MXPA06009128A - Inhibidores de capa oxidada de desalinizac - Google Patents

Abstract

Un método y composición para procesar agua natural tal como agua de mar, agua salobre y estuarina, en donde el agua estáconcentrada con o sin calentar que comprende agregar al agua (I) un fosfonato polimérico soluble en agua y (II) un policarboxilato soluble en agua para controlar la formación y deposición de capa oxidada. Opcionalmente un poli[ácido isopropenilfosfónico]soluble en agua también se puede utilizar como componente (I) sin la adición de componente (I

Description

cantidad de dureza de iones presentes en el agua natural. Salutsky en la patente de E. U. A. No. 3,444,054 enseña un método para tratar aguas de evaporador salinas para prevenir la formación de capa oxidada en las superficies de transferencia de calor por la adición de un ácido poli[metacrílico] soluble en agua. Además se enseña que las aguas salinas pueden contener otros agentes de tratamiento tal como agentes antiespumantes, inhibidores de corrosión, barredoras de oxígeno y similares si son compatibles con el ácido polifmetacrílico]. Jones y otros en la patente de E. U. A. No. 3,810,834 enseñan un método para controlar la formación de capa oxidada en sistemas acuosos, que incluyen procedimientos de osmosis térmica y reversa, por la adición de un ácido poli[maleico] soluble en agua. Un beneficio adicional notado es que si la formación de capa oxidada ocurre las estructuras de cristal de precipitados se modifican de tal forma que se remueven fácilmente. Además se enseña que el ácido polifmaleico] de la invención se puede utilizar en conjunto con otros agentes de tratamiento de agua convencionales que incluyen agentes de umbral de tipo de fosfonato, antiespumantes, e inhibidores de corrosión. Desai en la patente de E.U.A. No. 4,200,500 enseña un método para prevenir deposición de capa oxidada de calcio y magnesio en la desalinización de agua de mar mediante la adición de cantidades subestequiométricas del producto de reacción hidrolizado de anhídrido maleico y un componente de ácido graso de cadena larga poliinsaturado. Smith y otros en las patentes de E.U.A. Nos. 4,046,707 y 4,105,551 enseñan un método de inhibir la precipitación de sales de formación de capa oxidada que comprende agregar al sistema un compuesto telomérico derivado de polimerización de un ácido carboxílico vinílico en la presencia de un agente de transferencia de cadena de ácido de fósforo. Además se enseña que el telómero de las invenciones se puede utilizar en conjunto con otros compuestos conocidos como útiles en el tratamiento de agua; por ejemplo, agentes de dispersión y umbral, agentes de precipitación, barredoras de oxígeno, agentes de separación, agentes antiespumantes, e inhibidores de corrosión. Hodgson y otros en la patente de E.U.A. 4,204,953 enseñan un método para inhibir la deposición de capa oxidada de agua salina en la superficie de intercambio al utilizar un aditivo de inhibición de capa oxidada en conjunto con un ácido mineral para neutralizar parte de la alcalinidad de bicarbonato. Ejemplos de los aditivos de inhibición de capa oxidada son polifosfatos, poli(met)acrilatos, fosfonatos, aminofosfonatos, y ácidos carboxílicos poliméricos tal como ácido poli[maléico]. Logan y otros en EP 0089189 enseñan un inhibidor de la formación de carbonato de calcio, hidróxido de magnesio, y capa oxidada de sulfato de calcio que comprende una mezcla de ácido polifmaleico], ácido fosfónico, y un agente de secuestro de acero de de hidroxi ácido.

Logan y otros en la patente de E.U.A. No. 4,634,532 enseñan un procedimiento para controlar la formación de capa oxidada de agua de mar que comprende agregar al agua de mar un ortofosfato soluble en agua y al menos un policarboxilato soluble en agua, fosfonato, o copolímero de sulfonato. Becker en las patentes de E. U. A. Nos. 44,446,028 y 4,446,046; y Boyette y otros en la patente de E. U. A. No. 5,512,183 enseña homo- y copolímeros de ácido isopropenilfosfónico. Estas composiciones se enseñan para ser efectivas en corrosión de inhibición y formación de capa oxidada en sistema de agua acuosos tal como sistema de enfriamiento y calentamiento. No existe indicación que estas composiciones sean efectivas al tratar operaciones de desalinización o que serían efectivas al controlar capa oxidada de hidróxido de magnesio típico de operaciones de desalinización. Cady y otros en la patente de E. U. A. 5,519,102 enseñan un método para la preparación de homopolímeros de ácido isopropenilfosfónico en un solvente acuoso. A pesar de estos avances, los operadores de instalaciones de desalinización continúan para utilizar ácido para controlar el pH del sistema y, para unidades de desalinización térmica, limitar la temperatura de operación para minimizar asuntos de deposición de escala. De particular interés es la formación de capa oxidada de hidróxido de magnesio en operaciones de desalinización térmicas. Por lo tanto existe una necesidad en este campo de una composición 6 que se puede agregar al sistema acuoso que controla la formación de especies de formación de capa oxidada tal como hidróxido de magnesio sin la necesidad de adición de ácido. Además es deseable ser capaz de operar unidades de desalinización térmica a temperaturas superiores para mejorar su eficiencia.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención está dirigida a un procedimiento para el control de formación de capa oxidada y deposición en sistemas de agua, particularmente operaciones de desalinización de osmosis térmica o reversa, que comprende agregar al agua (I) un fosfonato polimérico soluble en agua y (II) un policarboxilato soluble en agua. Opcionalmente también se puede utilizar un ácido pol sopropenil-fosfónico] soluble en agua como componente (I) sin la adición de componente (II). En otro aspecto, la presente invención proporciona una composición y método para controlar deposición de capa oxidada en operaciones de desalinización sin el uso de ácido. En otro aspecto, la presente invención proporciona una composición o método para controlar deposición de capa oxidada, particularmente hidróxido de magnesio, en operaciones de desalinización térmica sin el uso de ácido y con ello permite que la unidad opere a temperaturas superiores más eficientes. La estructura general del fosfonato polimérico soluble en agua 7 (I) de la ¡nvención se proporciona en la Fórmula I. -[B-co-F-]-. Fórmula I El segmento B de polímero de la Fórmula I es la unidad de repetición formada después de la polimerización de uno o más monómeros que contienen fosfonato. Los monómeros ilustrativos abarcados por B incluyen, pero no se limitan a, ácido fosfónico de vinilo (VPA), ácido alilfosfónico, ácido etilidenodifosfónico, ácido vinilbencilfosfónico, ácido 2-(met)acrilamido-2~metilprop¡lfosf ónico, ácido 3-(met)acrilamido-2-hidroxipropilfosfónico, ácido 3-alioxi-2-hidroxipropilfosfónico, mezclas de cualquiera de los anteriores y similares. El segmento F de polímero de la Fórmula I, cuando está presente, es la unidad de repetición formada después de la polimerización de uno o más monómeros que no contienen fosfato. Los monómeros ilustrativos abarcados por B incluyen, pero no se limitan a, monómeros de ácido carboxílico tal como ácido (met)acrílico, ácido maleico, ácido itacónico, ácido acrilamidoglicólico, monómeros de ácido sulfónico tal como ácido 2-(met)acrilamido-2-metilpropilsulfónico, ácido 3-(met)acrilamido-2-hidroxipropilsulfónico, ácido 3-alioxi-2-hidroxipropil-sulfónico, ácido vinilsulfónico, ácido vinilbencilsulfónico, y ácido aliloxibencilsulfónico; monómeros no iónicos tal como (met)acrilamida, t-butilacrilamida, acetato de vinilo, 1 -aliloxi-2,3-propanediol, éter hidroxipolietoxi(10)alílico; análogos de éster de sulfato y fosfato de monómeros que contienen hidroxi tal como sulfato de a li Ipolietoxi (10); mezclas de cualquiera de los anteriores y similares. El término "co" de la Fórmula I es una designación para un sistema de polímero con un orden no especificado de dos o más componentes de monómero. La relación molar de B:F caerá dentro del rango de 100:0 a 5:95. En casos en donde el fosfonato polimérico soluble en agua (I) de la ¡nvención está falto del segmento de polímero F, la estructura general se proporciona en la Fórmula II en donde B es como se describió previamente. También se debe entender que los segmentos de polímero B y F pueden consistir de más de un tipo de monómero. -[B-jA Fórmula II En una modalidad preferida de la invención el segmento B del fosfonato polimérico soluble en agua (I) es la unidad de repetición formada después de la polimerización de ácido vinilfosfónico, ácido isopropenilfosfónico, anhídrido isopropenilfosfónico, y mezclas de los mismos; el segmento F es la unidad de repetición hasta después de la polimerización del ácido acrílico, ácido maleico, y mezclas de los mismos; y la relación molar de B:F es de 100:0 a 25:75. En una modalidad particularmente preferida de la invención el segmento B del fosfonato polimérico soluble en agua (I) es la unidad de repetición formada después de la polimerización de ácido isopropenilfosfónico, anhídrido isopropenilfosfónico, y mezclas de los mismos; y la composición está desprovista del segmento F. Un ejemplo de tal composición se proporciona en el Ejemplo 1 de Cady y otros. La patente de E. U. A. No. 5,519,102 en donde una mezcla de ácido isopropeniifosfónico y anhídrido isopropenilfosfónico se polimerizan juntos a través de una técnica de polimerización acuosa.

El fosfonato polimérico soluble en agua (I) de la presente invención se puede preparar a través de técnica de polimerización libre de radical conocida por aquellos expertos en la técnica, por ejemplo, ver Allcock y Lampe, Contemporary Polymer Chemistry, Englewood Cliffs, Nueva Jersey, PRENTICE-HALL, 1981, Capítulo 3.

Preferiblemente, la polimerización se conduce en una solución acuosa que emplea un iniciador libre de radical soluble en agua. Las clases preferidas de iniciadores libres de radical solubles en agua incluyen, pero no se limitan a, los persulfatos tal como persulfato de sodio, azos tal como diclorhidrato de 2,2'-azobis(2-amidinopropano), peróxidos tal como peróxido de hidrógeno, y pares de redox tal como bisulfito de sodio y persulfato de sodio. Cualquiera de los reactivos de transferencia de cadena conocidos por aquellos expertos en la técnica se pueden utilizar para controlar el peso molecular. Aquellos incluyen, pero no se limitan a, alcoholes de alquilo tal como isopropanol, mercaptanos tal como ácido 3-mercaptopropiónico, fosfitos tal como ácido hipofosfórico, alcohol alílico, y similares. Los agentes de ramificación tal como metilenobisacrilamida, diacrilato de polietilenglicol, y similares se pueden utilizar opcionalmente en la polimerización. El nivel de agente de ramificación está limitado al que genera soluble en agua. 10 El peso molecular óptimo del fosfonato polimérico soluble en agua (I) de la presente invención dependerá de factores que incluyen su composición. En general, se conoce por aquellos expertos en ía técnica que los polímeros efectivos en inhibir formación de capa oxidada en sistemas acuosos pueden caer dentro del rango Mw de aproximadamente 500 a 100,00. Preferiblemente el MW varía de aproximadamente 500 a 50,000 y muy preferiblemente de aproximadamente 500 a 25,000. El criterio esencial es que el polímero es soluble en agua. Se debe entender que los métodos de polimerización antes mencionados de ninguna forma limitan la síntesis del fosfonato polimérico soluble en agua (I) de la presente invención. Los policarboxilatos solubles en agua (II) de la presente ¡nvención son aditivos de inhibición de capa oxidada conocidos por aquellos expertos en la técnica que incluyen homo- y copolímeros de ácido (met)acrílico, ácido maleico o anhídrido, ácido itacónico, ácido acrilamidoglicólico, mezclas de los mismos y similares. Se debe entender que dichos copolímeros también pueden comprender monómeros sulfónicos y no iónicos y mezclas de los mismos. Los policarboxilatos solubles en agua ilustrativos (II) se describen en Jones y otros patente de E. U. A. No. 3,810,834; Smith y otros patente de E. U. A. No. 4,046,707; Chen patente de E. U. A. No. 4,659,481; Logan y otros patente de E. U. A. No. 4,634,532; Brown y otros patente de E. U. A. No. 5,062,962; Hughes y otros patente de E. U. A. No. 5,077,361; y Chen y otros patente de E. U. A. No. 11 6,444,747. Los policarboxilatos solubles en agua preferidos (II) de la presente invención son aquellos derivados por polimerización de ácido maleico o anhídrido. Los policarboxilatos solubles en agua particularmente preferidos (II) de la presente invención son polímeros maleicos comercialmente disponibles que incluyen, pero no se limitan a, Rohm y Haas ACUMER® 4210, Ciba-Geigy BELCLENE® 283, BASF SOKALAN® PM 10 I, y ALCO Chemical AQUATREAT® AR-801. La composición de la presente invención que comprende (I) un fosfonato polimérico soluble en agua y (II) un policarboxilato soluble en agua (denominado aquí más adelante como "composición (l)/(ll)") se agrega al agua natural para la cual se desea formación y deposición de capa oxidada en una cantidad presente para el propósito. Esta cantidad variará dependiendo del sistema particular para el cual se desea el tratamiento y será influenciado por factores tal como pH, temperatura, calidad de agua, y la concentración respectiva en el agua de capa oxidada potencial y especies de formación de depósito. Para la mayor parte, la composición (l)/(ll) será efectiva cuando se utiliza en un nivel total (como sólidos) de aproximadamente 0.1 a 500 partes por millón de agua en el sistema siendo tratado. La relación de por ciento de peso de (i):(ll) en el tratamiento puede caer dentro del rango de 95:5 a 5:95, preferiblemente de 75:25 a 25:75. Además de la composición antes notada (l)/(ll), también se 12 encontró que la composición (l) sola se puede utilizar en la presente invención si es un ácido poli[isopropenilfosfónico], especialmente se preparó de acuerdo con las enseñanzas de Cady y otros patente de E. U. A. No. 5,519,102. La composición (l)/(ll) (que incluye por composición de definición (I) sola como se mencionó previamente) de la presente invención se puede emplear en combinación con agentes de tratamiento de agua convencionales conocidos por aquellos expertos en la técnica que incluyen, pero no se limitan a, agentes de dispersión tal como copolímeros de diisobutileno, inhibidores de fosfonatos orgánicos de umbral tal como ácido hidroxietildenodifosfónico, agentes de precipitación tal como fosfatos y ácidos polifosfóricos, inhibidores de corrosión tal como triazoles, antiespumantes, y biocidas, agentes de secuestro tal como ácido cítrico y ácido tetraacético de etilenodiamina. Cuando la composición (l)/(ll) de la presente se agrega al sistema acuoso en combinación con componentes adicionales, los aditivos individuales se pueden agregar separadamente como en la forma de una solución acuosa. Los aditivos se pueden agregar yá sea continua o intermitentemente. Alternativamente, la composición (l)/(ll) se puede mezclar con los agentes de tratamiento de agua convencionales notados anteriormente y agregados, en la forma de una solución acuosa, al sistema acuoso ya sea continua o intermitentemente. 13 EJEMPLOS La presente invención ahora se describirá con referencia a un número de ejemplos específicos que se van a considerar sólo como ilustrativos y no restringiendo el alcance de la presente invención.

EJEMPLO 1: Preparación de Muestra 1(a) A un reactor adecuado equipado con un termopar, condensador enfriado con agua, agitador general, rocío de nitrógeno y puertos de adición se cargó agua DI (42.94 g) y ácido vinilfosfónico (Rhodia VPA, 76.5%, 55.73 g, 0.3946 moles) que se purgó de oxígeno con nitrógeno y calentó a 85±2°C. Se preparó una solución de iniciador separada al disolver persulfato de sodio (3.76 g, 0.0158 moles) en agua DI (11.28g). Ácido acrílico (AA, 28.44 g, 0.3946 moles) y la solución de iniciador después se cargaron uniformemente gota a gota al reactor sobre un período de 240 minutos a través de puertos de adición separados para generar una solución de 50 pt% de los monómeros como los ácidos libres. Después de la adición, los contenidos de reactor se calentaron a 95±2°C y se mantuvo durante 90 minutos. El producto resultante después se enfrío a temperatura ambiente, se ajustó a pH 5±0.5 con cáustica acuosa, y después se ajustó a 35±1 pt% sólidos con agua DI. La conversión del VPA se estimó para ser 74 moles % a través de 31P NMR, la conversión de ácido acrílico para ser esencialmente cuantitativo a través de 13C NMR. 14 EJEMPLO 2: Preparación de Muestra 2(a) Como en el Ejemplo 1(a) excepto que se substituyó ácido metacrílico (MAA) por ácido acrílico en una base molar igual, la carga de persulfato se aumento a 5 moles % de la carga de monómero total, la alimentación de MAA se extendió a 300 minutos y la alimentación de iniciador se espacio por 420 minutos (50% alimentación uniformemente por 300 minutos y después 50% alimentación uniformemente por 120 minutos), y los sólidos de reacción como concentración libre de ácido después del MAA y la alimentación de solución de iniciador disminuyó a 40 pt%. La conversión del VPA se estimó para ser 67 moles % a través de 31P NMR, la conversión de ácido metacrílico fue esencialmente cuantitativa a través de 13C NMR.

EJEMPLO 3: Preparación de Muestra 3(a) Como en el Ejemplo 1(a) excepto que se utilizó sólo VPA como el monómero, la carga de persulfato aumentó a 5% molar de la carga de monómero total la temperatura de reacción aumentó a 95±2°C, la alimentación de iniciador se extendió hasta 600 minutos, y el pH se ajustó a 3.5±0.5. La conversión del VPA estimado para ser 64 moles % a través de 31P NMR. 15 CUADRO 1: Resumen de Muestra Muestra Descripción 1(a) 1:1 Copolímero de AA y VPA 2(a) 1:1 Copolímero de MAA y VPA c 3(a) Homopolímero de VPA 4(a) Copolímero de AA/VPA: Rhodia ALBRITECT® CP-30 5(a) PIPA Preparado en una forma similar a Ex. 2 de E.U.A. 4,446,046 6(a) PIPA Preparado en una forma similar a Ex. 1 de E.U.A. 5,519,102 1(b) Polímero Malelco: BASF SOKALAN® PM 10 I C 2(b) Polímero Maleico: Ciba-Geigy BELCLENE® 283 3(b) Polímero Maleico: Rohm y Hees ACUMER® 4210 4(b) Copolímero Maleico/Acrílico: ALCO Chemical AQUATREAT® AR-978 5(b) ALCO Chemical AQUATRAT® AR-935 6(b) Polímero Maleico: ALCO Chemical AQUATREAT® AR-801 ? Dispersante Rohm y Haas TAMOLIM 731 AA/S Dispersante de Copolímero AA/AOSPP de GE Water 2060 Technologies Ácido dietilenotpaminapenta(metilen fosfónico) 2010 Solutia DEQUEST 2010: ácido (hidroxietilideno)difosfónico V-1 ALCO Chemical Versaflex® ONE AA= Ácido Acrílico C VPA= Ácido Vinilfosfónico PIPA= Poli[ácido isoprpoenilfosfónico] AOSPP= ácido 3-aliIoxi-2-hídroxipropilsulfónico 5 16 EJEMPLO 4: Tamización Estática de Hidróxido de Magnesio Las siguientes soluciones se prepararon en agua DLSolución A que contiene 36.380 g/L de hexahidrato de cloruro de magnesio y 40.696 g/L de cloruro de sodio; Solución B que contiene 0.333 g/L bicarbonato de sodio, 40.696 g/L cloruro de sodio, y 0.200 g/L hidróxido de sodio; y Solución C que contiene 40.696 g/L cloruro de sodio. La combinación de partes iguales de Solución A y Solución B genera una solución compuesta de -4,500 ppm Mg+2 como CaC03, -100 ppm C03"2 como CaC03, -16,000 ppm NA+, y -30,000 ppm Cl". Todas las muestras de prueba también de diluyeron a 0.20 pt% activos en agua DI para adición a las soluciones de prueba para muestra. A una botella de polipropileno de 125 mL (Nalgeno) se cargaron 50 mL de Solución B, la cantidad deseada de solución(es) de muestra, y después 50 mL de Solución A para generar la solución "muestra". A una botella de polipropileno de 125 mL separada (Nalgeno) se cargaron 50 mL de Solución B y después 50 mL de Solución C para generar la solución "concentrada". Las botellas se sellaron, % inmersos en un baño de agua a 93°C, y se mantuvo durante 24 horas con agitación para acentuar formación de capa oxidada. Al término del periodo de mantenimiento las muestras se procesaron inmediatamente a través de un filtro de 0.22 mieras. El filtro aislado se enfrío a temperatura ambiente dentro de un periodo de 2 horas y después de analizó para alcalinidad (M-alc). Toda la prueba se condujo en duplicado. Una muestra de solución 17 concentrada que no se calentó también se proceso para análisis. El M-alc de partes iguales de Solución A más Solución B sin tratamiento también se midió como la muestra de "control". El porcentaje de inhibición después se calculó por la Ecuación I. %lnhibición= (Muestra de M-alc-Control de M-alc) * 100 Ecuación (Concentrado de M-alc-Control de M-alc) El Cuadro 2 resume los resultados de prueba para presentar aditivos como tratamientos aislados. Las designaciones de muestra que terminan en "(a)" son ilustrativos de un fosfonato polimérico soluble en agua (a) de la presente invención. Las designaciones de muestra que terminan en "(b)" son ilustrativas de policarboxilato soluble en agua (b) de la presente invención. Las designaciones de muestra carecen de uno de los términos antes mencionados son (para el propósito de los ejemplos) ilustrativos de agentes de tratamiento de agua convencionales que se pueden emplear en combinación con la composición (a)/(b) de la presente invención. En esta prueba se observó que la inhibición de % máxima obtenida sin el uso de alimentación de ácido fue 42%. También se notó qur el ácido polfsopropenilfosfónico] (PIPA) preparado de acuerdo con el método de Cady y otros patente de E. U. A. No. 5,519,102 (Muestra 6(a), persulfato iniciado, Mw 1300) fue significativamente más efectivo que PIPA preparado por el Ejemplo 2 de la patente de E. U. A. No. 4,446,046 (Muestra 5(a), peróxido de benzoilo iniciado, MW 18 680). Además, la eficacia de la Muestra 6(a) como un tratamiento aislado es comparable en eficacia a la Muestra 1(b) de polímero a base de maleico de marca fija de industria.

CUADRO 2: % Inhibición de Tratamiento Aislado Muestra 10 15 ppm 20 ppm 5(a) 13 15 14 6(a) 25 35 40 1(b) 40 41 42 2(b) 39 40 40 3(b) 24 49 26 4(b) 20 25 37 5(b) 27 30 38 731 0 23 24 2060 24 28 32 El Cuadro 3 resume resultados de presentación para la composición (l)/(ll) de la presente invención. En esta prueba se observó que la inhibición máxima obtenida sin alimentación de ácido aumento significativamente. Particularmente preferidas son las combinaciones de (I) PIPA preparadas a través de una técnica de polimerización acuosa (Muestra 5(b)) en combinación con los policarboxilatos solubles en agua a base de ácido maleico (II) (Muestras 1(b) a 3(b), y 6(b)). 19 CUADRO 3: %lnhibición de Composición (a)/(b) Muestra ppm #l Muestra ppm #l Muestra ppm #lll % Inhib. #l #II #lll 6(a ) 10 1(b ) 10 --- ... 60 6(a ) 10 1(b, ) 10 731 1.5 60 6(a 10 1(b ) 10 AA/S 1.5 51 6(a > 6.7 2(b ) 13.3 --- ... 37 5(a 10 2(b 10 731 1.5 30 6(a, ) 10 2(bJ ) 10 731 1.5 66 6(a > 10 2(b ) 10 731 1.0 59 6(a > 10 2(b ) 10 AA/S 1.5 50 1(a' ) 6.7 3(b' 13.3 --- --- 58 2(a 6.7 3(b 13.3 --- ... 44 3(a ) 6.7 3(by ) 13.3 --- ... 42 4(a 6.7 3(b ) 13.3 ... _.. 43 5(a' ) 6.7 3(b > 13.3 731 1.5 37 6(a 6.2 3(b 12.3 ... __. 36 6(a ) 6.2 3(b, > 12.3 731 1.5 • 57 6(a 6.7 3(b 13.3 --- -.. 56 6(a; 6.7 3(by 13.3 731 1.5 66 6(aJ 6.7 3(b] 13.3 AA/S 1.5 48 6(3, ) 5 3(b ) 15 731 1.5 25 6(a; > 19 3(bJ 9.5 ___ ... 102 6(a 19 3(b 9.5 731 1.5 95 6(aJ 6.7 4(b] 6.7 — — 19 EJEMPLO 5: Muestra de Control de Capa Oxidada Dinámica El agua de mar sintética se preparó de acuerdo con Estándar Methods for the Examination of Water and Wastewater, Greenberg 20 A.E. y otros, Ed., 18va Edición (1992), que utiliza dihidrato de cloruro de calcio de grado de reactivos, bicarbonato de sodio, hexahídrato de cloruro de magnesio, fluoruro de sodio, hexahidrato de cloruro de estroncio, bromuro de potasio, cloruro de potasio, ácido bórico, sulfato de sodio, monohidrato de silicato de sodio, y agua destilada doble. Las concentraciones de ion en solución se determinaron por espectroscopia de emisión atómica de plasma inductivamente acoplada (ÍCP). La muestra de control de capa oxidada dinámica se condujo empleando una Unidad de Destilación Instantánea de Etapa Individual (SFCU) que estimula un procedimiento de destilación Instantáneo de Etapa Múltiple (MSF). El SFDU proporciona una medida de laboratorio realista de la capacidad de un programa de tratamiento para prevenir formación de capa oxidada bajo condiciones de transferencia de calor. En la evaluación de agua de mar sintética se circulo a través de tubos de intercambio calentado por vapor. Después de pasar a través del intercambio, se permitió que el agua fluyera bajo vacío en una cámara de flujo. Ajustar la relación de alimentación de agua de mar para disminución controla el factor de concentración. El SDFU también está diseñado para permitir el monitoreo y control automático de las temperaturas de procesamiento, pH, y conductividad. Enjuagar la superficie de los tubos con una solución acida, seguido por un enjuague de ácido etilenodiaminatetraacético, y después analizar las soluciones de enjuague por ICP determina la cantidad de depósito formada en el 21 cambiador de calor. El Cuadro 4 resume los resultados de presentación para la composición (l)/(ll) de la presente invención sin control de pH en el SDFU relativo a un control (no tratamiento ni control de pH) y alimentación de ácido (ácido sulfúrico para mantener pH 8.0-8.1). Esta prueba demuestra que las composiciones de la presente invención son efectivas al inhibir formación de capa oxidada.

CUADRO 4: Depósito en Miligramos de Composición (a)/(b) Muestra ppm luestra ppm luestra ppm Muestra ppm Depósito #l #l #l #ll #l #IV #IV Mgs Control 380.5 Ácido 13.96 6(a) 0.768 3(b) 1.536 2010 0.096 731 0.200 5.61 6(a) 0.768 3(b) 0.768 V-1 0.320 5.92 Condiciones de Prueba: Metalurgia de Tubo de 90/10 Cu/Ni, 26", 1/2" diámetro 57°C Temperatura de Sumidero 118°C de Temperatura de Salmuera Máxima Factor de Concentración 1.5 Flujo de 0.3 gpm, 24 horas Se nota que los ejemplos anteriores se proporcionaron solamente para el propósito de explicación y de ninguna forma se interpretarán como limite de la presente invención. En un aspecto, la invención pertenece a métodos para inhibir la 22 formación de capa oxidada de partes estructurales en contacto con un medio que contiene una sal acuosa en un procedimiento de desalinización. Un tratamiento que comprende un polímero funcional de fosfono (I) se agrega a tal medio en una cantidad de aproximadamente 1-500 ppm. El polímero funcional de fosfono (I) comprende una unidad de repetición formada de polimerización de un monómero etilénicamente no saturado B que incluye la función de fosfono. En una modalidad ilustrativa, el monómero B se selecciona de ácido fosfónico vinílico, ácido fosfónico de isopropenilo, anhídridos isipropenilfosfónicos, ácido alilfosfónico, ácido fosfónico r de vinilo bencilo, ácidos (met)acrilamidoalquilfosfónicos y alilalquiléteres y de alilhidroxialquiléteres de tales ácidos. En otra modalidad, el polímero funcional de fosfono (I) incluye al menos una segunda unidad de repetición formada de polimerización de un monómero de no fosfonato F tal como monómeros de carboxilato (i), monómeros que contienen sulfonato (ii), amidas (iii), y alil éteres y alil éteres sulfonados y de fosfato (¡v). Monómeros de carboxilato ilustrativos (i) incluyen ácido acrílico, ácido metacrílico, acetato de vínilo, ácido acético alílico, ácido fumárico, ácido maléfico o anhídrido, ácido itacónico, et. Los monómeros que contienen sulfonato ilustrativos (ii) incluyen ácido acrilamido-2-metilpropilsulfónico, ácido 2-metacrilamido-2-metilpropilsulfónico, ácido sulfónico de estireno, ácido sulfónico de vinilo, ácido vinilbencil sulfónico, ácido alilbencil sulfónico, sulfo alquil acrilato o metacrilato, ácido alil o metalil 23 sulfónico, acrilato de ácido sulfónico, ácido 3-metacrilamido-2-hidroxipropil sulfónico, sus sales y mezclas de los mismos. Los monómeros de amida ilustrativos (iii) incluyen acrilamida, ácido acrilamido glicólico, metacrilamida, y N-alquil-acrilamidas tal como acrilamida t-butilo. La segunda unidad de repetición también puede tener una unidad de repetición formada de un alil éter o éter alil sulfonado (iv) tal como ácido 3-aliloxi-2-hidroxipropil sulfónico. Como se mencionó anteriormente, el tratamiento de la invención opcionalmente puede incluir un polímero de policarboxilato (II) preferiblemente, ácido polimérico u homopolímeros anhídridos y copolímeros. En otra modalidad de la invención, el polímero de fosfonato (l) ¡ncluye una unidad de repetición B de la estructura -[-CH: C-]-n X -X en donde R-i es H, o alquilo inferior de 1 a 6 átomos de carbono y en donde X es OH o OM en donde M es un catión. Preferiblemente, I es 24 pol ((ácido fosfónico de isopropenilo) o polo(ácido fosfónico de vinilo). El polímero de fosfonato (I) también puede comprender una unidad de repetición F de la estructura R: -[-CH2 C-]-> C = O OR; en donde R2 es H o CH3, y R3 es H o un catión. Las unidades de repetición a través de polimerización de monómeros de ácido acrílico o ácido metacrílico son preferidas. Como se mencionó anteriormente, los datos preliminares sugieren que el tratamiento de acuerdo con la invención, I, o I y II, es efectiva al inhibir capa oxidada de Mg(OH)2 que normalmente se formaría a lo largo de componentes estructurales de un sistema de desalinización que están en contacto con el medio acuoso de carga de sal. En la actualidad, el tratamiento preferido comprende ácido poli(isopropenilfosfónico) (l); polímero a base de maleico ALCO Chemical AQUATREAT® AR-801 (II); y ALCO Chemical Versaflex® 25 ONE. Aunque la presente invención se describió con referencia a una modalidad ilustrativa, se entiende que las palabras que se utilizaron aquí son palabras de descripción e ilustración, más que palabras de limitación. Se pueden hacer cambios, dentro de la prevista de las reivindicaciones anexas, como se mencionó actualmente y como se anexo, sin apartarse del alcance y espíritu de la presente ¡nvención en sus aspectos. Aunque se describió la presente invención aquí con referencia a medios particulares, materiales y modalidades, la presente invención no pretende estar limitada a los particulares descritos aquí; más que eso, la presente invención se extiende a todas las estructuras funcionalmente equivalentes, métodos y usos tal como están dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (15)

26 REIVINDICACIONES

1.- Un método para inhibir formación de capa oxidada en partes estructurales en contacto con un medio acuoso en un sistema de desalinización, que comprende agregar a dicho sistema un tratamiento que comprende un polímero funcional de fosfono I.

2.- El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho polímero funcional de- fosfono I comprende una unidad de repetición formada a partir de la polimerización de un monómero etilénicamente no saturado (B) que incluye funcionalidad de fosfono.

3.- El método de acuerdo con la reivindicación 2, en donde dicho polímero funcional de fosfono I comprende una segunda unidad de repetición formada a partir de la polimerización de un monómero de no fosfonato (F).

4.- El método de acuerdo con la reivindicación 3, en donde dicho monómero de no fosfonato (F) es un miembro seleccionado del grupo que consiste de (i) monómeros de carboxilato, (ii) monómeros de sulfonato, (iii) amidas, y (iv) alil éteres y sulfonato y fosfato alil éteres.

5.- El método de acuerdo con la reivindicación 4, en donde dicho monómero de fosfonato (F) es un monómero de carboxilato, dicho tratamiento además comprende un polímero de carboxilato II, dicho I y II siendo agregados a dicho medio acuoso en una cantidad combinada I y II de aproximadamente 1-500 ppm.

6.- El método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde 27 dicho polímero de carboxilato II es un ácido polimaleico o anhídrido del mismo.

7.- Un método de inhibir la formación de capa oxidada en partes estructurales en contacto con un medio acuoso en un sistema de desalinización, que comprende agregar a dicho medio acuoso una cantidad efectiva para el propósito de un polímero de fosfonato (I) que incluye una unidad de repetición (B) de la estructura: i -[-CH; C-]- X -X en donde R-¡ es H, o alquilo inferior de 1 a 6 átomos de carbono y en donde X es H u OM en donde M es un catión.

8.- El método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde dicho polímero de fosfonato es ácido poli(isopropenilfosfónico).

9.- El método de acuerdo con la reivindicación 8, en donde dicho polímero de fosfonato es ácido poli(vinilfosfónico).

10.- El método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde dicho polímero de fosfonato (I) comprende un copolímero que tiene una unidad de repetición (F) de la estructura: 28 R2 I -[-CH; C"]-y C = O OR5 en donde R2 es H o CH3, y R3 es H o un catión.

11.- El método de acuerdo con la reivindicación 7, en donde dicho medio acuoso comprende cationes de magnesio y aniones de hidróxido bajo condiciones en las cuales, en ausencia de tratamiento, la capa oxidada Mg(OH)2 se formaría en dichas partes estructurales.

12.- El método de acuerdo con la reivindicación 7, que además comprende también agregar un polímero de carboxilato (II) a dicho sistema acuoso.

13.- El método de acuerdo con la reivindicación 12, en donde dicho polímero de carboxilato (II) es un miembro seleccionado de ácido polimaleico y anhídridos.

14.- Un método para inhibir la formación de capa oxidada de hidróxido de magnesio en un sistema de desalinización en el cual un medio que contiene sal acuosa se pone en contacto con el equipo del sistema, que comprende agregar a dicho medio acuoso un tratamiento que comprende: 29 a) polímero de ácido isopropenilfosfónico; b) un polímero que contiene carboxilato de ácido acrílico y sus sales, ácido maleico y sus sales y anhídrido, y copolímeros o mezclas de los mismos, c) un dispersante; y opcionalmente un e) fosfonato.

15.- El método de acuerdo con la reivindicación 14, en donde dicho polímero que contiene carboxilato es un polímero polimaleico o anhídrido.