橋したポリエチレンイミンのカルボキシメチルまたはジチオカルバミン誘導体;N−ビニルピロリドン−ジアリルジメチルアンモニウムコポリマ;4−ピペリジノール;およびこれらの組み合わせからなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- パルプミルエバポレータまたは濃縮器中のパルプ廃液からスケール堆積物をモニタリングする方法であって、
(a)パルプミルエバポレータまたは濃縮器内に温度調節される外側表面を有するプローブを挿入するステップと、
(b)前記温度調節される外側表面を前記パルプ廃液に接触させるステップと、
(c)前記プローブの温度調節される外側表面上で断続的または連続的に熱伝導率を測定するステップであって、前記熱伝導率が前記温度調節される外側表面上のスケール堆積物の量に相関しているステップと、
(d)前記測定された熱伝導率を制御部に送るステップと、
(e)前記測定された熱伝導率に基づいて、前記パルプミルエバポレータまたは濃縮器中のスケール堆積物レベルを判定するステップと、
を具えることを特徴とする方法。
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