JPH0617028A - 炭酸カルシウムの沈澱防止剤 - Google Patents

炭酸カルシウムの沈澱防止剤

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JPH0617028A
JPH0617028A JP5115188A JP11518893A JPH0617028A JP H0617028 A JPH0617028 A JP H0617028A JP 5115188 A JP5115188 A JP 5115188A JP 11518893 A JP11518893 A JP 11518893A JP H0617028 A JPH0617028 A JP H0617028A
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JP
Japan
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water
copolymer
calcium carbonate
ppm
precipitation
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Pending
Application number
JP5115188A
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English (en)
Inventor
Peter Thevissen
ペーター・テフイツセン
Ivan Colman
イワン・コルマン
Chih Ming Hwa
チー・ミング・フワ
Lai-Duien G Fan
ライ−デユイエン・グレイス・フアン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WR Grace and Co Conn
WR Grace and Co
Original Assignee
WR Grace and Co Conn
WR Grace and Co
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/10Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
    • C02F5/12Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances containing nitrogen

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  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 t−ブチルアクリルアミドの単量体単位と次
の式: 【化1】 [式中、RはHとCH3基を表す]で表される単位より
成る重合鎖構造をもつ水溶性コポリマー;あるいはその
水溶性塩類を、炭酸カルシウムの沈殿を防止するのに効
果的な量においてそのシステムに添加することより成
る、マグネシウム・イオンの少なくとも5ppmを含有
する用水システムにおける炭酸カルシウムの沈澱を抑制
または防止する方法。 【効果】 比較的高濃度のマグネシウム・イオンを含有
する用水システムにおいて特に有効な方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、用水システムにおいて
炭酸カルシウムの沈殿を防止または抑制する方法、特
に、比較的高濃度のマグネシウムイオンを含有する用水
システム(aqueous systems)において炭酸カルシウムの
沈殿を防止する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】炭酸カルシウムの沈殿は、炭酸カルシウ
ムの水における、特にpHの高い水における低い溶解性
のために、工業的な用水システムで通常起きている問題
である。ポリ燐酸や有機燐酸塩が、用水システムで炭酸
カルシウムを安定化させるためにこれまで使用されて来
た。しかしながら、これらの化合物は燐を含有してお
り、環境上受け入れにくいものである、何故ならば、排
水中の十分に高いレベルの燐が水中の生物に対する栄養
物になり得るからである。高温のシステム用水や長時間
の滞留のもとでは、ポリ燐酸はオルト燐酸へと加水分解
し易い。生成すると思われるオルト燐酸カルシウムの限
界溶解度が、多くの例において十分な燐酸塩濃度を維持
することを困難にしている。この逆方向の過程が、また
用水システムでスラッジ形成という問題を引き起こす。
これらの理由から、炭酸カルシウムの沈殿を防ぐために
従来行われていたポリ燐酸と有機燐酸塩の使用は、完全
に満足できるものではなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、用水
システムにおいて炭酸カルシウムの沈殿を抑制又は防止
する方法を提供することにある。
【0004】さらに、本発明の他の目的は、比較的高い
濃度のマグネシウムイオンを含む用水システムにおいて
炭酸カルシウムの沈殿を抑制又は防止する方法を提供す
ることである。
【0005】本発明によれば、炭酸カルシウムの沈殿を
抑制又は防止するために、効果的な量の(メタ)アクリ
ル酸とt−ブチルアクリルアミドのコポリマーを添加す
ることより成る、マグネシウムイオンを含有する用水シ
ステムにおいて、炭酸カルシウムの沈殿を抑制又は防止
する方法が堤供されたことになる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、比較的高い濃
度のマグネシウムイオンを含む用水システムにおいて炭
酸カルシウムの沈殿を抑制又は防止する新規な方法に対
して行われたものである。この発明のためには、用語
“比較的高い濃度のマグネシウムイオン”とは、約5p
pm以上の濃度を意味する。その方法には、t−ブチル
アクリルアミドの単量体単位と次の式:
【0007】
【化2】
【0008】[式中、RはHとCH3基を表す]で表さ
れる単位より成る重合鎖構造をもつ水溶性コポリマー
(共重合体);あるいはその水溶性塩類を、炭酸カルシ
ウムの沈殿を抑制または防止するのに効果的な量におい
てそのシステムに添加することが含まれる。
【0009】ある特別なシステムについて要求される正
確な使用量は、そのシステムの性質とそこに含まれる炭
酸カルシウムの量によって非常に広範囲に異なる。しか
しながら、一般にはこの発明のコポリマーは、非常に少
量、代表的には0.1〜1000ppmの範囲で、好ま
しくは0.5〜500ppmの範囲で、また最も好まし
くは1〜10ppmの範囲で添加される。当業者をもっ
てすれば、ある特別な用水システムに適した使用量は簡
便な方法によって容易に決定することが出来る。
【0010】本発明のコポリマーは、硬度の高い用水シ
ステムでの使用に特に適しており、マグネシウムとカル
シウム双方の比較的高い濃度に対しても十分に通用す
る。請求の範囲に記載されているコポリマーが、マグネ
シウムに対し感受性がないということは本発明の重要な
特徴と考えられる。次の実施例によってより詳細に述べ
られるように、本発明のコポリマーは、比較的高濃度の
マグネシウムイオンの存在する用水システムにおいて、
炭酸カルシウムの沈殿を効果的に防止した。このこと
は、特に構造的に類似するいくつかのコポリマーでは効
果を認めなかったことからして、驚くべきことであり、
予期されぬことであった。
【0011】本発明のポリマーによって有利に処理され
得る用水システムには、ボイラーシステムやスケール沈
着の形成が知られている再循環水システムと同様に、例
えばクーリングタワー、脱塩ユニット、ガス精製装置の
ような冷却水システムが含まれるが、これらに限定され
るものではない。
【0012】本発明のポリマーは用水システムで日常使
用されるその他の水処理剤、即ちその他のスケール防止
剤、コロジオン防止剤、殺菌剤、分散剤、消泡剤、脱酸
素剤、金属イオン封鎖剤,及びこれに類するもの、その
混合物など、との組み合わせで使用され得るが、これら
に限定されるものではない。
【0013】この発明のポリマー・スケール防止剤は、
どんな便宜的な方法によっても、即ち、アクリル酸とt
−ブチルアクリルアミド、あるいはそれらの水溶性塩類
の、好ましくはポリマーの全重量パーセントを1〜50
の範囲に含有する濃縮水溶液を最初に作製する方法によ
っても、さらにはある都合のよい点で用水システムにそ
の濃縮水溶液を注入する方法によっても、そのシステム
に添加することが出来る。多くの例においてそのスケー
ル防止剤はそれを通して水がそのシステムに入る補充用
又は供給用水の系統に添加することが出来る。代表的な
方法としては、周期的に或いは連続的に予め決定された
量が補充水に加えられるように計量された注入機が使用
される。
【0014】上記の詳細な記載に従って当業者であれば
本発明を完全に実施することが出来るということは、容
易に考えられる。
【0015】以下の実施例は、この発明の原理にしたが
って本発明を説明するために提供されるが、付加された
請求項に示される以外のいかなる点においてもその発明
を限定するように解釈されるべきではない。全ての等量
とパーセンテージは他に示してなければ重量で表してあ
る。
【0016】
【実施例】
(実施例1) (メタ)アクリル酸とt−ブチルアクリルアミドのコポ
リマーのもつ炭酸カルシウム沈殿の防止力は、マグネシ
ウムを含まない水を用いて測定された。この試験におい
て、カルシウム1,000ppmと重炭酸塩328pp
m(両者ともCaCO3として)を含有する試験溶液8
00mlを、1,000mlビーカー中でマグネチック
スターラーを用いて撹拌し、ステンレス製投げ込みヒー
ターで49℃に加熱した。加熱の間pHを監視し希HC
lの添加によってpH7.15に維持した。温度49℃
に達した後、0.1NNaOHをシリンジポンプを用
い、0.32ml/minの速度で試験溶液に添加し、
pHの上昇を環視した。pHの上昇速度の減少又は定着
が、炭酸カルシウムの沈殿が始まるときに観測された。
この減少又は定着が観測されるpHが、臨界pHと呼ば
れる。この溶液に対する臨界pHが、臨界pHに達する
までに添加された水酸基(NaOHとして)のリットル
当たりの全ミリ等量とともに以下の第1表に示されてい
る。
【0017】この操作はそれぞれの処理剤5ppmを添
加された試験溶液を用いて繰り返された。その結果は第
1表に示されている。
【0018】
【表1】 第1表に示したようにアクリル酸とt−ブチルアクリル
アミドのコポリマーの使用は臨界pHを上昇させ、臨界
pHに達するまでに、処理剤なしのブランク試行に比べ
てより多くの苛性ソーダを添加する結果となった。しか
しながら、アクリル酸とt−ブチルアクリルアミドのコ
ポリマーは、通常使用されている炭酸カルシウムの沈殿
防止剤である2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカ
ルボン酸に比較して、マグネシウムを含まない水では効
果はかなり低かった。
【0019】(実施例2)炭酸カルシウム沈殿を防止す
るための本発明のコポリマーについて、さらに有用性
が、54℃においてマグネシウムを含有する水を用いて
測定された。供試された水はカルシウム283ppm,
マグネシウム184ppm、重炭酸塩423ppm(全
てCaCO3として)を含有する。処理剤は5ppmで
添加された。第2表に結果をまとめて示す。
【0020】
【表2】 第2表より分かるように(メタ)アクリル酸とt−ブチ
ルアクリルアミドのコポリマーが炭酸カルシウムの沈殿
を防ぐのに非常に効果的であった。これらのコポリマー
は、マグネシウムイオンが供試された水に存在した場合
には、2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン
酸や他の全ての添加物より優れていた。 (実施例3)炭酸カルシウム沈殿を制御することに関し
て、本発明のコポリマーについての有用性が、54℃に
おいてマグネシウム含有の水を用いて再び評価された。
供試された水は、カルシウム283ppm,マグネシウ
ム184ppm、重炭酸塩423ppm(全てCaCO
3として)を含有する。添加物は2.5ppmで試験さ
れた。その結果は第3表に示される。
【0021】
【表3】 第3表に示したように、アクリル酸とt−ブチルアクリ
ルアミドのコポリマーは、用水システムにおける炭酸カ
ルシウムの沈殿を防止する優れた処理剤であった。マグ
ネシウムイオンを含む供試水では、アクリル酸とt−ブ
チルアクリルアミドのコポリマーは、低い用量レベルに
おいて試験された他の全ての添加物よりはるかに効果的
であった。
【0022】アクリル酸とt−ブチルアクリルアミドの
コポリマーと異なり、アクリル酸とメチロールアクリル
アミドのコポリマー、アクリル酸とヒドロキシエチルア
クリルアミドのコポリマー、およびアクリル酸とジアセ
トン・アクリルアミドのコポリマーは、マグネシウムイ
オンが供試水に存在する場合には炭酸カルシウムの沈殿
を防止するために比較的効果が薄かった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チー・ミング・フワ アメリカ合衆国イリノイ州60067パラタイ ン・ナイチンゲイルドライブ1041 (72)発明者 ライ−デユイエン・グレイス・フアン アメリカ合衆国イリノイ州60047レイクチ ユーリヒ・バークレイロード1165

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 t−ブチルアクリルアミドの単量体単位
    と次の式: 【化1】 [式中、RはHとCH3基を表す]で表される単位より
    成る重合鎖構造をもつ水溶性コポリマー;あるいはその
    水溶性塩類を、炭酸カルシウムの沈殿を防止するのに効
    果的な量においてそのシステムに添加することより成
    る、少なくともマグネシウム・イオン5ppmを含有す
    る用水システムにおける炭酸カルシウムの沈澱を抑制ま
    たは防止する方法。
  2. 【請求項2】 コポリマーがアクリル酸とt−ブチルア
    クリルアミドのコポリマーである請求項1記載による方
    法。
  3. 【請求項3】 コポリマーがアクリル酸ソーダとt−ブ
    チルアクリルアミドのコポリマーである請求項1記載に
    よる方法。
  4. 【請求項4】 コポリマーがメタクリル酸とt−ブチル
    アクリルアミドのコポリマーである請求項1記載による
    方法。
  5. 【請求項5】 コポリマーがメタクリル酸ソーダとt−
    ブチルアクリルアミドのコポリマーである請求項1記載
    による方法。
  6. 【請求項6】 効果的な量が0.1〜1000ppmの
    範囲である請求項1記載による方法。
  7. 【請求項7】 効果的な量が0.5〜500ppmの範
    囲である請求項1記載による方法。
  8. 【請求項8】 効果的な量が1〜10ppmの範囲であ
    る請求項1記載による方法。
JP5115188A 1992-04-27 1993-04-20 炭酸カルシウムの沈澱防止剤 Pending JPH0617028A (ja)

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US87386492A 1992-04-27 1992-04-27
US873864 1992-04-27

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ID=25362483

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5115188A Pending JPH0617028A (ja) 1992-04-27 1993-04-20 炭酸カルシウムの沈澱防止剤

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EP (1) EP0568171A1 (ja)
JP (1) JPH0617028A (ja)
AU (1) AU3396993A (ja)
CA (1) CA2093300A1 (ja)
ZA (1) ZA931663B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Also Published As

Publication number Publication date
EP0568171A1 (en) 1993-11-03
AU3396993A (en) 1993-10-28
ZA931663B (en) 1993-10-06
CA2093300A1 (en) 1993-10-28

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