MXPA98004099A - Agente para inhibir la incrustacion y metodo para usar el mismo - Google Patents
Agente para inhibir la incrustacion y metodo para usar el mismoInfo
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Abstract
Un agente para la prevención de la formación de incrustación y un método para prevenir la formación de incrustación incluye un polímero, el cual tiene al menos 50%de unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo y un compuesto de fósforo adicionado al agua en un sistema de agua de enfriamiento, un sistema de agua para caldera, o lo parecido. El agente para la prevención de incrustación y método para la prevención de incrustación de la presente invención son efectivos en la prevención de la adherencia de varios tipos de incrustación, los cuales se generan en los sistemas de agua de enfriamiento, sistemas de agua para caldera, y lo parecido. En concreto, la presente invención es efectiva en la prevención de la adherencia de incrustación de sílice y calcio.
Description
AGENTE PARA INHIBIR LA INCRUSTACIÓN Y MÉTODO PARA USAR EL MISMO
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La presente invención re refiere a un agente para prevenir la formación de incrustación y un método para prevenir la formación de incrustación. De manera más concreta, la presente invención se refiere a un agente para prevenir la formación de incrustación y un método para el mismo, el cual es efectivo en la prevención de la formación de incrustación en sistemas de agua, tales como los sistemas de agua de enfriamiento, sistemas de agua para caldera, y lo parecido. La presente invención de manera concreta es efectiva en la prevención de la formación de incrustación de calcio y silicato.
Las obstrucciones de incrustación se generan en las superficies de intercambio de calor y tubos interiores, los cuales están en contacto con agua en un sistema de agua, tal como un sistema de agua de enfriamiento, un sistema de agua para caldera, o lo parecido. Los tipos de incrustaciones, los cuales se depositan incluyen el carbonato de calcio, sulfato de calcio, sulfito de calcio, fosfato de calcio, silicato de calcio, silicato de magnesio, hidróxido de magnesio, fosfato de zinc, hidróxido de zinc, carbonato de zinc básico, y lo parecido. La formación de incrustación es de manera particular molesto en sistemas de agua que emplean una operación de alta concentración. En, por ejemplo, un sistema de agua de enfriamiento circulante abierto, se prefiere la operación de Ref. 027613 alta concentración para conservar los recursos y energía. Sin embargo, cuando una operación de alta concentración se lleva a cabo reduciendo la cantidad de agua de enfriamiento vaciada al exterior del sistema, las sales disueltas llegan a concentrarse en el agua. Además las superficies de intercambio de calor de manera más probable llegan a corroerse, la solubilidad de las sales disueltas disminuye, teniendo por resultado la formación de incrustación. Las obstrucciones de incrustación resultantes pueden llegar a ser mayores impedimentos para la operación de calderas o dispositivos de intercambio de calor reduciendo la eficiencia de transferencia de calor y haciendo estrecho el diámetro de los tubos.
Los polímeros, los cuales contienen grupos carboxilo, tales como el ácido maleico polimerizado, Sc-tcfó • acrílico, ácido itacónico, y lo parecido son frecuentemente efectivos en la inhibición de la formación de incrustación de calcio y magnesio. Además, los copolímeros, los cuales combinan monomeros con un grupo carboxilo y monomeros, los cuales contienen un grupo de ácido sulfónico, tal como el ácido vinilsulfónico, ácido alilsulfónico, y ácido 2-acr?lamid-2-metilpropansulfónico, son frecuentemente usados como agentes para la prevención de incrustación, dependiendo de la calidad de agua. Para inhibir la formación de incrustación de sílice, se han propuesto, agentes para la prevención de incrustación, tales como los polímeras de acrilamida, polímeros de catión, polietilenglicol, y lo parecido. Por lo tanto, los diferentes polímeros se han usado para inhibir la formación de incrustación, dependiendo del tipo de incrustación. Sin embargo, hasta la fecha no se ha descrito un agente para la prevención de la formación de incrustación universal .
El agua usada en sistemas de agua de manera típica es agua industrial o agua del grifo. Estos tipos de aguas contienen numerosos y varios iones. De manera concreta cuando se lleva a cabo operaciones de alta concentración en un sistema de agua de enfriamiento o un sistema de agua para caldera, por ejemplo, hay una necesidad por un agente para la prevención de incrustación, el cual pueda de manera efectiva responder a todos los tipos de incrustación. Actualmente, no hay un agente para la prevención de incrustación, el cual satisface este requerimiento. De particular interés es el hecho que no hay un agente para la prevención de incrustación, el cual de manera efectiva previene la adhesión de la incrustación de sílice.
En la Publicación de la Patente Revelada Japonesa Número 61-107998, se propone un agente para la prevención de incrustación, el cual tiene un excelente efecto en la prevención de la formación de incrustación de sílice. El agente para la prevención de incrustación propuesto en ésta publicación contiene polímero de acrilamida y polímero de ácido acrílico. Cuando la concentración de sílice es baja, el polímero de acrilamida tiene un buen efecto en la prevención de incrustación.
Sin embargo, cuando la concentración de sílice es alta, se reduce el efecto. En la Publicación de la Patente Revelada Japonesa Número 7-256266, se describe un método de tratamiento de agua, en el cual se adiciona un polímero catiónico soluble en agua, alcohol nitro alifático halogenado, un polímero de ácido carboxílico de bajo peso molecular, o ácido fosfónico. Sin embargo, debido a que el polímero de catión propuesto es una sal de amonio cuaternaria, la propiedad catiónica es de manera extrema fuerte. Bajo estas condiciones, los compuestos del método de tratamiento de agua pueden formar productos de reacción de gel con sílice. Además, también puede formarse fácilmente el limo de microorganismos. Como resultado, el uso del polímero catiónico soluble en agua propuesto es desventajoso, debido a los problemas que se presentan por el atascamiento de los tubos.
En la Publicación de la Patente Revelada Japonesa Número 2-31894, se propone un agente para la prevención de incrustación que contiene polietilenglicol y un polímero de ácido carboxílico de bajo peso molecular o ácido fosfónico. Sin embargo, aunque el polietilenglicol es efectivo en el control de la adherencia de incrustación cuando es baja la concentración de sílice, de manera fácil es influenciado por otros iones, y el efecto es notable.
OBJETIVOS Y BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Es un objetivo de la presente invención proporcionar un agente para la prevención de la formación de incrustación y un método para la prevención de la formación de incrustación, el cual es efectivo en la prevención de la adherencia de varios tipos de incrustaciones generados en sistemas de agua, tales como los sistemas de agua de enfriamiento, sistemas de agua para caldera, y lo parecido.
Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un agente para la prevención de la formación de incrustación y un método para la prevención de la formación de incrustación, el cual es efectivo en la prevención de la adherencia de incrustaciones de sílice y calcio en sistemas de agua de enfriamiento, sistemas de agua para caldera, y lo parecido.
Brevemente como se establece, un agente para prevenir la formación de incrustación y un método para prevenir la formación de incrustación incluye un polímero, el cual al menos 50% mol de unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo y un compuesto de fósforo adicionado al agua en un sistema de agua de enfriamiento, un sistema de agua para caldera, o lo parecido. El agente para la prevención de incrustación y método para la prevención de incrustación de la presente invención son efectivos en la prevención de la adherencia de varios tipos de incrustaciones, los cuales se generan en sistemas de agua de enfriamiento, sistemas de agua para caldera, y lo parecido. En concreto, la presente invención es efectiva en la prevención de la adherencia de incrustación de sílice y calcio.
De acuerdo a una modalidad de la presente invención, un agente para la prevención de la formación de incrustación para uso en un sistema de agua de enfriamiento o un sistema de agua para caldera comprende un polímero que tiene al menos 50% de unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo y un compuesto de fósforo.
De acuerdo a otra modalidad de la presente invención, un método para prevenir la formación de incrustación en un sistema de agua de enfriamiento o un sistema de agua para caldera comprende el paso de adición de un polímero que tiene al menos 50% de unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo y un compuesto de fósforo al agua usada en el sistema de agua de enfriamiento o sistema de agua para caldera.
Lo anterior y otros objetivos, características y ventajas de la presente invención llegarán a ser aparentes de la siguiente descripción.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS
Los presente inventores han descubierto que un agente para la prevención de incrustación comprende un polímero, el cual tiene al menos 50% de unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vlnilo y un compuesto de fósforo tienen un excelente efecto en la prevención de la formación de incrustación en un sistema de agua. Comparado a los agentes para la prevención de incrustación de la técnica anterior, el agente para la prevención de la formación de incrustación de la presente invención muestra un excelente efecto en la prevención de la adherencia de incrustación. De manera concreta es efectivo para prevenir la adherencia de incrustación de sílice y calcio.
En la presente invención, se usa, un polímero el cual tiene al menos 50% de unidades de monomero que contienen formamida de N-vinilo representada por la fórmula [1], o acetamida de N-vinilo representada por la fórmula [2] :
HCONHCH=CH2 [1 ] CH3CONHCH=CH2 [2]
No hay limitaciones particulares para el método de manufactura para los monomeros de formamida de N-vinilo y acetamida de N-vinilo. Por ejemplo, se pueden elaborar por reacción de acetaldehido con formamida o acetamida. La N- (a-hidroxietil) formamida o N- (a-hidroxietil) acetamida resultante se eterifica por contacto con alcohol. Después, el producto eterificado se termoliza en el estado gaseoso a altas temperaturas. De manera alternativa, también el producto eterificado se puede calentar en el estado líquido, y luego se termoliza. La formamida de N-vinilo o acetamida de N-vinilo generada se puede eliminar durante la termolisis.
En la presente invención, los polímeros con al menos 50% de unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo pueden
incluir: homopolímeros de fomamida de N-vinilo, homopolímeros de acetamida de N-vinilo, copolímeros de formamida de N-vinilo y acetamida de N-vinilo, productos hidrolizados parcialmente de un homopolímero de formamida de N-vinilo, productos hidrolizados parcialmente de un homopolímero de acetamida de N-vinilo; productos hidrolizados parcialmente de un copolímero de formamida de N-vinilo y acetamida de N-vinilo; o copolímeros de formamida de N-vinilo o acetamida de N-vinilo y un monomero de vinilo. Todos los polímeros mezclados y copolímeros de formamida de N-vinilo y acetamida de N-vinilo se pueden usar para el agente de prevención de incrustación de la presente invención, con tal que las unidades de formamida de N-vinilo y las unidades de acetamida de N-vinilo sean al menos de 50%.
Los monomeros de vinilo, los cuales son capaces de polimerizarse con formamida de N-vinilo y acetamida de N-vinilo se pueden usar sin cualquiera de las limitaciones particulares, con tal que el copolímero o el copolímero obtenido por hidrólisis adicional es soluble en agua. Los ejemplos de tales monomeros de vinilo incluyen los monomeros no iónicos, tales como la (meta) acrilamida, (meta) acrilonitrilo, N-metil (meta) acrilamida, N,N-dimetil (meta) acrilamida, metil (meta) acrilato, etil (meta) acrilato, estireno, alcohol de alilo, hidroxietil (meta) acrilato, mono (meta) acrilato de óxido de (poli) etileno de número de mol 1-30, éter de monoalilo de óxido de (poli) etileno de número de mol 1-30, éter de monovinilo de óxido de (poli) etileno de número de mol 1-30; monomeros aniónicos, tales como el ácido (meta) acrílico, ácido a-hidroxiacrílico, ácido crotónico, ácido maleíco, ácido fumárico, y ácido itacónico; y sales de metal alcalino de estos. Además, tales monomeros de vinilo incluyen el ácido vinilsulfónico, ácido estirensulfónico, ácido 2-acrilamid-2-metilpropansulfónico, ácido 2-hidroxi-3-aliloxipropansulfónico, ácido isoprensulfónico, y sales de metal alcalino de estos. Además, tales monomeros de vinilo incluyen los monomeros catíónicos, tales como la amida de alilo, sales de amonio cuaternarias o sales terciarias de dimetilaminoetil (meta) acrilato y dietilaminoetil (meta) acrilato, y cloruro de dialildimetilamonio.
En la presente invención, no hay limitaciones particulares sobre el método de homopolimerización o polimerización de unidades monoméricas de formamida de N-vinilo o acetamida de N-vinilo. La polimerización se puede llevar a cabo como polimerización de solución o polimerización de volumen, pero debido a los homopolímeros de formamida de N-vinilo o acetamida de N-vinilo o los copolímeros de formamida de N-vinilo o acetamida de N-vinilo usada en la presente invención de manera preferible son solubles en agua o hidrofílicos, se prefiere la polimerización basada en agua usando agua como solvente. En la polimerización basada en agua, se prepara una solución acuosa o sulción de dispersión de agua del monomero, y el pH se puede ajustar como se requiera. Después de reemplazar la atmósfera con un gas inactivo, la solución se calienta a 50-100°C. Luego la polimerización se lleva a cabo por adición de un agente de iniciación de la polimerización soluble en agua. Los ejemplos de los agente de iniciación de la polimerización apropiado incluye los compuestos azo, tales como el cloruro de 2, 2 ' -azobis (2-amidinopropano) dihidrógeno, cloruro de dihidrógeno de azobis-N,N'-dimetilenisobutilamidina, y 4, 4 ' -azobis (ácido 4-ciano valeriánico) -2-sodio; compuestos de persulfato, tales como el persulfato de amonio, persulfato de sodio, y persulfato de potasio; y peróxidos, tales como el peróxido de hidrógeno, periodato de sodio, y lo parecido. Normalmente la polimerización se completa después de 3-6 horas. Después de enfriar, se puede obtener una solución acuosa o solución de dispersión de agua de un polímero. La polimerización de las unidades monoméricas de formamida de N-vinilo o acetamida de N-vinilo no se limitan a realizarse en un solvente acuoso, y se puede llevar a cabo como polimerización de solución, polimerización de suspensión, o polimerización de emulsión en un solvente orgánico general.
En la presente invención, también se pueden hidrolizar los homopolímeros o copolímeros de formamida de N-vinilo o acetamida de N-vinilo. Los polímeros que contienen una porción de unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo hidrolizadas a unidades de amina de N-vinilo se pueden usar, con tal que al menos 50% quede como unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo. No hay limitaciones particulares para las condiciones de hidrólisis. Por ejemplo, la hidrólisis se puede llevar a cabo bajo condiciones básicas adicionando amoniaco, amina primaria, amina secundaria o lo parecido a una solución acuosa o solución de dispersión de agua del polímero, seguido por la adición de hidróxido de sodio o lo parecido. De manera alternativa, la hidrólisis se puede llevar a cabo bajo condiciones acidas adicionando ácidos inorgánicos, tal como el ácido clorhídrico o lo parecido, a la solución acuosa o solución de dispersión de agua del polímero, seguido por calentamiento.
En la presente invención, de manera preferible el peso molecular del polímero con al menos 50% de unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo está entre aproximadamente 2,000 y aproximadamente 1,000,000. Si el peso molecular del polímero es menor que aproximadamente 2,000, el efecto para la prevención de la formación de incrustación puede ser inadecuado. Si el peso molecular del polímero excede 1,000,000, la viscosidad de la solución llega a ser demasiado grande, y la solución puede ser difícil de manipular. El peso molecular del polímero se puede determinar por cualquiera de los medios apropiados, tal como cromatografía de permeación de gel.
En la presente invención, un tipo de polímero con al menos 50% de unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo se puede usar solo, o se puede combinar y usar 2 o más tipos.
El agente para la prevención de la incrustación de la presente invención también contiene un compuesto de fósforo. No hay limitaciones particulares sobre el compuesto de fósforo que se usa. Lo siguiente se puede usar con buenos resultados: tripolifosfato de sodio; hexametafosfato de sodio; ácido nitrotrimetilenfosfónico (NTMP) ; ácido hidroxietilidendifosfónico (HEDP) ; ácido tetrametilenfosfónico de etilendiamina (EDTP) ; ácido fosfonobutantricarboxílico (PBTC) ; fosfonato de aminometileno (AMP) ; fosfonato de metileno de poliaminopoliéter (PAPEMP, corrosión 96', The NACE Annual International Conference and Exposition, Marzo, 24-29, 1996, Denver, CO, USA, número de papel 575) ; ácido fosfonopolicarboxílico (POCA, Registro CAS No. 110224-99-2); y ácido bis (poli-2-carboxietil) fosfínico (registro CAS No. 71050-62-9). Estos compuestos de fósforo se pueden usar individualmente o en cualquier combinación.
También no hay limitaciones particulares con respecto a la forma del agente para la prevención de incrustación. Por ejemplo, un polvo el cual es una mezcla de polímero con al menos 50% de unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo y el compuesto de fósforo se puede disolver en agua antes de usarse y luego usarse. De manera alternativa, se puede usar una solución acuosa que contiene el polímero y el compuesto de fósforo. De manera alternativa, se puede usar una preparación tipo 2 fluidos que contiene una solución acuosa de un polímero y una solución acuosa separada de un compuesto de fósforo.
En la presente invención, no hay limitaciones particulares sobre la proporción de la cantidad del polímero con al menos 50% de unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo al compuesto de fósforo. Sin embargo, una proporción en peso de polímero al compuesto de fósforo de manera preferible está entre 1:9 y 9:1. Incluso es más preferible una proporción en peso de polímero al compuesto de fósforo entre 5:5 y 8:2.
El agente para la prevención de la formación de incrustación de la presente invención se puede adicionar como una solución acuosa, la cual se prepara en una concentración, la cual es apropiada para el sistema de agua para el cual esta se usa. De manera normal, es preferible que para la concentración total del polímero y el compuesto de fósforo sea tal que se logre una concentración de 1-100 mg/litro en el agua.
Es posible usar el agente para la prevención de la formación de incrustación de la presente invención junto con uno o más de otros agente para la prevención de la incrustación como sea necesario. Los ejemplos de los agentes para la prevención de la incrustación, los cuales se pueden usar en conjunción con la presente invención incluyen: el ácido poliacrílico, ácido polimaleíco, un producto de reacción de N,N,N',N'-tetrametiletilendiamina con epiclorohidrina, y un producto de reacción de N,N,N' ,N'-tetrametiletilendiamina con éter de dicloretilo. El agente para la prevención de la formación de incrustación de la presente invención se puede además mezclar con agentes para la prevención de la corrosión, tales como el fosfonato orgánico y/o agentes antibacteriales, tales como la hidrazina, se adicionan como sea necesario. De manera alternativa, estos químicos se pueden adicionar separadamente.
Cuando se usa el agente para la prevención de la formación de incrustación y el método para la prevención de la formación de incrustación de la presente invención, no hay limitaciones particulares para la calidad de agua o las condiciones de operación de la caldera o dispositivo de intercambio de calor. La presente invención se puede alterar como se describe anteriormente para ajustar los requerimientos de operación y calidad del agua de cualquier caldera o dispositivo de intercambio de calor. El agente para la prevención de la incrustación y el método para la prevención de la incrustación de la presente invención es efectivo en la prevención de incrustación, tal como el carbonato de calcio, sulfato de calcio, fosfato de calcio, fosfato de zinc, hidróxido de zinc, silicato de magnesio, sílice y lo parecido, los cuales se generan en sistemas de agua de enfriamiento y calderas, y los cuales se adhieren a la superficie de intercambio de calor y las paredes del tubo. En concreto, la presente invención es efectiva en la prevención de la adherencia de incrustaciones de sílice.
El mecanismo de como el agente para la prevención de incrustación y método para la prevención de incrustación de la presente invención es de manera particular efectivo en la prevención de la formación de incrustación de sílice no se conoce. Sin embargo, se cree que el grupo amida de la unidad de formamida de N-vinilo o la unidad de acetamida de N-vinilo y el grupo fosfato o el grupo de ácido fosfónico del compuesto de fósforo actúa sinergísticamente contra el grupo hidróxido de sílice, y de manera efectiva previene la adherencia de las incrustaciones de sílice a la superficie de pared.
Modalidades
La presente invención se describe a continuación en mayor detalle. La presente invención no se limita a estas modalidades.
Los polímeros y los compuestos de fósforo usados en las Modalidades y en los Ejemplos Comparativos se describen en las Tablas 1 y 2, respectivamente .
Tabla 1
Tabla 2 Método de prueba de la adherencia de incrustación
Un sistema de agua de enfriamiento, circulante, abierto que tiene un área de intercambio de calor de aproximadamente 0.25 m2 y una capacidad de agua de 0.45 m3 se usa. Se adiciona agua destilada y sales al agua Atsugi City. Esta agua se adiciona al sistema de agua de enfriamiento como agua circulante y se recupera el agua. El sistema de agua de enfriamiento se opera durante 30 días mientras que se mantiene la calidad del agua en un valor constante. El tubo del dispositivo de intercambio de calor se fabrica de material SUS304 (equivalente al acero inoxidable 18-8, que tienen 18% de compuesto de cromo y 8% de compuesto de niquel), y el diámetro exterior es 19 mm. La temperatura del agua circulante en la afluencia es 30 °C, la temperatura del agua circulante en la salida es 50 °C, y la proporción de flujo del agua circulante es 0.5 m/s.
Una cantidad fijada del agente para la prevención de la formación de incrustación se adiciona al sistema de agua. La incrustación, la cual se adhiere al tubo de intercambio de calor después de 30 días se colecta. Después de la combustión total, la incrustación colectada a 600 °C, el contenido de CaO y el contenido de Si02 se miden a través de técnicas químicas analíticas estándar. La proporción de la adherencia de incrustación se expresa en unidades de mg/cm2/mes.
Modalidad 1
mg/litro de polímero A-l y 5 mg/L de compuesto de fósforo P-l se adicionan a una agua que tiene la siguiente calidad del agua: pH 9.0, 350 mg/litro de dureza de calcio, 350 mg/litro de alcalinidad M, 150 mg/litro de sílice, y 150 mg/litro de dureza de magnesio. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 4 mg/cm2/mes para el CaO y 2 mg/cm2/mes para el Si02.
Modalidad 2
mg/litro de polímero A-2 y 5 mg/L de compuesto de fósforo P-2 se adiciona al agua de la misma calidad del agua como en la Modalidad 1. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 6 mg/cm2/mes para el CaO y
1 mg/cm2/mes para el Si02.
Modalidad 3
mg/litro de polímero A-7 y 5 mg/L de compuesto de fósforo P-4 se adiciona al agua que tiene la misma calidad del agua como en la Modalidad
1. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 6 mg/cm2/mes para el CaO y 2 mg/cm2/mes para el Si02.
Modalidad 4
12 mg/litro de polímero A-l y 3 mg/L de polímero A-4, y 5 mg/litro de compuesto de fósforo P-2 se adicionan al agua que tiene la misma calidad del agua como en la Modalidad 1. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 4 mg/cm2/mes para el CaO y 1 mg/cm2/mes para el Si02.
Ejemplo Comparativo 1
mg/litro de polímero A-l se adiciona al agua que tiene la misma calidad del agua como en la Modalidad 1. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 21 mg/cm2/mes para el CaO y 16 mg/cm2/mes para el Si02.
Ejemplo Comparativo 2
mg/litro de polímero A-2 se adiciona al agua que tiene la misma calidad del agua como en la Modalidad 1. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 25 mg/cm2/mes para el CaO y 13 mg/cm2/mes para el Si02.
Ejemplo Comparativo 3
mg/litro de polímero A-4 se adiciona al agua que tiene la misma calidad del agua como en la Modalidad 1. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 48 mg/cm2/mes para el CaO y 38 mg/cm2/mes para el Si02.
Ejemplo Comparativo 4
mg/litro de polímero A-6 y 5 mg/litro de compuesto de fósforo P-2 se adiciona al agua que tiene la misma calidad del agua como en la Modalidad 1. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 39 mg/cm2/mes para el CaO y 59 mg/cm2/mes para el Si02.
Los resultados de las modalidades 1-3 y Ejemplos Comparativos 1-4 se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3
Modalidad 5
mg/litro de polímero A-l y 5 mg/L de compuesto de fósforo P-l se adicionan a una agua que tiene la siguiente calidad de agua: pH 9.0, 350 mg/litro de dureza de calcio, 350 mg/litro de alcalinidad M, 200 mg/litro de sílice, y 200 mg/litro de dureza de magnesio. Por lo tanto, esta agua contiene mayores niveles de sílice y dureza de magnesio que aquella probada en las Modalidades 1-4. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 5 mg/cm2/mes para el CaO y 4 mg/cm2/mes para el Si02.
Modalidad 6
mg/litro de polímero A-2 y 5 mg/L de compuesto de fósforo P-2 se adiciona al agua que tiene la misma calidad del agua como en la Modalidad 5. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 6 mg/cm2/mes para el CaO y 3 mg/cm2/mes para el Si02.
Modalidad 7
mg/litro de polímero A-3 y 5 mg/L de compuesto de fósforo P-3 se adiciona al agua que tiene la misma calidad del agua como en la Modalidad 5. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 6 mg/cm2/mes para el CaO y 4 mg/cm2/mes para el Si02.
Modalidad 8
12 mg/litro de polímero A-l, 3 mg/litro de polímero A-4, y 5 mg/L de compuesto de fósforo P-2 se adicionan al agua que tiene la misma calidad del agua como en la Modalidad 5. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 3 mg/cm2/mes para el CaO y 2 mg/cm2/mes para el Si02.
Ejemplo Comparativo 5
mg/litro de polímero A-l se adiciona al agua que tiene la misma calidad del agua como en la Modalidad 5. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 26 mg/cm2/mes para el CaO y 14 mg/cm2/mes para el Si02.
Ejemplo Comparativo 6
mg/litro de polímero A-3 se adiciona al agua que tiene la misma calidad del agua como en la Modalidad 5. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 21 mg/cm2/mes para el CaO y 23 mg/cm2/mes para el Si02.
Ejemplo Comparativo 7
mg/litro de polímero A-5 y 5 mg/L de compuesto de fósforo P-2 se adicionan al agua que tiene la misma calidad del agua como en la Modalidad 5. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 42 mg/cm2/mes para el CaO y 32 mg/cm2/mes para el Si02.
Ejemplo Comparativo 8
mg/litro de polímero A-6 se adiciona al agua que tiene la misma calidad del agua como en la Modalidad 5. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 28 mg/cm /mes para el CaO y 94 mg/cm2/mes para el Si02.
Los resultados de las modalidades 5-8 y Ejemplos Comparativos 5-8 se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4
Modalidad 9
mg/litro de polímero A-l y 5 mg/L de compuesto de fósforo P-5 se adicionan a una agua que tiene la misma calidad del agua como en la Modalidad 1. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 5 mg/cm2/mes para el CaO y 2 mg/cm2/mes para el Si02.
Modalidad 10
mg/litro de polímero A-2 y 5 mg/L de compuesto de fósforo P-6 se adicionan al agua que tiene la misma calidad del agua como en la
Modalidad 1. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es
6 mg/cm2/mes para el CaO y 2 mg/cm2/mes para el Si02.
Modalidad 11
mg/litro de polímero A-3 y 5 mg/L de compuesto de fósforo P-7 se adicionan al agua que tiene la misma calidad del agua como en la
Modalidad 1. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 4 mg/cm2/mes para el CaO y 1 mg/cm/mes para el Si02.
Modalidad 12
mg/litro de polímero A-l y 5 mg/L de compuesto de fósforo P-8 se adicionan al agua que tiene la misma calidad del agua como en la Modalidad 1. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es
8 mg/cm2/mes para el CaO y 4 mg/cm2/mes para el Si02.
Modalidad 13
mg/litro de polímero A-2 y 5 mg/L de compuesto de fósforo P-9 se adicionan al agua que tiene la misma calidad del agua como en la
Modalidad 1. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es
7 mg/cm2/mes para el CaO y 3 mg/cm2/mes para el Si02.
Modalidad 14
mg/litro de polímero A-7 y 5 mg/L de compuesto de fósforo P-10 se adicionan al agua que tiene la mis a calidad del agua como en la
Modalidad 1. La adherencia de incrustación se prueba como se describe anteriormente. La proporción de la adherencia de incrustación es 6 mg/cm2/mes para el CaO y 4 mg/cm/mes para el Si02.
Los resultados de las modalidades 9-14 se muestran en la Tabla 5.
Tabla 5 Con referencia a las Tablas 3-5, se puede ver de estos resultados que las modalidades, las cuales usan el polímero A-l que tiene 100% mol de unidades de formamida de N-vinilo, polímero A-2 que tiene 90% mol de unidades de formamida de N-vinilo, polímero A-3 que tiene 60% mol de unidades de formamida de N-vinilo o polímero A-7 que tiene 60% mol de acetamida de N-vinilo junto con los compuestos de fósforo tienen una proporción de adherencia baja de incrustaciones de CaO y Si02, y hay excelentes efectos para la prevención de la formación de incrustación.
Además, los Ejemplos Comparativos 1 y 5 incluyen solamente el polímero A-l sin cualquier compuesto de fósforo. El Ejemplo Comparativo 2 incluye solamente el polímero A-2, y el Ejemplo comparativo 6 incluye solamente el polímero A-3. Las proporciones de la adherencia de incrustación para estos ejemplos comparativos de manera relativa son altas. Por lo tanto, la formación de incrustación no se previene si no se incluye un compuesto de fósforo con el polímero, incluso cuando los polímeros contienen al menos 50% de unidades de formamida de N-vinilo.
El Ejemplo comparativo 3 incluye un copolímero de ácido acrílico y ácido hidroxialiloxipropansulfónico, el cual de manera amplia se usa en la técnica anterior como un agente para la prevención de incrustación. El Ejemplo comparativo 8 incluye la poliacrilamida de sodio, la cual también es un agente para la prevención de la formación de incrustación. La proporción de la adherencia de incrustación para estos ejemplos comparativos es alta comparada a las modaliodades de la presente invención. Por lo tanto, los agentes para la prevención de incrustación de la presente invención demuestran un excelente efecto para la prevención de la formación de incrustación de la técnica anterior.
Además, la proporción de la adherencia de incrustación del ejemplo comparativo 4, el cual incluye el polímero A-6 y el compuesto de fósforo P-2 conjuntamente, es alta comparada a la Modalidad 2, la cual incluye el polímero A-2 y compuesto de fósforo P-2 conjuntamente. Por lo tanto, el excelente efecto para la prevención de la incrustación se obtiene por el uso conjunto de los polímeros y compuestos de fósforo en la presente invención se demuestran solamente con los polímeros, los cuales incluyen unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo. Además, como se muestra en el Ejemplo comparativo 7, no hay un adecuado efecto para la prevención de incrustación por el polímero A-5, el cual tiene 40% mol de unidades de formamida de N-vinilo, incluso cuando se usa en conjunción con los compuestos de fósforo. Por lo tanto, las unidades de formamida de N-vinilo y unidades de acetamida de N-vinilo deben estar en un total de 50% para crear un efecto para la prevención de la formación de incrustación.
Habiendo descrito las modalidades preferidas de la invención con referencia a los dibujos adjuntos, se entiende que la invención no se limita a aquellas modalidades precisas, y que varios cambios y modificaciones se pueden efectuar aquí por un experto en la técnica sin salirse del alcance o espíritu de la invención como se define en las reivindicaciones enmendadas.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes.
Claims (23)
1. Un agente para la prevención de la formación de incrustación para uso en un sistema de agua, caracterizado porque comprende: un polímero que tienen al menos 50% de unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo; y un compuesto de fósforo.
2. Un agente para la prevención de la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero es al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste de homopolímeros de fomamida de N-vinilo, homopolímeros de acetamida de N-vinilo, copolímeros de formamida de N-vinilo y acetamida de N-vinilo, productos hidrolizados parcialmente de un homopolímero de formamida de N-vinilo, productos hidrolizados parcialmente de un homopolímero de acetamida de N-vinilo, y productos hidrolizados parcialmente de un copolímero de formamida de N-vinilo y acetamida de N-vinilo.
3. Un agente para la prevención de la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero es al menos uno de un copolímero de formamida de N-vinilo y un monomero de vinilo y un copolímero de acetamida de N-vinilo y un monomero de vinilo.
4. Un agente para la prevención de la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 3, caracterizado porque el monomero de vinilo es al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste de (meta) acrilamida, (meta) acrilonitrilo, N-metil (meta) acrilamida, N,N-dimetil (meta) acrilamida, metil (meta) acrilato, etil (meta) acrilato, estireno, alcohol de alilo, hidroxietil (meta) acrilato, mono (meta) acrilato de óxido de (poli) etileno de número de mol 1-30, éter de monoalilo de óxido de (poli) etileno de número de mol 1-30, éter de monovinilo de óxido de (poli) etileno de número de mol 1-30, ácido (meta) acrílico, ácido a-hidroxiacrílico, ácido crotónico, ácido maleíco, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido vinilsulfónico, ácido estirensulfónico, ácido 2-acrilamid-2-metilpropansulfónico, ácido 2-hidroxi-3-aliloxipropansulfónico, ácido isoprensulfónico, amida de alilo, sales de amonio cuaternarias de dimetilaminoetil (meta) acrilato, sales terciarias de dimetilaminoetil (meta) acrilato, sales de amonio cuaternarias de dietilaminoetil (meta) acrilato, sales terciarias de dietilaminoetil (meta) acrilato, y cloruro de dialildimetilamonio.
5. Un agente para la prevención de la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 3, caracterizado porque el monomero de vinilo es una sal de metal alcalino de al menos un miembro del grupo que consiste de ácido (meta) acrílico, ácido a-hidroxiacrílico, ácido crotónico, ácido maleíco, ácido fumárico, ácido itacínico, ácido vinilsulfónico, ácido estirensulfónico, ácido 2-acrilamid-2-metilpropansulfónico, ácido 2-hidroxi-3-aliloxipropansulfónico, y ácido isoprensulfónico .
6.- Un agente para la prevención de la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero tiene un peso molecular entre aproximadamente 2,000 y aproximadamente 1,000,000.
7.- Un agente para la prevención de la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 1, caracterizado porque se incluye más que un tipo de polímero que tiene al menos 50% de unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo.
8.- Un agente para la prevención de la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 1, caracterizado porque el compuesto de fósforo es al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste de tripolifosfato de sodio, hexametafosfato de sodio, ácido nitrotrimetilenfosfónico, ácido hidroxietilidendifosfónico, ácido tetrametilenfosfónico de etilendiamina, ácido fosfobutantricarboxílico, fosfonato de aminometileno, fosfonato de metileno de poliaminopoliéter, ácido fosfonopolicarboxílico, y ácido bis (poli-2-carboxietil) fosfínico.
9.- Un agente para la prevención de la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 1, caracterizado porque una proporción del polímero al compuesto de fósforo está entre 1:9 y 9:1.
10.- Un agente para la prevención de la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 1, caracterizado porque una proporción del polímero al compuesto de fósforo está entre 1:1 y 4:1.
11.- Un agente para la prevención de la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste de un agente para la prevención de corrosión, un agente antibacterial, ácido poliacrílico, ácido polimaleíco, copolímeros de ácido acrílico y ácido 2-acrilamit-2-metilpropansulfónico, un producto de reacción de diamida de N,N,N* ,N' -tetrametiletileno con epiclorohidrina, y un producto de reacción de diamida de N,N,N' ,N' -tetrametiletileno con éter de dicloroetilo.
12.- Un método para prevenir la formación de incrustación en un sistema de agua, caracterizado porque comprende el paso de adición de un polímero que tiene al menos 50% de unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo y un compuesto de fósforo para agua usado en el sistema de agua de enfriamiento o sistema de agua para caldera.
13.- Un método para prevenir la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 12, caracterizado porque el polímero y el compuesto de fósforo se adicionan al agua en una concentración total final entre 1 y 100 mg/L.
14.- Un método para prevenir la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 12, caracterizado porque el polímero es al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste de homopolímeros de fomamida de N-vinilo, homopolímeros de acetamida de N-vinilo, copolímeros de formamida de N-vinilo y acetamida de N-vinilo, productos hidrolizados parcialmente de un homopolímero de formamida de N-vinilo, productos hidrolizados parcialmente de un homopolímero de acetamida de N-vinilo, y productos hidrolizados parcialmente de un copolímero de formamida de N-vinilo y acetamida de N-vinilo.
15.- Un método para prevenir la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 12, caracterizado porque el polímero es al menos uno de un copolímero de formamida de N- vinilo y un monomero de vinilo y un copolímero de acetamida de N-vinilo y un monomero de vinilo.
16.- Un método para prevenir la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 15, caracterizado porque el monomero de vinilo es al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste de (meta) acrilamida, (meta) acrilonitrilo, N-metil (meta) acrilamida, N,N-dimetil (meta) acrilamida, metil (meta) acrilato, etil (meta) acrilato, estireno, alcohol de alilo, hidroxietil (meta) acrilato, mono (meta) acrilato de óxido de (poli) etileno de número de mol 1-30, éter de monoalilo de óxido de (poli) etileno de número de mol 1-30, éter de monovinilo de óxido de (poli) etileno de número de mol 1-30, ácido (meta) acrílico, ácido a-hidroxiacrilico, ácido crotónico, ácido maleíco, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido vinilsulfónico, ácido estirensulfónico, ácido 2-acrilamida-2-metilpropansulfónico, ácido 2-hidroxi-3-aliloxipropansulfónico, ácido isoprensulfónico, amida de alilo, sales de amonio cuaternarias de dimetilaminoetil (meta) acrilato, sales terciarias de dimetilaminoetil (meta) acrilato, sales de amonio cuaternarias de dietilaminoetil (meta) acriTato, sales terciarias de dietilaminoetil (meta) acrilato, y cloruro de dialildimetilamonio.
17.- Un método para prevenir la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 15, caracterizado porque el monomero de vinilo es una sal de metal alcalino de al menos un miembro del grupo que consiste de ácido (meta) acrílico, ácido a-hidroxiacrílico, ácido crotónico, ácido maleíco, ácido fumárico, ácido itacónico, ácido vinilsulfónico, ácido estirensulfónico, ácido 2-acrilamid-2-metilpropansulfónico, ácido 2-hidroxi-3-aliloxipropansulfónico, y ácido isoprensulfónico.
18.- Un agente para la prevención de la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 12, caracterizado porque el polímero tiene un peso molecular entre aproximadamente 2,000 y aproximadamente 1,000,000.
19.- Un agente para la prevención de la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 12, caracterizado porque se incluye más que un tipo de polímero que tiene al menos 50% de unidades de formamida de N-vinilo o unidades de acetamida de N-vinilo.
20.- Un método para prevenir la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 12, caracterizado porque el compuesto de fósforo es al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste de tripolifosfato de sodio, hexametafosfato de sodio, ácido nitrotrimetilenfosfónico, ácido hidroxietilidendifosfónico, ácido tetrametilenfosfónico de etilendiamina, ácido fosfonobutantricarboxílico, fosfonato de aminometileno, fosfonato de metileno de poliaminopoliéter, ácido fosfonopolicarboxílico, y ácido bis (poli-2-carboxietil) fosfínico.
21.- Un método para prevenir la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 12, caracterizado porque una proporción del polímero al compuesto de fósforo está entre 1:9 y 9:1.
22.- Un método para prevenir la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 12, caracterizado porque una proporción del polímero al compuesto de fósforo está entre 1:1 y 4:1.
23.- Un método para prevenir la formación de incrustación de conformidad a la reivindicación 12, caracterizado porque además comprende al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste de un agente para la prevención de corrosión, un agente antibacterial, ácido poliacrílico, ácido polimaleíco, copolímeros de ácido acrílico y ácido 2-acrilamid-2-metilpropansulfónico, un producto de reacción de diamida de N,N,N',N'-tetrametiletileno con epiclorohidrina, y un producto de reacción de diamida de N,N,N' ,N' -tetrametiletileno con éter de dicloroetilo.
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