TWI604045B - 溶解及／或抑制系統表面上積垢沉積的方法 - Google Patents

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Description

溶解及/或抑制系統表面上積垢沉積的方法
相關申請案之交叉參照
本發明主張2011年4月14日申請之美國臨時專利申請案第61/475,531號及2011年6月7日申請之美國臨時專利申請案第61/494,132號的權益，兩者皆以全文引用的方式併入本文中。
本發明大致係關於一種藉由將組成物施用於系統表面上來溶解及/或抑制該系統表面上積垢沉積之方法，其中該組成物包含螯合組分、酸性組分及水以及視情況存在之界面活性劑組分及/或腐蝕抑制劑。
在諸如利用熱交換器之製程的許多工業製程中，經常存在積垢之積累。積垢之逐漸積累會抑制製程中之熱傳遞、水流等且需要高成本、勞動密集並費時的移除作業。該等作業會導致健康及安全問題增加。此外，該等作業使得成功移除積垢需要大量停工時間，導致生產力及利潤之損失。
一些積垢移除方法包括就地清潔方法，諸如依靠依序利用酸性溶液、鹼性溶液所得到之pH值波動/逆轉的方法。然而，該等溶液極具腐蝕性，因為其包括大量酸及鹼以侵蝕及移除積垢。另外，一些方法亦利用對環境有害之組分。
因此，仍有機會提供自系統移除積垢之改良方法。亦有機會提供自系統移除積垢之改良組成物。
本發明提供一種溶解及/或抑制系統表面上積垢沉積之方法。該方法包含使該系統表面與組成物接觸之步驟。在特定具體實例中，該組成物包含約3重量份至約15重量份之螯合組分。該螯合組分選自以下之群：甲基甘胺酸-N-N-二乙酸(methylglycine-N-N-diacetic acid，MGDA)及/或其鹼金屬鹽、氮基三乙酸(nitrilotriacetic acid，NTA)及/或其鹼金屬鹽、羥基乙基伸乙基二胺三乙酸(hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid，HEDTA)及/或其鹼金屬鹽、N,N-雙(羧基甲基)-L-麩胺酸(N,N-bis(carboxymethyl)-L-glutamate，GLDA)及/或其鹼金屬鹽、伸乙基二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA)及/或其鹼金屬鹽、二伸乙基三胺五乙酸(diethylenetriaminepentaacetic acid，DTPA)及/或其鹼金屬鹽、及其混合物。組成物進一步包含約3重量份至約15重量份之酸性組分，其與螯合組分不同。組成物進一步包含至少約60重量份之水。組成物可進一步包含界面活性劑組分。組成物可進一步包含腐蝕抑制劑。以上該等重量份範圍各以組成物之100重量份計。亦提供組成物之其他具體實例。
本發明大致提供一種自系統移除積垢之極好方法。組成物具有極好的積垢移除性質且在生態上友好。該組成物相對於其他習知組成物亦更易處置及使用。
本發明提供一種溶解及/或抑制系統表面上積垢沉積之方法。典型地，該方法至少適用於溶解該系統表面上之積垢，且亦可適用於抑制系統表面上積垢再沉積(若出現該問題)。該積垢在此項技術中亦可稱為汙物/污垢。
系統表面典型地由金屬或合金形成，諸如鐵、鋼、鋁、鉻、銅或其組合。表面之一特定實例為由鍍鋅金屬形成之表面，諸如鍍鋅金屬，諸如鍍鋅鋼。本發明尤其適用於供該等表面使用。應瞭解，表面亦可由其他材料形成，諸如複合物、橡膠、塑膠、陶瓷等。表面可為系統之內表面或外表面。內表面之實例包括管道、鍋爐、化工廠或其類似物中所見之表面。內表面之特定實例包括內襯橡膠之容器，例如內襯橡膠之儲槽。外表面之實例包括蒸發器、輸送機、製造廠、家用物品或其類似物上所見之表面。
典型地，系統為積垢積累成問題之系統。因此，系統可為各種類型，諸如為熱傳遞系統、過濾系統、蒸發系統等。表面/系統之其他實例包括(但不限於)渦輪機、船體、太陽電池板、逆滲透膜、加熱元件、反應器、石油儲藏庫、水井、地熱井、氣井及油井。系統可處於工業、商業或住宅環境中。
積垢可由各種組分組成，此視系統類型而定。舉例而言，熱傳遞系統可包括典型地使用硬水所遇到之積垢，而蒸發系統可包括由所乾燥產物(例如肥料)產生之積垢。積垢之實例包括來自水溶液之固體鹽、氧化物及氫氧化物晶體(例如碳酸鈣及硫酸鈣)，腐蝕/鏽，酒石，乳石，植物 石，磷酸鹽，石灰，矽酸鹽等。積垢之一特定實例為草酸鈣，其可在各種情況下過到，諸如在造紙廠中或在製造啤酒時。其他類型之積垢可為在採礦期間遇到之積垢，諸如可在開採磷酸鹽礦石期間出現之積垢。
在一個具體實例中，積垢包括組分之組合，包括磷酸亞鐵、氟矽酸鉀、氟化鉀及六氟矽酸鉀。積垢中之元素可包括C、O、P、Si、S、K及Fe。積垢可包括較少量F、Mg、Al、Na、Ca及Ti。如上文所述，應瞭解積垢可由各種組分組成。另外，即使系統可天天相同，但系統表面上之積垢可隨時間變化。舉例而言，系統中所用材料之波動可影響形成積垢之組分的量及分佈。
本發明之方法包含系統表面與組成物接觸之步驟。該組成物可藉由各種方法與表面接觸，諸如藉由將組成物施用於表面，例如藉由將表面浸於組成物中、將組成物噴灑於表面上、將組成物滾軋於表面上等。可使用此項技術中所瞭解之各種施用裝置，諸如噴霧裝置、浸入槽等。組成物應高效施用於表面上，以使得其主要導向積垢而非無積垢之表面。組成物亦可流至表面上及/或經過表面，諸如管道中。
典型地，在組成物與表面接觸之前，表面不需要預處理，諸如藉由刮擦、沖洗等進行機械清潔。然而，該等預處理步驟可用於促進系統表面之積垢移除。若表面為內表面，諸如管道中所見之表面，則積垢可藉由用組成物填充系統並視情況使組成物在系統中循環(例如藉由泵送)來 移除。表面亦可預洗滌，諸如用水，以在使組成物與積垢/表面接觸之前移除其他殘餘物。
該方法可進一步包含將熱施加於組成物及/或系統之步驟。該步驟適用於促進系統表面之積垢溶解。然而，應瞭解組成物亦可在室溫下與積垢接觸。一般而言，直接或間接提高組成物之溫度將加快組成物接觸積垢後溶解積垢之速率。加熱可藉由此項技術中所瞭解之各種方法來實現。舉例而言，組成物可在系統中藉由系統中已存在之加熱構件來加熱。視情況，可使用各別熱交換器加熱組成物。
一般而言，自系統表面移除積垢之至少一部分(若非全部)。典型地，組成物與表面接觸時間愈長，自表面移除之積垢量愈大。移除可經由當組成物與表面接觸時攪動組成物來增加，以使得除以化學方式移除積垢外，組成物亦以物理方式移除積垢(例如藉由剪切)。攪動可經由如上文所述之循環或藉由此項技術中所瞭解之其他方法來實現。
本發明之組成物包含螯合組分。該螯合組分可包含此項技術中所瞭解之一或多種螯合劑。螯合劑在此項技術中亦可稱為錯合劑。在特定具體實例中，螯合組分包含甲基甘胺酸-N-N-二乙酸(MGDA)及/或其鹼金屬鹽，更典型地為其鹼金屬鹽，例如甲基甘胺酸二乙酸三鈉鹽(Na3．MGDA)。MGDA在此項技術中通常亦稱為甲基甘胺酸二乙酸鹽。應瞭解，如本文中所述，鹼金屬鹽可包括任何鹼金屬或鹼土金屬且不受特別限制。
在其他具體實例中，螯合組分包含氮基三乙酸(NTA)、 羥基乙基伸乙基二胺三乙酸(HEDTA)、N,N-雙(羧基甲基)-L-麩胺酸(GLDA)、伸乙基二胺四乙酸(EDTA)、二伸乙基三胺五乙酸(DTPA)及/或任何前述螯合劑之其鹼金屬鹽中的至少一者。應瞭解螯合組分可包含本文所述螯合劑中之兩者或兩者以上的組合或混合物，例如MGDA與GLDA。亦應瞭解本文所用之縮寫字(例如MGDA)可指螯合劑之酸或鹽形式，例如Na3．MGDA。
典型地，螯合組分含水，使得螯合組分除包括螯合劑外，亦包括水。在各種具體實例中，螯合組分含水且使得螯合劑(例如MGDA)在螯合組分中之含量為約35重量份至約95重量份、約35重量份至約85重量份、或約35重量份至約45重量份、或約40重量份，各以螯合組分之100重量份計。應瞭解螯合組分亦可呈粉末或凝膠形式，以使得螯合劑為螯合組分。
適合螯合組分之非限制性實例以商品名稱TRILON®購自BASF公司(Florham Park,NJ)，諸如TRILON® M、TRILON® A、TRILON® B、TRILON® C及TRILON® D。適合螯合組分之其他非限制性實例以商品名稱溶解DISSOLVINE® GL購自AkzoNobel of Chicago,IL，諸如DISSOLVINE® GL 47 S。適合螯合組分之其他非限制性實例描述於Schneider等人之美國專利第5,786,313號及Stolte等人之美國專利申請公開案第2009/0105114號中，該等專利之揭示內容以全文引用的方式併入本文中，其引用程度為該等揭示內容不與本文所述之本發明的一般範疇相矛 盾。
螯合組分在組成物中之含量為約0.001重量份至約15重量份、約0.01重量份至約15重量份、約0.1重量份至約15重量份、約1重量份至約15重量份、約3重量份至約15重量份、約5重量份至約12.5重量份、約7.5重量份至約12.5重量份、約8.7重量份至約14.5重量份、約5重量份或約10重量份，各以組成物之100重量份計。典型地，本文所述之量基於如下假設：螯合組分包括100%活性物，亦即100%螯合劑。因此，若螯合組分含水，則上述量可相應地進行調整以補償活性物稀釋液%。
螯合組分適用於鈍化由積垢產生之硬度礦物質及/或金屬離子。典型地，螯合劑將與硬度礦物質組合且使其保持溶解狀態以使得硬度礦物質不會再沉積。
組成物進一步包含酸性組分。典型地，該酸性組分選自有機酸、無機酸及其組合之群。適合有機酸之實例包括直鏈或分支鏈羧酸，包括(但不限於)乳酸、乙酸、甲酸、抗壞血酸、草酸、羥基順丁烯二酸、甲烷磺酸、杏仁酸、乙醇酸、水楊酸、哌喃糖苷酸(pyranosidyl acid)(諸如葡糖醛酸或半乳糖醛酸)、檸檬酸、酒石酸、雙羥萘酸、海藻酸、龍膽酸、乳糖酸、丁二酸、順丁烯二酸與丙烯酸之聚合物、及其共聚物。適合無機酸之實例包括鹽酸、次氯酸及亞氯酸、硫酸、亞硫酸、硝酸、磷酸、胺基磺酸/胺磺酸及亞磷酸。
在特定具體實例中，酸性組分包含無機磺酸，諸如烷 基磺酸，例如甲烷磺酸(MSA)。甲烷磺酸為強有機酸，其完全無氧化性且具有形成高度可溶性鹽的熱穩定性。在其他具體實例中，酸性組分包含檸檬酸。在其他具體實例中，酸性組分包含磷酸。應瞭解酸性組分可包括兩種或兩種以上不同酸，諸如甲烷磺酸與磷酸。若包括兩種或兩種以上酸，則其彼此之比率可不同。
適合酸性組分之非限制性實例以商品名稱LUTROPUR®購自BASF公司，諸如LUTROPUR® MSA。在特定具體實例中，MSA為由空氣氧化製程而非由氯氧化製程形成之物質。因此，MSA具有較少金屬含量，諸如小於1 mg/kg，及少量至無含氯化合物，其一般具有腐蝕性。適合酸性組分之其他非限制性實例描述於Eiermann等人之美國專利第6,531,629號及Richards之美國專利申請公開案第2008/0161591號中，該等專利之揭示內容以全文引用的方式併入本文中，其引用程度為該等揭示內容不與本文所述之本發明的一般範疇相矛盾。
在各種具體實例中，酸性組分含水且使得酸(例如MSA)在酸性組分中之含量為約35重量份至約95重量份、約50重量份至約85重量份、或約65重量份至約85重量份、或約70重量份，各以酸性組分之100重量份計。
酸性組分在組成物中之含量為約0.01重量份至約15重量份、約0.1重量份至約15重量份、約1重量份至約15重量份、約3重量份至約15重量份、約5重量份至約12.5重量份、約7.5重量份至約12.5重量份、約8.7重量份至約 14.5重量份、約5重量份、或約10重量份，各以組成物之100重量份計。典型地，本文所述之量基於如下假設：酸性組分包括100%活性物，亦即100%酸。因此，若酸性組分含水，則上述量可相應地進行調整以補償活性物稀釋液%。
在一特定具體實例中，螯合組分包含MGDA且酸性組分包含MSA。在不受任何特定理論束縛或限制之情況下，咸信在MGDA與MSA之間存在協同作用。具體而言，發現MGDA(例如Na3．MGDA)與MSA之組合在溶解積垢方面相對於單獨任一組分具有驚人的改良。咸信此獨特性質歸因於MSA能夠溶解不溶性金屬錯合物，釋放金屬離子，由MGDA捕捉，從而形成可溶性鹽。MGDA對可溶性金屬離子的親和力大於MSA，從而使MSA自由地溶解其他不溶性金屬錯合物直至兩種分子皆變得飽和。
在特定具體實例中，酸性組分(「A」)及螯合組分(「C」)用於組成物中的莫耳比(C：A)為約6：1至約1：6、約5：1至約1：5、約4：1至約1：4、約3：1至約1：3、約2：1至約1：2、約6：1至約1：1、約5：1至約1：1、約4：1至約1：1、約3：1至約1：1、約2：1至約1：1、或約1：1。
一般而言，莫耳比將視螯合組分上之活性基團的數目而定。舉例而言，MGDA具有三個可與酸性組分反應的羧基(而GLDA具有四個)。因此，此等基團中之一者、兩者或全部三者可與酸性組分(例如MSA)反應。MSA亦使MGDA之胺基質子化，且咸信此胺基優先於羧基，亦即其在任何羧基之前優先進行質子化。過量之任一組分一般將 僅使得清潔組成物中存在未反應量之該組分，諸如自由MSA。該過量可用於改變組成物之pH及/或給予組成物其他性質。咸信在特定具體實例中，使用莫耳過量之酸性組分可引起螯合組分產生非所要之沉澱(以完全中性形式，例如晶體可隨時間形成及沉降)。因此，可調整此兩種組分之莫耳比以說明兩者之間的可能反應程度。
組成物進一步包含水。該水可為各種類型。在特定具體實例中，水經去礦化。水以各種量存在於組成物中，此視具體實例而定。水可作為各別組分添加至組成物中。然而，應瞭解一些水亦可由其他組分之一給予，諸如當含水時由螯合組分及/或酸性組分給予。
典型地，水在組成物中之含量為至少約60重量份、至少約65重量份、至少約70重量份、至少約75重量份、至少約80重量份、至少約85重量份、至少約90重量份或至少約95重量份，各以組成物之100重量份計。在特定具體實例中，水以組成物之重量份的剩餘量存在，該組成物包括螯合組分、酸性組分及視情況存在之界面活性劑及/或腐蝕抑制劑組分。在其他具體實例中，組成物實質上不含至完全不含其他習知組分，諸如消泡劑。本發明之組成物一般具有極好溶解及/或抑制性質而無需補充組分。
視情況，組成物可進一步包含界面活性劑組分。咸信在特定具體實例中，包括該界面活性劑組分適用於溶解特定類型之積垢，諸如鏽。若使用，則界面活性劑組分典型地選自非離子性界面活性劑、陰離子性界面活性劑及離子 性界面活性劑之群。應瞭解亦可使用其他類型之界面活性劑。出於本發明之目的，適合界面活性劑之實例描述於Dietsche等人之US 2007/0034606中，該專利之揭示內容以全文引用的方式併入本文中，其引用程度為其不與本發明之一般範疇相矛盾。
在使用界面活性劑組分之特定具體實例中，界面活性劑組分包含非離子性界面活性劑。適合界面活性劑組分之非限制性實例以如下商品名稱購自BASF公司：商品名稱LUTENSOL®，諸如LUTENSOL® XP 80、LUTENSOL® TO 8、LUTENSOL® GD 70；商品名稱TETRONIC®，諸如TETRONIC® 304；商品名稱PLURAFAC®，諸如PLURAFAC® LF 711；以及商品名稱LUTENSIT®，諸如LUTENSIT® AS 2230。應瞭解界面活性劑組分可包括兩種或兩種以上不同界面活性劑之組合，例如非離子性與離子性界面活性劑。
若使用，則界面活性劑組分在組成物中之含量為約0.01重量份至約15重量份、約0.1重量份至約15重量份、約1重量份至約15重量份、約3重量份至約15重量份、約5重量份至約12.5重量份、約7.5重量份至約12.5重量份、約8.7重量份至約14.5重量份、約5重量份或約10重量份，各以組成物之100重量份計。典型地，本文所述之量基於如下假設：界面活性劑組分包括100%活性物，亦即100%界面活性劑。因此，若界面活性劑組分含水，則上述量可相應地進行調整以補償活性物稀釋液%。
視情況，組成物可進一步包含腐蝕抑制劑。咸信在特 定具體實例中，包括該腐蝕抑制劑適用於防止特定類型之積垢(諸如鏽)再沉積。可使用各種類型之腐蝕抑制劑。在特定具體實例中，腐蝕抑制劑為烷氧基化炔丙醇。
適合腐蝕抑制劑之非限制性實例以商品名稱KORANTIN®購自BASF公司，諸如KORANTIN® PP及KORANTIN® PM。應瞭解組成物可包括兩種或兩種以上不同腐蝕抑制劑之組合。
若使用，則腐蝕抑制劑在組成物中之含量為約0.01重量份至約5重量份、約0.1重量份至約5重量份、約0.5重量份至約1.5重量份、或約1重量份，各以組成物之100重量份計。典型地，本文所述之量基於如下假設：腐蝕抑制劑包括100%活性物，亦即100%抑制劑。因此，若腐蝕抑制劑含水，則上述量可相應地進行調整以補償活性物稀釋液%。
組成物pH值典型地為約0至約9、約3至約9、約5至約7、或約6。組成物之pH值由用於形成組成物之組分的類型及量給予。適合之緩衝液系統(例如磷酸鹽緩衝液或檸檬酸鹽緩衝液)亦可用於穩定pH值。
如下為本發明之組成物的幾個特定具體實例，其中重量份一般基於各組分之100%活性物的假設，且其中各組分如上文所例示及描述：1)約3份MGDA、約3份MSA，剩餘部分為水；2)約3份MGDA、約3份檸檬酸，剩餘部分為水；3)約8.7份MGDA、約3份MSA，剩餘部分為水； 4)約8.7份MGDA、約5份MSA，剩餘部分為水；5)約8.7份MGDA、約3份檸檬酸，剩餘部分為水；6)約8.7份MGDA、約5份檸檬酸，剩餘部分為水；7)約3份MGDA、約8.7份MSA，剩餘部分為水；8)約5份MGDA、約8.7份MSA，剩餘部分為水；9)約5份MGDA、約5份MSA，剩餘部分為水，視情況存在約5份界面活性劑及/或視情況存在約0.5份腐蝕抑制劑；10)約10份MGDA、約10份MSA，剩餘部分為水，視情況存在約10份界面活性劑及/或約1份腐蝕抑制劑；11)約10份MGDA、約10份MSA與磷酸之摻合物、約10份界面活性劑、約1份腐蝕抑制劑，剩餘部分為水；12)約0.1 mmol至約5 mmol MGDA、約100 mmol至約200 mmol MSA，剩餘部分為水；及13)約0.1 mmol至約5 mmol MGDA、約100 mmol至約2000 mmol MSA，剩餘部分為水。
在以上特定具體實例中，咸信9)至11)尤其適用於溶解腐蝕/鏽。咸信1)至8)尤其適用於溶解肥料蒸發系統中所遇到之積垢。在11)之其他具體實例中，MSA與磷酸之摻合物可改變以使得MSA之存在量大於磷酸，使得各物質之存在份數約相等，或使得MSA之存在量小於磷酸。在特定應用中，MSA使用量超過磷酸可為較佳，因為特定表面在使用磷酸時會變色或無光澤。典型地，必要時，使用腐蝕抑制劑適用於提供看上去更乾淨且更明亮之表面。咸信 12)尤其適用於溶解及/或抑制碳酸鹽積垢，諸如碳酸鈣。應瞭解本發明並不限於以上所編號之特定具體實例。
說明本發明之方法及組成物的以下實施例欲說明本發明，而不限制本發明。
實施例
三重複製備且測試組成物。藉由將組成物之組分混合於小瓶中來製備組成物。稱量積垢之樣品以測定初始重量。該積垢代表在收集及製造肥料期間所遇到之積垢，且一般包含碳酸鈣(Ca.CO3)，且亦可包括一或多種其他化合物。對於各測試而言，積垢之樣品相對地具有相等大小及形狀。接著將樣品置於小瓶中以使得積垢與組成物接觸。接著在烘箱中在80℃溫度下加熱小瓶4小時。接著移除樣品，用水沖洗，在90℃下乾燥，且再稱量以測定最終重量。重量之不同指示所溶解積垢之量。下表中說明各種組成。除非不同地指示，否則所有量均以重量份(公克)計。「-」符號意謂數據未測得或不可使用。
螯合組分1為MGDA，購自BASF公司。
酸性組分1為MSA，購自BASF公司。
以上及以下表2至5中之量以組分之有效重量百分比計，因此，水之量包括添加至組成物中之水以及由組成物之其他組分給予的水。舉例而言，螯合組分1包括約40%活性物(MGDA)及60%水。因此，以上所示水之一部分由螯合組分1給予。酸性組分1包括70%活性物(MSA)及30%水。
如上表1中所示，相對於單獨任一組分，MGDA與MSA之組合移除更多積垢。
對其他酸性組分進行其他測試。下文說明結果。如下文所說明，其他酸亦呈現與MGDA之協同作用。
酸性組分2為H2SO4。
酸性組分3為HCl。
酸性組分4為檸檬酸。
對MSA及MGDA進行其他測試。MGDA之量自8.7增加至14.5以改變組成物之pH值。該另一方式，選擇pH值，且添加MGDA直至到達該pH值。水組成各組成物之剩餘部分。如下文所說明，積垢移除在pH值為6時達到峰值。
對其他螯合組分進行其他測試。下文說明結果。如下文所說明，其他螯合劑亦呈現與MSA之協同作用。以等莫耳為基礎比較下表4中之螯合劑。用NaOH(水溶液)調整pH值。
螯合組分2為EDTA，購自BASF公司。
螯合組分3為DTPA，購自BASF公司。
螯合組分4為HEDTA，購自BASF公司。
螯合組分5為GLDA，購自AkzoNobel。螯合組分5包括47%活性物(GLDA)及53%水。
螯合組分6為NTA，購自BASF公司。
對其他pH值進行其他測試。維持MGDA及MSA之量，且藉由添加NaOH來改變pH值。該另一方式，藉由添加NaOH來增加pH值。如下文所說明，積垢移除在中間pH值時達到峰值。另外，咸信積垢移除最低程度地視下文所說明之範圍內的pH值而定。
類似於上文所說明進行其他測試。在其他組成物中，使用界面活性劑及腐蝕抑制劑。測試腐蝕/鏽之移除。以下表6至9中說明組成。
酸性組分5為85 wt.%磷酸水溶液。
界面活性劑1為分支鏈非離子性界面活性劑，尤其為乙氧化度為8之烷基聚乙二醇醚，購自BASF公司。
腐蝕抑制劑1為65-69 wt.%烷氧基化炔丙醇水溶液，購自BASF公司。
腐蝕抑制劑2為烷氧基化炔丙醇，購自BASF公司。
相對於無螯合組分之實施例38，實施例39及40具有極好鏽移除，其中相對於實施例39，實施例40使底層金屬更明亮。實施例41亦移除鏽，但傾向於使底層金屬變色。其他實施例亦提供一定程度之鏽移除。如下表7中所說明，測試其他酸性及界面活性劑組分。
酸性組分6為甲酸。
酸性組分7為草酸。
酸性組分8為胺磺酸。
界面活性劑2為由飽和異-C13醇製成且乙氧化度為8之非離子性界面活性劑，購自BASF公司。
界面活性劑3為非離子性界面活性劑，尤其為烷基聚葡糖苷，購自BASF公司。
界面活性劑4為離子性界面活性劑，尤其為硫酸化乙氧化脂肪醇，購自BASF公司。
各組成物提供一定程度之鏽移除。如以下表8及9中所說明，測試酸性組分以及另一界面活性劑之比率，其中表9中之組成物為表8中之組成物的稀釋液。隨著時間消逝觀察鏽移除。在表8中，各組成物具有10%活性物螯合劑、10%活性物酸及10%活性物界面活性劑(若使用)。表9包括一半量之活性物。各組成物提供一定程度之鏽移除。
界面活性劑5為低發泡性非離子性界面活性劑，購自BASF公司。
製備其他組成物以測試由碳酸鈣(CaCO3)形成之積垢的移除。用水沖洗由石灰石形成之少量卡拉拉大理岩(Carrara marble)瓷磚(約3 cm×1.5 cm×0.8 cm，1×w×d)，且在烘箱中在105℃乾燥至少一小時。稱量個別瓷磚且置於經編號之2.5盎司(ounce)廣口瓶中。用去離子水製備2.0莫耳濃度(19.2%)MSA之儲備溶液。使用該儲備溶液製備MSA之測試溶液，將MGDA以0.1、0.25、0.5、0.75、1.0、 2.5及5.0毫莫耳之濃度添加至其中。換言之：向100 g 2.0莫耳濃度MSA溶液中添加X公克MGDA以達到所需毫莫耳含量之MGDA且添加水至等於200 g。將該200 g溶液分成50 g等分試樣以用於測試，向經編號之各廣口瓶中添加預稱量之瓷磚且添加50 g溶液。將蓋子較鬆之廣口瓶置於80℃烘箱中一小時。一小時後，傾析溶液並處置，且用自來水充分沖洗樣品。在105℃下乾燥樣品一小時，使其完全冷卻，並再稱量以測定各瓷磚之重量損失。下表10說明各組成物所溶解之積垢的平均量。
如上表10中所示，組成物具有極好溶解性質，甚至在低濃度下，尤其針對碳酸鈣。製備其他組成物以在移除碳酸鈣積垢方面在MGDA與GLDA之間作出比較。以如上文對於表10之組成所述的相同方式製備組成物。
如上表11中所示，組成物具有極好溶解性質，甚至在低濃度下，尤其針對碳酸鈣。
在以下表12及13中，說明其他實施例之穩定性測試。亦說明酸性組分(「A」)與螯合組分(「C」)之莫耳比。組成物之實施例於-10℃儲存16小時。移出組成物且升溫至25℃後持續8小時並檢查晶體生長。接著使組成物回到-10℃儲存且重複該循環。記錄發生晶體生長之前所完成的循環次數並在表格中指示。
應瞭解，隨附申請專利範圍不限於實施方式中所述之確切且特定的化合物、組成物或方法，其可隨特定具體實例而變化，該等特定具體實例屬於隨附申請專利範圍之範疇內。關於本文描述各種具體實例之特定特點或態樣所依賴之任何馬庫斯群組(Markush group)，應瞭解不同、特定及/或出乎意料的結果可由各別馬庫斯群組中獨立於所有其他馬庫斯成員的各成員獲得。馬庫斯群組之各成員可個別 及/或組合地提供依據且對屬於隨附申請專利範圍之範疇內的特定具體實例提供足夠支持。
亦應瞭解，描述本發明之各種具體實例時所依賴之任何範圍及子範圍獨立地且共同地屬於隨附申請專利範圍之範疇內，且理解為描述及涵蓋所有範圍，包括其中之整數值及/或分數值，即使該等值未在本文中寫明。熟習此項技術者容易認識到，所列舉之範圍及子範圍充分描述本發明之各種具體實例並使其能夠實現，且該等範圍及子範圍可進一步描述為相關一半、三分之一、四分之一、五分之一等。僅舉一例而言，「0.1至0.9之」範圍可進一步描述為下三分之一(亦即0.1至0.3)、中三分之一(亦即0.4至0.6)及上三分之一(亦即0.7至0.9)，其個別地且共同地屬於隨附申請專利範圍之範疇內，且可個別地及/或共同地提供依據並對屬於隨附申請專利範圍之範疇內的特定具體實例提供足夠支持。另外，關於定義或修飾範圍之語言，諸如「至少」、「大於」、「小於」、「不大於」及其類似語言，應瞭解該語言包括子範圍及/或上限或下限。另舉一例而言，「至少10」之範圍內在地包括至少10至35之子範圍、至少10至25之子範圍、25至35之子範圍等，且各子範圍可個別地及/或共同地提供依據並對屬於隨附申請專利範圍之範疇內的特定具體實例提供足夠支持。最後，所揭示範圍內之個別數字可提供依據並對屬於隨附申請專利範圍之範疇內的特定具體實例提供足夠支持。舉例而言，「1至9」之範圍包括各種個別整數(諸如3)，以及個別數字，包括小數點 (或分數)(諸如4.1)，其可提供依據並對屬於隨附申請專利範圍之範疇內的特定具體實例提供足夠支持。
本發明已以說明性方式描述於本文中，且應瞭解已使用之術語在詞性質上意欲為描述而非限制。根據上述教示，可對本發明作出許多修改及改變。本發明可以除如隨附申請專利範圍之範疇內特定描述外之方式實施。
本文明確涵蓋獨立項與附屬項(單個附屬項與多個附屬項)之所有組合的標的物。

Claims (30)

  1. 一種溶解及/或抑制系統表面上積垢沉積之方法，該方法包含使該系統表面與組成物接觸之步驟，該組成物包含：A)約3重量份至約15重量份之螯合組分，其選自以下之群：a1)甲基甘胺酸-N-N-二乙酸(methylglycine-N-N-diacetic acid，MGDA)及/或其鹼金屬鹽、a2)氮基三乙酸(nitrilotriacetic acid，NTA)及/或其鹼金屬鹽、a3)羥基乙基伸乙基二胺三乙酸(hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid，HEDTA)及/或其鹼金屬鹽、a4)N,N-雙(羧基甲基)-L-麩胺酸(N,N-bis(carboxymethyl)-L-glutamate，GLDA)及/或其鹼金屬鹽、a5)伸乙基二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid，EDTA)及/或其鹼金屬鹽、a6)二伸乙基三胺五乙酸(diethylenetriaminepenta-acetic acid，DTPA)及/或其鹼金屬鹽，及a7)其混合物；B)約3重量份至約15重量份之酸性組分，其與該螯合組分A)不同；C)至少約60重量份之水；D)視情況存在之界面活性劑組分；及 E)視情況存在之腐蝕抑制劑；其中該等重量份以該組成物之100重量份計；且其中該積垢包含磷酸亞鐵、氟矽酸鉀、氟化鉀及六氟矽酸鉀。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該組成物之pH值為約3至約9。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該組成物之pH值為約5至約7。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該酸性組分B)選自有機酸、無機酸及其組合之群。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該酸性組分B)包含甲烷磺酸。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該甲烷磺酸由空氣氧化製程形成。
  7. 如申請專利範圍第5項或第6項之方法，其中該酸性組分B)進一步包含磷酸。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該酸性組分B)包含檸檬酸。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該酸性組分B)包含磷酸。
  10. 如申請專利範圍第1項或第5項之方法，其中該螯合組分A)包含甲基甘胺酸-N-N-二乙酸(MGDA)及/或其鹼金屬鹽。
  11. 如申請專利範圍第1項之方法，其中以該組成物之 100重量份計，該螯合組分A)之含量為約5重量份至約12.5重量份。
  12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中以該組成物之100重量份計，該酸性組分B)之含量為約5重量份至約12.5重量份。
  13. 如申請專利範圍第1項之方法，其中以該組成物之100重量份計，該界面活性劑組分D)之含量為約3重量份至約15重量份。
  14. 如申請專利範圍第1項或第13項之方法，其中該界面活性劑組分D)為非離子性界面活性劑。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中以該組成物之100重量份計，該界面活性劑組分D)之含量為約5重量份至約12.5重量份。
  16. 如申請專利範圍第1項之方法，其中以該組成物之100重量份計，該腐蝕抑制劑E)之含量為約0.1重量份至約5重量份。
  17. 如申請專利範圍第1項或第16項之方法，其中該腐蝕抑制劑E)為烷氧基化炔丙醇。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中以該組成物之100重量份計，該腐蝕抑制劑E)之含量為約0.5重量份至約1.5重量份。
  19. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該系統表面包含鐵、鋼、鋁、鉻、銅或其組合。
  20. 如申請專利範圍第1項或第19項之方法，其中該系 統為熱傳遞系統。
  21. 如申請專利範圍第1項或第19項之方法，其中該系統為過濾系統。
  22. 如申請專利範圍第1項或第19項之方法，其中該系統為蒸發系統。
  23. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含將熱施加於該組成物及/或該系統以促進該系統表面上該積垢溶解的步驟。
  24. 一種溶解及/或抑制系統表面上積垢沉積之方法，該方法包含使該系統表面與具有pH值為約3至約9之組成物接觸之步驟，該組成物包含：A)約3重量份至約15重量份之螯合組分，其包含甲基甘胺酸-N-N-二乙酸(MGDA)及/或其鹼金屬鹽；B)約3重量份至約15重量份之酸性組分，其包含甲烷磺酸；C)至少約60重量份之水；D)視情況存在之界面活性劑組分；E)視情況存在之腐蝕抑制劑；其中該等重量份以該組成物之100重量份計。
  25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中以該組成物之100重量份計，該界面活性劑組分D)之含量為約3重量份至約15重量份且該界面活性劑組分D)包含非離子性界面活性劑。
  26. 如申請專利範圍第24項或第25項之方法，其中以 該組成物之100重量份計，該腐蝕抑制劑E)之含量為約0.01重量份至約5重量份且該腐蝕抑制劑E)包含烷氧基化炔丙醇。
  27. 如申請專利範圍第24項或第25項之方法，其中該螯合組分A)之含量為約5重量份至約12.5重量份，該酸性組分之含量為約5重量份至約12.5重量份，且該界面活性劑組分D)之含量為約5重量份至約12.5重量份，其各以該組成物之100重量份計。
  28. 一種溶解及/或抑制系統表面上積垢沉積之方法，該系統表面包含複合物、橡膠、塑膠、及/或陶瓷，該方法包含使該系統表面與具有pH值為約3至約9之組成物接觸之步驟，該組成物包含：A)約0.001重量份至約15重量份之甲基甘胺酸-N-N-二乙酸(MGDA)及/或其鹼金屬鹽；B)約0.01重量份至約15重量份之甲烷磺酸；C)剩餘重量份之水；D)視情況存在之界面活性劑組分；及E)視情況存在之腐蝕抑制劑；其中該等重量份以該組成物之100重量份計。
  29. 如申請專利範圍第28項之方法，其中以該組成物之100重量份計，該界面活性劑組分D)之含量為約0.01重量份至約15重量份。
  30. 如申請專利範圍第1項、第24項或第28項之方法，其中該積垢包含碳酸鈣。
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