KR20020015348A - 무기 조성물을 포함한 스케일 생성 억제 방법 및 그를위한 조성물 - Google Patents

무기 조성물을 포함한 스케일 생성 억제 방법 및 그를위한 조성물 Download PDF

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KR20020015348A
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미치 케이. 패더
두이 티. 구엔
시앙 후아이 왕
후산 장
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조이스 엘. 모리슨
허큘레스 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키는 것을 포함하며, 그 스케일 방지제는 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하고, 수성계는 약 9 이상의 pH를 가지며, 스케일 방지제의 평균 입도는 약 3 미크론 미만이다. 그 방법은 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키고 또한 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체를 첨가하는 것을 포함하며, 그 스케일 방지제는 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함한다. 본 발명은 그를 위한 조성물도 포함한다.

Description

무기 조성물을 포함한 스케일 생성 억제 방법 및 그를 위한 조성물 {Methods of Preventing Scaling Involving Inorganic Compositions, and Compositions Therefor}
스케일 형성은 많은 공업수 시스템, 예를 들면 냉각탑, 열 교환기, 증발기, 펄프화 분해기, 세정기에서 또한 원유-물 혼합물의 생산 및 가공 등에서 심각한 문제이다. 스케일 침착물의 형성은 열 전달 시스템의 효능을 감소시키고, 유체 흐름을 방해하고, 부식 과정을 용이하게 하고 세균을 잠복시킨다. 각종 과정에서 발생된 탄산 칼슘은 공업수 시스템에서 가장 통상적으로 관찰되는 스케일 형성 물질 중의 하나이다. 이 스케일은 세정 및 제거하기 위한 지연 및 운전 정지를 일으키는, 많은 공업 분야에서 비용이 드는 문제점이다.
특히, 대부분의 공업수는 금속 이온, 예를 들면 칼슘, 바륨, 마그네슘, 알루미늄, 스트론튬, 철 등 및 몇몇 음이온, 예를 들면 중탄산염, 탄산염, 황산염, 옥살산염, 인산염, 규산염, 불화물 등을 함유한다. 이들 음이온 및 양이온의 혼합물이 그의 반응 생성물의 용해도를 초과하는 농도로 존재할 때, 생성물 용해도 농도가 초과되지 않을 때 까지 침전물이 형성된다. 예를 들면, 칼슘 이온과 탄산염 이온의 농도가 탄산 칼슘 반응 생성물의 용해도를 초과할 때, 고체상의 탄산 칼슘이 형성될 것이다.
생성물 용해도 농도는 수상의 부분 증발, pH, 온도 또는 압력의 변화, 및 용액에 이미 존재하는 이온과 함께 불용성 화합물을 형성하는 추가의 이온의 도입과 같은 여러 이유로 초과된다. 이들 반응 생성물이 물 운반계의 표면 상에 침전될 때, 그들은 스케일 또는 침착물을 형성시킨다.
보일러 시스템 및 유사한 열 교환 시스템의 경우, 스케일 형성의 메카니즘은 시스템의 가열 표면에 인접한 영역에 국소적으로 과포화된 용액으로부터 스케일 형성 염을 결정화하는 것 중의 하나이다. 이 영역 내의 물의 점성 박막은 이 영역 밖의 나머지 용액 보다 더 농축되기 쉽다. 결과적으로, 스케일 형성 염 반응 생성물의 용해도는 먼저 이 박막에서 초과하고, 스케일의 결정화는 가열 표면 상에서 직접 일어나게 된다. 이 이외에, 보일러 시스템 내의 스케일의 일반적인 근원은 열의 영향하에 탄산 칼슘 수 및 이산화 탄소를 형성하는 중탄산 칼슘의 분해이다.
개방식 순환 냉각수 시스템의 경우, 냉각 탑, 분무 못, 증발 응축기 등은 물의 증발에 의해 열을 방산시키도록 제공되며, 스케일 형성을 촉진시키는 주요 인자는 수상 일부의 반복된 증발에 의해 물에 용해된 고체의 농도이다. 따라서, 일반적으로 관류식으로 스케일 형성되지 않는 물이라도 여러번 농축될 때에는 스케일을 형성하게 될 것이다.
본원에 그의 전문이 참고로 인용된, 한센 (HANSEN) 등의 미국 특허 제3,518,204호에 기재된 바와 같이, 냉매로서 자주 이용되는 급수는 벤토나이트 또는 카올리나이트 무기질과 같은 침니 (silt)를 함유한다. 이러한 시스템에서 침니 함유 수의 사용 중에 침니는 일반적으로 "경도"로서 불리우는, 칼슘 및 마그네슘과 같은 물에 존재하는 다른 불순물과 반응하거나 또는 결합한다. 그러한 반응 또는 결합의 결과로서, 침전물이 그 물을 함유하는 시스템 표면 상에 형성되어 침전된다. 그러한 침착은 시스템을 통한 흐름이 감소되거나 또는 중단될 정도로 이루어질 수 있으며, 그 시스템은 비용을 들여 세정하기 위해 운전 정지되어야 한다. 또한, 그러한 침착이 열 전달 표면 상에서 일어날 때, 열 교환이 감소되고 그에 상응하여 가공 효능이 손실된다.
크래프트 펄핑 공정에서의 스케일 형성은 유기 리간드 존재의 결과로서 다른 메카니즘에 의해 일어난다. 크래프트 펄프화 분해기에서 발생된 흑액은 리그닌, 유지/송진 비누, 헤미셀룰로오스 등과 같은 매우 고함량의 유기물을 함유한다. 펄프화 중에 형성된 리그닌 단편, 특히 방향족 고리 상에 인접 히드록실기를 함유하는 것은 칼슘 (나무에서 유래됨)과 상호작용하는 경향이 높아서 흑액에서의 그의 용해도를 크게 증가시킨다. 온도 (예를 들어, 증발기 또는 증해 가열기의 관벽 부근의 온도)가 증가할 때, 특히 잔류 활성 알칼리가 적다면 pH는 감소되기 쉽다. 그 결과, 칼슘 이온은 수소 이온에 의해 리그닌으로부터 방출될 수 있고, 탄산염이온과 반응하여 탄산 칼슘 스케일을 생산하게 된다. 리그닌 이외에 흑액 내의 칼슘과 착화하는 많은 다른 유기 종이 있다. 칼슘과 착화하는 능력이 흑액의 정상 pH 범위 내의 pH에 좌우되는 이들 임의의 유기종은 온도가 증가할 때 이온 칼슘을 방출함으로써 탄산 칼슘 스케일 생성에 기여할 것이다. 그러므로, 상기 일부 유기 화합물이 존재하고 충분한 칼슘이 이용 가능하기만 하다면, 액체는 탄산 칼슘 스케일을 침착시키는 능력을 가질 것이다. 칼슘 및 탄산염 이외에, 흑액은 스케일을 침전시키고 형성시킬 수 있는 많은 다른 이온, 예를 들어 나트륨 및 황산염을 함유한다.
제지 공업에서, 알칼리 분해 용액으로부터 또한 나무 칩으로부터 얻은 용해된 고체로부터의 알칼리도는 흑액의 알칼리도를 증가시키며, 종종 12 내지 13 및 심지어는 더 높은 pH에 도달하게 한다. 높은 pH 조건 하에서 탄산 칼슘의 침전은 제어하기가 특히 어렵다. 산은 종종 pH를 더 낮추도록 첨가되어 탄산 칼슘 스케일 생성을 방지한다.
제지 공정에서, 옥살산 칼슘 스케일은 염소, 가성 소다, 이산화 염소, 하이포염소산염 및 과산화물에 의한 펄프의 표백/탈리그닌화 중에 공정 장치 상에 종종 형성된다. 일반적인 스케일 형성 면은 세정기 드럼 표면 와이어 상에; 세정기 통 안에; 원료 라인 및 펌프 내에; 여액 탱크, 라인 및 펌프 내에; 추출 스크린 상에; 및 처리 탑 내에 있다. 옥살산 칼슘 스케일의 형성은 스케일의 제거와 관련된 감소된 표백/탈리그닌화 효능 및 장치 정지 시간으로 인한 생산 손실 때문에 주로 공장에 대해 경제적 곤란을 준다.
오일 공업에서, 불용성 칼슘염의 형성은 물을 주입 정 (井)에 도입하여 지하 구조물을 통해 압입시켜서 오일이 생산 정에서 산출되도록 하는 방법에 의해 지하 구조물로부터 오일을 2차 회수하는데 문제를 일으킨다. 이러한 유형의 방법은 일반적으로 수공 방식으로 불리운다.
상기 일면에서, 스케일 형성 및 침착은 스케일 형성 입자의 핵 형성, 결정 성장 및 응집 메카니즘에 의해 발생된다. 스케일 발생을 감소시키는 각종 방법은 스케일 형성 입자의 핵/결정 형성의 억제, 결정 성장의 변형 및 분산을 포함한다.
킬레이트화제 또는 금속 이온 봉쇄제는 일반적으로 수 운반 시스템에서 탄산 칼슘을 침착, 침전 및 결정화하는 것을 억제하는데 이용되어 왔다. 탄산 칼슘 스케일 억제제로서 활발하게 연구되어 온 다른 유형의 화학물질은 한계 억제제이다.
한계 억제제는 수용성 중합체, 포스폰산염 및 폴리인산염 (예를 들어, 본원에 그의 전문이 참고로 인용된, 보파르디 (BOFFARDI) 등의 미국 특허 제5,182,028호는 헥사메타인산 및 모노플루오로인산 나트륨을 기재함)을 포함한다. 그러한 화학물질은 화학양론적으로 요구되는 것 보다 상당히 더 적은 양에서 스케일 억제제로서 효과적이다.
아크릴아미드, 말레산, 비닐 아세테이트, 비닐 알코올 및 아크릴산으로부터 유래된 기를 포함한 수용성 중합체는 탄산 칼슘 침착을 제어하는데 이용되어 왔다. 예를 들면, 그러한 중합체는, 본원에 그의 전문이 참고로 인용된, 영 (YEUNG)의 미국 특허 제5,282,976호; 우드 (WOOD) 등의 미국 특허 제5,496,914호; 왓슨 (WATSON) 등의 미국 특허 제4,008,164호; 한센 (HANSEN) 등의 미국 특허제3,518,204호; 퍼신스키 (PERSINSKI) 등의 미국 특허 제3,928,196호 및 4,936,987호; 보파르디 (BOFFARDI) 등의 미국 특허 제3,965,027호; 해리스 (HARRIS) 등의 미국 특허 제5,441,602호; 길 (GILL)의 미국 특허 제5,580,462호; 및 토고 (TOGO) 등의 미국 특허 제5,409,571호에 개시되어 있다.
포스폰산, 카르복실산 또는 술폰산기를 가진 폴리알릴아민도 또한 본원에 그의 전문이 참고로 인용된, 쿠오 (KUO)의 미국 특허 제5,629,385호 및 세르우드 (SHERWOOD) 등의 미국 특허 제5,124,046호에 기재된 바와 같이 스케일 제어제로서 사용된다.
또한, 많은 음이온계 고분자전해질, 예를 들어 폴리아크릴레이트, 폴리말레산 무수물, 아크릴레이트 및 술포네이트의 공중합체, 술포네이트 스티렌의 중합체가 이용되어 왔다. 고분자전해질의 예는, 본원에 그의 전문이 참고로 인용된, 퍼신스키 (PERSINSKI) 등의 미국 특허 제4,640,793호; 부테 (BOOTHE) 등의 미국 특허 제4,650,591호; 로렌크 (LORENC) 등의 미국 특허 제4,457,847호; 길 (GILL) 등의 미국 특허 제5,407,583호; 및 요르크 (YORKE)의 미국 특허 제4,671,888호에 개시되어 있다.
수성계에서 스케일의 형성 및 침착을 억제하기 위한 폴리에폭시숙신산은 본원에 그의 전문이 참고로 인용된, 브라운 (BROWN) 등의 미국 특허 제5,062,962호 및 5,147,555호에 개시되어 있다.
포스폰산염 기재 화합물은 탄산 칼슘 스케일 제어제로서 광범위하게 사용된다. 그 예로는 에테르 디포스포네이트 (본원에 그의 전문이 참고로 인용된, 리드(REED) 등의 미국 특허 제5,772,893호 및 크넬러 (KNELLER) 등의 미국 특허 제5,647,995호), 히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 아미노 트리(메틸렌 포스폰산), 아미노메틸렌 포스포네이트 (본원에 그의 전문이 참고로 인용된, 다완 (DHAWAN) 등의 미국 특허 제4,931,189호), N,N-비스(포스포노메틸)-2-아미노-1-프로판올 (본원에 그의 전문이 참고로 인용된, 첸 (CHEN) 등의 미국 특허 제5,259,974호), 아미노 말단 옥시알킬레이트의 메틸렌 포스포네이트 (본원에 그의 전문이 참고로 인용된, 퀸란 (QUINLAN)의 미국 특허 제4,080,375호), 폴리에테르 폴리아미노 메틸렌 포스포네이트 (본원에 그의 전문이 참고로 인용된, EP 0 516 382호 B1) 및 에탄올아민 N,N-디메틸렌 포스폰산 (본원에 그의 전문이 참고로 인용된, 람세이 (RAMSEY) 등의 미국 특허 제2,917,528호 및 2,964,549호)이 있다.
또한, 본원에 그의 전문이 참고로 인용된, 핑크 (FINK) 등의 미국 특허 제2,358,222호 및 해치 (HATCH)의 미국 특허 2,539,305호에 개시된 바와 같이 특정 무기 폴리인산염은 금속 이온 봉쇄제 또는 킬레이트화제에 대해 필요한 농도 보다 더 적은 양으로 첨가될 때 침전을 방지하는 것으로 공지되어 있다.
본원에 그의 전문이 참고로 인용된, 카터 (CARTER) 등의 미국 특허 제3,960,576호는 유기 포스폰산염 및 카르복시 메틸 셀룰로오스로 이루어진 무기-규산염 기재 조성물이 금속 표면의 부식을 억제하는데 유용하다는 것을 개시하고 있다.
본원에 그의 전문이 참고로 인용된, 마나한 (MANAHAN)의 문헌 (Environmental Chemistry, pp. 183-213 (1991))(pp. 193-195에 특히 집중적으로설명됨)은 환경 화학에서 규산 나트륨 알루미늄 무기질 또는 제올라이트의 수 연화제로서의 사용을 기재하고 있다. 규산 알루미늄 무기질 및 제올라이트에 의한 물의 연화는 무기질의 이온 교환 특성을 기초로 한다. 경수 경도의 원인이 되는 이가 양이온은 규산 알루미늄에 함유된 나트륨 이온으로 대체되고, 그후에 여과에 의해 제거된다. 수 연화에서 통상적으로 이용되어 온 운모상 무기질의 예는 해록석 (海綠石), K2(MgFe)2Al6(Si4O10)3OH12이다.
본원에 그의 전문이 참고로 인용된 문헌 (Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd ed., vol. 24. pp. 367-384 (1984))은 침착물이 일반적으로 냉각 및 가공수 안의 분산제 및 스케일 억제제로 제어된다는 것을 기재하고 있다. 분산제 중에는 중합체 및 공중합체, 예를 들면 폴리(아크릴산) 및 그의 염, 아크릴아미드아크릴산 공중합체 및 폴리(말레산)이 있다.
본원에 그의 전문이 참고로 인용된 문헌 ("Deactivation of Calcium Scaling Liquors", The Members of the Paper institute of Paper Chemistry, Project 3234, Report Three, pp. 88-119 (November 1977))은 대부분의 실험에서 1％ 첨가량으로 또한 다른 몇가지 실험에서는 5％ 및 20％ 첨가량으로 첨가된 시약 등급 탄산 칼슘이 탄산 칼슘에 대한 침착 표면과 같이 액체 안의 종자로서 기능하는 것을 기재하고 있다.
문헌 (ADAMS, "Low-Cost Evaporator Upgrades Boost Performance, Reduce Scaling", Pulp ＆ Paper, pp. 83-89 (February 1999))은 황산 나트륨을 첨가하여스케일 형성을 제어하는 것을 포함한 염석 방법을 기재하고 있다.
카나다 특허 2,229,973호는 액체를 열처리하여 탄산 칼슘을 침전시키는, 증발기에서 흑액을 억제하는 방법을 기재하고 있다. 이 문헌은 탄산 칼슘이 열처리될 액체에 첨가될 필요가 없다는 것을 기재하고 있다.
EP 0 916 622호는 제지 공정에서 스케일 형성을 방지하는 방법을 기재하고 있으며, 여기서 황산 칼슘 또는 옥살산 칼슘은 종자로서 첨가되어 각각 황산 칼슘 스케일 또는 옥살산 칼슘 스케일의 형성을 방지한다.
또한, 충전제, 피치 조절 및 보유 및 배수 조절을 위해 제지 공업에서 활석 및 벤토나이트와 같은 점토를 사용하는 것은 알려져 있다. 충전제 용도에서, 활석 또는 벤토나이트는 전형적으로 비교적 높은 양으로 첨가될 수 있다.
피치 조절 용도에서, 활석 또는 벤토나이트는 세정기 전 및 분해기 후에 첨가될 수 있다. 이 위치에서, 수성계의 온도는 비교적 낮다. 피치 조절을 위한 활석 및 벤토나이트의 용도는 본원에 그의 전문이 참고로 인용된 문헌 (BOARDMAN, "The Use of Organophilic Mineral Particulates in the Control of Anionic Trash Like Pitch", TAPPI Proceedings (1996))에 기재되어 있다. 특히, 이 문헌은 몬모릴로나이트를 톤 당 2 파운드로 사용하는 것을 기재한다. 피치 침착물은 때로는 탄산 칼슘을 포함할 수 있는 것으로 알려져 있다.
보유 및 배수 조절 시에는, 벤토나이트 및 고분자량 양이온계 중합체 (예를 들면, 약 1 x 106내지 10 x 106의 분자량)가 헤드박스 직전에 첨가될 수 있는 것으로 생각된다. 예를 들어, 오븐 건조된 섬유 톤 당 3-10 lb의 벤토나이트가 헤드박스 부근에 첨가되어 1 중량％ 수성 종이 퍼니쉬의 경우 수성계 내의 벤토나이트가 약 15-50 ppm이 되는 것으로 생각된다. 헤드박스 직전의 수성계는 전형적으로 약 5 내지 8.5의 pH 및 약 40 내지 60 ℃의 온도를 갖는 것으로 생각된다. 예로서, 란글리 (LANGLEY) 등의 미국 특허 제4,753,710호는 팽윤 후의 벤토나이트 입도는 2 미크론 미만이 90％ 이상인 것이 바람직하다고 교시하고 있다.
발명의 설명
본 발명은 스케일 형성 및(또는) 침착, 예를 들면 알칼리 토금속 스케일 침착, 특히 탄산 칼슘 스케일 침착, 또는 알칼리 토금속 옥살산염 스케일 침착을 방지하는 것에 관한 것이다.
본 발명은 또한 스케일 형성 및(또는) 침착을 효과적으로 방지할 수 있는 무기 화합물, 예를 들면 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염을 제공하는 것에 관한 것이다.
본 발명은 또한 스케일 형성 수성계와 접촉하고 있는 표면, 예를 들면 금속 및 플라스틱 표면 상의 스케일 형성 및(또는) 침착을 효과적으로 방지할 수 있는 화합물족을 제공하는 것이다.
한 일면에 따라서, 본 발명은 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 500 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하는 것을 포함하며, 그 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하고 수성계가 약 9 이상의 pH를 갖는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
다른 일면에 따라서, 본 발명은 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 500 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하는 것을 포함하며, 그 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하고 수성계가 약 0.4 ppm 이하의 양이온계 중합체를 포함하는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 500 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하는 것을 포함하며, 그 스케일 방지제가 규산 마그네슘 알루미늄, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트, 헥토라이트, 비정질 규산 마그네슘 및 탄산 아연 중 1종 이상을 포함하는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 수성계 내의 핵 형성 촉진제/개시제의 양이 약 500 ppm 이하가 되도록 수성계에 핵 형성 촉진제/개시제를 첨가하여 스케일 침착물의 형성을 억제하는 것을 포함하며, 그 수성계가 약 9 이상의 pH를 갖는, 공업 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 수성계에 제1 양이온을 첨가하고 수성계로부터 제1 양이온과 구별되는 제2 양이온을 제거하여 제2 양이온이 스케일 침착물을 형성하는 것을 억제하는 것을 포함하며, 그 수성계가 약 70 내지 500 ℃의 온도를 갖는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 분쇄된 탄산 칼슘 및 소듐 몬모릴로나이트를 포함하는 조성물에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 규산 마그네슘 알루미늄 및 소듐 몬모릴로나이트를 포함하는 조성물에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 목재 펄프; 금속 양이온; 음이온; 및 규산 마그네슘 알루미늄, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 사포나이트, 세피올라이트, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트, 헥토라이트, 비정질 규산 마그네슘 및 탄산 아연 중 1종 이상을 포함하는 스케일 방지제 약 50 내지 500 ppm을 포함하는 수성 펄프 슬러리에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키는 것을 포함하며, 그 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하며, 그 수성계가 약 9 이상의 pH를 가지며, 스케일 방지제의 평균 입도가 약 3 미크론 미만인, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키고 또한 수성계에 분산제를 첨가하는 것을 포함하며, 그 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하고, 수성계가 약 9 이상의 pH를 갖는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 형성시키는 것을 포함하며, 그 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하고, 스케일 방지제의 평균 입도가 약 3 미크론 미만인, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 형성시키고 또한 수성계에 분산제를 첨가하는 것을 포함하며, 그 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 펄프화 분해기 전 및 펄프화 분해기 중 적어도 하나에서 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키는 것을 포함하며, 그 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하는, 펄프화 밀의 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 표백 설비 단계 직전 및 표백 설비 단계 중 적어도 하나에서 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키는 것을 포함하며, 그 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하는, 펄프화 밀의 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키는것을 포함하며, 그 스케일 방지제가 규산 마그네슘 알루미늄, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트, 헥토라이트, 비정질 규산 마그네슘 및 탄산 아연 중 1종 이상을 포함하는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키는 것을 포함하며, 그 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하고, 스케일 방지제의 평균 입도가 약 3 미크론 미만인, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키고 또한 수성계에 분산제를 첨가하는 것을 포함하며, 그 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키고 또한 수성계에 1종 이상의 단백질을 첨가하는 것을 포함하며, 그 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상; 및 1종 이상의 단백질을 포함하며, 1종 이상의 단백질에 대한 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상의 중량비가 약 50:1 내지 1:1인 조성물에관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키고 또한 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체를 첨가하는 것을 포함하며, 그 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법에 관한 것이다.
또다른 일면에 따라서, 본 발명은 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상; 및 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체를 포함하며, 그 공중합체에 대한 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상의 중량비가 약 50:1 내지 1:1인 조성물에 관한 것이다.
한 일면에서, 스케일 방지제는 알루미노규산염 골격을 포함한다.
다른 일면에서, 스케일 방지제는 카르복실산, 술폰산염, 황산염 및 인산염 중 1종 이상을 포함하는 하나 이상의 관능기를 포함한다.
또다른 일면에서, 스케일 방지제는 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간 및 돌로마이트 중 1종 이상을 포함한다.
또다른 일면에서, 스케일 방지제는 알루미노규산 나트륨, 알루미노규산 마그네슘, 헥토라이트, 비정질 규산 마그네슘, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 아연, 탄산 철 및 탄산 망간 중 1종 이상을 포함한다.
또다른 일면에서, 스케일 방지제는 다가 금속 규산염을 포함하며, 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 알루미노규산 나트륨, 헥토라이트 및 비정질 규산 마그네슘 중 1종 이상을 포함한다.
또다른 일면에서, 스케일 방지제는 다가 금속 탄산염을 포함하며, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트 및 탄산 아연 중 1종 이상을 포함한다.
또다른 일면에서, 스케일 방지제는 분쇄된 탄산 칼슘 및 소듐 몬모릴로나이트를 포함한다.
또다른 일면에서, 스케일 방지제는 규산 마그네슘 알루미늄 및 소듐 몬모릴로나이트를 포함한다.
또다른 일면에서, 스케일 방지제는 약 10 미크론 미만의 평균 입도를 갖는다.
또다른 일면에서, 스케일 방지제는 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 갖는다.
또다른 일면에서, 수성계는 약 9 내지 14의 pH를 갖는다.
또다른 일면에서, 스케일은 알칼리 토금속 스케일을 포함한다. 알칼리 토금속 스케일은 탄산 칼슘을 포함할 수 있다.
또다른 일면에서, 수성계는 칼슘, 바륨, 마그네슘, 알루미늄, 중탄산염, 탄산염, 황산염 및 인산염 중 1종 이상을 포함한다.
또다른 일면에서, 수성계는 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 갖는다.
또다른 일면에서, 수성계는 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는다.
또다른 일면에서, 수성계는 약 80 내지 1500 psi의 압력 하에 있다.
또다른 일면에서, 스케일 방지제는 냉각탑, 열 교환기, 증발기에, 펄프화 분해기 전에, 펄프화 분해기에 또는 세정기에 첨가된다.
또다른 일면에서, 그 방법은 원유-물 혼합물을 가공하는 것을 더 포함한다.
또다른 일면에서, 스케일은 탄산 칼슘을 포함하고, 스케일 방지제는 약 10 미크론 미만의 평균 입도를 가지며, 스케일 방지제는 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 가지며, 수성계는 약 9 내지 14의 pH를 가지며, 수성계는 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 가지며, 수성계는 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는다.
또다른 일면에서, 스케일 방지제는 칩 통 후에 첨가된다.
또다른 일면에서, 수성계에 존재하는 양이온계 중합체는 약 1 x 106을 넘는 분자량을 갖는다.
또다른 일면에서, 소듐 몬모릴로나이트에 대한 분쇄된 탄산 칼슘의 중량비는 약 0.1:1 내지 20:1이다. 따라서, 스케일 방지제는 분쇄된 탄산 칼슘을 약 10 내지 95 중량％ 함유할 수 있다. 스케일 방지제는 소듐 몬모릴로나이트를 약 5 내지 90 중량％ 함유할 수 있다.
또다른 일면에서, 소듐 몬모릴로나이트에 대한 규산 마그네슘 알루미늄의 중량비는 약 0.1:1 내지 20:1이다. 따라서, 스케일 방지제는 규산 마그네슘 알루미늄을 약 10 내지 95 중량％ 함유할 수 있다. 스케일 방지제는 소듐 몬모릴로나이트를 약 5 내지 90 중량％ 함유할 수 있다.
또다른 일면에서, 스케일 방지제는 냉각탑, 열 교환기, 증발기, 펄프화 분해기, 펄프 세정기 및 펄프 표백 장치 중 적어도 하나 및 그 전 중 하나에서 첨가되고(되거나) 형성된다.
또다른 일면에서, 수성계는 제지, 채광, 섬유 제조, 자동차 제조, 식품 가공, 제강, 수 처리 및 석유 가공 중 하나에 관련된다.
또다른 일면에서, 1종 이상의 추가의 스케일 방지제가 수성계에 첨가된다.
또다른 일면에서, 약 10 ppm 이하의 응고제가 수성계에 첨가된다.
또다른 일면에서, 스케일 방지제는 정화기, 부유 셀, 침강 탱크, 여과기, 원심분리기 및 삼투 장치 중 적어도 하나를 이용하여 수성계로부터 제거된다.
일부 일면에서, 수성계는 약 2 내지 12의 pH를 갖는다. 다른 예로서, 수성계는 약 2 내지 14의 pH를 갖는다.
또다른 일면에서, 수성계는 산화성이다.
또다른 일면에서, 1종 이상의 단백질은 콩 단백질을 포함한다.
또다른 일면에서, 조성물은 또한 물 및 목재 펄프를 포함한다.
또다른 일면에서, 공중합체에 대한 스케일 방지제의 중량비는 약 50:1 내지 1:1이다.
또다른 일면에서, 수성계 내의 공중합체의 양은 약 250 ppm 이하이다.
본 발명은 스케일 형성 수성계와 접촉하고 있는 기판 표면 상의 스케일 침착물의 형성, 침착 및(또는) 부착을 억제하는 방법 및 그를 위한 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염과 같은 무기 조성물에 관한 것이다. 스케일 침착물은 알칼리 토금속 스케일 침착물, 예를 들면 알칼리 토금속 탄산염 스케일 침착물, 특히 탄산 칼슘 스케일 침착물, 또는 알칼리 토금속 옥살산염 침착물일 수 있다.
본원에 나타낸 상세한 내용은 본 발명의 각종 양태의 예시적 논의의 목적으로만 제공되는 예이며 본 발명의 원리 및 개념적인 면의 가장 유용하고 쉽게 이해되는 설명인 것으로 생각되는 것을 제공하기 위해 제시된다. 이에 관해서, 본 발명의 기초적인 이해를 위해 필요한 것 보다 더 상세하게 본 발명의 몇가지 형태가 실제로 어떻게 구체화될 수 있는지를 당 업계의 숙련인에게 명백하게 하는 본 발명의 상세 내용을 나타내는 시도는 이루어지지 않았다.
이 출원에서 모든 ％ 측정치는 달리 명시하지 않으면 제공된 샘플 중량을 100％로 하여 중량 기준으로 측정한 것이다. 따라서, 예를 들면 30％는 샘플 100 중량부에서 30 중량부를 나타낸다.
달리 명시되지 않으면, 화합물 또는 성분에 대한 언급은 화합물 또는 성분 자체 뿐만 아니라 다른 화합물 또는 성분과 함께, 예를 들어 화합물의 혼합물로 사용되는 것을 포함한다.
더 논의하기 전에, 다음 용어에 대한 정의는 본 발명의 이해를 도울 것이다.
"핵 형성 개시제/촉진제"는 용액 상에서 다가 금속 규산염 또는 다가 금속 탄산염의 핵 형성 및 침전을 개시하고 촉진시키는 물질을 의미한다.
"수 경도"는 수용액 중의 마그네슘 및 칼슘 이온의 양을 의미한다.
"공중합체"는 2가지 이상의 다른 종류의 단량체를 포함하는 중합체를 의미한다.
전체적으로, 본 발명은 스케일 형성 수성계와 접촉하고 있는 기판 표면 상의 스케일 침착물의 형성, 침착 및 부착을 억제하는 방법 및 그를 위한 무기 조성물에 관한 것이다. 스케일 침착물은 알칼리 토금속 스케일 침착물, 예를 들면 알칼리 토금속 탄산염 스케일 침착물, 특히 탄산 칼슘 스케일 침착물, 또는 알칼리 토금속 옥살산염 침착물일 수 있다.
본 발명의 바람직한 스케일 방지제는 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염을 포함한다. 다가 금속 규산염 또는 다가 금속 탄산염은 결정성이거나 또는 비정질일 수 있다. 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염은 카르복실산, 술폰산염, 황산염 및 인산염과 같은 관능기를 가질 수 있다. 예를 들면, 관능기는 다가 금속 규산염 또는 다가 금속 탄산염을 카르복실산, 술폰산염, 황산염 및 인산염과 같은 관능기를 가진 유기 또는 무기 화합물로 처리함으로써 얻어질 수 있다. 이들 화합물의 예는 중합체, 예를 들어 폴리아크릴레이트 및 폴리아크릴산, 및 계면활성제, 예를 들면 알킬벤젠 술포네이트, 알킬벤젠 설페이트 및 알킬벤젠 포스페이트 에스테르를 포함한다.
다가 금속 규산염은 점토를 포함한다. 점토는 알루미늄에 대해 이온 치환된 2- 또는 3-층 결정 구조를 가진 천연 함수 알루미노규산염이며, 그러한 이온 치환체의 예는 마그네슘, 철 및 나트륨을 포함한다. 알칼리 및 알칼리 토류 원소도 또한 점토의 구성성분일 수 있다. 수소는 일반적으로 구조에서 히드록실로서 또한 구조 내의 물로서 존재하며 표면 상에 흡수된다. 이러한 치환은 광범위한 부류의 필로규산염 또는 층 규산염 내에 다양한 화학 조성을 형성한다. 점토의 화학 조성의 비교적 작은 차이가 그의 화학적 및 물리적 특성에 크게 영향을 미칠 수 있는 것으로 잘 알려져 있다.
모든 필로규산염은 사면체 배위 양이온의 시트, Z, 예를 들어 조성물 Z2O5의 마그네슘, 알루미늄 및 철 이온이 공유 산소를 통해 산소 및 히드록실로 팔면체 배위된 양이온의 시트에 결합되는 규산염 또는 알루미노규산염 층을 함유한다. 1개의 팔면체 시트가 1개의 사면체 시트에 결합될 때, 카올리나이트에서와 같이 1:1 층이 형성되며; 1개의 팔면체 시트가 2개의 사면체 시트에 결합될 때, 활석 및 파이로필라이트에서와 같이 하나가 각 면위에 있는, 2:1 층이 형성된다. 알루미노규산염 층 사이에서 발견될 수 있는 구조 단위는 아염소산염에서와 같이 히드록실과 팔면체 배위된 양이온, 및 스멕타이트, 벤토나이트, 질석 및 운모에서와 같이 수화될 수 있거나 또는 수화될 수 없는 개개의 양이온의 시트이다. 일부 2:1 층 규산염은 물, 에틸렌 글리콜, 및 광범위한 유사 화합물에서 2:1 층 사이의 분자의 내위첨가에 의해 팽윤된다.
다가 금속 탄산염은 다가 금속, 예를 들어 알칼리 토금속, 및 탄산염의 각종 혼합물을 포함한다. 다가 금속의 바람직한 예로는 칼슘, 마그네슘, 철, 망간 및 아연이 있다. 예를 들면, 알칼리 토금속 탄산염은 탄산 마그네슘과 혼합된 탄산 칼슘을 포함한다.
다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염은 합성이거나 또는 천연일 수 있다. 합성 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염의 예로는 침전된 탄산 칼슘 및 실리카유래된 생성물, 예를 들면 규산 마그네슘, 알루미노규산염, 규산 마그네슘 알루미늄 등을 포함한다. 아래에 좀 더 상세히 논의되는 바와 같이, 합성 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염의 각종 입도, 표면적, 공극 크기 직경 및 이온 교환 능력은 공업용으로 만들어질 수 있다.
본 발명의 스케일 방지제의 바람직한 예는 다음의 비제한적 목록으로 기재되어 있다.
천연 다가 금속 규산염 및 금속 탄산염
다가 금속 규산염
소듐 몬모릴로나이트 (벤토나이트)
규산 마그네슘 알루미늄
스멕타이트 점토
콜로이드 아타펄가이트 점토
활석 (함수 규산 마그네슘)
수화 규산 마그네슘 알루미늄 (예를 들면, 스멕타이트 점토)
칼슘 벤토나이트
사포나이트 (마그네슘 벤토나이트)
세피올라이트
다가 금속 탄산염
탄산 칼슘
분쇄된 탄산 칼슘
탄산 마그네슘
탄산 철
탄산 망간
돌로마이트
합성 다가 금속 규산염 및 금속 탄산염
다가 금속 규산염
알루미노규산 나트륨
수화 Na-A 타입 제올라이트
모르데나이트 제올라이트
합성 비정질 침전 규산염
규산 마그네슘 알루미늄
합성 헥토라이트 (합성 규산 마그네슘)
비정질 규산 마그네슘
다가 금속 탄산염
탄산 칼슘
침전된 탄산 칼슘
탄산 마그네슘
탄산 아연
탄산 철
탄산 망간
본 발명에 유용할 수 있는 다른 스케일 방지제를 선택하는데 있어서, 알루미노규산염 골격을 가진 화합물이 스케일 방지제로서 기능하기 쉽다.
또한, 다른 스케일 방지제의 선택은 본 발명의 스케일 방지제의 기능이 어떻게 가정되었는지에 기초할 수 있다. 이론에 따르길 바라는 것은 아니지만, 본 발명은 스케일 방지제의 유형에 따라서 하나 이상의 다음 메카니즘을 포함할 수 있다.
일부 스케일 방지제의 경우, 본 발명의 메카니즘은 수 연화에 관련된 이온 교환과 유사한 이온 교환을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수성계 중의 칼슘 이온의 농도를 감소시켜 칼슘 화합물의 침전을 감소시키기 위해 칼슘 이온을 나트륨 이온으로 교체할 수 있다. 칼슘 농도를 감소시키면 칼슘 기재 결정의 성장 속도가 느려져서 형성된 결정이 더 작고 더욱 균일하게 되기 쉬운 것으로 생각된다. 결정이 작을수록 수성 상에서 더 안정하고 장치 상에 덜 침전될 수 있을 것이다.
다른 가정된 메카니즘에 따라서, 본 발명의 스케일 방지제는 핵 형성 개시제/촉진제로서 기능할 수 있다. 따라서, 본 발명의 스케일 방지제는 종자로서 기능할 수 있다. 예를 들면, 스케일 생성 화합물은 장치 상에 침전하는 대신에 스케일 방지제 상에 침전할 수 있다. 핵 형성 개시제/촉진제는 무기 성분일 수 있다. 다른 화합물이 핵 형성 개시제/촉진제로서 기능할 수 있긴 하지만, 특히 분쇄된 탄산 칼슘이 핵 형성 촉진제/개시제로서 기능하는 것으로 생각된다.
또다른 가정된 메카니즘에 따라서, 본 발명의 스케일 방지제는 표면 흡수를 통해 기능할 수 있다. 표면 흡수가 상기 이온 교환 및 핵 형성 메카니즘에 관련되긴 하지만, 표면 흡수는 독립적인 메카니즘일 수 있다. 예를 들면, 표면 흡수에서 분리 고체상이 스케일 방지제의 표면 상에 형성될 필요는 없다.
위에 비추어, 본 발명의 스케일 방지제는 스케일 방지제에 따라서 이온 교환제, 핵 형성 촉진제/개시제 및 표면 흡수제 중 적어도 하나로서 기능할 수 있는 것으로 가정된다.
상기 스케일 방지제는 서로 함께 사용될 수도 있다. 놀랍게도 상기 스케일 방지제의 일부 혼합은 상승 효과를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 특히, 소듐 몬모릴로나이트와 분쇄된 탄산 칼슘 또는 규산 마그네슘 알루미늄과의 혼합은 예상치 못한 결과를 나타낸다.
탄산 칼슘 및 소듐 몬모릴로나이트의 혼합에 관해서 보면, 소듐 몬모릴로나이트에 대한 탄산 칼슘의 중량비는 바람직하게는 약 0.1:1 내지 20:1, 더욱 바람직하게는 약 0.5:1 내지 7:1, 가장 바람직하게는 약 1:1 내지 4:1이다. 따라서, 탄산 칼슘과 소듐 몬모릴로나이트의 혼합 시에 스케일 방지제의 총량에 대한 탄산 칼슘의 양은 바람직하게는 약 10 내지 95 중량％, 더욱 바람직하게는 약 30 내지 90 중량％, 가장 바람직하게는 약 50 내지 80 중량％이다. 따라서, 탄산 칼슘과 소듐 몬모릴로나이트의 혼합 시에 스케일 방지제의 총량에 대한 소듐 몬모릴로나이트의 양은 바람직하게는 약 5 내지 90 중량％, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 70 중량％, 가장 바람직하게는 약 20 내지 50 중량％이다.
규산 마그네슘 알루미늄 및 소듐 몬모릴로나이트의 혼합에 관해서 보면, 소듐 몬모릴로나이트에 대한 규산 마그네슘 알루미늄의 중량비는 바람직하게는 약0.1:1 내지 20:1, 더욱 바람직하게는 약 0.5:1 내지 7:1, 가장 바람직하게는 약 1:1 내지 4:1이다. 따라서, 규산 마그네슘 알루미늄과 소듐 몬모릴로나이트의 혼합 시에 스케일 방지제의 총량에 대한 규산 마그네슘 알루미늄의 양은 바람직하게는 약 10 내지 95 중량％, 더욱 바람직하게는 약 30 내지 90 중량％, 가장 바람직하게는 약 50 내지 80 중량％이다. 따라서, 규산 마그네슘 알루미늄과 소듐 몬모릴로나이트의 혼합 시에 스케일 방지제의 총량에 대한 소듐 몬모릴로나이트의 양은 바람직하게는 약 5 내지 90 중량％, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 70 중량％, 가장 바람직하게는 약 20 내지 50 중량％이다.
스케일 방지제의 입도는 작은 것이 바람직하다. 더욱 특별하게는, 스케일 방지제에 따라서, 스케일 방지제의 평균 입도는 바람직하게는 약 100 미크론 미만, 더욱 바람직하게는 약 10 미크론 미만, 가장 바람직하게는 약 3 미크론 미만이며, 그 범위는 바람직하게는 약 0.01 내지 10 미크론, 더욱 바람직하게는 약 0.1 내지 5 미크론, 가장 바람직하게는 약 0.1 내지 3 미크론이다. 아래에 기재된 바와 같이, 탄산 칼슘이 현장에서 생성될 때, 입도는 바람직하게는 약 0.01 내지 10 미크론, 더욱 바람직하게는 약 0.01 내지 5 미크론이다. 또한, 분쇄된 탄산 칼슘을 비롯한 알칼리 토금속 탄산염의 경우, 입도는 바람직하게는 약 2 미크론 미만, 더욱 바람직하게는 약 1 미크론 미만, 가장 바람직하게는 약 0.5 미크론 미만이며, 그 범위는 바람직하게는 약 0.1 내지 2 미크론이다. 이 출원에서, 입도는 수용액 중 25 ℃에서 동적 광 산란에 의해 측정된다.
스케일 방지제의 입도가 작아야 하는 한가지 이유는 비표면적을 증가시키기위해서이다. 스케일 방지제에 따라서, 스케일 방지제의 비표면적은 바람직하게는 약 10 내지 1500 ㎡/g, 더욱 바람직하게는 약 50 내지 1000 ㎡/g이다. 예를 들면, 제올리스트 인터내셔날 (Zeolyst International, Delfziji, the Netherlands)로부터 판매되는 제올라이트는 약 400 내지 950 ㎡/g의 비표면적을 갖도록 합성될 수 있다. 이 출원에서, 표면적은 저온 (77 K) 질소 등온을 측정하고 그로부터 BET 방정식을 이용하여 표면적을 계산함으로써 측정된다.
이와 관련하여, 본 발명의 스케일 방지제의 입도 및 표면적은 밀링, 분쇄에 의해, 또는 그것이 제조되는 환경의 온도, pH, 압력 또는 다른 화학적/물리적 파라메터를 조정함으로써 조정될 수 있다. 탄산 칼슘에 관해서는, 밀링 과정 및 석회암 출발 물질에 첨가되는 분산제에 따라서 다른 입도 및 비표면적을 가진 분쇄된 탄산 칼슘 입자가 형성될 수 있다. 전형적으로 고체가 약 75 중량％인 분산제는 점도, 입도를 조절하고 분쇄된 탄산 칼슘 슬러리를 안정화하기 위해 사용된다. 이와 관련하여, 분산제는 입자가 모이는 것으로부터 안정화시켜 입도 분포가 낮아지도록 한다. 다음 분산제, 예를 들어 음이온계 중합체 (예를 들면, 폴리아크릴레이트, 폴리술포네이트, 폴리말레에이트, 리그노술포네이트, 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체), 비이온계 중합체 (예를 들면, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 아세테이트, 에톡실레이트/프로폭실레이트 (EO/PO) 블록 공중합체), 양이온계 중합체 (예를 들면, 폴리에틸렌 이민, 폴리아민), 음이온계 계면활성제 (예를 들면, 디알킬 술포숙시네이트, 알킬 포스페이트, 알킬 에테르 설페이트), 양이온계 계면활성제 (예를 들면, 지방 아민 염, 알킬 4차 아민), 비이온계 계면활성제 (예를 들면, 소르비탄 알카노에이트, 에톡실화 소르비탄 알카노에이트, 알킬 페놀 에톡실레이트, 지방 알코올 에톡실레이트)가 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 스케일 방지제의 스케일 억제 효과는 상기한 바와 같은 분산제의 존재에 의해 향상될 수도 있다. 분산제는, 예를 들면 밀링 과정 중에 스케일 방지제와 미리 혼합될 수 있긴 하지만, 분산제는 본 발명의 스케일 방지제의 첨가 전 또는 후에 본 발명의 스케일 방지제와 별도로 수성계에 첨가될 수도 있다. 예를 들면, pH, 온도 및 이온 농도에 따라서 스케일 방지제와 분산제의, 바람직하게는 약 50:1 내지 1:1, 더욱 바람직하게는 약 20:1 내지 1:1, 가장 바람직하게는 약 10:1 내지 1:1의 중량비의 블렌드는 대체로 개개의 성분 보다 몇배 더 효과적이다.
예로서, 아래에 더욱 상세히 논의된 바와 같이 탄산 칼슘이 현장에서 형성될 때에는, 상기 논의된 것, 예를 들어 폴리아크릴레이트와 같은 분산제가 첨가되는 것이 바람직하다. 분산제가 현장에서 형성된 탄산 칼슘과 함께 사용될 때, 상승 효과가 나타나게 된다. 예를 들면, pH, 온도, 칼슘 농도 및 탄산염 농도에 따라서 침전된 탄산 칼슘과 분산제의, 바람직하게는 약 50:1 내지 1:1, 더욱 바람직하게는 약 20:1 내지 1:1, 가장 바람직하게는 약 10:1 내지 1:1의 중량비의 블렌드는 대체로 개개의 성분 보다 몇배 더 효과적이다.
다른 예로서, 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체가 본 발명의 스케일 방지제와 함께 사용될 때, 예상치 못한 놀라운 상승 효과가 나타날 수 있다. 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체는 분쇄된 탄산 칼슘 이외의 스케일 방지제와 함께 작용할 수 있는 것으로 예상되긴 하였지만, 분쇄된 탄산 칼슘과 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체의 혼합은 예상치 못한 상승적 결과를 나타낸다. pH, 온도 및 이온 농도에 따라서 스케일 방지제와 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체의, 바람직하게는 약 50:1 내지 1:1, 더욱 바람직하게는 약 20:1 내지 1:1, 가장 바람직하게는 약 10:1 내지 1:1의 중량비의 블렌드는 대체로 개개의 성분 보다 몇배 더 효과적이다. 본 발명의 스케일 방지제 및 그 공중합체의 효능의 저하를 피하기 위해서는, 본 발명의 스케일 방지제의 첨가 전에 기지 (旣知) 스케일 방지제의 pH가 약 8 이상인 것이 바람직하고, 약 9 이상인 것이 더욱 바람직하고, 약 10 이상인 것이 가장 바람직하다. 상기 일면에서, 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체의 수성계에 대한 첨가량은 바람직하게는 약 250 ppm 이하, 더욱 바람직하게는 약 100 ppm 이하, 가장 바람직하게는 약 50 ppm 이하이며, 그 범위는 바람직하게는 약 3 내지 250 pm, 더욱 바람직하게는 약 5 내지 100 ppm, 가장 바람직하게는 약 8 내지 50 ppm이다.
본 발명의 스케일 방지제의 스케일 억제 효과는 1종 이상의 단백질의 존재에 의해 향상될 수도 있다. 그 단백질은 스케일 방지제와 미리 혼합될 수 있긴 하지만, 단백질은 본 발명의 스케일 방지제의 첨가 전 또는 후에 본 발명의 스케일 방지제와 별도로 수성계에 첨가될 수도 있다. 본 발명의 스케일 방지제와 함께 사용될 수 있는 단백질의 예로는 콩 단백질, 예를 들어 둘다 센트랄 소야 (Central Soya, Fort Wayne, IN)에서 판매되는, "소이프로테인 (Soyprotein) 3230" 단백질 및 "소이프로테인 4950" 단백질이 있다. "소이프로테인 4950" 단백질을 효소로 30분 동안 처리한, 센트랄 소야 (Central Soya, Fort Wayne, IN)에서 판매되는 "소이프로테인 4950 #1097-1" 단백질은 본 발명의 스케일 방지제의 스케일 억제 효과를 개선시킬 수 있다.
단백질이 본 발명의 스케일 방지제와 함께 사용될 때, 예상치 못한 놀라운 상승 효과가 나타날 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 스케일 방지제와 단백질의, 바람직하게는 약 50:1 내지 1:1, 더욱 바람직하게는 약 20:1 내지 1:1, 가장 바람직하게는 약 10:1 내지 1:1의 중량비의 블렌드는 대체로 개개의 성분 보다 몇배 더 효과적이다. 예를 들면, 분쇄된 탄산 칼슘 및 "소이프로테인 3230" 단백질 또는 "소이프로테인 4950 #1097-1" 단백질의 혼합물은 대체로 개개의 성분 보다 몇배 더 효과적이다.
스케일 방지제의 유형에 따라서, 스케일 방지제의 이온 교환 능력은 중요한 변수일 수 있다. 스케일 생성을 방지하기 위한 이온 교환에 관련될 수 있는 스케일 방지제, 예를 들면 제올라이트의 경우, 이온 교환 능력은 바람직하게는 약 0.1 meq/g 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.5 meq/g 이상, 가장 바람직하게는 약 1.0 meq/g 이상이며, 그 범위는 전형적으로는 약 0.1 내지 10 meq/g, 더욱 전형적으로는 약 0.5 내지 8.0 meq/g, 가장 전형적으로는 약 1.0 내지 8.0 meq/g이다. 본 발명의 일부 스케일 방지제와 대조적으로, 분쇄된 탄산 칼슘이 탄산 칼슘의 종자 인자를 제공하는데 사용될 때에는 분쇄된 탄산 칼슘의 이온 교환 능력이 중요하지 않다.
탄산 칼슘을 스케일 방지제로서 사용할 때에는, 분쇄된 탄산 칼슘을 사용하는 것이 바람직하다. 분쇄된 탄산 칼슘은 탄산 칼슘 종이 일반적으로 백악, 석회암 및 대리석으로 구분되는 공급 암석의 건식 또는 습식 분쇄에 의해 생산될 수 있다. 건식 방법에서, 큰 입자를 제거하기 위한 스크리닝 후에, 공급 암석은 회전 건조기에서와 같이 건조될 수 있고, 볼, 롤러 또는 해머 밀에서와 같이 밀링될 수 있다. 미세 입자는 전형적으로 벌크 재료로부터 공기 분류되며, 조대 입자는 더 밀링하기 위해 밀로 반환된다. 이 방법은 쉽게 부서져서 5 내지 10 미크론의 조대 입자를 생산하는 백악 충전제에 대해 사용된다. 파쇄 및 볼 밀링 후의 습식 분쇄는 석회암 및 대리석으로부터의 분쇄된 탄산 칼슘의 생산에 더욱 통상적으로 이용된다. 부유는 이 방법에 사용되어 오염물을 제거하고 그 결과 높은 휘도를 가진 최종 제품을 얻게 된다. 2 미크론 미만의 평균 입도를 가진 제품은 일반적으로 매질 또는 샌드 밀에서 습식 분쇄된다. 상기 논의된 바와 같은 분산제는 일반적으로 분쇄 과정 중에 첨가되어 분쇄된 탄산 칼슘의 고체 함량이 많은 슬러리를 형성한다. 분쇄된 탄산 칼슘 내의 불순물의 농도는 전형적으로는 약 0.5 중량％ 이상, 더욱 전형적으로는 약 0.8 중량％ 이상, 가장 전형적으로는 약 1 중량％ 이상이며, 약 1 내지 2 중량％의 범위가 전형적이다.
분쇄된 탄산 칼슘에 의한 스케일 생성의 억제는 침전된 탄산 칼슘에 비해 예상치 못한 놀라운 결과를 나타낸다. 이론에 따르길 바라는 것은 아니지만, 분쇄된 탄산 칼슘의 비다공성 구조가 침전된 탄산 칼슘의 다공성 구조 보다 더욱 효과적인 것으로 가정된다. 침전된 탄산 칼슘의 공극이 수성 탄산 칼슘의 그 탄산 칼슘 표면으로의 확산을 느리게 하여 침전된 탄산 칼슘 상의 수성 탄산 칼슘의 침전이 분쇄된 탄산 칼슘에 비해 느리게 되는 것으로 생각된다.
많은 상기 스케일 방지제가 시판되고 있다. 추가로, 상기 스케일 방지제의 일부는 현장에서 형성될 수 있다. 예를 들면, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 비정질 규산 알루미늄 및 탄산 철이 현장에서 제조될 수 있다.
본 발명에 따라서 스케일 방지제로서 기능할 수 있는 탄산 칼슘을 현장에서 제조하는 몇가지 방법이 있다. 예를 들면, CO2를 칼슘 이온을 함유하는 수용액, 예를 들면 증해액 또는 표백 설비 여액으로 퍼지시킬 수 있다. 다른 예로서, 칼슘 염으로부터의 칼슘 이온은 탄산염 이온을 함유하는 수용액, 예를 들면 증해액 또는 표백 설비 여액에 첨가될 수도 있다. 또다른 예로서, 탄산 칼슘은 소석회 (CaO)가 (탄산 나트륨을 통해) 탄산염 이온과 반응하여 NaOH 및 탄산 칼슘을 형성하는 크래프트 밀 회수 시스템에서의 가성화 반응에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 스케일 방지제가 현장에서 형성될 때, 놀랍게도 기지 스케일 방지제와 현장에서 형성된 스케일 방지제와의 혼합은 상승 효과를 나타내는 것으로 밝혀졌다. 특히, 상승 작용의 결과 침전된 탄산 칼슘, 즉 현장에서 형성된 탄산 칼슘이 기지 스케일 방지제, 예를 들면 폴리아크릴산, 폴리말레산, 아크릴산 및 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산의 공중합체, 및 아크릴산 및 2-히드록시-3-알릴옥시프로판술폰산의 공중합체, 및 인 화합물, 예를 들어 니트릴로트리메틸렌포스폰산, 히드록시-에틸리덴포스폰산, 포스포노부탄트리카르복실산 및 헥사메타인산 나트륨과 혼합될 때 상승적 결과가 얻어진다. 본 발명의 스케일 방지제의 효능의 저하를 피하기 위해서는, 본 발명의 스케일 방지제의 첨가 전에 기지 스케일 방지제의 pH가 약 8 이상인 것이 바람직하고, 약 9 이상인 것이 더욱 바람직하고, 약 10 이상인 것이 가장 바람직하다. 이런 일면에서, 다가 금속 탄산염, 예를 들면 탄산 칼슘은 전형적으로 7 미만의 pH에서 용해되기 시작하며, 다가 금속 규산염은 수소 이온의 양성자화로 인해 낮은 pH에서 비효율적이 된다. 효능을 최대화하기 위해, 통상의 스케일 방지제에 대한 침전된 탄산 칼슘의 중량비는 바람직하게는 약 10:1 내지 100:1, 더욱 바람직하게는 약 4:1 내지 8:1, 가장 바람직하게는 약 6:1이다.
수성계에 첨가되는 스케일 방지제의 양은 온도, pH 및 다른 화합물의 존재와 같은 변수에 좌우된다. 온도에 관해서 보면, 온도가 높을수록 더 많은 양의 스케일 방지제가 필요하다. 필요한 스케일 방지제의 양에 대한 pH 변화의 효과는 스케일 방지제의 유형에 좌우된다. 마찬가지로, 스케일 방지제의 양에 대한 다른 화합물의 존재의 효과는 다른 화합물에 좌우된다. 예를 들면, 마그네슘 및 철을 함유하는 화합물은 포이즌으로서 작용하여 더 많은 스케일 방지제가 필요하게 될 수 있다. 대조적으로, 리그닌과 같은 화합물은 증강제로서 작용하여 스케일 방지제가 덜 필요하게 된다.
상기 일면에서, 스케일 방지제는 수 경도 ppm 당 바람직하게는 약 1 ppb 내지 10 ppm, 더욱 바람직하게는 약 1 ppb 내지 7 ppm, 가장 바람직하게는 약 1 ppb 내지 5 ppm의 농도로 수성계에 첨가된다. 따라서, 스케일 방지제는 약 50 ppm 이하, 더욱 바람직하게는 약 75 ppm 이하, 더더욱 바람직하게는 약 95 ppm 이하, 더더욱 바람직하게는 약 200 ppm 이하, 더더욱 바람직하게는 약 500 ppm 이하, 가장 바람직하게는 약 1000 ppm 이하의 농도로 시스템에 첨가되며, 그 범위는 바람직하게는 약 1 내지 1000 ppm, 더욱 바람직하게는 약 1 내지 500 ppm, 가장 바람직하게는 약 1 내지 200 ppm이다.
스케일 방지제가 첨가되는 수성계는 금속 이온, 예를 들면 칼슘, 바륨, 마그네슘, 알루미늄, 스트론튬, 철 등의 이온, 및 음이온, 예를 들면 중탄산염, 탄산염, 옥살산염, 황산염, 인산염, 규산염, 불화물 등을 함유할 수 있다.
본 발명에 의해 억제될 스케일은 상기 이온의 임의의 혼합에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 스케일은 탄산 칼슘 및 옥살산 칼슘의 혼합물을 포함할 수 있다. 스케일은 전형적으로 약 90 중량％ 이상의 무기 물질, 더욱 전형적으로는 약 95 중량％ 이상의 무기 물질, 가장 전형적으로는 약 99 중량％ 이상의 무기 물질을 포함한다.
스케일 방지제가 첨가될 수 있는, 칼슘 이온 및 탄산염 이온을 가진 수성계에서, [Ca+2]는 스케일 방지제의 첨가 전에 일반적으로 약 10 내지 500 ppm, 더욱 일반적으로는 약 20 내지 300 ppm, 가장 일반적으로는 약 50 내지 200 ppm으로 존재한다. 또한, 그러한 시스템에서 [CO3 -2]는 스케일 방지제의 첨가 전에 일반적으로 약 100 내지 30,000 ppm, 더욱 일반적으로는 약 500 내지 25,000 ppm, 가장 일반적으로는 약 1000 내지 20,000 ppm으로 존재한다.
스케일 방지제가 첨가될 수 있는, 칼슘 이온 및 옥살산염 이온을 가진 수성계에서, [Ca+2]는 스케일 방지제의 첨가 전에 일반적으로 약 5 내지 600 ppm, 더욱일반적으로는 약 10 내지 500 ppm, 더더욱 일반적으로는 약 20 내지 500 ppm, 가장 일반적으로는 약 30 내지 400 ppm으로 존재한다. 또한, 그러한 시스템에서 [옥살산염]은 스케일 방지제의 첨가 전에 일반적으로 약 0.1 내지 10,000 ppm, 더욱 일반적으로는 약 1 내지 5000 ppm, 가장 일반적으로는 약 5 내지 1000 ppm으로 존재한다.
수성계는 또한 다른 첨가제 및 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 다가 금속 스케일 방지제는 인산염, 아크릴산염, 포스폰산염, 에폭시숙신산 무수물, 술폰산염 및 말레산염과 같은 본 출원의 배경 기술란에서 논의된 것과 같은 다른 스케일 방지제와 함께 사용될 수 있다. 본 발명의 스케일 방지제와 혼합될 다른 스케일 방지제의 양은 스케일 방지제의 유형 뿐만 아니라 시스템 조건에 따라서 결정된다. 본 발명의 스케일 방지제에 대한 다른 스케일 방지제의 중량비는 바람직하게는 약 1:100 내지 100:1, 더욱 바람직하게는 약 1:30 내지 30:1, 가장 바람직하게는 약 1:10 내지 10:1이다. 본 발명의 스케일 방지제가 다른 스케일 방지제의 첨가 전 또는 후에 첨가되는 식으로 스케일 방지제가 수성계에 별도로 첨가될 수 있긴 하지만, 스케일 방지제는 수성계에 첨가되기 전에 미리 혼합되는 것이 바람직하다. 스케일 방지제를 함께 사용하기 위한 절차는 혼합될 때 블렌드의 물리적/화학적 특성을 보존해야 하며, 예를 들면 다른 스케일 방지제의 pH는 상기 논의된 이유로 바람직하게는 약 8 이상, 더욱 바람직하게는 약 9 이상, 가장 바람직하게는 약 10 이상이다.
첨가제의 다른 예로는 계면활성제 (예를 들면, 에톡실레이트/프로폭실레이트(EO/PO) 블록 공중합체, 알킬 페놀 에톡실레이트, 디알킬 술포숙시네이트, 알킬 포스페이트, 알킬 에테르 설페이트, 에톡실화 소르비탄 알카노에이트, 지방 아민 염, 지방 알코올 에톡실레이트, 및 규소 기재 계면활성제), 분산제, 예를 들면 상기 논의된 것, 펄프화 보조제 (예를 들면, AQ (안트라퀴논), 폴리술피드, 및 상기 언급된 계면활성제), 표백제 (예를 들면, 효소, 과산화 수소, 이산화 염소, 차아염소산염, 산소, 오존 및 킬레이트화제, 예를 들면 EDTA (에틸렌디아민 테트라아세트산)), 및 아래에 더욱 상세히 논의되는 시스템 퍼지 프로그램, 예를 들면 유출 처리, 회수 보일러, 정화기, 여과기, 부유 셀, 세척기 및 스크린 내의 응집, 응고 및 정화 중합체가 있다.
스케일 방지제가 첨가될 수성계는 고온일 수 있다. 예를 들면, 시스템의 온도는 전형적으로 약 25 내지 500 ℃, 더욱 전형적으로는 약 70 내지 500 ℃, 더더욱 전형적으로는 약 80 내지 200 ℃일 수 있다. 스케일 방지제가 분해기에 첨가될 때, 수성계의 온도는 일반적으로 약 150 내지 175 ℃이다. 스케일 방지제가 분해기 전에 칩 슈트 펌프에서 첨가될 때, 수성계의 온도는 일반적으로 약 80 내지 110 ℃이다.
본 발명의 스케일 방지제는 각종 pH 조건 하에서 작용한다. 특히, 본 발명의 스케일 방지제는 바람직하게는 약 2 내지 14의 pH, 더욱 바람직하게는 약 3 내지 14의 pH, 가장 바람직하게는 약 4 내지 14, 예를 들면 10 내지 14의 pH에서 작용한다. 상기한 바와 같이, pH의 변화는 스케일 생성을 야기시킬 수 있다.
이러한 일면에서, 본 발명의 스케일 방지제는 스케일, 예를 들면 옥살산염스케일의 일부 형태에 대해 산성 조건 하에서 작용한다. 옥살산염 스케일 생성의 경우, 스케일 방지제가 첨가될 수성계는 대체로 약 7 미만, 예를 들면 약 2 내지 7, 더욱 일반적으로는 약 3 내지 7의 pH를 갖는다. 예를 들면, 전형적인 표백 설비 단계에서의 pH는 일반적으로 약 2 내지 12, 더욱 일반적으로는 약 2 내지 7, 더더욱 일반적으로는 약 2.5 내지 5이다.
탄산염 스케일 생성의 경우, 스케일 방지제가 첨가될 수성계는 대체로 염기성 pH, 더욱 일반적으로는 약 9 이상의 pH를 가지며, 그 범위는 일반적으로 약 5 내지 14, 더욱 일반적으로는 약 9 내지 14, 더더욱 일반적으로는 약 10 내지 13이다. 이러한 일면에서, 제지 시의 표백 순서는 일반적으로 높은 pH에서, 예를 들면 전형적으로 약 9 내지 14, 더욱 전형적으로는 약 10 내지 12의 pH에서 일어난다.
스케일 방지제가 첨가될 수성계는 산화 조건 하에 있을 수 있다. 본 발명의 스케일 방지제가 산화 조건 하에서 기능하는 능력은 표백 조건이 종종 산화성이므로 중요하다. 또한, 산화 조건은 대체로 기지 스케일 방지제를 분해시킨다. 산화 조건은 과산화 수소 또는 이산화 염소의 결과일 수 있다. 과산화 수소는 약 100 내지 10,000 ppm, 더욱 전형적으로는 약 200 내지 2000 ppm, 더더욱 바람직하게는 약 240 내지 750 ppm의 농도로 존재할 수 있다. 이산화 염소는 약 200 내지 10,000 ppm, 더욱 전형적으로는 약 500 내지 3000 ppm, 더더욱 전형적으로는 약 600 내지 1100 ppm의 농도로 존재할 수 있다.
스케일 방지제가 첨가될 수성계는 대기 조건 또는 압력 하에 있을 수 있다. 예를 들면, 압력은 전형적으로 약 14 내지 1500 psi, 더욱 전형적으로는 약 80 내지 1500 psi이다. 수성계가 제지 밀의 분해기를 포함할 때, 분해기에서의 압력은 전형적으로 약 125 내지 150 psi이다. 수성계가 보일러를 포함할 때, 보일러에서의 압력은 전형적으로 약 1500 psi 이하이다.
스케일 방지제가 현장에서 형성되지 않을 때, 스케일 방지제가 수성계에서 적절하게 분산되도록 하기 위해, 스케일 방지제를 수 기재 슬러리 형태로 첨가하는 것이 바람직하다. 스케일 방지제에 따라서, 수 기재 슬러리는 약 5 중량％ 미만의 스케일 방지제, 약 2 중량％ 미만의 스케일 방지제, 약 40 중량％ 이상의 스케일 방지제, 약 50 중량％ 이상의 스케일 방지제, 약 60 중량％ 이상의 스케일 방지제 또는 약 75 중량％ 이상의 스케일 방지제를 포함할 수 있다. 예를 들면, 분쇄된 탄산 칼슘의 경우, 탄산 칼슘의 양이 약 75 중량％ 미만이면, 그것은 슬러리를 침전시킬 수 있다. 다른 예로서, 벤토나이트의 경우 벤토나이트의 양이 약 5 중량％를 넘으면, 펌프하기가 어렵다.
스케일 방지제가 첨가될 수 있는 시스템의 예는 바람직하게는 약 10 gpm 이상, 더욱 바람직하게는 약 20 gpm 이상, 더더욱 바람직하게는 약 1000 gpm 이상의 수 처리량을 가진 공업용 수계를 포함한다. 본 발명의 공업용 수계의 예는 냉각탑, 열 교환기, 증발기, 펄프화 분해기, 펄프 세정기 및 펄프 표백 장치를 포함한다. 공업용 수계는 채광 (예를 들면, 알칼리 조건 하의 광석 세척), 섬유 제조 (예를 들면, 냉각탑, 열 교환기, 세척 과정), 자동차 제조 (예를 들면, 냉각탑, 열 교환기), 식품 가공 (예를 들면, 가공 장치, 정화, 통기, 멸균 및 맥주 생산) 및 제강 (예를 들면, 냉각탑, 열 교환기), 수 처리 (예를 들면, 수 정제) 및 석유 가공 (예를 들면, 원유-물 혼합물의 생산 및 가공)에 관련될 수 있다.
특히, 크래프트 펄프 제조시의 분해기에서의 스케일 침착은 본 발명에 따라서 제어될 수 있다. 분해기의 작업 길이는 생산성의 개선, 펄프의 균일한 품질 및 에너지 손실의 감소를 이루기 위해 연장될 수 있다. 또한, 작업 효능을 개선하는데 비용이 들게 하는, 스케일 침착으로부터 일어나는 문제는 크게 감소된다.
스케일 방지제의 첨가 시점은 스케일이 형성될 수 있을 때 또는 그 전일 수 있다. 예를 들면, 스케일 방지제는 펄프화 분해기 전에 또는 펄프화 분해기에 첨가될 수 있다. 다른 예로서, 스케일 방지제는 표백 설비 장치 직전에 또는 그 장치에 첨가될 수 있다. 스케일 방지제가 펄프화 분해기 전에 첨가될 때에, 그것은 목재 칩의 기계적 처리 후에 또는 도중에 첨가된다. 예를 들면, 스케일 방지제는 칩 통 후에, 목재 칩 슈트 펌프에, 증해액 가열기 펌프에 또는 인-라인 배수기에 첨가될 수 있다. 스케일 방지제가 분해기 또는 다른 시스템에 직접 첨가될 때, 첨가 지점은 스케일 생성 방지가 가장 필요한 곳을 목표로 할 수 있다. 예를 들면, 스케일 방지제는 분해기의 증해 대역에 첨가될 수 있다.
본 발명의 스케일 방지제는 많은 조건 하에서 기지 스케일 생성 방지 중합체 보다 더 잘 기능한다. 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염은 적절한 또는 개선된 성능 이외에 원료 비용이 기지 스케일 방지제의 것 보다 상당히 더 적다. 그러므로, 본 발명의 이점은 비용 효율적인 것이다.
예를 들어 펄프가 분해기를 떠난 후에 또는 표백 과정이 완결된 후에 스케일 방지제가 일단 사용되었다면, 스케일 방지제는 그 시스템, 예를 들어 증해액 또는표백액으로부터 제거되는 것이 바람직할 수 있다. 스케일 방지제의 제거는 시스템에 좌우되며 그것은 기계적 및(또는) 화학적 분리 기술을 포함할 수 있다.
기계적 분리는 정화기, 부유 셀, 침강 탱크, 여과기 (하도 및 직물 커버됨), 원심분리기 및 삼투 장치와 같은 장치에 의해 이루어질 수 있다.
화학적 분리는 정화 보조제의 사용과 관련이 있을 수 있으며, 그것은 유기 또는 무기 화학물질과 고체를 혼합하거나 또는 반응시켜 신속하게 분리되기 쉬운 큰 덩어리를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 고분자량 유기 수용성 중합체는 응고제로서 널리 사용된다. 응고제 중합체는 양이온계 (예를 들면, 염화 폴리디알릴디메틸암모늄 클로라이드 (폴리DADMAC), 폴리아민), 음이온계 (예를 들면, 폴리아크릴아미드, 폴리아미드, 폴리아크릴산) 및 비이온계 (예를 들면, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐 알코올)일 수 있다. 응고제 중합체의 양은 바람직하게는 약 10 ppm 이하, 더욱 일반적으로 약 5 ppm 이하, 가장 일반적으로 약 0.5 ppm이다. 응고제 중합체는 약 1 x 106을 넘는 분자량을 가질 수 있으며, 일반적인 범위는 약 1 x 106내지 10 x 106이다. 무기 화합물, 예를 들면 수산화 백반 및 수산화 철이 응고제로서 사용될 수도 있다.
본 발명은 다음 실시예에 의해 더 예시될 것이다. 이 실시예는 비제한적인 것으로서 본 발명의 영역을 제한하지 않는다.
달리 명시하지 않으면, 실시예에 제시된 모든 백분율, 부 등은 중량 기준이다.
실시예 1-39 및 비교예 1 및 2
다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염의 탄산 칼슘 스케일 억제에 대한 효과를 확인하고 그의 성능을 기지 스케일 억제제와 비교하기 위해 병 시험을 실시하였다. 아래에 상세히 논의된 바와 같이, 시험 조건은 70 ℃, pH 12.4 및 약한 교반 하의 1시간의 인큐베이션 시간이었다.
2.205 중량％ 염화 칼슘의 수성 경도 용액을 제조하였다. 0.18 중량％ 탄산 나트륨 및 0.2125 중량％ 수산화 나트륨의 알칼리 수용액을 제조하였다. 두 용액을 100 ㎖ 유리 병에 동시에 첨가하고, 이어서 표 1에 기록된 바와 같이 스케일 방지제를 첨가하여 하기 표 2 및 3에 기록된 조성을 가진 최종 용액 100 g을 비례적으로 얻었다. 용액 pH를 수산화 나트륨을 첨가하여 12.4로 조정하였다. 표 2 및 3에 나타낸 바와 같이, 최종 용액은 60 ppm Ca+2(CaCO3으로서 150 ppm) 및 1000 ppm CO3 -2의 "약한" 스케일 생성 조건 또는 100 ppm Ca+2(CaCO3으로서 250 ppm) 및 10,000 ppm CO3 -2의 "가혹한" 스케일 생성 조건을 포함하였다.
70 ℃에서 1시간 동안 교반시킨 후에, 용액을 시험 병으로부터 제거하고 #4 와트만 (Whatman) 여과기 (공극 크기 < 20-25 ㎛)를 사용하여 진공 여과시켰다. 이 실시예 및 비교예에 대한 여과기의 공극 크기에 관해서 보면, 약 20-25 미크론 미만의 입도를 가진 CaCO3결정은 기판 상에 침전하는 경향이 적고, 약 20-25 미크론을 넘는 입도를 가진 결정은 기판 상에 침전하기가 더 쉬워서 스케일로서 침전하게 될 것임을 알 수 있다. 예를 들면, 입도, 결정화 속도 및 침전 사이의 관계는 본원에 그의 전문이 참고로 인용된 한센 (HANSEN) 등의 미국 특허 제3,518,204호의 컬럼 3에 논의되어 있다. 여액 샘플을 30 중량％ 염산 2 g에 첨가하여 추가의 결정 형성/성장을 방지하였다.
시험 병으로부터 시험 용액을 제거한 후에, 각 시험 병으로부터 "부착" 샘플이 발생되었고, 유리 병을 14 중량％ 질산 50 g으로 헹구었다. 부착 샘플은 시험 기간 중에 병 표면 상에 침착하는 탄산 칼슘의 양을 나타낸다.
모든 액체 샘플을 유도 커플링된 플라즈마 (ICP)에 의해 칼슘 이온 농도에 대해 분석하였다. 터모 자렐 애쉬 코포레이션 (Thermo Jarrell Ash Corporation; Franklin, MA)으로부터 판매되는 "IRIS-AP Duo" 유도 커플링된 플라즈마 분광계를 사용하여 ICP를 수행하였다. "IRIS-AP Duo" 유도 커플링된 플라즈마 분광계의 작동 조건은 다음과 같다. 배기 장치를 켜고 압력 게이지는 0.8 내지 1.2 psi의 압력 저하를 나타내었다. CID (전하 주입 장치) 온도는 -70 ℃ 미만이었고 FPA (포칼 플레인 어레이) 온도는 5 ℃ 이상이었다. 퍼지 시간은 90초로 셋팅되었다. 점화 파라메터는 RF (고주파) 전력: 1150 와트, 보조 흐름: 중간, 분무기 흐름: 0.55 L/분 및 펌프 속도 110 rpm이었다. 탱크 및 메인에 대한 퍼지 가스 밸브는 각각 4 L/분 및 6 L/분으로 셋팅되었다. 카메라 밸브는 2 L/분으로 셋팅되었다. 분광계를 상기 논의된 바와 같이 셋팅한 후에, 자동 샘플러를 작동하기 전에 15분 이상 동안 분광계를 가온하였다.
상기한 바와 같이, 표 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에 사용된 스케일 방지제를 기록하였다.
스케일방지제 화학명 상품명 제조원 물리적/화학적 특성
A 알루미노규산나트륨 (수화Na-A 타입제올라이트) 발포르 (Valfor)100 PQ Corp., ValleyForge, PA 실리카 대 알루미나 몰비=2:1평균 입도 3 내지 6㎛정상 공극 크기 직경=4.2Å1 중량％ 분산액의 pH=10 내지 11이온 교환 능력=5.6Meq/g 수화된 제올라이트 칼슘교환 능력=270-300㎎ CaCO3/g무수 제올라이트Na2O(17중량％), Al2O3(28중량％),SiO2(33중량％), H2O(22중량％)
B 알루미노규산나트륨 (모르데나이트 타입제올라이트) 발포르 CBV 20A PQ Corp., ValleyForge, PA SiO2/Al2O3몰비=20표면적 =500㎡/g
C 규산 마그네슘알루미늄(콜로이드아타펄가이트 점토) Min-U-Gel 400 Floridin,Tallahassee, FL 평균 입도 3.22㎛(범위 3.02 내지 3.47㎛)pH=9.7, sp.gr.=2.4Al2O3(10.37중량％), SiO2(58.66중량％), MgO(8.59중량％), Fe2O3(3.56중량％), CaO(2.59중량％),H2O(11.4중량％)
D 분쇄된탄산 칼슘 히드로카르브(Hydrocarb) 60 OMYA, Inc.,Proctor, VT 평균 입경=1.9㎛비표면적=6㎡/gpH 슬러리=8.5, sp.gr=2.71
E 분쇄된탄산 칼슘 히드로카르브65 OMYA, Inc.,Proctor, VT 평균 입경=0.7㎛비표면적=14㎡/gpH 슬러리=8.5, sp.gr=2.71
F 분쇄된탄산 칼슘 히드로카르브HG OMYA, Inc.,Proctor, VT 평균 입경=0.3㎛pH 슬러리=8.5, sp.gr=2.71
G 소듐몬모릴로나이트(벤토나이트) 벤토라이트(Bentolite) HS Southern ClayProducts, Inc.,Gonzales, TX 입도 범위=0.1 내지 5 미크론pH=10.3습분=6중량％
H 합성헥토라이트(합성 규산마그네슘) 라포나이트(Laponite) RD Southern ClayProducts, Inc.,Gonzales, TX 표면적=370㎡/g2중량％ 현탁액의 pH=9.8SiO2(59.5중량％), MgO(27.5중량％),Na2O(2.8중량％), Li2O(0.8중량％),강열 감량 (8.2중량％)
I 활석 (함수규산 마그네슘) 반탈크 (Vantalc) F2003 R.T. VanderbiltCo., Norwalk, CT 평균 입경=2.8㎛비표면적=10㎡/gpH 슬러리=9.5, sp.gr=2.75SiO2(59.5중량％), MgO(30.4중량％),Al2O3(0.4중량％), Fe2O3(3.2중량％),CaO(0.3중량％)강열 감량 (6.3중량％)
J 규산 마그네슘알루미늄(스멕타이트점토) 비검 (Veegum) R.T. VanderbiltCo., Norwalk, CT SiO2(63중량％), MgO(10.5중량％),Al2O3(10.5중량％), Fe2O3(0.9중량％),CaO(2.3중량％), Na2O(2.4중량％),K2O(1.3중량％)강열 감량 (7.5중량％)sp.gr.=2.6, pH 슬러리=9.5
K 수화 규산 마그네슘 알루미늄 비검 HV R.T. VanderbiltCo., Norwalk, CT SiO2(62중량％), MgO(11.9중량％),Al2O3(10.7중량％), Fe2O3(0.7중량％),CaO(2.4중량％), Na2O(2.6중량％)
L 알루미노규산 나트륨 (합성비정질 침전규산염) 제올렉스(Zeolex) 23A Kraft ChemicalCo., MelrosePark, IL 평균 입도=6㎛20 중량％ 분산액의 pH=10.2표면적=75㎡/g
M 비정질 규산마그네슘 DAC III Delta Chem.,Inc., Searsport,ME sp.gr.=2.5
N 마그네슘벤토나이트 및칼슘벤토나이트의블렌드 GEL IMV Nevada,Armdosa Valley,NV 97％ 최소<200 메쉬SiO2(47.2중량％), Al2O3(14.1중량％),MgO(12.4중량％), Fe2O3(2중량％),CaO(4.2중량％)
O 세피올라이트 터모겔(Thermogel) IMV Nevada,Armdosa Valley,NV 미세 분말SiO2(56중량％), Al2O3(4중량％),MgO(20중량％), Fe2O3(1중량％),CaO(0.5중량％)
P 수화 규산 마그네슘 알루미늄 비검 F R.T. VanderbiltCo., Norwalk, CT 2 내지 4 중량％ 크리스토발라이트
Q 수화 규산 마그네슘 알루미늄 반겔 (VanGel)B R.T. VanderbiltCo., Norwalk, CT 4 내지 6 중량％ 크리스토발라이트
R 세피올라이트 세피오겔(Sepiogel) F IMV Nevada,Armdosa Valley,NV 90％ 최소<325 메쉬습분=14중량％
S 칼슘벤토나이트 IGB IMV Nevada,Armdosa Valley,NV 98％ 최소<200 메쉬습분=13중량％SiO2(50.9중량％), Al2O3(20.8중량％),Fe2O3(1.5중량％), MgO(2.4중량％),CaO(4중량％)
T 사포나이트(마그네슘벤토나이트) 임바이트(Imvite) 1016 IMV Nevada,Armdosa Valley,NV 미세분말습분=10중량％SiO2(44.6중량％), Al2O3(7.8중량％),Fe2O3(2.5중량％), MgO(22.8중량％),CaO(4.5중량％)
U 규산 마그네슘알루미늄 마그나브라이트(Magnabrite) T American ColloidCo., ArlingtonHeights, IL 연질 백색 플레이크sp.gr.=2.6
V 침전된 탄산 칼슘 멀티펙스(Multifex) MM울트라파인파티클(UltrafineParticle) 5961 Whittaker, Clark＆ Daniels, Inc.,SouthPlainfield, NJ 비처리된 표면을 가진 0.07 미크론의 입도
W 시약 등급 침전탄산 칼슘 ACS 리에이전트[471-34-1] Sigma ChemicalCorporation, St.Louis, MO 입도>2 미크론켈로메트릭 표준
X 분쇄된탄산 칼슘 카르비탈(Carbital) 95 EmeryInternational,Sylacauga, AL 약 0.6 미크론의 평균 입도
이 시험의 조건 및 결과는 하기 표 2 및 3에 나타내었다. 표 2에 대해서 보면, 시험 조건은 70 ℃의 온도, pH 12.5, [Ca+2] = 60 ppm 및 [CO3 -2] = 1000 ppm이었다. 표 2에서, "억제 ％"는 얼마나 많은 스케일 형성이 방지되었는지의 상대적 척도이며, 값이 높을수록 더 양호한 스케일 형성의 방지를 반영한다. 억제 ％는 다음과 같이 계산된다:
억제 ％ =
비처리된 샘플의 Ca 농도 (CaCO3으로서)는 5.9 ppm인 비교예 1의 Ca 농도 (CaCO3으로서)임을 고려하고, 총 Ca 농도 (CaCO3으로서)는 150 ppm임을 고려하여,실시예 1의 경우 억제 ％는 11％ = (21-5.9)/(150-5.9)였다. 더 높은 억제 ％가 바람직하긴 하지만, 억제 ％는 약 85％ 이상이 바람직하다. 또한, 표 2에서와 같이, "침착 ％"는 표면 상에 침착된 Ca (CaCO3으로서)의 중량％이다.
실시예 스케일방지제 농도(ppm) 가용성 칼슘 농도 (CaCO3결정 크기 < 20 미크론) 표면 상의 스케일 침착
Ca 농도 (CaCO3으로서) (ppm) 억제 ％ Ca 농도 (CaCO3으로서) (ppm) 침착 ％
비교예 1 없음 -- 5.9 -- 22 15％
1 A 50 21 11％ 2.8 2％
2 A 100 96 63％ 7.6 5％
3 B 25 17 8％ 13 9％
4 B 50 16 7％ 9 6％
5 B 100 19 9％ 9.7 7％
6 C 25 54 33％ 2.8 2％
7 C 50 63 40％ 2.3 2％
8 C 100 76 49％ 1.8 1％
9 G 25 56 35％ 2.8 2％
10 G 50 54 33％ 1.6 1％
11 G 100 139 92％ 1.1 1％
12 H 100 96 62％ 7 5％
13 I 25 38 22％ 2.1 1％
14 I 50 41 25％ 2.1 1％
15 I 100 33 19％ 1.9 1％
16 L 100 23 12％ 17 11％
17 M 100 55 34％ 7.4 5％
18 N 50 128 85％ 1.8 1％
19 N 100 138 92％ 2.7 2％
20 O 50 88 57％ 2.7 2％
21 O 100 96 63％ 2.7 2％
22 P 50 102 67％ 1.4 1％
23 P 100 92 60％ 2.4 2％
24 Q 50 73 47％ 2.5 2％
25 Q 100 93 60％ 5.1 3％
26 R 50 108 71％ 1.5 1％
27 R 100 110 72％ 1.8 1％
28 S 50 97 63％ 2.2 2％
29 S 100 117 77％ 2.9 2％
30 T 50 127 84％ 1.9 1％
31 T 100 127 84％ 2.1 1％
32 U 50 118 78％ 1.5 1％
33 U 100 122 81％ 1.2 1％
표 2는 "약한" 스케일 생성 조건 (즉, 60 ppm Ca+2및 1000 ppm CO3 -2) 하에서 스케일 방지제 B 및 L을 제외한 모든 시험된 스케일 방지제가 결정 형성을 억제하거나 또는 표면 상의 스케일 침착을 감소시키는데 효과적임을 나타낸다. 스케일 침착 ％는 탄산 칼슘이 이들 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염, 특히 스케일 방지제 C, G, I 및 N-U로 처리될 때 상당히 감소되었다.
하기 표 3에서, 시험 조건은 70 ℃의 온도, pH 12.5, [Ca+2] = 100 ppm 및 [CO3 -2] = 10,000 ppm이었다.
실시예 스케일방지제 농도(ppm) 가용성 칼슘 농도 (CaCO3결정 크기 < 20 미크론) 표면 상의 스케일 침착
Ca 농도(CaCO3으로서) 억제 ％ Ca 농도(CaCO3으로서) 침착 ％
비교예 2 없음 -- 15 -- 27.0 11％
34 G 50 54 17％ 4.5 2％
35 N 50 161 62％ 3.7 2％
36 O 50 87 31％ 4.5 2％
37 R 50 95 34％ 4.2 2％
38 T 50 181 71％ 3.1 1％
39 U 50 154 59％ 2.9 1％
표 3은 스케일 방지제 G, N, O, R, T 및 U는 "가혹한" 조건 하에서 스케일 형성 및 침착을 감소시키는데 효과적임을 나타낸다 (즉, 100 ppm Ca+2및 10,000 ppm CO3 -2).
표 2 및 3의 데이타를 볼 때, 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염, 예를 들면 규산 마그네슘 알루미늄, 규산 마그네슘, 마그네슘 벤토나이트, 칼슘 벤토나이트 및 세피올라이트는 일반적으로 이온 교환성의 결핍으로 인해 수 연화제로서 사용되지 않음을 유의해야 한다. 그러나, 이들 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염은 CaCO3스케일 제어를 효과적으로 수행한다. 놀랍게도, 수 연화제로서 기능하는 것으로 추정되는 알루미노규산 나트륨 (예를 들면, 스케일 방지제 B 및 L)은 CaCO3결정 형성을 억제하고 스케일 침착을 감소시키는 일면에서 또한 기능하지 않는다.
실시예 40-43 및 비교예 3-7
소듐 몬모릴로나이트 (벤토나이트), 즉 스케일 방지제 G의 성능을 기지 스케일 방지 중합체와 비교하기 위해 "파르 (Parr)(등록상표)" 봄브 시험을 실시하였다. 실험을 크래프트 펄프화 과정의 온도를 모의하는 온도에서 수행하였다.
시험 조건은 170 ℃의 온도, pH 12.4, 60 ppm의 Ca+2, 1000 ppm의 CO3 -2및 교반 없는 1시간의 인큐베이션 시간이었다. 탄산염 용액을 혼합 전에 70 ℃로 예열하여 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2에 기재된 절차를 이용하여 표 4 및 5에 기록된 농도를 가진 용액을 얻었다.
그 용액을 파르 인스트루먼트 캄파니 (Parr Instrument Company, Moline, IL)로부터 판매되는, 125 ㎖의 용량을 가진 파르 (등록상표) 봄브, 모델 4751에 첨가한 후에, 봄브를 120 내지 150 psi의 통상 압력에서 170 ℃ 오븐에 1시간 동안두었다. 처리한 후, 봄브를 오븐으로부터 제거하고 1시간 동안 냉각되도록 두었다. 결과 유체를 봄브로부터 제거하고 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2에 기재된 바와 같이 진공 여과시켰다. 유체를 봄브로부터 제거한 후에, 기판 표면 상의 침착된 탄산 칼슘을 14 중량％ 질산 50 g으로 용해시켜 각 파르 (등록상표) 봄브로부터 "부착" 샘플을 발생시켰다. 모든 유체 샘플을 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2에 기재된 절차를 이용하여 칼슘 이온 농도에 대해 유도 커플링된 플라즈마 (ICP)에 의해 분석하였다.
하기 표 4에서, 시험 조건은 170 ℃의 온도, pH 12.5, [Ca+2] = 60 ppm 및 [CO3 -2] = 1000 ppm이었다. 비교예 4 및 5는 드로 케미칼 캄파니 (Draw Chemical Company)로부터 판매되는, 약 2700의 분자량을 가진 말레산 및 아크릴산 (2:1 몰비)의 "DRAWFAX342" 공중합체를 포함한다.
실시예 스케일방지제 농도 가용성 칼슘 농도(결정 크기 < 20 미크론) 표면 상의 스케일 침착
Ca 농도(CaCO3으로서) 억제 ％ Ca 농도(CaCO3으로서) 침착 ％
비교예 3 없음 -- 11 -- 77 51％
40 G 25 44 24％ 62 41％
41 G 50 56 32％ 43 29％
비교예 4 DF342 20 34 16％ 58 39％
비교예 5 DF342 30 22 7％ 47 31％
표 4는 스케일 방지제 G, 즉 소듐 몬모릴로나이트는 결정 성장의 억제 및 스케일 침착의 감소에 대해 공지된 중합체, 즉 말레산 및 아크릴산의 "DRAWFAX342" 공중합체 보다 더 효과적임을 나타낸다.
하기 표 5에서, 시험 조건은 170 ℃의 온도, pH 12.5, [Ca+2] = 100 ppm 및 [CO3 -2] = 10,000 ppm이었다.
실시예 스케일방지제 농도(ppm) 가용성 칼슘 농도(결정 크기 < 20 미크론) 표면 상의 스케일 침착
Ca 농도(CaCO3으로서) 억제 ％ Ca 농도(CaCO3으로서) 침착 ％
비교예 6 없음 -- 7.4 -- 88 35％
43 G 100 125 48％ 8 3％
비교예 7 DF342 100 106 41％ 98 39％
표 5는 스케일 방지제 G, 즉 소듐 몬모릴로나이트는 "가혹한" 조건 하에서 더 잘 수행함을 나타낸다.
실시예 44-66 및 비교예 8-18
이 실시예 및 비교예는 각종 스케일 억제제의 효능을 연구하기 위해 동적 관 차단 시험을 이용하는 것을 포함한다. 탄산염 및 스케일 방지제를 함유하는 염기성 용액을 모관에서 칼슘 용액과 혼합하여 모관 내의 압력 구성에 의해 측정된 바와 같은 스케일 생성을 방지하는데 있어서의 스케일 방지제의 효능을 시험하였다.
상기 일면에서, 73.78 g/l의 Na2CO3을 포함한 실시예 54 및 55를 제외하고는 염기성 용액은 다음 성분을 포함하였다:
37.09 g/l Na2CO3;
6 g/l NaOH (50 중량％); 및
표 6 및 7의 농도를 얻기 위한 양의 스케일 방지제.
염기성 용액은 12.5 ㎖/분의 유속으로 제1 모관을 통해 공급하였다. 칼슘 용액은 0.74 g/l CaCl2·2H2O를 포함하였고 제1 모관에 연결되어 2 m 길이의 모관 (내경 0.127 ㎝)을 형성하는 제2 모관을 통해 12.5 ㎖/분의 유속으로 공급하였다.
그 결과, 염기성 용액 및 칼슘 용액을 혼합하여 과포화 용액을 형성하였다. 과포화 수용액의 조성은 20,000 ppm의 탄산염을 포함한 실시예 54 및 55를 제외하고는 다음과 같다:
칼슘 이온 96 ppm
탄산염 이온 10,054 ppm
NaOH 0.15 중량％ (pH = 12.5)
온도 170 ℃
과포화 용액은 170 ℃의 온도 및 55 psi의 압력에서 25 ㎖/분의 유속으로 2 m 길이의 모관을 통해 펌핑시켰다.
두 용액을 모관에서 혼합하자 마자 탄산 칼슘 결정이 형성되고 침전되었다. 침전도는 스케일 억제제의 효능 및 농도에 좌우되고, 그것은 압력 변환기에 의해 측정된 모관 통과 역압으로 표시되었다. 낮은 차압은 효과적인 처리를 나타내는 것이다. 그 시험은 30분 동안 또는 1 psi의 증가가 일어날 때 까지 전개되었다. 1 psi에 도달하는데 경과된 시간 (즉, 유도되는 시간)이 길어질수록, 화학적 처리가 더욱 효과적인 것이다.
표 6 및 7에 기록된 바와 같이, 다수의 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염을 동적 관 차단 시험을 이용하여 시험하고, 그 결과를 기지 스케일 방지제, 예를 들면 PESA (폴리에폭시숙신산), AMP (아미노 트리-(메틸렌 포스폰산)), PBTC (2-포스포노부탄-1,2,4-트리카르복실산), "DRAWFAX342" 공중합체 (상기함) 및 퍼포먼스 프로세스 인코포레이티드 (Performance Process Incorporated; Mundelein, IL)로부터 판매되는, 3300의 분자량을 가진 "SB 37105" 폴리아크릴산의 성능을 비교하였다.
실시예 스케일 방지제 농도 (ppm) [CO3 -2] 1psi까지의 유도 시간 (분)
비교예 8 없음 -- 10,054 2
비교예 9 PESA 25 10,054 2
비교예 10 PESA 50 10,054 2
비교예 11 DF342 50 10,054 11
비교예 12 DF342 70 10,054 14
비교예 13 DF342 150 10,054 20
비교예 14 SB 37105 45 10,054 6
비교예 15 SB 37105 150 10,054 26
비교예 16 AMP 60 10,054 24
비교예 17 PBTC 50 10,054 14
44 E 30 10,054 29
45 F 10 10,054 29
46 F 15 10,054 >30 (0.7psi @ 30분)
47 F 30 10,054 26
48 G 15 10,054 10
49 G 30 10,054 31 (0.9psi @ 30분)
50 G 50 10,054 >30 (0.8psi @ 30분)
51 G 70 10,054 >30 (0.3psi @ 30분)
52 G 150 10,054 >30 (0.3psi @ 30분)
53 K 150 10,054 20
54 K 500 20,000 4
55 G 200 20,000 >30 (0.5psi @ 30분)
표 6의 결과는 PESA 및 말레산 공중합체가, 1 psi의 차압에 도달하는데 걸리는 아주 짧은 유도 시간 (2-6분)에 의해 반영되는 바와 같이 결정 성장의 억제 및관 표면 상의 스케일 침착의 감소에 효과적이 아님을 나타낸다. 비교하여 보면, 비처리된 탄산 칼슘 용액은 약 2분 내에 이 차압에 도달하였다.
표 6은 또한 스케일 방지제 E, F 및 G의 성능이 기지 스케일 방지제에 비해 탁월함을 나타낸다. 예를 들면, 30 ppm의 스케일 방지제 G의 성능은 60 ppm의 AMP의 것 보다 더욱 효율적이었다. 알루미노규산 나트륨 제올라이트 (즉, 스케일 방지제 A)는 96 ppm 칼슘 및 20,000 ppm 탄산염 농도의 조건 하에서 잘 기능하지 않을 것으로 예상되었지만, 실시예 55는 이러한 조건 하에서 스케일 방지제 G가 스케일 형성 및 침착을 여전히 효율적으로 제어하였음을 나타낸다.
표 7은 다른 다가 금속 규산염 또는 다가 금속 탄산염과 혼합된 소듐 몬모릴로나이트의 스케일 억제를 포함한다.
실시예 스케일 방지제 농도 (ppm) 1psi까지의 유도 시간 (분)
비교예 18 없음 -- 2
56 G 30 ppm 31 (0.9psi @ 30분)
57 G 50 ppm >30 (0.8psi @ 30분)
58 G 70 ppm >30 (0.3psi @ 30분)
59 G/J (1:1) 40 ppm >30 (0.4psi @ 30분)
60 J 70 ppm 6
61 J 150 ppm 20
62 G/E (1:1) 30 ppm >30 (0.9psi @ 30분)
63 G/E (1:3) 30 ppm 26 (0.6psi @ 30분)
64 G/F (2:1) 10 ppm >30 (0.3psi @ 30분)
65 G/F (2:1) 20 ppm >30 (0.3psi @ 30분)
66 G/F (2:1) 200 ppm >30 (0.2psi @ 30분)
표 7은 스케일 방지제 F가 수성계에 첨가되기 전에 스케일 방지제 G와 1:2의 중량비로 혼합될 때 강한 상승 작용이 관찰되었음을 나타낸다. 예를 들면, 그 블렌드는 30분에서 10 ppm의 아주 적은 용량으로 아주 낮은 차압 (0.3 psi)을 나타내었다. 비교하여 보면, 동일 압력에서 스케일 방지제 G (15 ppm)의 경우에는 10분에서 또한 스케일 방지제 F (10 ppm)의 경우에는 29분에서 1 psi의 차압에 도달하였다. 표 7은 또한 스케일 방지제 J 및 스케일 방지제 G의 블렌드가 상승 작용을 나타냄을 증명한다.
실시예 67-71 및 비교예 19-26
다른 pH에서의 탄산 칼슘 및 옥살산 칼슘 스케일 억제에 대한 탄산 칼슘 및 기지 스케일 방지제의 효과를 비교하기 위해 병 시험을 실시하였다. 아래에 상세히 논의된 바와 같이, 시험 조건은 70 ℃의 온도 및 약한 교반 하의 1시간의 인큐베이션 시간이었다.
최종 용액을 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2의 절차에 따라서 일반적으로 제조하였다. 이러한 일면에서, 각 병 시험에 사용된 용액의 양은 100 g이었지만, 제조된 최종 용액의 양은 때로는 100 g을 넘었다. 그러나, 각 경우에 최종 용액은 60 ppm 칼슘, 500 ppm 탄산염 및 100 ppm 옥살산염을 가졌다. 칼슘 및 탄산염의 원천은 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2에서와 동일하였고, 옥살산염의 원천은 옥살산 나트륨이었다. 용액 pH는 수산화 나트륨을 첨가하여 아래 표 8에 기록된 pH로 조정되었다.
70 ℃에서 1시간 동안 교반시킨 후에, 용액을 시험 병으로부터 제거하고 #114 와트만 여과기 (공극 크기 20 ㎛)를 사용하여 진공 여과시켰다. 상기한 바와 같이, 약 20 미크론 미만의 입도를 가진 CaCO3및 옥살산 칼슘 결정은 기판 상에 침전하는 경향이 적고, 약 20 미크론을 넘는 입도를 가진 결정은 기판 상에 침전하기가 더 쉬워서 스케일로서 침전하게 될 것임을 알 수 있다. 여액 샘플을 30 중량％ 염산 2 g에 첨가하여 추가의 결정 형성/성장을 방지하였다.
시험 병으로부터 시험 용액을 제거한 후에, 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2에서와 동일한 방법으로 각 시험 병으로부터 "부착" 샘플을 발생시켰다. 모든 액체 샘플을 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2에서와 동일한 방법으로 유도 커플링된 플라즈마 (ICP)에 의해 칼슘 이온 농도에 대해 분석하였다.
이 시험의 조건 및 결과는 하기 표 8에 나타내었다. 표 8의 경우, 시험 조건은 70 ℃의 온도, [NaCl] = 0.3 중량％, [Ca+2] = 100 ppm, [CO3 -2] = 500 ppm 및 [옥살산염] = 100 ppm이었다. 표 8에서, SL 4560 및 SL 4600은 헤르큘레스 인코포레이티드 (Hercules Incorporated; Wilmington, Delaware)로부터 판매되는, 각각 "SL 4560" 스케일 방지제 및 "SL 4600" 스케일 방지제이다. "SL 4560" 및 "SL 4600" 스케일 방지제는 폴리카르복실레이트 및 인산염의 특허 블렌드이다.
실시예 스케일 방지제 용량, 활성 상태로의 ppm pH 스케일 억제 ％
67 F 0.5 9.4 84
68 F 0.5 10.0 90
69 F 0.5 10.5 83
70 F 0.5 11.0 80
71 F 0.5 11.5 95
비교예 19 SL 4560 2.5 9.4 94
비교예 20 SL 4560 2.5 10.0 91
비교예 21 SL 4560 2.5 11.0 67
비교예 22 SL 4560 2.5 11.0 39
비교예 23 SL 4560 2.5 11.5 28
비교예 24 SL 4600 5.0 9.4 87
비교예 25 SL 4600 5.0 10.0 40
비교예 26 SL 4600 5.0 10.5 41
표 8은 본 발명에 따른 스케일 방지제 F, 즉 탄산 칼슘이 기지 스케일 방지제에 비해 잘 기능함을 나타낸다. 특히, 저 용량의 본 발명의 스케일 방지제는 일반적으로 고 용량의 기지 스케일 방지제와 적어도 마찬가지로 기능하였다. 또한, 저 용량의 본 발명의 스케일 방지제는 더 높은 pH에서 고용량의 기지 스케일 방지제 보다 성능이 우수하였다.
실시예 72-74 및 비교예 27-35
실시예 67-71 및 비교예 19-26에 비해 칼슘, 탄산염 및 옥살산염 중 적어도 하나의 농도가 더 높을 때 탄산 칼슘 및 옥살산 칼슘 스케일 억제에 대한 탄산 칼슘 및 기지 스케일 방지제의 효과를 비교하기 위해 병 시험을 실시하였다. 그 절차는, 칼슘, 탄산염 및 옥살산염 중 적어도 하나의 농도가 하기 표 9-11에 나타낸 바와 같이 증가된 것을 제외하고는 실시예 67-71 및 비교예 19-26에서와 동일하였다.
제1 세트 시험의 조건 및 결과는 하기 표 9에 나타내었다. 표 9의 경우, 시험 조건은 70 ℃의 온도, 1시간의 인큐베이션 시간, pH = 11.0, [NaCl] = 0.3 중량％, [Ca+2] = 100 ppm, [CO3 -2] = 500 ppm 및 [옥살산염] = 100 ppm이었다. 표 9에서는, 표 10 및 11에서와 마찬가지로 SL 4560 및 SL 4600이 헤르큘레스 인코포레이티드 (Hercules Incorporated; Wilmington, Delaware)로부터 판매되는, 각각 "SL 4560" 스케일 방지제 및 "SL 4600" 스케일 방지제를 의미하고, AR970A가 알코 케미칼 (ALCO Chemical; Chattanooga, Tennessee)로부터 판매되는 "AR970A" 폴리아크릴레이트 스케일 방지제를 의미한다. 표 9에서, 억제 ％는 비처리된 샘플에서 회수된 탄산 칼슘 20 ppm을 기준으로 한 것이며, 대쉬 "-"는 시험되지 않았음을 의미한다.
실시예 스케일 방지제 표시된 활성 상태 용량 (ppm)에서의 억제 ％
0.1 0.5 1.0 2.5 5.0 10.0 50.0
비교예 27 SL 4560 - 3 8 29 32 92 -
비교예 28 SL 4600 - 2 3 8 17 43 -
72 F 0 29 86 - 89 - 92
비교예 29 AR 970A - - - - 9 13 -
표 9는 본 발명의 탄산 칼슘이 기재된 조건 하에서 기지 스케일 방지제 보다 더욱 효율적으로 스케일 생성을 억제하였음을 나타낸다.
제2 세트 시험의 조건 및 결과는 하기 표 10에 나타내었다. 표 10의 경우, 시험 조건은 70 ℃의 온도, 1시간의 인큐베이션 시간, pH = 11.0, [NaCl] = 0.3 중량％, [Ca+2] = 100 ppm, [CO3 -2] = 1000 ppm 및 [옥살산염] = 100 ppm이었다. 표 10에서, 억제 ％는 비처리된 샘플에서 회수된 탄산 칼슘 24 ppm을 기준으로 한 것이다.
실시예 스케일 방지제 표시된 활성 상태 용량 (ppm)에서의 억제 ％
0.1 0.5 1.0 2.5 5.0 10.0 50.0
비교예 30 SL 4560 - 0 1 11 17 18 -
비교예 31 SL 4600 - 0 0 0 2 5 -
73 F 0 12 92 - 93 - 97
비교예 32 AR 970A - - - - 5 3 -
표 10은 본 발명의 탄산 칼슘이 기재된 조건 하에서 기지 스케일 방지제 보다 더욱 효율적으로 스케일을 억제하였음을 나타낸다.
제3 세트 시험의 조건 및 결과는 하기 표 11에 나타내었다. 표 11의 경우, 시험 조건은 70 ℃의 온도, 1시간의 인큐베이션 시간, pH = 11.0, [NaCl] = 0.3 중량％, [Ca+2] = 100 ppm, [CO3 -2] = 1000 ppm 및 [옥살산염] = 300 ppm이었다. 표 11에서, 억제 ％는 비처리된 샘플에서 회수된 탄산 칼슘 30 ppm을 기준으로 한 것이다.
실시예 스케일 방지제 표시된 활성 상태 용량 (ppm)에서의 억제 ％
0.1 0.5 1.0 2.5 5.0 10.0 50.0
비교예 33 SL 4560 - 0 1 8 10 22 -
비교예 34 SL 4600 - 0 0 0 3 9 -
74 F 0 24 90 - 93 - 97
비교예 35 AR 970A - - - - 2 4 -
표 11은 본 발명의 탄산 칼슘이 기재된 조건 하에서 기지 스케일 방지제 보다 더욱 효율적으로 스케일을 억제하였음을 나타낸다.
실시예 75-82 및 비교예 36-47
산화 조건 하에 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2에 비해 더 높은 칼슘 농도에서 탄산 칼슘 스케일 억제에 대한 탄산 칼슘 및 기지 스케일 방지제의 효과를 비교하기 위해 병 시험을 실시하였다. 그 절차는, 아래에 명시된 바와 같이 예를 들면 칼슘의 농도가 더 높고, pH가 더 낮고, 일부 실시예가 과산화 수소로부터 형성된 산화 조건 하에 있는 것을 제외하고는 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2에서와 동일하였다.
최종 용액을 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2의 절차에 따라서 일반적으로 제조하였다. 이러한 일면에서, 각 병 시험에 사용된 용액의 양은 100 g이었지만, 제조된 최종 용액의 양은 때로는 100 g을 넘었다. 그러나, 각 경우에 최종 용액은 100 ppm 칼슘 및 1000 ppm 탄산염을 가졌다. 용액 pH는 수산화 나트륨을 첨가하여 11.0으로 조정되었다.
과산화 수소를 포함한 이 실시예에서, 과산화 수소는 다음과 같다: 5000 ppm의 과산화 수소 1 g을 스케일 방지제 1 g에 첨가하고 용액을 70 ℃에서 10분 동안 인큐베이션시켰다. 인큐베이션시킨 후에, 과산화 수소 용액을 탄산 칼슘 또는 옥살산 칼슘을 함유하는 용액 98 g에 첨가하였다.
70 ℃에서 1시간 동안 교반시킨 후에, 용액을 시험 병으로부터 제거하고 #114 와트만 여과기 (공극 크기 20 ㎛)를 사용하여 진공 여과시켰다. 시험 병으로부터 시험 용액을 제거한 후에, 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2에서와 동일한 방법으로 각 시험 병으로부터 "부착" 샘플을 발생시켰다. 모든 액체 샘플을 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2에서와 동일한 방법으로 유도 커플링된 플라즈마 (ICP)에 의해 칼슘 이온 농도에 대해 분석하였다.
이 시험의 조건 및 결과는 하기 표 12에 나타내었다. 표 12의 경우, 시험 조건은 70 ℃의 온도, 1시간의 인큐베이션 시간, pH = 11.0, [Ca+2] = 150 ppm 및 [CO3 -2] = 1000 ppm이었다.
실시예 스케일 방지제 용량, 활성 상태로서의 ppm [H2O2] (ppm) 억제 ％
75 F 0.5 0 56
76 F 1 0 89
77 F 5 0 96
78 F 50 0 92
비교예 36 SL 4560 5 0 8
비교예 37 SL 4560 10 0 8
비교예 38 SL 4560 25 0 98
비교예 39 SL 4560 50 0 99
비교예 40 SL 4600 5 0 0
비교예 41 SL 4600 50 0 13
79 F 0.5 50 15
80 F 1 50 89
81 F 5 50 95
82 F 50 50 98
비교예 42 SL 4560 5 50 1
비교예 43 SL 4560 10 50 5
비교예 44 SL 4560 25 50 99
비교예 45 SL 4560 50 50 100
비교예 46 SL 4600 5 50 0
비교예 47 SL 4600 50 50 14
표 12는 본 발명의 스케일 방지제 F가 낮은 용량에서 기지 스케일 방지제 보다 더욱 효율적으로 탄산 칼슘 스케일을 억제함을 나타낸다. 표 12는 또한 본 발명의 스케일 방지제가 낮은 용량에서 산화 조건 하에 기지 스케일 방지제 보다 더욱 효율적으로 탄산 칼슘 스케일을 억제함을 나타낸다.
실시예 83-88 및 비교예 48-59
산화 조건 하의 더 높은 옥살산염 농도에서 탄산 칼슘 및 옥살산 칼슘 스케일 억제에 대한 탄산 칼슘 및 기지 스케일 방지제의 효과를 비교하기 위해 병 시험을 실시하였다. 그 절차는, 아래에 명시된 바와 같이 예를 들면 칼슘의 농도가 더 낮고 옥살산염이 존재한다는 것을 제외하고는 실시예 75-82 및 비교예 36-47에서와 동일하였다.
이 시험의 조건 및 결과는 하기 표 13에 나타내었다. 표 13의 경우, 시험조건은 70 ℃의 온도, 1시간의 인큐베이션 시간, pH = 11.0, [NaCl] = 0.3 중량％, [Ca+2] = 100 ppm, [CO3 -2] = 1000 ppm 및 [옥살산염] = 300 ppm이었다.
실시예 스케일 방지제 용량, 활성 상태로서의 ppm [H2O2] (ppm) 억제 ％
83 F 0.5 0 24
84 F 1.0 0 90
비교예 48 SL 4560 5 0 10
비교예 49 SL 4560 10 0 25
비교예 50 SL 4600 5 0 3
비교예 51 SL 4600 10 0 9
85 F 0.5 50 53
86 F 1.0 50 89
87 F 25.0 50 100
88 F 50 50 97
비교예 52 SL 4560 5 50 11
비교예 53 SL 4560 10 50 13
비교예 54 SL 4560 25 50 98
비교예 55 SL 4560 50 50 98
비교예 56 SL 4600 5 50 0
비교예 57 SL 4600 10 50 7
비교예 58 SL 4600 25 50 8
비교예 59 SL 4600 50 50 30
표 13은 본 발명의 스케일 방지제가 비산화 조건 하의 낮은 농도에서 기지 스케일 방지제 보다 탄산 칼슘 및 옥살산 칼슘 스케일을 더 잘 억제함을 나타낸다. 표 13은 또한 본 발명의 스케일 방지제가 산화 조건 하에 낮은 농도에서 기지 스케일 방지제 보다 탄산 칼슘 및 옥살산 칼슘 스케일을 더 잘 억제하며, 본 발명의 스케일 방지제가 산화 조건 하에 높은 농도에서 기지 스케일 방지제와 적어도 비교할 만하게 스케일을 억제함을 나타낸다.
실시예 89-96 및 비교예 60-74
이 실시예 및 비교예는 탄산 칼슘 스케일에 대한 각종 스케일 억제제의 효능을 연구하기 위해 동적 관 차단 시험을 이용하는 것을 포함한다. 이 실시예 및 비교예의 절차는 아래에 명시한 것을 제외하고는 실시예 44-66 및 비교예 8-18에서와 동일하였다.
이 실시예 및 비교예 각각에서, 염기성 용액은 다음 성분을 포함하였다:
· Na2CO3및 임의로 표 14의 농도를 얻기 위한 양의 옥살산 나트륨;
· 3 g/l NaOH; 및
· 한계 농도를 얻기 위한 양의 스케일 방지제.
한계 농도는 1 psi 미만의 모관 압력을 35분의 운전 시간 동안 유지하는데 필요한 최소 농도이다.
염기성 용액은 12.5 ㎖/분의 유속으로 제1 모관을 통해 공급하였다. CaCl2·2H2O를 포함한 칼슘 용액을 제1 모관에 연결되어 2 m 길이의 모관 (내경 0.127 ㎝)을 형성하는 제2 모관을 통해 12.5 ㎖/분의 유속으로 공급하였다. 칼슘 용액의 CaCl2·2H2O의 농도는 표 14의 농도를 얻기 위한 농도였다. 따라서, 염기성 용액 및 칼슘 용액을 혼합하여 표 14에 나타낸 농도를 가진 과포화 용액을 형성하였다.
표 14에서, SL 4324는 헤르큘레스 인코포레이티드 (Hercules Incorporated; Wilmington, Delaware)에서 판매되는 "SL 4324" 폴리아크릴레이트 스케일 방지제를 의미한다. 표 14에서, 시험 조건은 80 ℃ 및 pH 11이었다.
실시예 스케일방지제 [Ca](ppm) [CO3 -2] (ppm) [옥살산염](ppm) [H2O2](ppm) 한계 농도,활성 상태로서의 ppm
비교예 60 SL 4324 100 1000 0 0 >32
비교예 61 SL 4600 100 1000 0 0 >15
비교예 62 SL 4560 100 1000 0 0 11
89 F 100 1000 0 0 1.1
비교예 63 SL 4324 200 1000 0 0 >24
비교예 64 SL 4600 200 1000 0 0 >15
비교예 65 SL 4560 200 1000 0 0 15.6
90 F 200 1000 0 0 1.1
비교예 66 SL 4560 100 2500 0 0 11
91 F 100 2500 0 0 0.75
비교예 67 SL 4560 100 5000 0 0 >11
92 F 100 5000 0 0 0.75
비교예 68 SL 4560 100 500 100 0 13.5
93 F 100 500 100 0 1.1
비교예 69 SL 4600 100 500 100 0 >13.5
비교예 70 SL 4560 100 1000 100 0 8
94 F 100 1000 100 0 0.75
비교예 71 SL 4600 100 1000 100 0 >15
비교예 72 SL 4560 100 1000 300 0 11
95 F 100 1000 300 0 0.9
비교예 73 SL 4600 100 1000 300 0 >15
비교예 74 SL 4560 100 1000 300 25 11
96 F 100 1000 300 25 1.1
표 14는 본 발명의 스케일 방지제의 최소 한계 농도가 시험된 모든 조건 하에서 기지 스케일 방지제의 최소 한계 농도 보다 더 낮음을 나타낸다.
실시예 97-116 및 비교예 75-78
염기성 조건 하에 있는 실시예 116을 제외하고는, 산성 조건 하에서 옥살산 칼슘 스케일 억제에 대한 본 발명의 탄산 칼슘 스케일 방지제 및 기지 스케일 방지제의 효과를 비교하기 위해 병 시험을 실시하였다. 절차는 아래에 명시된 바를 제외하고는 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2에서와 동일하였다.
표 15에 기록된 농도를 가진 최종 용액을 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2의 절차에 따라서 일반적으로 제조하였다. 이러한 일면에서, 각 병 시험에 사용된 용액의 양은 100 g이었지만, 제조된 최종 용액의 양은 때로는 100 g을 넘었다. 용액 pH는 염산, 또는 실시예 116의 경우에는 수산화 나트륨을 첨가하여 아래 표 15에 기록된 pH로 조정되었다.
표 15에 기록된 온도에서 1시간 동안 교반시킨 후에, 용액을 시험 병으로부터 제거하고 #114 와트만 여과기 (공극 크기 20 ㎛)를 사용하여 진공 여과시켰다. 시험 병으로부터 시험 용액을 제거한 후에, 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2에서와 동일한 방법으로 각 시험 병으로부터 "부착" 샘플을 발생시켰다. 모든 액체 샘플을 실시예 1-39 및 비교예 1 및 2에서와 동일한 방법으로 유도 커플링된 플라즈마 (ICP)에 의해 칼슘 이온 농도에 대해 분석하였다.
시험의 조건 및 결과는 아래 표 15에 나타내었다.
실시예 스케일방지제 용량, 활성상태로서의 ppm [Ca](ppm) [옥살산염](ppm) pH 온도(℃) 억제 ％
97 F 1 200 100 5 80 2.8
98 F 5 200 100 5 80 4.3
99 F 10 200 100 5 80 0
100 F 50 200 100 5 80 0
101 F 100 200 100 5 80 2.2
102 F 200 200 100 5 80 41.8
103 V 50 200 100 5 80 16.3
104 V 100 200 100 5 80 41.1
105 V 200 200 100 5 80 84.4
106 G 50 200 100 5 80 0
107 G 200 200 100 5 80 0
비교예 75 SL 4600 1 200 100 5 80 31.9
비교예 76 SL 4600 5 200 100 5 80 91.5
비교예 77 SL 4600 10 200 100 5 80 91.5
비교예 78 SL 4600 50 200 100 5 80 100
108 F 50 100 200 3.5 80 11.0
109 F 100 100 200 3.5 80 0
110 F 200 100 200 3.5 80 58.1
111 F 10 100 200 3.5 60 7.4
112 F 50 100 200 3.5 60 44.3
113 F 100 100 200 3.5 60 91.5
114 F 100 100 200 6.0 60 0
115 F 200 100 200 6.0 60 9.3
116 F 200 100 200 6.0 60 0
표 15는 산성 조건 하에서 기지 스케일 방지제와 마찬가지로 스케일을 억제하는데 더 높은 용량의 본 발명의 스케일 방지제가 필요하다는 것을 나타낸다.
표 15는 또한 본 발명의 스케일 방지제가 온도가 60 ℃ 이상이고 pH가 6 이상일 때 표 15에 기록된 용량으로 스케일을 효과적으로 억제하지 않았음을 나타낸다. 따라서, 이론에 따르길 바라는 것은 아니지만, 옥살산 칼슘 스케일은 더 낮은 온도 및 더 높은 pH에서 더 신속하게 형성되는 것으로 생각된다.
실시예 117-130 및 비교예 79-82
이 실시예 및 비교예는 탄산 칼슘 및 옥살산 칼슘 스케일의 현장 형성을 억제하는 침전된 탄산 칼슘을 비롯한 각종 스케일 억제제의 효능을 연구하기 위해 동적 관 차단 시험을 이용하는 것을 포함한다. 이 실시예 및 비교예의 절차는 아래에 명시한 것을 제외하고는 실시예 89-96 및 비교예 60-74에서와 동일하였다.
염기성 용액은 다음 성분을 포함하였다:
3.50 g/l Na2CO3;
0.3 g/l 옥살산 나트륨;
3 g/l NaOH; 및
표 16의 농도를 얻기 위한 양의 스케일 방지제.
염기성 용액은 12.5 ㎖/분의 유속으로 제1 모관을 통해 공급하였다. 칼슘 용액은 0.74 g/l CaCl2·2H2O를 포함하였고 제1 모관에 연결되어 2 m 길이의 모관 (내경 0.127 ㎝)을 형성하는 제2 모관을 통해 12.5 ㎖/분의 유속으로 공급하였다.
그 결과, 염기성 용액 및 칼슘 용액을 혼합하여 과포화 용액을 형성하였다. 과포화 수용액의 조성 및 조건은 다음과 같다:
칼슘 이온 100 ppm
탄산염 이온 1000 ppm
옥살산염 이온 100 ppm
NaOH 0.15 중량％ (pH = 11)
온도 80 ℃
과포화 용액은 80 ℃의 온도 및 55 psi의 압력에서 25 ㎖/분의 유속으로 2 m 길이의 모관을 통해 펌핑시켰다.
표 16에서, AR 808은 알코 케미칼 (ALCO Chemical; Chattanooga, Tennessee)로부터 판매되는 "AR 808" 폴리아크릴레이트를 의미한다. 모관내 압력은 표 16에 기록된 바와 같이 다른 시간에서 측정하였다.
실시예 스케일방지제 농도, 활성상태로서의 ppm 중합체에 대한PCC의 중량비 모관 압력 측정
시간 (분) P (psi)
비교예 79 없음 12 3
비교예 80 AR 808 12 <10 2.5
비교예 81 AR 808 24 14 3.5
비교예 82 AR 808 32 23 3
117 V 5 <10 1.5
118 V 30 18 1.5
119 V 50 35 0.3
120 V:AR 808 5 4:1 35 0.15
121 V:AR 808 5 6:1 35 0.25
122 V:AR 808 2.5 4:1 32 1.2
123 V:AR 808 2.5 6:1 35 0.4
124 V:AR 808 2.5 8:1 33 1.1
125 V:AR 808 1.5 4:1 30 1.5
126 V:AR 808 1.5 6:1 35 1.2
127 V:AR 808 1.5 8:1 23 1.2
128 F 0.4 <10 1.5
129 F 0.6 30 1.6
130 F 0.75 35 0.7
표 16은 현장에서 형성된 것과 유사한 침전된 탄산 칼슘이 탄산 칼슘 및 옥살산 칼슘 형성 시스템에서 기지 중합체 보다 더 효율적으로 스케일을 억제함을 나타낸다. 표 16은 또한 침전된 탄산 칼슘 및 기지 중합체가 수성계에 첨가되기 전에 미리 혼합될 때의 상승 효과를 나타낸다.
실시예 131-141 및 비교예 83-85
옥살산 칼슘 스케일 억제에 대한 본 발명의 탄산 칼슘 스케일 방지제 및 기지 스케일 방지제의 효과를 비교하기 위해 병 시험을 실시하였다. 그 절차는, 아래에 명시한 것을 제외하고는 실시예 97-116 및 비교예 75-78에서와 동일하였다.
용액 pH는 수산화 나트륨을 첨가하여 11로 조정되었다. 표 17에 기록된 각 경우에, 칼슘 이온의 농도는 100 ppm이었고, 옥살산염 이온의 농도는 200 ppm이었고 온도는 80 ℃였다.
실시예 스케일방지제 농도, 활성상태로서의 ppm 중합체에 대한PCC의 중량비 억제 ％
131 V 20 0
132 V 100 0
비교예 83 SL 4600 5 96.4
비교예 84 SL 4600 10 96.8
비교예 85 SL 4600 20 97.8
133 V:SL 4600 5 4:1 49.0
134 V:SL 4600 10 4:1 69.8
135 V:SL 4600 20 4:1 96.7
136 V:SL 4600 5 1:4 93.3
137 V:SL 4600 10 1:4 90.8
138 V:SL 4600 20 1:4 99.8
139 V:SL 4600 5 1:1 83.5
140 V:SL 4600 10 1:1 94.2
141 V:SL 4600 20 1:1 100.0
표 17은 침전된 탄산 칼슘이 기지 중합체 보다 더 효율적으로 옥살산 칼슘 스케일을 억제함을 나타낸다. 표 17은 또한 침전된 탄산 칼슘 및 기지 중합체가 옥살산 칼슘 스케일을 억제하기 위해 수성계에 첨가되기 전에 미리 혼합될 수 있음을 나타낸다.
실시예 142-143
이 실시예 및 비교예는 분쇄된 탄산 칼슘과 시약 등급 탄산 칼슘의 효능을 비교하기 위해 동적 관 차단 시험을 이용하는 것을 포함한다. 이 실시예 및 비교예의 절차는 아래에 명시한 것을 제외하고는 실시예 89-96 및 비교예 60-74에서와동일하였다.
표 18에서, 시험 조건은 170 ℃, 2.6 중량％ NaOH, 35 ppm 칼슘 및 6500 ppm 탄산염이었다. 한계 농도는 1 psi 미만의 모관 압력을 35분의 운전 시간 동안 유지하는데 필요한 최소 농도이다.
실시예 스케일 방지제 한계 농도, 활성 상태로서의 ppm
142 F 9
143 W >200
표 18은 분쇄된 탄산 칼슘이 시약 등급 탄산 칼슘 보다 스케일 생성을 더 잘 억제함을 나타낸다.
실시예 144-149 및 비교예 86-88
이 실시예 및 비교예는 탄산 칼슘 스케일을 억제하는데 있어서의 시약 등급 침전된 탄산 칼슘 및 분쇄된 탄산 칼슘의 효능을 연구하기 위해 동적 관 차단 시험을 이용하는 것을 포함한다. 이 실시예 및 비교예의 절차는 아래에 명시한 것을 제외하고는 실시예 117-130 및 비교예 79-82에서와 동일하였다.
모관내 압력은 표 19에 기록된 바와 같이 다른 시간에서 측정하였다. 표 19에서, 각 실시예 및 비교예는 pH 11에서 수행된 비교예 88 및 실시예 148 및 149를 제외하고는, 2.6 중량％의 NaOH를 첨가하여 약 13의 pH에서 수행하였다.
실시예 스케일방지제 농도, 활성상태로서의 ppm [Ca](ppm) [CO3 -2](ppm) 온도(℃) 모관 압력 측정
시간 (분) P (psi)
비교예 86 없음 35 6500 170 5 3.8
144 W 200 35 6500 170 4 3.5
145 F 12 35 6500 170 35 0.7
비교예 87 없음 90 10,000 170 3 3.3
146 W 50 90 10,000 170 17 2.7
147 F 15 90 10,000 170 35 0.25
비교예 88 없음 100 1000 80 10 2.2
148 W 30 100 1000 80 18 1.5
149 F 0.75 100 1000 80 35 0.5
표 19는 분쇄된 탄산 칼슘이 침전된 탄산 칼슘 보다 탄산 칼슘 스케일을 더 잘 억제함을 나타낸다.
실시예 150-170 및 비교예 89-102
이 실시예 및 비교예는 탄산 칼슘 스케일의 현장 형성을 억제하는 침전된 탄산 칼슘을 비롯한 각종 스케일 억제제의 효능을 연구하기 위해 동적 관 차단 시험을 이용하는 것을 포함한다. 이 실시예 및 비교예의 절차는 아래에 명시한 것을 제외하고는 실시예 89-96 및 비교예 60-74에서와 동일하였다.
표 20에서, SP 3230은 "소이프로테인 3230" 단백질을 의미하고 SP 4950은 "소이프로테인 4950" 단백질을 의미하며, 그것은 둘다 센트랄 소야 (Central Soya; Fort Wayne, IN)으로부터 판매된다. SP 4950-1은 센트랄 소야로부터 판매되는 "SP 4950 #1097-1" 단백질이며, 그것은 "소이프로테인 4950" 단백질을 사용 전에 효소로 30분 동안 처리한 것이다. S12-29는 "S12-29" 음이온계 단백질을 의미하고 S12-21은 "S12-21" 음이온계 단백질을 의미하며, 그것은 둘다 돈라 코포레이션 (Donlar Corporation; Bedford Park, IL)으로부터 판매된다.
표 20에서, 조건은 90 ppm의 칼슘, 10,000 ppm의 탄산염, 2.6 중량％의 NaOH 및 170 ℃의 온도였다. 모관내 압력은 표 20에 기록된 바와 같은 다른 시간에서 측정하였다.
실시예 스케일방지제 농도, 활성상태로서의 ppm 단백질에 대한GCC의 중량비 모관 압력 측정
시간 (분) P (psi)
비교예 89 없음 4 4.5
150 F/SP 3230 1.5 4:1 5 1.5
151 F/SP 3230 3 4:1 24 1.5
152 F/SP 3230 4 4:1 31 1.5
153 F/SP 3230 5 4:1 35 0.5
154 F/SP 3230 5 2:1 35 0.5
155 F/SP 3230 5 1:2 33 2
156 F/S 12-29 5 1:1 14 1.8
157 F/S 12-29 7 1:1 16 1.8
158 F/S 12-21 5 1:1 13 1.8
비교예 90 SP 4950 5 1:1 34 1.2
159 F/SP 4950-1 5 1:1 35 1.4
160 F/SP 4950-1 7 1:1 35 0.3
비교예 91 SP 3230 20 4 3.5
161 F 11.25 35 0.4
162 F 7.5 30 2
비교예 92 SP 4950 20 4 2
비교예 93 SP 4950-1 20 4 3
표 20은 분쇄된 탄산 칼슘, 즉 스케일 방지제 F가 단백질과 함께 사용될 때 스케일을 억제함을 나타낸다. 예를 들면, 분쇄된 탄산 칼슘은 SP 3230과 함께 사용될 때 상승적 결과를 나타낸다.
표 21에서, SP 4950-2는 센트랄 소야로부터 판매되는 "SP 4950 #1097-2" 단백질이며, 그것은 "소이프로테인 4950" 단백질을 사용 전에 효소로 2시간 동안 처리한 것이다. 칼프로 (Calpro) 75는 칼프로 인그레디언츠 (Calpro Ingredients; Corona, CA)로부터 판매되는 "칼프로 75" 유청 단백질을 의미한다. HC 200은 내셔날 카제인 코. (National Casein Co.; Chicago, IL)로부터 판매되는 "카제인 HC 200" 카제인 단백질을 의미한다.
표 21에서, 조건은 35 ppm의 칼슘, 6500 ppm의 탄산염, 2.6 중량％의 NaOH 및 170 ℃의 온도였다. 모관내 압력은 표 21에 기록된 바와 같은 다른 시간에서 측정하였다.
실시예 스케일방지제 농도, 활성상태로서의 ppm 단백질에 대한GCC의 중량비 모관 압력 측정
시간 (분) P (psi)
비교예 94 없음 4 4.5
163 F/SP 4950-1 8 1:1 35 0.5
164 F/SP 4950-1 5 1:1 24 1.9
165 F/SP 4950-1 5 2:1 10 2
166 F/SP 4950-1 5 1:2 14 1.8
167 F/SP 4950-2 5 1:1 21 2
비교예 95 F/HC 200 5 1:1 10 2.4
비교예 96 F/Calpro 75 10 1:1 35 2
비교예 97 F/Calpro 75 10 2:1 33 1.5
비교예 98 F/Calpro 75 10 4:1 29 1.6
비교예 99 F/Calpro 75 10 1:2 12 1.6
비교예 100 SP 4950-1 10 8 1.7
비교예 101 SP 4950-2 10 8 2
168 F 9 35 0.6
169 F 7.5 27 2.5
170 V 40 17 1.5
비교예 102 HC 200 10 5 1.7
표 21은 분쇄된 탄산 칼슘, 즉 스케일 방지제 F가 단백질과 함께 사용될 때 스케일을 억제함을 나타낸다. 예를 들면, 분쇄된 탄산 칼슘은 SP 4950-1과 함께 1:1의 중량비로 사용될 때 상승적 결과를 나타낸다.
실시예 171-181 및 비교예 103 및 104
이 실시예 및 비교예는 90 ppm의 칼슘 및 10,000 ppm의 탄산염을 가진 용액중의 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체와 함께 사용된 분쇄된 탄산 칼슘의 효능을 연구하기 위해 동적 관 차단 시험을 이용하는 것을 포함한다. 탄산염, NaOH 및 스케일 방지제를 함유하는 염기성 용액을 모관 내에서 칼슘 용액과 혼합하여 모관 내의 압력 구성에 의해 측정되는 바와 같은 스케일을 억제하는데 있어서의 스케일 방지제의 효능을 시험하였다.
상기 일면에서, 염기성 용액은 다음 성분을 포함한다:
35.34 g/l Na2CO3;
52 g/l NaOH; 및
표 22의 농도를 얻기 위한 양의 스케일 방지제.
염기성 용액은 12.5 ㎖/분의 유속으로 제1 모관을 통해 공급하였다. 칼슘 용액은 0.675 g/l CaCl2·2H2O를 포함하였고 제1 모관에 연결되어 2 m 길이의 모관 (내경 0.127 ㎝)을 형성하는 제2 모관을 통해 12.5 ㎖/분의 유속으로 공급하였다.
그 결과, 염기성 용액 및 칼슘 용액을 혼합하여 과포화 용액을 형성하였다. 과포화 수용액의 조성은 다음과 같다:
칼슘 이온 90 ppm
탄산염 이온 10,000 ppm
NaOH 2.6 중량％
온도 170 ℃
과포화 용액은 170 ℃의 온도 및 35 psi의 압력에서 25 ㎖/분의 유속으로 2m 길이의 모관을 통해 펌핑시켰다.
표 22에 나타낸 모관 압력을 측정하는 시점인 그 시간 동안 각 시험을 실시하였다.
표 22에 기록된 바와 같이, 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체와 함께 사용된 분쇄된 탄산 칼슘을 동적 관 차단 시험을 이용하여 시험하고 그 결과를 비처리된 시스템 및 분쇄된 탄산 칼슘 만으로 처리된 시스템의 성능과 비교하였다. T731은 롬 앤 하스 (Rohm and Haas; Philadelphia, Pennsylvania)로부터 판매되는, 15,000의 분자량을 가진 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 "T731" 공중합체를 의미한다.
실시예 스케일방지제 농도(ppm) T731에 대한GCC의 중량비 시간(분) 모관 압력(psi)
비교예 103 없음 -- 3 4.0
171 F 15 35 0.6
비교예 104 T731 5 3 4.0
172 F/T731 5 6:1 35 0.5
173 F/T731 3 4:1 3 4.0
174 F/T731 3 6:1 32 1.0
175 F/T731 3 8:1 27 1.2
176 F/T731 3 10:1 30 1.2
177 F/T731 4 8:1 35 1.2
178 X 5 8 2.3
179 X/T731 3 6:1 8 4.3
180 X/T731 5 6:1 35 0.7
181 X/T731 5 8:1 8 2.3
표 22에 나타낸 결과는 분쇄된 탄산 칼슘과 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체의, 특히 6:1 비의 블렌드가 개개의 성분 보다 더 효과적임을 나타낸다. 예를 들면, 5 ppm의 6:1 블렌드는 15 ppm의 "히드로카르브 (Hydrocarb) HG" 분쇄된탄산 칼슘과 동가이다.
실시예 182-188 및 비교예 105
이 실시예 및 비교예는 90 ppm의 칼슘 및 20,000 ppm의 탄산염을 가진 용액 중의 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체와 함께 사용된 분쇄된 탄산 칼슘의 효능을 연구하기 위해 동적 관 차단 시험을 이용하는 것을 포함한다. 이 실시예 및 비교예는 아래에 명시된 것을 제외하고는 실시예 171-181 및 비교예 103 및 104에서와 동일한 방법으로 수행하였다.
이 실시예 및 비교예에서, 염기성 용액은 다음 성분을 포함한다:
70.67 g/l Na2CO3;
52 g/l NaOH; 및
표 23의 농도를 얻기 위한 양의 스케일 방지제.
과포화 수용액의 조성은 다음과 같다:
칼슘 이온 90 ppm
탄산염 이온 20,000 ppm
NaOH 2.6 중량％
그 결과는 아래 표 23에 나타내었다.
실시예 스케일방지제 농도(ppm) T731에 대한GCC의 중량비 시간(분) 모관 압력(psi)
비교예 105 없음 -- 3 4.0
182 F 15 35 0.5
183 F/T731 3 6:1 18 1.9
184 F/T731 5 6:1 35 0.8
185 F/T731 10 6:1 35 0.4
186 X/T731 5 6:1 16 1.4
187 X/T731 8 6:1 34 1.5
188 X/T731 10 6:1 35 0.6
표 23에 나타낸 결과는 10 ppm에서의 분쇄된 탄산 칼슘과 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체의 6:1 블렌드가 15 ppm의 "히드로카르브 HG" 분쇄된 탄산 칼슘과 동가임을 나타낸다.
실시예 189-195 및 비교예 106 및 107
이 실시예 및 비교예는 90 ppm의 칼슘 및 8000 ppm의 탄산염을 가진 용액 중의 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체와 함께 사용된 분쇄된 탄산 칼슘의 효능을 연구하기 위해 동적 관 차단 시험을 이용하는 것을 포함한다. 이 실시예 및 비교예는 아래에 명시된 것을 제외하고는 실시예 171-181 및 비교예 103 및 104에서와 동일한 방법으로 수행하였다.
이 실시예 및 비교예에서, 염기성 용액은 다음 성분을 포함한다:
28.272 g/l Na2CO3;
52 g/l NaOH; 및
표 24의 농도를 얻기 위한 양의 스케일 방지제.
과포화 수용액의 조성은 다음과 같다:
칼슘 이온 90 ppm
탄산염 이온 8000 ppm
NaOH 2.6 중량％
그 결과는 아래 표 24에 나타내었다.
실시예 스케일방지제 농도(ppm) T731에 대한GCC의 중량비 시간(분) 모관 압력(psi)
비교예 106 없음 -- 3 4.0
189 F 11.25 35 0.8
190 F/T731 2 6:1 6 1.0
191 F/T731 3 6:1 35 0.8
192 F/T731 5 6:1 35 0.5
비교예 107 T731 5 3 4.0
193 X 5 8 2.3
194 X/T731 5 8:1 8 2.3
195 X/T731 5 6:1 35 0.7
표 24에 나타낸 결과는 5 ppm에서의 분쇄된 탄산 칼슘과 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체의 6:1 블렌드가 11.25 ppm의 "히드로카르브 HG" 분쇄된 탄산 칼슘과 동가임을 나타낸다.
실시예 196-199 및 비교예 108
이 실시예 및 비교예는 60 ppm의 칼슘 및 8000 ppm의 탄산염을 가진 용액 중의 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체와 함께 사용된 분쇄된 탄산 칼슘의 효능을 연구하기 위해 동적 관 차단 시험을 이용하는 것을 포함한다. 이 실시예 및 비교예는 아래에 명시된 것을 제외하고는 실시예 171-181 및 비교예 103 및 104에서와 동일한 방법으로 수행하였다.
이 실시예 및 비교예에서, 염기성 용액은 다음 성분을 포함한다:
28.272 g/l Na2CO3;
52 g/l NaOH; 및
표 25의 농도를 얻기 위한 양의 스케일 방지제.
칼슘 용액은 0.45 g/l CaCl2·2H2O를 포함하였다.
과포화 수용액의 조성은 다음과 같다:
칼슘 이온 60 ppm
탄산염 이온 8000 ppm
NaOH 2.6 중량％
그 결과는 아래 표 25에 나타내었다.
실시예 스케일방지제 농도(ppm) T731에 대한GCC의 중량비 시간(분) 모관 압력(psi)
비교예 108 없음 -- 3 4.0
196 F 11.25 35 0.5
197 F/T731 3 6:1 35 0.5
198 X/T731 3 6:1 4 1.7
199 X/T731 5 6:1 35 0.7
표 25에 나타낸 결과는 3 ppm에서의 "히드로카르브 HG" 분쇄된 탄산 칼슘과 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체의 6:1 블렌드가 11.25 ppm의 "히드로카르브 HG" 분쇄된 탄산 칼슘과 동가임을 나타낸다.
실시예 200-206 및 비교예 109 및 110
이 실시예 및 비교예는 60 ppm의 칼슘 및 10,000 ppm의 탄산염을 가진 용액중의 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체와 함께 사용된 분쇄된 탄산 칼슘의 효능을 연구하기 위해 동적 관 차단 시험을 이용하는 것을 포함한다. 이 실시예 및 비교예는 아래에 명시된 것을 제외하고는 실시예 171-181 및 비교예 103 및 104에서와 동일한 방법으로 수행하였다.
이 실시예 및 비교예에서, 염기성 용액은 다음 성분을 포함한다:
35.34 g/l Na2CO3;
52 g/l NaOH; 및
표 26의 농도를 얻기 위한 양의 스케일 방지제.
칼슘 용액은 0.45 g/l CaCl2·2H2O를 포함하였다.
과포화 수용액의 조성은 다음과 같다:
칼슘 이온 60 ppm
탄산염 이온 10,000 ppm
NaOH 2.6 중량％
그 결과는 아래 표 26에 나타내었다.
실시예 스케일방지제 농도(ppm) T731에 대한GCC의 중량비 시간(분) 모관 압력(psi)
비교예 109 없음 -- 3 4.0
200 F 12 35 0.6
201 F/T731 3 6:1 35 0.6
비교예 110 T731 5 3 4.0
202 X 5 8 2.3
203 X/T731 3 6:1 23 1.6
204 X/T731 3 8:1 16 1.4
205 X/T731 5 6:1 35 0.6
206 X/T731 5 8:1 35 0.7
표 26에 나타낸 결과는 "카르비탈 95" 분쇄된 탄산 칼슘과 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체의 블렌드가 개개의 성분 보다 더 효과적임을 나타낸다. "히드로카르브 HG" 분쇄된 탄산 칼슘과 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체의 블렌드 3 ppm은 12 ppm의 "히드로카르브 HG" 분쇄된 탄산 칼슘과 동가이다.
실시예 207-215 및 비교예 111 및 112
이 실시예 및 비교예는 60 ppm의 칼슘 및 20,000 ppm의 탄산염을 가진 용액 중의 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체와 함께 사용된 분쇄된 탄산 칼슘의 효능을 연구하기 위해 동적 관 차단 시험을 이용하는 것을 포함한다. 이 실시예 및 비교예는 아래에 명시된 것을 제외하고는 실시예 171-181 및 비교예 103 및 104에서와 동일한 방법으로 수행하였다.
이 실시예 및 비교예에서, 염기성 용액은 다음 성분을 포함한다:
70.67 g/l Na2CO3;
52 g/l NaOH; 및
표 27의 농도를 얻기 위한 양의 스케일 방지제.
칼슘 용액은 0.45 g/l CaCl2·2H2O를 포함하였다.
과포화 수용액의 조성은 다음과 같다:
칼슘 이온 60 ppm
탄산염 이온 20,000 ppm
NaOH 2.6 중량％
그 결과는 아래 표 27에 나타내었다.
실시예 스케일방지제 농도(ppm) T731에 대한GCC의 중량비 시간(분) 모관 압력(psi)
비교예 111 없음 -- 3 4.0
207 F 15 35 0.6
208 F/T731 3 6:1 18 1.5
209 F/T731 5 6:1 35 0.6
210 X 5 12 2.8
비교예 112 T731 5 3 4.0
211 X/T731 3 6:1 8 1.4
212 X/T731 5 6:1 14 1.7
213 X/T731 8 6:1 35 1.2
214 X/T731 10 6:1 35 0.6
215 X/T731 10 8:1 35 1.0
표 27에 나타낸 결과는 5 ppm에서의 "히드로카르브 HG" 분쇄된 탄산 칼슘과 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체의 6:1 블렌드가 15 ppm의 "히드로카르브 HG" 분쇄된 탄산 칼슘과 동가임을 나타낸다.
본 발명이 그의 국면이 더욱 완전히 이해되고 인식되도록 바람직한 양태와 관련하여 설명되긴 하였지만, 본 발명을 이들 특정 양태에 제한하기 위한 것은 아니다. 오히려, 첨부된 청구 범위에 의해 정의되는 본 발명의 영역 내에 포함될 수 있는 모든 별법, 변형 및 등가 사항을 커버하기 위한 것이다.

Claims (244)

  1. 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하고 수성계가 약 9 이상의 pH를 갖는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 알루미노규산염 골격을 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 카르복실산, 술폰산염, 황산염 및 인산염 중 1종 이상을 포함하는 하나 이상의 관능기를 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 탄산 아연 및 돌로마이트 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 알루미노규산 나트륨, 알루미노규산 마그네슘, 헥토라이트, 비정질 규산 마그네슘, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 아연, 탄산 철 및 탄산 망간 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염을 포함하며, 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 알루미노규산 나트륨, 헥토라이트 및 비정질 규산 마그네슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하며, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트 및 탄산 아연 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 분쇄된 탄산 칼슘 및 소듐 몬모릴로나이트를 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 규산 마그네슘 알루미늄 및 소듐 몬모릴로나이트를 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하고, 다가 금속 탄산염이 분쇄된 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 약 10 미크론 미만의 평균 입도를 갖는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 갖는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 수성계가 약 9 내지 14의 pH를 갖는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 스케일이 알칼리 토금속 스케일을 포함하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 수성계가 칼슘, 바륨, 마그네슘, 알루미늄, 중탄산염, 탄산염, 황산염 및 인산염 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  17. 제1항에 있어서, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 갖는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  19. 제1항에 있어서, 수성계가 약 80 내지 1500 psi의 압력 하에 있는 방법.
  20. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 냉각탑에 첨가되는 방법.
  21. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 열 교환기에 첨가되는 방법.
  22. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 증발기에 첨가되는 방법.
  23. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 펄프화 분해기 전에 첨가되는 방법.
  24. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 펄프화 분해기에 첨가되는 방법.
  25. 제1항에 있어서, 스케일 방지제가 세정기에 첨가되는 방법.
  26. 제1항에 있어서, 원유-물 혼합물을 가공하는 것을 더 포함하는 방법.
  27. 제1항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘을 포함하고, 스케일 방지제가 약 10 미크론 미만의 평균 입도를 가지며, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 가지며, 수성계가 약 9 내지 14의 pH를 가지며, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 가지며, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  28. 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하고, 수성계가 약 0.4 ppm 이하의 양이온계 중합체를 포함하는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 양이온계 중합체가 약 1 x 106을 넘는 분자량을 갖는 방법.
  30. 제28항에 있어서, 스케일 방지제가 알루미노규산염 골격을 포함하는 방법.
  31. 제28항에 있어서, 스케일 방지제가 카르복실산, 술폰산염, 황산염 및 인산염 중 1종 이상을 포함하는 하나 이상의 관능기를 포함하는 방법.
  32. 제28항에 있어서, 스케일 방지제가 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간 및 돌로마이트 중 1종이상을 포함하는 방법.
  33. 제28항에 있어서, 스케일 방지제가 알루미노규산 나트륨, 알루미노규산 마그네슘, 헥토라이트, 비정질 규산 마그네슘, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 아연, 탄산 철 및 탄산 망간 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  34. 제28항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염을 포함하며, 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 알루미노규산 나트륨, 헥토라이트 및 비정질 규산 마그네슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  35. 제28항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하며, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트 및 탄산 아연 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  36. 제28항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하고, 다가 금속 탄산염이 분쇄된 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  37. 제28항에 있어서, 수성계가 산성 pH를 갖는 방법.
  38. 제28항에 있어서, 수성계가 약 9 이상의 pH를 갖는 방법.
  39. 제28항에 있어서, 수성계가 약 9 내지 14의 pH를 갖는 방법.
  40. 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 규산 마그네슘 알루미늄, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트, 헥토라이트, 비정질 규산 마그네슘 및 탄산 아연 중 1종 이상을 포함하는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  41. 제40항에 있어서, 스케일 방지제가 카르복실산, 술폰산염, 황산염 및 인산염 중 1종 이상을 포함하는 하나 이상의 관능기를 포함하는 방법.
  42. 제40항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염을 포함하며, 규산 마그네슘 알루미늄, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 헥토라이트 및 비정질 규산 마그네슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  43. 제40항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하며, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트 및 탄산 아연 중 1종 이상을포함하는 방법.
  44. 제40항에 있어서, 스케일 방지제가 탄산 칼슘을 포함하고, 탄산 칼슘이 분쇄된 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  45. 제40항에 있어서, 수성계가 산성 pH를 갖는 방법.
  46. 제40항에 있어서, 수성계가 약 9 이상의 pH를 갖는 방법.
  47. 제40항에 있어서, 수성계가 약 9 내지 14의 pH를 갖는 방법.
  48. 수성계 내의 핵 형성 촉진제/개시제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 0.01 내지 10 미크론의 평균 입도를 가진 핵 형성 촉진제/개시제를 첨가하여 스케일 침착물의 형성을 억제하는 것을 포함하며, 수성계가 약 9 이상의 pH를 갖는, 공업 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  49. 제48항에 있어서, 핵 형성 촉진제/개시제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  50. 제48항에 있어서, 핵 형성 촉진제/개시제가 알루미노규산염 골격을 포함하는방법.
  51. 제48항에 있어서, 스케일 방지제가 카르복실산, 술폰산염, 황산염 및 인산염 중 1종 이상을 포함하는 하나 이상의 관능기를 포함하는 방법.
  52. 제48항에 있어서, 핵 형성 촉진제/개시제가 분쇄된 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  53. 제48항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘을 포함하고, 핵 형성 촉진제/개시제가 약 10 미크론 미만의 평균 입도를 가지며, 핵 형성 촉진제/개시제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 가지며, 수성계가 약 9 내지 14의 pH를 가지며, 수성계가 핵 형성 촉진제/개시제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 가지며, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  54. 수성계에 제1 양이온을 첨가하고 수성계로부터 제1 양이온과 구별되는 제2 양이온을 제거하여 제2 양이온이 스케일 침착물을 형성하는 것을 억제하는 것을 포함하며, 수성계가 약 70 내지 500 ℃의 온도를 갖는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  55. 제54항에 있어서, 제1 양이온을 첨가하는 것이 수성계에 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 제공하는 것을 포함하는 방법.
  56. 제55항에 있어서, 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상이 카르복실산, 술폰산염, 황산염 및 인산염 중 1종 이상을 포함하는 하나 이상의 관능기를 포함하는 방법.
  57. 제54항에 있어서, 제1 양이온을 첨가하는 것이 수성계에 알루미노규산염 골격을 가진 화합물을 제공하는 것을 포함하는 방법.
  58. 제54항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘을 포함하고, 제1 양이온을 첨가하는 것이 수성계에 약 10 미크론 미만의 평균 입도를 가진 화합물을 제공하는 것을 포함하며, 화합물이 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 가지며, 수성계가 약 9 내지 14의 pH를 가지며, 수성계가 제1 양이온의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 갖는 방법.
  59. 제54항에 있어서, 수성계가 산성 pH를 갖는 방법.
  60. 제54항에 있어서, 수성계가 약 9 이상의 pH를 갖는 방법.
  61. 제54항에 있어서, 수성계가 약 9 내지 14의 pH를 갖는 방법.
  62. 분쇄된 탄산 칼슘; 및
    소듐 몬모릴로나이트
    를 포함하는 조성물.
  63. 제62항에 있어서, 소듐 몬모릴로나이트에 대한 분쇄된 탄산 칼슘의 중량비가 약 0.1:1 내지 20:1인 조성물.
  64. 제62항에 있어서, 약 10 내지 95 중량％의 분쇄된 탄산 칼슘을 포함하는 조성물.
  65. 제62항에 있어서, 약 5 내지 90 중량％의 소듐 몬모릴로나이트를 포함하는 조성물.
  66. 규산 마그네슘 알루미늄; 및
    소듐 몬모릴로나이트
    를 포함하는 조성물.
  67. 제66항에 있어서, 소듐 몬모릴로나이트에 대한 규산 마그네슘 알루미늄의 중량비가 약 0.1:1 내지 20:1인 조성물.
  68. 제66항에 있어서, 약 10 내지 95 중량％의 규산 마그네슘 알루미늄을 포함하는 조성물.
  69. 제66항에 있어서, 약 5 내지 90 중량％의 소듐 몬모릴로나이트를 포함하는 조성물.
  70. 목재 펄프;
    금속 양이온;
    음이온; 및
    규산 마그네슘 알루미늄, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 사포나이트, 세피올라이트, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트, 헥토라이트, 비정질 규산 마그네슘 및 탄산 아연 중 1종 이상을 포함하는, 약 50 내지 500 ppm의 스케일 방지제
    를 포함하는 수성 펄프 슬러리.
  71. 제70항에 있어서, 스케일 방지제가 약 10 미크론 미만의 평균 입도를 갖는수성 펄프 슬러리.
  72. 제70항에 있어서, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 갖는 수성 펄프 슬러리.
  73. 제70항에 있어서, 수성 조성물이 약 9 내지 14의 pH를 갖는 수성 펄프 슬러리.
  74. 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  75. 제74항에 있어서, 스케일 방지제가 카르복실산, 술폰산염, 황산염 및 인산염 중 1종 이상을 포함하는 하나 이상의 관능기를 포함하는 방법.
  76. 제74항에 있어서, 스케일 방지제가 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 아연, 탄산 철, 탄산 망간 및 돌로마이트 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  77. 제74항에 있어서, 스케일 방지제가 분쇄된 탄산 칼슘 및 소듐 몬모릴로나이트를 포함하는 방법.
  78. 제74항에 있어서, 다가 금속 탄산염이 분쇄된 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  79. 제74항에 있어서, 스케일 방지제가 약 10 미크론 미만의 평균 입도를 갖는 방법.
  80. 제74항에 있어서, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 갖는 방법.
  81. 제74항에 있어서, 수성계가 산성 pH를 갖는 방법.
  82. 제74항에 있어서, 수성계가 약 9 이상의 pH를 갖는 방법.
  83. 제74항에 있어서, 수성계가 약 9 내지 14의 pH를 갖는 방법.
  84. 제74항에 있어서, 스케일이 알칼리 토금속 스케일을 포함하는 방법.
  85. 제74항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  86. 제74항에 있어서, 수성계가 칼슘, 바륨, 마그네슘, 알루미늄, 중탄산염, 탄산염, 황산염 및 인산염 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  87. 제74항에 있어서, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 갖는 방법.
  88. 제74항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘을 포함하고, 스케일 방지제가 약 10 미크론 미만의 평균 입도를 가지며, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 가지며, 수성계가 약 9 내지 14의 pH를 가지며, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 가지며, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  89. 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 약 0.01 내지 10 미크론의 평균 입도를 가지며, 스케일 방지제가 스케일 침착물을 억제하기에 충분한 비표면적을 가지며, 수성계가 약 9 이상의 pH를 갖는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  90. 제89항에 있어서, 스케일 방지제가 알루미노규산염 골격을 포함하는 방법.
  91. 제89항에 있어서, 스케일 방지제가 카르복실산, 술폰산염, 황산염 및 인산염 중 1종 이상을 포함하는 하나 이상의 관능기를 포함하는 방법.
  92. 제89항에 있어서, 스케일 방지제가 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 아연, 탄산 철, 탄산 망간 및 돌로마이트 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  93. 제89항에 있어서, 스케일 방지제가 알루미노규산 나트륨, 알루미노규산 마그네슘, 헥토라이트, 비정질 규산 마그네슘, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 아연, 탄산 철 및 탄산 망간 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  94. 제89항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염을 포함하며, 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 알루미노규산 나트륨, 헥토라이트 및 비정질 규산 마그네슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  95. 제89항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하며, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트 및 탄산 아연 중 1종 이상을포함하는 방법.
  96. 제89항에 있어서, 스케일 방지제가 분쇄된 탄산 칼슘 및 소듐 몬모릴로나이트를 포함하는 방법.
  97. 제89항에 있어서, 스케일 방지제가 규산 마그네슘 알루미늄 및 소듐 몬모릴로나이트를 포함하는 방법.
  98. 제89항에 있어서, 스케일 방지제가 분쇄된 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  99. 제89항에 있어서, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 갖는 방법.
  100. 제89항에 있어서, 스케일이 알칼리 토금속 스케일을 포함하는 방법.
  101. 제89항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  102. 제89항에 있어서, 수성계가 칼슘, 바륨, 마그네슘, 알루미늄, 중탄산염, 탄산염, 황산염 및 인산염 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  103. 제89항에 있어서, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 갖는 방법.
  104. 제89항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘을 포함하고, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 가지며, 수성계가 약 9 내지 14의 pH를 가지며, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 가지며, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  105. 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하며, 수성계가 약 9 이상의 pH를 가지며, 스케일 방지제의 평균 입도가 약 3 미크론 미만인, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  106. 제105항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염을 포함하며, 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 알루미노규산 나트륨, 헥토라이트 및 비정질 규산 마그네슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  107. 제105항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하며, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트 및 탄산 아연 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  108. 제105항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하며, 다가 금속 탄산염이 분쇄된 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  109. 제105항에 있어서, 스케일 방지제가 분쇄된 탄산 칼슘 및 소듐 몬모릴로나이트를 포함하는 방법.
  110. 제105항에 있어서, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 갖는 방법.
  111. 제105항에 있어서, 스케일이 알칼리 토금속 스케일을 포함하는 방법.
  112. 제105항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘 및 옥살산 칼슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  113. 제105항에 있어서, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 갖는 방법.
  114. 제105항에 있어서, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 0.1 내지 10,000 ppm의 옥살산염 농도를 갖는 방법.
  115. 제105항에 있어서, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  116. 제105항에 있어서, 수성계가 약 80 내지 1500 psi의 압력 하에 있는 방법.
  117. 제105항에 있어서, 스케일 방지제가 냉각탑, 열 교환기, 증발기, 펄프화 분해기, 펄프 세정기 및 펄프 표백 장치 중 적어도 하나 및 그 전 중 하나에서 첨가되고 (되거나) 형성되는 방법.
  118. 제105항에 있어서, 수성계가 제지, 채광, 섬유 제조, 자동차 제조, 식품 가공, 제강, 수 처리 및 석유 가공 중 하나에 관련되는 방법.
  119. 제105항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 추가의 스케일 방지제를 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  120. 제105항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 단백질을 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  121. 제105항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘을 포함하고, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 가지며, 수성계가 약 9 내지 14의 pH를 가지며, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 가지며, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  122. 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키고 또한 수성계에 분산제를 첨가하는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하며, 수성계가 약 9 이상의 pH를 갖는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  123. 제122항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염을 포함하며, 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 알루미노규산 나트륨, 헥토라이트 및 비정질 규산 마그네슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  124. 제122항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하며, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트 및 탄산 아연 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  125. 제122항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하며, 다가 금속 탄산염이 분쇄된 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  126. 제122항에 있어서, 스케일 방지제가 분쇄된 탄산 칼슘 및 소듐 몬모릴로나이트를 포함하는 방법.
  127. 제122항에 있어서, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 갖는 방법.
  128. 제122항에 있어서, 스케일이 알칼리 토금속 스케일을 포함하는 방법.
  129. 제122항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘 및 옥살산 칼슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  130. 제122항에 있어서, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 갖는 방법.
  131. 제122항에 있어서, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 0.1 내지 10,000 ppm의 옥살산염 농도를 갖는 방법.
  132. 제122항에 있어서, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  133. 제122항에 있어서, 수성계가 약 80 내지 1500 psi의 압력 하에 있는 방법.
  134. 제122항에 있어서, 스케일 방지제가 냉각탑, 열 교환기, 증발기, 펄프화 분해기, 펄프 세정기 및 펄프 표백 장치 중 적어도 하나 및 그 전 중 하나에서 첨가되고 (되거나) 형성되는 방법.
  135. 제122항에 있어서, 수성계가 제지, 채광, 섬유 제조, 자동차 제조, 식품 가공, 제강, 수 처리 및 석유 가공 중 하나에 관련되는 방법.
  136. 제122항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 추가의 스케일 방지제를 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  137. 제122항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 단백질을 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  138. 제122항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘을 포함하고, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 가지며, 수성계가 약 9 내지 14의 pH를 가지며, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 가지며, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  139. 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 형성시키는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하며, 스케일 방지제의 평균 입도가 약 3 미크론 미만인, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  140. 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 형성시키고 또한 수성계에 분산제를 첨가하는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  141. 펄프화 분해기 전 및 펄프화 분해기 중 적어도 하나에서 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하는, 펄프화 밀의 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  142. 제141항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염을 포함하며, 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 알루미노규산 나트륨, 헥토라이트 및 비정질 규산 마그네슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  143. 제141항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하며, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트 및 탄산 아연 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  144. 제141항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하며, 다가 금속 탄산염이 분쇄된 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  145. 제141항에 있어서, 스케일 방지제가 분쇄된 탄산 칼슘 및 소듐 몬모릴로나이트를 포함하는 방법.
  146. 제141항에 있어서, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 갖는 방법.
  147. 제141항에 있어서, 스케일이 알칼리 토금속 스케일을 포함하는 방법.
  148. 제141항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘 및 옥살산 칼슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  149. 제141항에 있어서, 수성계에 약 10 ppm 이하의 응고제를 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  150. 제141항에 있어서, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 갖는 방법.
  151. 제141항에 있어서, 수성계가 약 9 내지 14의 pH를 갖는 방법.
  152. 제141항에 있어서, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  153. 제141항에 있어서, 수성계가 약 80 내지 1500 psi의 압력 하에 있는 방법.
  154. 제141항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 추가의 스케일 방지제를 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  155. 제141항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 단백질을 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  156. 제141항에 있어서, 스케일 방지제를 정화기, 부유 셀, 침강 탱크, 여과기, 원심분리기 및 삼투 장치 중 적어도 하나를 이용하여 수성계로부터 제거하는 것을 더 포함하는 방법.
  157. 제141항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘을 포함하고, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 가지며, 수성계가 약 9 내지 14의 pH를 가지며, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 가지며, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  158. 표백 설비 단계 직전 및 표백 설비 단계 중 적어도 하나에서 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하는, 펄프화 밀의 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  159. 제158항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염을 포함하며, 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 알루미노규산 나트륨, 헥토라이트 및 비정질 규산 마그네슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  160. 제158항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하며, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트 및 탄산 아연 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  161. 제158항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하며, 다가 금속 탄산염이 분쇄된 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  162. 제158항에 있어서, 스케일 방지제가 분쇄된 탄산 칼슘 및 소듐 몬모릴로나이트를 포함하는 방법.
  163. 제158항에 있어서, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 갖는 방법.
  164. 제158항에 있어서, 스케일이 알칼리 토금속 스케일을 포함하는 방법.
  165. 제158항에 있어서, 스케일이 옥살산 칼슘 및 탄산 칼슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  166. 제158항에 있어서, 약 10 ppm 이하의 응고제를 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  167. 제158항에 있어서, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 0.1 내지 10,000 ppm의 옥살산염 농도를 갖는 방법.
  168. 제158항에 있어서, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 갖는 방법.
  169. 제158항에 있어서, 수성계가 약 2 내지 12의 pH를 갖는 방법.
  170. 제158항에 있어서, 수성계가 산화성인 방법.
  171. 제158항에 있어서, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  172. 제158항에 있어서, 수성계가 약 80 내지 1500 psi의 압력 하에 있는 방법.
  173. 제158항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 추가의 스케일 방지제를 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  174. 제158항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 단백질을 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  175. 제158항에 있어서, 스케일 방지제를 정화기, 부유 셀, 침강 탱크, 여과기, 원심분리기 및 삼투 장치 중 적어도 하나를 이용하여 수성계로부터 제거하는 것을 더 포함하는 방법.
  176. 제158항에 있어서, 스케일이 옥살산 칼슘 및 탄산 칼슘 중 1종 이상을 포함하고, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 가지며, 수성계가 약 2 내지 12의 pH를 가지며, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도를 가지며, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 0.1 내지 10,000ppm의 옥살산염 농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도 중 적어도 하나를 가지며, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  177. 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 규산 마그네슘 알루미늄, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트, 헥토라이트, 비정질 규산 마그네슘 및 탄산 아연 중 1종 이상을 포함하는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  178. 제177항에 있어서, 스케일 방지제가 100 미크론 미만의 평균 입도를 갖는 방법.
  179. 제177항에 있어서, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 갖는 방법.
  180. 제177항에 있어서, 스케일이 알칼리 토금속 스케일을 포함하는 방법.
  181. 제177항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘 및 옥살산 칼슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  182. 제177항에 있어서, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 갖는 방법.
  183. 제177항에 있어서, 수성계가 약 2 내지 14의 pH를 갖는 방법.
  184. 제177항에 있어서, 수성계가 산화성인 방법.
  185. 제177항에 있어서, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  186. 제177항에 있어서, 수성계가 약 80 내지 1500 psi의 압력 하에 있는 방법.
  187. 제177항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 추가의 스케일 방지제를 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  188. 제177항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 단백질을 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  189. 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하고, 스케일 방지제의 평균 입도가 약 3 미크론 미만인, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  190. 제189항에 있어서, 다가 금속 탄산염이 분쇄된 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  191. 제189항에 있어서, 스케일이 알칼리 토금속 스케일을 포함하는 방법.
  192. 제189항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘 및 옥살산 칼슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  193. 제189항에 있어서, 수성계가 약 2 내지 14의 pH를 갖는 방법.
  194. 제189항에 있어서, 수성계가 산화성인 방법.
  195. 제189항에 있어서, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  196. 제189항에 있어서, 수성계가 약 80 내지 1500 psi의 압력 하에 있는 방법.
  197. 제189항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 추가의 스케일 방지제를 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  198. 제189항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 단백질을 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  199. 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하가 되도록 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키고 또한 수성계에 분산제를 첨가하는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  200. 제199항에 있어서, 다가 금속 탄산염이 분쇄된 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  201. 제199항에 있어서, 스케일이 알칼리 토금속 스케일을 포함하는 방법.
  202. 제199항에 있어서, 수성계가 약 2 내지 14의 pH를 갖는 방법.
  203. 제199항에 있어서, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  204. 제199항에 있어서, 수성계가 약 80 내지 1500 psi의 압력 하에 있는 방법.
  205. 제199항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 추가의 스케일 방지제를 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  206. 제199항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 단백질을 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  207. 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키고 또한 수성계에 1종 이상의 단백질을 첨가하는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  208. 제207항에 있어서, 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하인 방법.
  209. 제207항에 있어서, 스케일 방지제가 약 100 미크론 미만의 평균 입도를 갖는 방법.
  210. 제207항에 있어서, 수성계가 약 9 이상의 pH를 갖는 방법.
  211. 제207항에 있어서, 1종 이상의 단백질이 콩 단백질을 포함하는 방법.
  212. 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상; 및
    1종 이상의 단백질을 포함하며,
    1종 이상의 단백질에 대한 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상의 중량비가 약 50:1 내지 1:1인 조성물.
  213. 제212항에 있어서, 1종 이상의 단백질이 콩 단백질을 포함하는 조성물.
  214. 제212항에 있어서, 물 및 목재 펄프를 더 포함하는 조성물.
  215. 수성계에 스케일 방지제를 첨가하고(하거나) 형성시키고 또한 말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체를 첨가하는 것을 포함하며, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상을 포함하는, 수성계에서 스케일 침착물을 억제하는 방법.
  216. 제215항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 규산염을 포함하며, 소듐 몬모릴로나이트, 규산 마그네슘 알루미늄, 활석, 수화 규산 마그네슘 알루미늄, 칼슘 벤토나이트, 사포나이트, 세피올라이트, 알루미노규산 나트륨, 헥토라이트 및 비정질 규산 마그네슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  217. 제215항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하며, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 탄산 철, 탄산 망간, 돌로마이트 및 탄산 아연 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  218. 제215항에 있어서, 스케일 방지제가 다가 금속 탄산염을 포함하며, 다가 금속 탄산염이 분쇄된 탄산 칼슘을 포함하는 방법.
  219. 제215항에 있어서, 스케일 방지제가 분쇄된 탄산 칼슘 및 소듐 몬모릴로나이트를 포함하는 방법.
  220. 제215항에 있어서, 수성계 내의 스케일 방지제의 양이 약 1000 ppm 이하인 방법.
  221. 제215항에 있어서, 스케일 방지제의 평균 입도가 약 100 미크론 미만인 방법.
  222. 제215항에 있어서, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 갖는 방법.
  223. 제215항에 있어서, 공중합체에 대한 스케일 방지제의 중량비가 약 50:1 내지 1:1인 방법.
  224. 제215항에 있어서, 수성계 내의 공중합체의 양이 약 250 ppm 이하인 방법.
  225. 제215항에 있어서, 스케일이 알칼리 토금속 스케일을 포함하는 방법.
  226. 제215항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘 및 옥살산 칼슘 중 1종 이상을 포함하는 방법.
  227. 제215항에 있어서, 수성계가 약 2 내지 14의 pH를 갖는 방법.
  228. 제215항에 있어서, 수성계가 산화성인 방법.
  229. 제215항에 있어서, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 갖는 방법.
  230. 제215항에 있어서, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 0.1 내지 10,000 ppm의 옥살산염 농도를 갖는 방법.
  231. 제215항에 있어서, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  232. 제215항에 있어서, 수성계가 약 80 내지 1500 psi의 압력 하에 있는 방법.
  233. 제215항에 있어서, 스케일 방지제가 냉각탑, 열 교환기, 증발기, 펄프화 분해기, 펄프 세정기 및 펄프 표백 장치 중 적어도 하나 및 그 전 중 하나에서 첨가되고 (되거나) 형성되는 방법.
  234. 제215항에 있어서, 스케일 방지제가 펄프화 분해기 전 및 펄프화 분해기 중 적어도 하나에서 첨가되고 (되거나) 형성되는 방법.
  235. 제215항에 있어서, 스케일 방지제가 표백 설비 단계 직전 및 표백 설비 단계 중 적어도 하나에서 첨가되고 (되거나) 형성되는 방법.
  236. 제215항에 있어서, 수성계가 제지, 채광, 섬유 제조, 자동차 제조, 식품 가공, 제강, 수 처리 및 석유 가공 중 하나에 관련되는 방법.
  237. 제215항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 추가의 스케일 방지제를 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  238. 제215항에 있어서, 수성계에 1종 이상의 단백질을 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  239. 제238항에 있어서, 1종 이상의 단백질이 콩 단백질을 포함하는 방법.
  240. 제215항에 있어서, 약 10 ppm 이하의 응고제를 첨가하는 것을 더 포함하는 방법.
  241. 제215항에 있어서, 스케일 방지제를 정화기, 부유 셀, 침강 탱크, 여과기, 원심분리기 및 삼투 장치 중 적어도 하나를 이용하여 수성계로부터 제거하는 것을 더 포함하는 방법.
  242. 제215항에 있어서, 스케일이 탄산 칼슘을 포함하고, 스케일 방지제가 약 10 내지 1000 ㎡/g의 비표면적을 가지며, 수성계가 약 9 내지 14의 pH를 가지며, 수성계가 스케일 방지제의 첨가 전에 약 10 내지 500 ppm의 Ca+2농도 및 약 100 내지 30,000 ppm의 CO3 -2농도를 가지며, 수성계가 약 25 내지 500 ℃의 온도를 갖는 방법.
  243. 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상; 및
    말레산 무수물 및 이소부틸렌의 공중합체를 포함하며,
    공중합체에 대한 다가 금속 규산염 및 다가 금속 탄산염 중 1종 이상의 중량비가 약 50:1 내지 1:1인 조성물.
  244. 제243항에 있어서, 물 및 목재 펄프를 더 포함하는 조성물.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101364268B1 (ko) * 2012-05-15 2014-02-17 강석준 부식방지볼과 그 제조방법 및 이를 이용한 부식방지장치
KR101634953B1 (ko) * 2015-10-30 2016-07-07 주식회사 하이퓨어텍 항경도 이온화 볼의 제조방법
US11440824B2 (en) 2020-03-26 2022-09-13 Korea Institute Of Science And Technology Apparatus for inhibiting formation of calcium based crystal and apparatus for water treatment using the same
CN115159699A (zh) * 2022-07-15 2022-10-11 深圳市飞白科技有限公司 一种阻垢复合材料及其制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101364268B1 (ko) * 2012-05-15 2014-02-17 강석준 부식방지볼과 그 제조방법 및 이를 이용한 부식방지장치
KR101634953B1 (ko) * 2015-10-30 2016-07-07 주식회사 하이퓨어텍 항경도 이온화 볼의 제조방법
US11440824B2 (en) 2020-03-26 2022-09-13 Korea Institute Of Science And Technology Apparatus for inhibiting formation of calcium based crystal and apparatus for water treatment using the same
CN115159699A (zh) * 2022-07-15 2022-10-11 深圳市飞白科技有限公司 一种阻垢复合材料及其制备方法
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