[其他]用含有丙烯酰氨基烷磺酸的共聚物處理水質

無效

• 申請號: 87107274
• 申請日: 1987-12-07
• 公開（公告）號: CN87107274A
• 公開（公告）日: 1988-08-17
• 發明（設計）人: 薩黑德·阿姆扎德;威廉姆·弗朗克·馬斯勒
• 申請（專利權）人: B·F·谷德里奇公司
• 主分類號: C02F5/10
• 分類號: C02F5/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳季壯,羅英銘

大多數工業水中都含有堿土金屬和過渡金屬陽離子，例如鈣、鋇、鐵、鋅、錳和鎂離子，以及一些陰離子，例如碳酸氫根、碳酸根、硫酸根、磷酸根、硅酸根和氟化物的陰離子。當這些陰離子和陽離子化合時的濃度超過其反應產物的溶解度時，就會形成沉淀，直至不再超過這些產物的溶解度。例如，當鈣和碳酸根的離子積超過了碳酸鈣的溶解度時，就會形成固相的碳酸鈣。

由于水相的部分蒸發，溶液pH值、壓力和溫度的變化以及加入了可與該溶液中原有離子生成不溶性化合物的另外的離子，就會超過溶度積的濃度值。

這些反應產物在含水系統表面析出時，它們就會形成水垢或沉積物。這種集聚現象防礙了有效的熱傳遞，干擾了液體流動、加速了腐蝕進程并為細菌滋生提供了場所。在許多工業水系統中，例如冷卻塔的再循環冷卻水系統中水垢成為一個代價昂貴的問題，因為為了清洗和除垢而不得不延誤和停止生產。

檸檬酸、葡糖酸及其它物質過去一直用于穩定溶液中的鐵，并以此阻止鐵的沉積，例如以氫氧化鐵和氧化鐵的形式的沉積，在這里鐵為三價氧化態。檸檬酸以及同類物通過形成溶于水的配合物的方式使鐵有效地保持在溶解載體，并以此使鐵保持溶于水的狀態。盡管檸檬酸和相關物作為使鐵呈溶液載體的穩定劑是有效的，但是它們并不是阻垢劑，因而對阻止象碳酸鈣、磷酸鈣和硫酸鈣這樣的水垢的形成沒有效果。

此外，先有技術中螯合劑的作用強烈地依賴于溶液pH值。例如，pH為7時，鐵（三價態）在檸檬酸含量為2ppm的溶液中的穩定度為79%，而當pH值為8時該穩定度卻只有2%。換句話說，溶液pH值由7增加至8，檸檬酸的作用則降低了大約40倍。

在美國專利3，928，196中，公開了一種使用雙組分共聚物的阻垢方法。這類含有5～50%（摩爾百分數）的丙烯酰氨基烷磺酸和95～50%（摩爾百分數）的丙烯酸或類似酸的共聚物的分子量為1，000～10，000。摩爾百分數為25/25的丙烯酰氨基甲基丙烷磺酸（AMPS）和丙烯酸（AA）的共聚物相當于重量比為49/51，而摩爾百分數為75/25的AMPS和AA的共聚物相當于當量比為89.5/10.5。

美國專利4，552，665中公開了一種通過添加0.1～20ppm一種不飽和羧酸或其鹽與一種不飽和磺酸或其鹽的共聚物來穩定水溶液中的已溶解的錳離子及其反應產物的方法。丙烯酸是不飽和羧酸的一個例子，而2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸（AMPS）是不飽和磺酸的一個例子。所公開的共聚物類包括雙組分共聚物類和三組分共聚物類即三元共聚物類。

水介質中的普通顆粒積物包括氧化鐵、碳酸鈣和碳酸鎂、硫酸鹽、草酸鹽和磷酸鹽、以及粉砂、礬土、硅酸鋁和粘土。某些沉積問題經常遇到包括從船只的氣鎮罐和貯水罐底部以及船表面的粉砂和泥漿的積累到使用單次循環或再循環系統的水冷卻系統這些環境中所出現的結垢問題，以及因水事先未經處理而在冷卻水和鍋爐水系統中出現的沉積問題。

倘若所有顆粒物質能夠保持溶解狀態，或者至少完成懸浮載體（如果已經成為固體時），就將沒有任何沉積的問題需要對付了。懸浮現象涉及到顆粒在水介質中的沉降?？刂瞥两邓俣鹊膮涤幸后w和顆粒的粒度和相對密度。然而，一旦顆粒沉降，所形成淤渣的性質就取決于顆粒和與之相接觸的表面之間的吸引力。如果顆粒間的吸引力很強，則所形成的沉積物將是致密的，而如果顆粒間的吸引力很弱，則沉積現象不大可能出現，在流動條件下尤為如此。

美國專利3，709，815和3，709，816是關于通過使用丙烯酰氨基烷磺酸的均聚物類和共聚物類（例如2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸即AMPS）進行鍋爐水處理以及控制水系統中的淤積和其它沉積。共聚用單體從水溶性和水不溶性單體中選擇。適宜的共聚用單體包括丙烯酸、丙烯酸的衍生物和鹽類，丙烯酰胺及其衍生物和被取代形式，以及堿金屬磺酸苯乙烯酯類和苯甲酸乙烯酯類以及其它。這些專利中所涉及到的顆粒有：粘土粉粒、碳酸鈣、水合氧化鐵、硅石、磁性氧化鐵、碳酸鎂、硅酸鋁等等。