JP2014503352A - 水システム中におけるシリカスケールの形成および沈着の防止法 - Google Patents

Abstract

本発明は、水システム中におけるシリカおよびケイ酸塩化合物の形成および沈着を防止するための改良された方法に関する。特に、本方法は、水システムに比較的低分子量の有機アニオン性ポリマーを加える工程を含む。このポリマーは、望ましくは、アクリル酸またはメタクリル酸官能性を持ち、望ましくは、アクリル酸のホモポリマー、メタクリル酸／ポリエチレングリコールアリルエーテル共重合体、メタクリル酸のホモポリマー、アクリル酸／ポリエチレングリコールアリルエーテル共重合体、アクリル酸／１−アリルオキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸共重合体、無水マレイン酸のホモポリマー、無水マレイン酸とポリエチレングリコールアリルエーテルとの共重合体、およびこれらの組み合わせの１つ以上から選ばれる。

Description

本発明は一般に、シリカスケール防止剤に関する。より詳細には、本発明は、低分子量アニオン性ポリマーを用いた、水システム中におけるシリカおよびケイ酸塩化合物の形成および沈着の防止法に関する。

世界の多くの地域で、工業用水のシリカ含量が高い場合に、非晶質シリカスケールによる深刻な汚れの問題が起きている。大半の地域において、シリカ含量が高いとは、工業用水が少なくとも５ｐｐｍから最大約５００ｐｐｍの溶解したシリカを含んでいることを意味し、また、更に高含量の、溶解、分散、またはコロイド状のシリカを含んでいることもある。

シリカの溶解性によって、冷却、ボイラー、地熱、逆浸透、製紙などの工業的用途での水の有効利用が制限されてしまう。具体的には、処理の間に無機物が濃縮されると、約１５０ｐｐｍのシリカの溶解度を超えることがあるため、水処理操作が制限される。この値を超えると非晶質シリカおよびケイ酸塩の沈殿と沈着が生じ、その結果、装置効率が失われることがある。更に、ボイラー、冷却装置、浄化装置などの水処理装置の内壁面にシリカが蓄積すると、熱交換チューブや膜を通る熱伝達と流量が低下する。

一旦、水処理装置にシリカスケールができると、このスケールの除去は非常に難しくコストがかかる。このため、高シリカ水では、シリカの溶解度を超えないよう、冷却装置および逆浸透装置を一般に低い水使用効率で稼働させる。しかし、このような状態では、逆浸透装置の純粋回収率が制限され、冷却装置では水の再循環が制限されてしまう。いずれの場合も、排水容量は大きい。

シリカ沈着を防ぐために、長年に亘り様々な添加剤が用いられている。工業用冷却装置内のシリカスケール制御に関する最近の技術では、コロイド状シリカ分散剤またはシリカ重合防止剤のいずれかが用いられる。分散剤法は、僅かな活性しか示さず、タワー中の総シリカのごく僅かな増加を安定化できるだけであった。例えば、分散剤を加えるとシリカ濃度は１５０〜２００から１８０〜２２０ｐｐｍに上昇するが、これはシリカサイクル中では、しばしば検出できない上昇である。

一方、シリカ重合防止剤は、シリカスケールの沈着に対してより効果的であることが分かった。例えば、Dubinによる米国特許第４，５３２，０４７号は、工業用水と接する表面での非晶質シリカスケール形成を防止するための、水溶性の低分子量多極性（polypolar）有機化合物の使用に関するものである。同様に、Nicholasらによる米国特許第５，６５８，４６５号は、シリカスケール防止法としてのポリオキサゾリンの使用に関するものである。これらの重合防止剤は、スケールを形成させることなく、可溶性シリカを３００ｐｐｍ以上に上昇することができた。

即ち、当該技術で現在知られているものよりも性能の良いスケール制御剤に対する工業的ニーズがある。

米国特許第４，５３２，０４７号明細書 米国特許第５，６５８，４６５号明細書

従って、本発明は、水システム中におけるシリカおよびケイ酸塩化合物の形成および沈着の防止法を提示する。

発明者は、ある種の低分子量ポリマーが、水システム中における可溶性シリカの重合とスケール沈着の効果的な防止剤であることを発見した。本発明の実施の形態において、本方法は、防止に効果的な量の１つ以上の比較的低分子量のアニオン性ポリマーを水システム内の水に加える工程を含む。このポリマーは、望ましくは、アクリル酸のホモポリマー、メタクリル酸とポリエチレングリコールアリルエーテルとの共重合体、メタクリル酸のホモポリマー、アクリル酸とポリエチレングリコールアリルエーテルとの共重合体、アクリル酸と１−アリルオキシ−２-ヒドロキシプロパンスルホン酸との共重合体、無水マレイン酸のホモポリマー、無水マレイン酸とポリエチレングリコールアリルエーテルとの共重合体、およびこれらの組み合わせから成る群より選ばれる。このようなポリマーは、例えば、安河内徹らによる日本特許第２１３８３１９号、“アリルエーテル−無水マレイン酸共重合体”に開示されている。

本発明の特長は、ポリマー性およびモノマー性シリカの両方の分散性を現在の技術よりも５０％以上大きくすることである。

本発明のもうひとつの特長は、開示の化学物質が、シリカの一部をモノマー体に保って、シリカの自己重合を遅らせるように働くことである。

本発明の別の特長は、既存のシリカスケールを柔らかくして除去し易くできることである。

本発明の更に別の特長は、本化学物質が、３００℃以上の温度で５時間以上も熱的に安定なことである。

本発明の更に別の特長は、これにトレース機能を付加し、ＴＲＡＳＡＲ（登録商標）法（米国イリノイ州、ネーパービル、Nalco（登録商標） Company製）などの蛍光トレース法に適合できることである。

ここまで、後述の本発明の詳細な記述をより分かり易くするため、本発明の特徴および技術的長所を広く概説した。本発明のその他の特徴および長所を以下で述べるが、これが本発明の請求項の主題を成している。開示されている概念および具体的な実施の形態は、本発明の同じ目的を果たすための別の実施の形態を変更および設計する際のベースとして、容易に利用できることは当業者には理解されている。このような同等の実施の形態は、添付の請求項に述べられている本発明の精神および範囲から逸脱しないことは、当業者には自覚されている。

本発明で使用するポリマーは比較的低分子量のポリマーであり、後に更に詳しく述べるように、望ましくは、約５，０００から２０万の範囲の平均分子量を持つ。本発明の有機ポリマーは、望ましくは、アクリル酸またはメタクリル酸官能性を持つポリマーまたは共重合体である。例示的なポリマーとしては、約５，０００から約２０万の平均分子量を持つ、アクリル酸のホモポリマー；約５，０００から約７，０００の平均分子量を持つ、メタクリル酸とポリエチレングリコールアリルエーテルとの共重合体；約１５，０００の平均分子量を持つ、メタクリル酸のホモポリマー；約５，０００から約７，０００の平均分子量を持つ、アクリル酸とポリエチレングリコールアリルエーテルとの共重合体；約３２，０００の平均分子量を持つ、アクリル酸と１−アリルオキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸との共重合体；およびこれらの組み合わせが挙げられる。

ある実施の形態において、本発明のポリマーは、カルボキシル化およびアルコキシル化モノマーを用いた、水溶性のホモポリマーおよび共重合体である。代表的なアルコキシ基としては、プロポキシ（プロピレンオキシド）、エトキシ（エチレンオキシド）、ヒドロキシル置換アルキル鎖、およびこれらの組み合わせが挙げられる。ある実施の形態において、本発明のポリマーは、カルボキシル化およびアルコキシル化モノマーを用いた、水溶性のホモポリマーおよび共重合体である。より詳細には、アルコキシル化モノマーは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、またはこれらの組み合わせのいずれかより誘導体化することができる。平均置換率は約４から約２０ｍｏｌ％の範囲である。

ポリマーの重量平均分子量（ＭＷ）は、望ましくは約５，０００Ｄａから約２０万Ｄａの範囲で、ポリマー活性物（actives）は一般に約２５％〜１００％である。本発明の投与量範囲は約１〜１００ｐｐｍである。

本発明の代表的なポリマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、または無水マレイン酸のいずれかと、エトキシル化モノマーとの水溶性共重合体が挙げられ、このとき、モノマーの先端（monomeric head）は、アクリラート、メタクリラート、またはアリル基であり、エトキシラート付加度（appendage）は一般に５〜１５単位である。この共重合体中のモノマー単位の比は、それぞれ、９０：１０から１０：９０とすることができる。望ましくは、モノマー単位の比は、それぞれ、４０：６０と６０：４０の間である。ポリマー活性物の含有率は典型的に１００％以上であるが、一部の用途での粘度による制限（例えば、輸送または投与するためのポンプ能力）のため、大部分の例示的なポリマー活性物濃度は３５％と５０％の間にある。典型的な運用ＭＷ範囲は、製造条件と供給者品質に基づき、約１万Ｄａと約１０万Ｄａの間であるが、目標ＭＷは約２万Ｄａと約３５，０００Ｄａの間である。

ある実施の形態において、ポリマーは、２−プロペン酸、α−２−プロペン−１−イル−ω−ヒドロキシポリ（オキシ−１，２−エタンジイル）とのポリマー、ナトリウム塩、ペルオキソ二硫酸（［（ＨＯ）Ｓ（Ｏ）２］２Ｏ２）ナトリウム塩（１：２）開始（ＣＡＳ番号：１３７８９８−９８−７）である。

ある実施の形態において、ポリマーは、２−プロペン酸、α−２−プロペン−１−イル−ω−ヒドロキシポリ（オキシ−１，２−エタンジイル）ブロック共重合体とのポリマー（ＣＡＳ番号：１０１０８１８−７９−７）である。

ある実施の形態において、ポリマーは、２−プロペン酸、α−２−プロペン−１−イル−ω−ヒドロキシポリ（オキシ−１，２−エタンジイル）グラフト共重合体とのポリマー（ＣＡＳ番号：１８５５０６−８７−０）である。

実施の形態において、本発明のポリマーは、ナトリウム、カリウム、アンモニウムなどの対イオンを持つ、様々な塩体として存在する。

本発明は、水システム中におけるシリカおよびケイ酸塩化合物の形成および沈着の防止法を提示する。この方法は、防止に効果的な量の本発明によるポリマーを水システム内の水に加える工程を含む。

ポリマーを使用できる正確な効果的投与量は、処理する水の性質に応じて変化すると考えられる。例えば、冷却水を処理するための効果的投与量（総ポリマーに基づく）は、通常、約０．５〜約５００ｐｐｍの範囲であると考えられる。別の実施の形態では、約１〜約１００ｐｐｍまたは約５〜約６０ｐｐｍの投与量範囲が用いられる。実施の形態において、約５ｐｐｍと５０ｐｐｍとの間の投与量も用いられる。工業用システム水を処理するための典型的な投与量は、約１万〜約１０万ｐｐｍの範囲とすることができる。実施の形態において、ポリマーは、処理する水システムへ、水溶液として断続的または連続的に直接加えることができる。

本発明のポリマーを用いた処理が必要な工業用水は、一般に、溶解、懸濁、またはコロイド状のシリカを含む水である。シリカは、溶解した、ケイ素を含む種、ケイ酸塩、またはこれらの錯イオンとして存在し、コロイド状シリカまたは懸濁シリカとしても存在する。これらの工業用水中の総シリカ濃度は通常低い。総濃度が約１２０〜１５０ｐｐｍを超えると、非晶質シリカスケールの形成が問題となる。しかし、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｅなどの一般的な陽イオンが水中にあると、ずっと低いシリカ濃度でもスケール形成／沈着の問題が起こることがある。明らかに、工業用水の全ての水源の総シリカ濃度が高ければ、非晶質シリカスケール形成によって生じる問題はより困難となる。

工業用水は、冷却水、地熱水、脱塩を目的とする塩水、ボイラー処理および蒸気発生のために調製する工業用水、原油回収用の下げ孔水、パルプおよび製紙工場用水、採鉱および選鉱用水等である。これらの工業用水と接する表面での非晶質シリカスケール形成の問題は、工業用水がアルカリ性で、５．０以上のｐＨを持ち、ＳｉＯ_２として少なくとも５ｐｐｍの総シリカを含んでいる場合に特に顕著である。本発明のポリマーを効果的に使用するには、望ましくは、ｐＨが５．０以上であり、温度範囲が周囲温度から５００度Ｆ以上の温度の間である。しかし、水処理技術の当業者ならば分かるように、本発明のポリマーは、５．０以下のｐＨの水中でも効果がある。

特に重要なのは、ワンスルー式、または特に、再循環式冷却水システムの冷却水として使用されるアルカリ性工業用水の処理である。このアルカリ性冷却水が相当量の総シリカを含む場合、この冷却水と接する表面での非晶質シリカスケール形成の問題はより著しい。アルカリ度が大きくなると、非晶質シリカスケール形成の問題も大きくなる。このため、本発明で使用するポリマーの効果は約８．０を超えるｐＨでも発揮されなければならない。

本発明の実行に必要とされるわけではないが、本発明のスケール防止ポリマーに、１つ以上の腐食防止剤、１つ以上の別のスケール防止剤、１つ以上の蛍光トレーサー、１つ以上の水処理ポリマー、１つ以上のポリアルコキシ化合物、または何らかの他の適当な添加または追加成分を組み合わせることも意図されている。このような添加物はいずれも、本発明のものが追加のコンポーネントまたはプログラムとなる、既存プログラムの一部である。別の実施の形態では、このような添加物は、本発明のポリマーと同時に、またはそれに続いて加えることができる。

当然のことながら、本方法は、一部の実施の形態において、本産業で知られている他の装置と組み合わせることができる。代表的な装置としては、システム中の様々な添加物の含量を測定するためのセンサ；溶解または粒子状汚染物センサ；抵抗、電気容量、分光吸収または透過、比色測定、蛍光発光を利用した他のセンサ；センサ／コントローラの結果を解析するための数学的ツール（例えば、多変量解析、計量化学、オン／オフ投与量制御、ＰＩＤ投与量制御など、またこれらの組み合わせ）が挙げられる。

別の実施の形態では、不活性蛍光トレーサーを相乗的混合物に加えて、投与濃度を求めるための手段とする。既知の割合の蛍光トレーサーを混合物と同時に、またはそれに続いて加える。効果的な不活性蛍光トレーサーとしては、システム中の他の成分と化学的に反応せず、時間と共にあまり分解しない物質が挙げられる。更にこのようなトレーサーは、どのような濃度レベルでも混合物に完全に（または、本質的に完全に）溶け、望ましくは、蛍光強度がその濃度にほぼ比例し、システム中の他の成分によってあまり弱められず、あるいは他の方法で減衰されないものである。更に、不活性蛍光トレーサーは、システム中の他の化学物質により、感知できるほどに、または有意に影響されてはならない。“感知できるほどに、または有意に影響されない”という記述は、不活性蛍光化合物の蛍光信号が、一般に、燃料エタノール中での通常の条件下での信号に比べ、変化が約１０％未満であることを意味する。

不活性蛍光トレーサーの好ましい特徴としては、望ましくは、システムの水中に存在する光を吸収する物質、他の添加物、汚染物質などとあまり重複しない蛍光励起／放射波長；高い溶解度；優れた化学安定性；扱い易い波長での適当な蛍光特性（例えば、システム中の他の成分が、この波長での蛍光特性を妨げない）と、干渉を防ぐため、システム中に存在する他の蛍光成分と異なる励起／放射波長；システムの特性に対して悪影響がないことが挙げられる。

代表的な不活性蛍光トレーサーとしては、フルオレセインまたはフルオレセイン誘導体；ローダミンまたはローダミン誘導体；ナフタレンスルホン酸類（モノ、ジ、トリなど）；ピレンスルホン酸類（モノ、ジ、トリ、テトラなど）；スルホン酸を含むスチルベン誘導体（蛍光増白剤など）；ビフェニルスルホン酸類；フェニルアラニン；トリプトファン；チロシン；ビタミンＢ２（リボフラビン）；ビタミンＢ６（ピリドキシン）；ビタミンＥ（α−トコフェロール類）；エトキシキン；カフェイン；バニリン；ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合ポリマー；フェニルスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物；リグニンスルホン酸類；多環芳香族炭化水素；アミン、フェノール、スルホン酸、カルボン酸官能基をいずれかの組み合わせで含む、芳香族（多）環炭化水素；Ｎ、Ｏ、またはＳを含む（多）複素環芳香族炭化水素；ナフタレンスルホン酸、ピレンスルホン酸、ビフェニルスルホン酸、またはスチルベンスルホン酸基の少なくとも１つ含むポリマーが挙げられる。このような不活性蛍光トレーサーのその他の例は、米国特許第６，９６６，２１３Ｂ２号、標題“Rapid Method for Detecting Leaks of Hydraulic Fluids in Production Plants”、および、米国特許第７，１６９，２３６Ｂ２号、標題“Method of Monitoring Membrane Cleaning Process”に見ることができる。これらの不活性蛍光トレーサーは、例えば、Nalco Companyより、商標名ＴＲＡＳＡＲとして市販されているものでも、有機化学技術の当業者に知られている手法を用いて合成しても良い。

最後に、本発明のポリマーは、他の水処理剤と組み合わせても良い。例えば、このポリマーを、腐食防止に用いられる処理剤や、分散性を高め、またはスケール形成の防止に使用される別の種類の処理剤などの水処理剤と共に用いることができる。

代表的なスケール防止剤としては、無機および有機のポリホスファート、ホスホナート類、およびポリカルボキシラート類が挙げられる（但し、これらに限定しない）。これらの防止剤は、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、フッ化カルシウム、硫酸バリウム、シュウ酸カルシウムなど、他のスケールを防止または分散させる。これらのスケールを防止すると、本ポリマーがシリカ／ケイ酸塩沈着を防ぐその潜在能力を十分発揮することができる。

無機ポリホスファート類としては、次の構造式で示されるような、リン酸無水物結合で結合したリン酸単位から成る化合物が挙げられる。

有機ポリホスファート類（ポリマー系有機ホスファート）としては、次の構造式で示されるような、ポリホスファート類のエステルが挙げられる。

式中、Ｒは、置換または非置換アルキルまたはアリールであって、ｎ＝２〜２０である。代表的な無機および有機ポリホスファート類としては、トリポリリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、アニオン性シリコーン（silicone）リン酸エステル、アルキルリン酸エステルなどが挙げられる。

ホスホナート類としては、次のような構造の基を含む化合物が挙げられる。

式中、Ｒは、Ｈ、あるいは、置換または非置換アルキルまたはアリールである。代表的なホスホナート類としては、ＨＥＤＰ（１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸およびその塩）、ＡＭＰ（アミノトリ（メチレンホスホン酸）およびその塩）、ＰＡＰＥＭＰ（ポリアミノポリエーテルメチレンホスホン酸およびその塩）などの市販の製品が挙げられる。

ポリカルボキシラート類は、カルボン酸官能基またはその塩を含むモノマー類、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α−ハロアクリル酸、マレイン酸または無水物、ビニル酢酸、アリル酢酸、フマル酸、アクリル酸β−カルボキシルエチルなどのモノマー類から成るポリマーを含む。代表的なポリカルボキシラート類としては、低分子量の市販の水溶性ポリアクリル酸、ポリマレイン酸、アクリル酸−ＡＭＰ共重合体などが挙げられる。

ポリホスファート、ホスホナート類、およびポリカルボキシラート類と、それらのスケール防止剤としての使用は当該技術において公知である。例えば、米国特許第４，８７４，５２７号、米国特許第４，９３３，０９０号、および米国特許第５，０７８，８７９号を参照のこと。

次の実施例を参照することで、先に述べたことが更に良く理解できる。実施例は、説明のために示すのであって、本発明の範囲を制限しようとするものではない。

［実施例１：停滞式フラスコ実験］
この試験は、３００ｐｐｍのＳｉＯ_２（ケイ酸ナトリウムより）、８０ｐｐｍのＭｇ（硫酸マグネシウムより）、１００ｐｐｍの全アルカリ度（重炭酸ナトリウムより）、２００ｐｐｍのカルシウム（塩化カルシウムより）を含む試験溶液を用いて行った。試験溶液のｐＨは８．５〜９．０に調整した。この試験溶液に、炭酸カルシウム防止剤として一定量（２ｐｐｍ）の２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン酸（一般に、ＰＢＴＣと呼ばれる）と、量を変えながらシリカ防止剤を加えた。これらの試料を６０℃で恒温にした。時間を変えて試料を採取し、２．５μｍのフィルタで濾過後、ｐＨ７〜７．５でシリカを分析した。試料１は、５０／５０のアクリル酸（ＡＡ）／メタクリル酸ポリエトキシ（ＨＥＭＡ）（４０％活性物）であった。試料２は、４０／６０のＡＡ／ヒドロキシポリエトキシアリルエーテル（ＡＡＥ）（４０％活性物）であった。試料３は、５０／５０のＡＡ／ＡＡＥ（４０％活性物）であった。試料４は、６０／４０のＡＡ／ＡＡＥ（４０％活性物）であった。

［実施例２：パイロット冷却塔実験］
この実験では、次の水を用いた。カルシウム（Ｃａ）１２ｍｇ／Ｌ；マグネシウム（Ｍｇ）４．０ｍｇ／Ｌ；カリウム（Ｋ）２．５ｍｇ／Ｌ、２．６ｍｇ／Ｌ;シリカ（ＳｉＯ_２）８９ｍｇ／Ｌ；ナトリウム（Ｎａ）１３ｍｇ／Ｌ；塩化物（Ｃｌ）４．３ｍｇ／Ｌ；硝酸塩（ＮＯ_３）１．６ｍｇ／Ｌ；硫酸塩（ＳＯ_４）２．４ｍｇ／Ｌ；塩化物（ＣａＣＯ_３）６．１ｍｇ／Ｌ；全アルカリ度（ＣａＣＯ_３）７１ｍｇ／Ｌ；２５℃での伝導度１５０μＳ／ｃｍ；２５℃でのｐＨ８．３ｐＨ単位。

この水に、２０ｐｐｍの本発明のシリカ防止剤と、２０ｐｐｍの炭酸カルシウム防止剤（ＰＢＴＣ）とを加えた。この水を、いくつかの熱交換器ループで循環し、冷却塔で廃熱した。この工程の間、水は、元の水の化学組成が３〜３．５倍（濃縮係数）濃縮された。循環ループ内のｐＨの記録は約８．９であった。熱交換器の入り口と出口との温度差は１０度Ｆであった。水の化学組成を循環ループ内で監視し、熱交換器では全ての付着物を監視した。

シリカ防止剤の成果として、熱交換器上には目に見える沈着がなく、濃縮ループ内の全てのイオンの回収率が９７％であることが分かった。

文中に開示および請求されている全ての組成物および方法は、この開示の内容に照らして過度に実験を行うことなく、製造および実行可能である。本発明は、多くの異なる形態で実施できるが、文中では本発明の具体的な望ましい実施の形態を詳細に述べている。この開示の内容は本発明の原理を例証するものであって、説明された特定の実施の形態に本発明を限定しようとするものではない。更に、正反対であると明白に述べられていない限り、用語“a”の使用は、“少なくとも１つ”または“１つ以上”を含むことを意図している。例えば、“a device”は、“少なくとも１つのデバイス”または“１つ以上のデバイス”を含むことを意図する。

絶対的表現または近似的表現のいずれかで与えられている範囲は、両方を含むことを意図しており、文中で使用される定義はいずれも明確にしようとするものであって、制限するものではない。本発明の広い範囲を示している数値域およびパラメータは近似値であるが、具体的な実施例に示されている数値は、できる限り正確に報告されている。しかし、全ての数値は、それぞれの試験測定値に見られる標準偏差から必然的に生じる一定の誤差を本質的に含んでいる。更に、文中に開示されている全ての範囲には、そこに含まれる一部または全ての部分範囲が含まれる（全ての小部分と値全体が含まれる）と理解すべきである。

更に、本発明には、文中に記載されている様々な実施の形態の、一部または全ての、いずれかおよび全ての可能な組み合わせが含まれる。本願に引用されている特許、特許出願、学術論文、およびその他の参考文献のいずれかおよび全て、また、文中に引用されている全ての参考文献は、その内容を本件に引用して援用する。更に、当然のことながら、当業者には、文中に記載されている現在望ましい実施の形態の様々な変化および変更が明らかであろう。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、またその意図した利点を損なうことなく、このような変化および変更を行うことができる。従って、このような変化および変更は添付の請求項に含まれるものである。

Claims (14)

1. 水システム中におけるシリカおよびケイ酸塩化合物の形成および沈着の防止法であって、前記方法は、アクリル酸のホモポリマー、メタクリル酸とポリエチレングリコールアリルエーテルとの共重合体、メタクリル酸のホモポリマー、アクリル酸とポリエチレングリコールアリルエーテルとの共重合体、アクリル酸と１−アリルオキシ−２-ヒドロキシプロパンスルホン酸との共重合体、無水マレイン酸のホモポリマー、無水マレイン酸とポリエチレングリコールアリルエーテルとの共重合体、およびこれらの組み合わせから成る群より選ばれる１つ以上の低分子量アニオン性ポリマーの、防止に効果的な量を前記水システム内の水に加える工程を含むことを特徴とする方法。
2. １つ以上の前記低分子量ポリマーは、約５，０００Ｄａから約２０万Ｄａの重量平均分子量を持つことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. １つ以上の前記低分子量ポリマーは、約５，０００から約２０万Ｄａの平均分子量を持つ、アクリル酸のホモポリマーであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. １つ以上の前記低分子量ポリマーは、約５，０００から約７，０００Ｄａの平均分子量を持つ、メタクリル酸とポリエチレングリコールアリルエーテルとの共重合体であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
5. １つ以上の前記低分子量ポリマーは、約１５，０００Ｄａの平均分子量を持つ、メタクリル酸のホモポリマーであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. １つ以上の前記低分子量ポリマーは、約５，０００から約７，０００Ｄａの平均分子量を持つ、アクリル酸とポリエチレングリコールアリルエーテルとの共重合体であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
7. １つ以上の前記低分子量ポリマーは、約３２，０００Ｄａの平均分子量を持つ、アクリル酸と１−アリルオキシ−２−ヒドロキシプロパンスルホン酸との共重合体であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
8. １つ以上の前記低分子量アニオン性ポリマーは、カルボキシル化およびアルコキシル化モノマーを用いた、水溶性のホモポリマーおよび共重合体を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
9. １つ以上の前記低分子量ポリマーは、プロポキシ、エトキシ、ヒドロキシ置換アルキル鎖、およびこれらの組み合わせを含むことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. １つ以上の前記低分子量ポリマーは、約４から約２０ｍｏｌ％の範囲の平均置換率を持つことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 前記水システムは、冷却水システム、地熱水システム、塩水脱塩システム、ボイラー水システム、原油回収用の下げ孔水システム、パルプおよび製紙工場用水システム、および採鉱および選鉱用水システムより選ばれることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
12. 前記水システムは、冷却水システムであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
13. １つ以上の腐食防止剤、スケール防止剤、または分散剤を前記水システムに加える工程を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
14. 前記スケール防止剤または分散剤は、無機および有機のポリホスファート類、ホスホナート類、ポリカルボキシラート類、およびこれらの組み合わせから成る群より選ばれることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。