ES2294042T3 - Terpolimeros de latex cationicos para deshidratar lodos. - Google Patents

Terpolimeros de latex cationicos para deshidratar lodos. Download PDF

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ES2294042T3 ES01987442T ES01987442T ES2294042T3 ES 2294042 T3 ES2294042 T3 ES 2294042T3 ES 01987442 T ES01987442 T ES 01987442T ES 01987442 T ES01987442 T ES 01987442T ES 2294042 T3 ES2294042 T3 ES 2294042T3
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Jitendra Shah
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Abstract

Un terpolímero de látex catiónico preparado polimerizando del 1 al 99, 1 por ciento en moles de uno o más monómeros catiónicos, del 0, 9 al 5 por ciento en moles de uno o más hidroxialquil(met)acrilatos y del 0 al 98, 1 por ciento en moles de uno o más monómeros no iónicos, en el que los monómeros no iónicos se seleccionan entre acrilamida y (met)acrilamida y los monómeros catiónicos se seleccionan entre sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilacrilato, sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilmetacrilato, cloruro de acrilamidopropiltrimetilamonio y cloruro de metacrilamidopropiltrimetilamonio.

Description

Terpolímeros de látex catiónicos para deshidratar lodos.
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Campo técnico
Esta invención se refiere a polímeros para el aclarado de aguas residuales. Más particularmente, esta invención se refiere a floculantes terpoliméricos de látex catiónicos y su uso para deshidratar lodos.
Antecedentes de la invención
La deshidratación de lodos de aguas residuales y suspensiones orgánicas similares, puede aumentarse mezclando en ellos reactivos químicos para inducir un estado de coagulación que de este modo facilita el proceso de separación de agua. Para este propósito, se ha utilizado cal o sales de hierro o aluminio. Más recientemente, se ha descubierto que son útiles polielectrolitos sintéticos, particularmente ciertos copolímeros catiónicos de acrilamida.
A pesar de la variedad de polímeros disponibles en el mercado que se ha descubierto que son capaces de flocular o coagular lodos orgánicos, hay diversas circunstancias que tienden a limitar la utilidad de estos reactivos. Por tanto, aunque para ciertos lodos son factibles tratamientos económicos con estos reactivos conocidos, más a menudo los lodos requieren dosificaciones muy elevadas y poco rentables de reactivos para tratarlos con éxito. Además, a menudo suceden variaciones en el lodo de una fuente a otra. Por ejemplo, variaciones en el suministro de material al proceso de preparado del lodo y/o en las condiciones oxidantes que pueden estar implicadas en la producción del lodo conducen a una diversidad de tipos de partículas que deben retirarse. Además, no es habitual encontrar lodos que sean, por alguna razón, no susceptibles a floculación por cualquiera de los agentes floculantes poliméricos conocidos. Por lo tanto, un objeto de la invención es proporcionar a la técnica un método superior para la deshidratación de aguas residuales que contienen lodo.
En la Patente de Estados Unidos Nº 5.093.413 se describe un polímero de emulsión de agua en aceite catiónico de acrilamida y un monómero catiónico que incorpora de aproximadamente el 0,1 al 0,75 por ciento en moles de un hidroxialquil(met)acrilato y de aproximadamente el 0,01 al 0,075 por ciento en peso de un agente de transferencia de cadena para deshidratar lodos. Sin embargo, estos polímeros son relativamente ineficaces para deshidratar lodos en condiciones de elevada cizalla tales como deshidratación en centrífuga. Por lo tanto, otro objeto de esta invención es proporcionar una nueva clase de polímeros que proporcionan superior rendimiento de deshidratación en condiciones de elevada cizalla.
Sumario de la invención
Se ha descubierto que los terpolímeros de látex catiónicos que incorporan de aproximadamente el 0,9 a aproximadamente el 5 por ciento en moles de monómero(s) de hidroxialquil(met)acrilato proporcionan superior rendimiento de deshidratación de lodos, particularmente en condiciones de elevada cizalla.
Por consiguiente, en su aspecto principal, esta invención se refiere a un terpolímero de látex catiónico preparado polimerizando de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 99,1 por ciento en moles de uno o más monómeros catiónicos, de aproximadamente el 0,9 a aproximadamente el 5 por ciento en moles de uno o más hidroxialquil(met)acrilatos y del 0 a aproximadamente el 98,1 por ciento en moles de uno o más monómeros no iónicos.
En otro aspecto, esta invención se refiere a un método para deshidratar lodos que comprende añadir al lodo una cantidad eficaz de un terpolímero de látex catiónico preparado polimerizando de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 99,1 por ciento en moles de uno o más monómeros catiónicos, de aproximadamente el 0,9 a aproximadamente el 5 por ciento en moles de uno o más hidroxialquil(met)acrilatos y del 0 a aproximadamente el 98,1 por ciento en moles de uno o más monómeros no iónicos.
En otro aspecto, esta invención se refiere a una composición polimérica que comprende un compuesto traza fluorescente y un terpolímero de látex catiónico preparado polimerizando de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 99,1 por ciento en moles de uno o más monómeros catiónicos, de aproximadamente el 0,9 a aproximadamente el 5 por ciento en moles de uno o más hidroxialquil(met)acrilatos y del 0 a aproximadamente el 98,1 por ciento en moles de uno o más monómeros no iónicos.
Descripción detallada de la invención Definiciones de Términos
"Alquilo" significa un grupo monovalente derivado de un hidrocarburo saturado de cadena lineal o ramificada por la retirada de un único átomo de hidrógeno. Los grupos alquilo representativos incluyen metilo, etilo, n- e iso-propilo, y similares.
"Alquileno" significa un grupo divalente derivado de un hidrocarburo saturado de cadena lineal o ramificada por la retirada de dos átomos de hidrógeno. Los grupos alquileno representativos incluyen metileno, etileno, propileno, y similares.
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"En base al activo polimérico" y "en base al monómero" significa la cantidad de un reactivo añadido en base al nivel de monómero vinílico en la fórmula, o el nivel de polímero formado después de la polimerización, suponiendo el 100% de conversión.
"En base a la fórmula" significa la cantidad de reactivo añadido en base al peso de la fórmula total.
"Monómero catiónico" significa un monómero definido en este documento que tiene una carga positiva neta. Los monómeros catiónicos representativos incluyen dialquilaminoalquilacrilatos y metacrilatos y sus sales cuaternarias o ácidas, incluyendo, sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilacrilato, sal cuaternaria de metil sulfato de dimetilaminoetilacrilato, sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilmetacrilato, dialquilaminoalquilacrilamidas o metacrilamidas y sus sales cuaternarias o ácidas tales como cloruro de acrilamidopropiltrimetilamonio y cloruro de metacrilamidopropiltrimetilamonio. Los monómero catiónicos preferidos son sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilacrilato, sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilmetacrilato, cloruro de acrilamidopropiltrimetilamonio y cloruro de metacrilamidopropiltrimetilamonio. Es más preferida la sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilacrilato.
"Agente de transferencia de cadena'" significa cualquier molécula, usada en polimerización de radical libre, que reaccionará con un radical polimérico que forma un polímero muerto y un nuevo radical. Los agentes de transferencia de cadena representativos se enumeran por K. C. Berger y G. Brandrup, "Transfer Constants to Monomer, Polymer, Catalyst, Solvent, and Additive in Free Radical Polymerization", Sección II, pág. 81-151, en "Polymer Handbook", editado por J. Brandrup y E. H. Immergut, 3ª edición, 1989, John Wiley & Sons, Nueva York. Los agentes de transferencia de cadena preferidos incluyen formiato sódico, 2-mercaptoetanol e isopropanol. Es más preferido el formiato sódico.
"Hidroxialquil(met)acrilato" significa un compuesto de fórmula
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en la que R_{1}, es H o CH_{3} y L es alquileno C_{1}-C_{8}, preferiblemente C_{1}-C_{4}. Los hidroxialquil(met)acrilatos representativos incluyen hidroxietilacrilato, hidroxipropilacrilato, hidroxibutilacrilato, hidroxietilmetacrilato, hidroxipropilmetacrilato, 6-hidroxihexilmetacrilato, y similares. Se prefieren 2-hidroxietilmetacrilato (HEMA) y 2-hidroxipropilmetacrilato.
"Polímero de látex" significa una emulsión polimérica de agua en aceite que comprende un terpolímero catiónico de acuerdo con esta invención en la fase acuosa, un aceite hidrocarburo para la fase oleosa y uno o más agentes de emulsión de agua en aceite. Los polímeros de látex son hidrocarburos continuos con los polímeros solubles en agua dispersados en la matriz de hidrocarburo. El polímero de látex se "invierte" o activa para su uso liberando el polímero de las partículas usando rotura, dilución, y, generalmente, otros tensioactivos. Véase la Patente de Estados Unidos Nº 3.734.873. Se describen preparaciones representativas de polímeros de emulsión inversa de elevado peso molecular en las Patentes de Estados Unidos Nº 2.982.749; 3.284.393; y 3.734.873. Véase también, "Mechanism, Kinetics and Modeling of the Inverse-Microsuspension Homopolimerization of Acrylamide", Hunkeler, et al., Polymer (1989), 30 (1), 127-42; y "Mechanism, Kinetics and Modeling of Inverse-Microsuspension Polymerization: 2. Copolimerization of Acrylamide with Quaternary Ammonium Cationic Monomers", Hunkeler et al., Polymer (1991), 32(14), 2626-40.
Los polímeros de emulsión inversa se preparan disolviendo los monómeros deseados y cualquier aditivo de polimerización tal como sales inorgánicas, quelantes, tampones de pH, y similares en la fase acuosa, disolviendo el(los) agente(s) emulsionante(s) en la fase oleosa, emulsionando la fase acuosa en la fase oleosa para preparar una emulsión de agua en aceite, en algunos casos, homogeneizando la emulsión de agua en aceite, polimerizando los monómeros disueltos en la fase acuosa de la emulsión de agua en aceite para obtener el polímero como una emulsión de agua en aceite. Si así se desea, puede añadirse un tensioactivo de auto-inversión después de que se complete la polimerización para obtener la emulsión de auto-inversión de agua en aceite.
La fase oleosa comprende cualquier líquido hidrófobo inerte. Los líquidos hidrófobos preferidos incluyen líquidos de hidrocarburos alifáticos y aromáticos incluyendo benceno, xileno, tolueno, aceite de parafina, licores minerales, queroseno, nafta, y similares. Se prefiere un aceite parafínico.
Los iniciadores de producción de radicales libres tales como peróxido de benzoílo, peróxido de lauroílo, 2,2'-azobis(isobutironitrilo) (AIBN), 2,2'-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo) (AIVN), persulfato potásico y similares son útiles para polimerizar monómeros de vinilo y acrílicos. Se prefieren 2,2'-azobis(isobutironitrilo) (AIBN) y 2,2'-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo) (AIVN). El iniciador se utiliza en cantidades que varían entre aproximadamente el 0,002 y aproximadamente el 0,2 por ciento en peso de los monómeros, dependiendo de la solubilidad del iniciador.
Los agentes de emulsión de agua en aceite útiles para preparar los polímeros de látex de esta invención incluyen ésteres de sorbitán de ácidos grasos, ésteres de sorbitán etoxilados de ácidos grasos, y similares o mezclas de los mismos. Los agentes de emulsión preferidos incluyen monooleato de sorbitán, monoestearato de polioxietilen sorbitán, y similares. Pueden encontrarse detalles adicionales sobre estos agentes en McCutcheon's Detergents and Emulsifiers, North American Edition, 1980. Puede usarse cualquier tensioactivo de inversión o mezcla de tensioactivo de inversión descrita en la técnica anterior. Los tensioactivos de inversión representativos incluyen nonilfenol etoxilado, alcoholes lineales etoxilados, y similares. Los tensioactivos de inversión preferidos son alcoholes lineales etoxilados.
El polímero se prepara polimerizando los monómeros apropiados a una temperatura de aproximadamente 30ºC a aproximadamente 85ºC en aproximadamente 1 a aproximadamente 24 horas, preferiblemente a una temperatura de aproximadamente 40ºC a aproximadamente 70ºC en aproximadamente 3 a aproximadamente 6 horas. Después de completarse la reacción, el polímero de emulsión de agua en aceite se enfría a temperatura ambiente, donde puede añadirse cualquier aditivo post-polimerización deseado, tal como antioxidantes, o un tensioactivo de elevado HLB (como se describe en la Patente de Estados Unidos 3.734.873).
El polímero de emulsión resultante es un líquido de flujo libre. Puede generarse una solución acuosa del polímero de emulsión de agua en aceite añadiendo una cantidad deseada del polímero de emulsión al agua con mezcla vigorosa en presencia de un tensioactivo de elevado HLB (como se describe en la Patente de Estados Unidos 3.734.873).
"Monómero" significa un compuesto alílico, vinílico o acrílico polimerizable. El monómero puede ser catiónico o no iónico. Se prefieren monómeros de vinilo, son más preferidos monómeros acrílicos.
"Monómero no iónico" significa un monómero definido en este documento que es eléctricamente neutro. Los monómeros no iónicos, solubles en agua, representativos incluyen acrilamida y metacrilamida. La acrilamida es más preferida. "RSV" significa Viscosidad Específica Reducida. La RSV de una solución polimérica es una medida de la capacidad de las moléculas poliméricas de potenciar la viscosidad de la solución a una concentración dada, que depende de la estructura de las moléculas poliméricas (incluyendo tamaño y forma), e interacción entre moléculas poliméricas. En una serie de homólogos poliméricos que son sustancialmente lineales y están bien solvatados, "las medidas de viscosidad específica reducida (RSV)" para diluir soluciones poliméricas son una indicación de la longitud de la cadena polimérica y el peso molecular promedio de acuerdo con Paul J. Flory, en "Principles of Polymer Chemistry", Cornell University Press, Ithaca, NY., 1953, Capítulo VII, "Determination of Molecular Weights", pág. 266-316. La RSV se mide a una concentración de polímero y temperatura dadas y se calcula del siguiente modo:
2
donde
\eta = viscosidad de la solución polimérica;
\eta_{0} = viscosidad del disolvente a la misma temperatura; y
c = concentración del polímero en solución.
Las unidades de concentración "c" son (gramos/100 ml o g/decilitro). Por lo tanto, las unidades de RSV son dl/g. En esta solicitud de patente, para medir la RSV, el disolvente usado es solución 1,0 molar de nitrato sódico. La concentración de polímero en el disolvente es 0,045 g/dl. La RSV se mide a 30ºC. Las viscosidades \eta y \eta_{0} se miden usando un viscómetro de dilución semi-micro Cannon Ubbelohde, tamaño 75. El viscómetro se monta en una posición perfectamente vertical en un baño de temperatura constante ajustada a 30 \pm 0,02ºC. El error inherente en el cálculo de RSV es aproximadamente 2 dl/gramos. Cuando dos homólogos poliméricos en una serie tienen RSV similares, eso es un indicio de que tienen pesos moleculares similares.
Realizaciones Preferidas
En un aspecto de esta invención, los monómeros no iónicos se seleccionan entre acrilamida y metacrilamida y los monómeros catiónicos se seleccionan entre sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilacrilato, sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilmetacrilato, cloruro de acrilamidopropiltrimetilamonio y cloruro de metacrilamidopropiltrimetilamonio.
En un aspecto preferido, el hidroxialquil(met)acrilato se selecciona entre hidroxietilacrilato, hidroxipropilacrilato, hidroxibutilacrilato, hidroxietilmetacrilato, hidroxipropilmetacrilato y 6-hidroxihexilmetacrilato.
En otro aspecto preferido, el polímero de látex catiónico se prepara polimerizando de aproximadamente el 20 a aproximadamente el 80 por ciento en moles de uno o más monómeros catiónicos, de aproximadamente el 1 a aproximadamente el 2,5 por ciento en moles de uno o más hidroxialquil(met)acrilatos y del 17,5 a aproximadamente el 79 por ciento en moles de uno o más monómeros no iónicos.
En otro aspecto preferido, el monómero no iónico es acrilamida y el monómero catiónico es sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilacrilato.
En otro aspecto preferido, el hidroxialquil(met)acrilato es hidroxietilmetacrilato.
Los lodos adecuados para el tratamiento que usa los polímeros de esta invención incluyen principalmente, biosólidos residuales industriales y municipales activados y digeridos aeróbica y anaeróbicamente.
La cantidad total de polímero necesaria para flocular de forma eficaz el lodo puede variar considerablemente de acuerdo con las características del lodo que se está tratando y el grado de deshidratación necesario. Típicamente, el polímero se añade en una cantidad de aproximadamente 10 ppm a aproximadamente 600 ppm, preferiblemente de aproximadamente 15 ppm a aproximadamente 400 ppm, más preferiblemente de aproximadamente 20 ppm a aproximadamente 200 ppm en base a los activos poliméricos.
La adición puede ser por métodos convencionales. Puede ser necesario algo de agitación de la mezcla de lodo y floculante para conseguir la floculación. Después de ello puede realizarse la separación de los sólidos separados del líquido por métodos convencionales, tales como filtración y/o sedimentación.
En un aspecto preferido de esta invención, el lodo se deshidrata por un proceso de elevada cizalla.
En otro aspecto preferido, el proceso de elevada cizalla es deshidratación de lodos en centrífuga.
En la deshidratación de lodos en centrífuga, sucede la separación sólidos-líquido en una centrífuga por rotación del lodo a elevadas velocidades para causar la separación por fuerzas gravitatorias. La fuerza gravitatoria conseguida en la centrífuga está en el intervalo de 2000-3000G. La centrífuga de recipiente sólido es el tipo usado más habitualmente para deshidratar lodos. Las centrífugas de recipiente sólido son sistemas de flujo continuo.
El diseño cónico-cilíndrico es la centrífuga de recipiente sólido usada más habitualmente. Es una máquina más flexible y puede desplazar el equilibrio de sequedad de la torta y centrar la calidad en un intervalo más amplio, dependiendo de los criterios de rendimiento deseados. La centrífuga de recipiente sólido cónico-cilíndrico consta de una unidad rotatoria que comprende un recipiente y una cinta transportadora unida a través de un sistema especial de engranajes, que causa que el recipiente y la cinta transportadora roten en la misma dirección, pero a velocidades ligeramente diferentes. La sección cónica en un extremo del recipiente forma una playa de deshidratación sobre la que la cinta transportadora empuja el lodo hasta orificios de salida. El líquido sobrenadante aclarado se deja salir sobre diques o se retira por una espumadera.
El lodo floculado después de entrar en el recipiente se somete inmediatamente no solamente a la fuerza gravitatoria, sino también a elevada cizalla de impacto que surge del golpeo del lodo en la pared del recipiente. El lodo después viaja hasta la sección transportadora y los sólidos y el líquido se separan. La cizalla implicada en la centrífuga es diferente de la experimentada en otros dispositivos de deshidratación tales como prensa de filtro de banda. En la última, el agua se deja drenar inicialmente por gravedad después de lo cual el lodo se exprime a presión por las bandas para liberar el agua extra. Debido a la elevada cizalla de impacto en la centrífuga, los flóculos tienden a descomponerse rápidamente y necesitan polímeros que puedan dar elevada resistencia de flóculo. Como se muestra a continuación, los terpolímeros catiónicos de esta invención proporcionan flóculos de elevada resistencia a cizalla en comparación con los polímeros catiónicos de la técnica anterior.
El rendimiento de los terpolímeros catiónicos de esta invención puede controlarse mediante un elemento traza fluorescente inerte como se describe en la Patente de Estados Unidos Nº 4.783.314. En particular, se añade una composición que comprende un terpolímero de látex catiónico de acuerdo con esta invención y un compuesto traza fluorescente inerte en una proporción conocida al lodo que se está tratando como se ha descrito anteriormente. La emisión fluorescente del lodo tratado se mide y usa para cuantificar y controlar la cantidad y velocidad de suministro del polímero para conseguir un rendimiento de deshidratación máximo.
"Compuesto traza fluorescente inerte" significa un material que es capaz de emitir fluorescencia cuando está presente en el lodo que se está tratando. El compuesto traza fluorescente inerte no debe verse afectado de forma apreciable por cualquier otro material presente en el lodo, o por la temperatura o cambios de temperatura encontrados durante el proceso de deshidratación. Los compuestos traza fluorescentes inertes representativos incluyen naftalenos mono-, di-, y trisulfonatados y sus sales solubles en agua, derivados sulfonatados de pireno y sus sales solubles en agua tales como ácido 1,3,6,8-pirenotetrasulfónico, y Amarillo Ácido 7. Un compuesto traza fluorescente inerte preferido es ácido 1,3,6,8-pirenotetrasulfónico, sal sódica.
La composición de terpolímero de látex catiónico/compuesto traza fluorescente inerte se prepara añadiendo el compuesto traza fluorescente inerte con agitación al terpolímero de látex catiónico de esta invención. Puede añadirse un tensioactivo de inversión descrito en este documento junto con el compuesto traza fluorescente inerte. La cantidad de compuesto traza fluorescente inerte añadida puede determinarse fácilmente por un especialista en la técnica, teniendo en consideración la composición polimérica y las características del lodo que se está tratando.
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Lo anterior se puede entender mejor por referencia a los siguientes Ejemplos, que se presentan para propósitos de ilustración y no se pretende que limiten el alcance de esta invención.
Ejemplo 1 Preparación de terpolímero de acrilamida/sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilacrilato/hidroxietil- metacrilato (49,2/49,8/1,0).
Se repara una fase de monómero acuosa agitando junto 211,3 g de una solución acuosa al 48,9% de acrilamida (Nalco Chemical Co., Naperville, IL), 45,8 g de agua, y 9,0 g de ácido adípico. Los componentes se agitan hasta disolverse. A la solución resultante se le añaden 354,7 g de una solución al 80,5% de sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilacrilato (DMAEA\cdotMCQ, NCF Manufacturing, Inc., Riceboro, GA), 3,8 g de hidroxietilmetacrilato (Rocryl® 400, Rohm and Haas Company, Philadelphia, PA) y 0,12 g de EDTA\cdot4Na^{+} (ácido etilendiaminatetraacético, sal tetrasódica, Van Waters & Rogers, Geismar, LA).
Se prepara una fase oleosa calentando una mezcla de 252,0 g de aceite parafínico (Escaid® 110, Exxon Chemical Company, Houston, TX), 9,0 g de Span® 80 (monooleato de sorbitán, ICI Specialty Chemicals, Wilmington, DE) y 18,9 g de Tween® 61 (POE (4) monoestearato de sorbitán, ICI Specialty Chemicals, Wilmington, DE) hasta que los tensioactivos se disuelven (54-57ºC). La fase oleosa se carga en un reactor de 2 l. Con agitación vigorosa (900 rpm, varilla de 10 mm con una pala de teflón en la base y una turbina de 6 hojas montada a 7,62 cm (3 pulgadas) desde la parte inferior), se añade la fase de monómero en 2 minutos. La mezcla resultante se agita durante 30 minutos a 42ºC.
A la emulsión de agua en aceite se le añaden 0,297 g de AIBN (2,2'-azobis(isobutironitrilo), E. I. duPont Nemours & Co. Inc.; Wilmington, DE) y 0,045 g de AIVN (2,2'-azobis(2,4-dimetilvaleronitrilo), E. I. duPont Nemours & Co. Inc.; Wilmington, DE). La polimerización se realiza en una atmósfera de N_{2} a 42-45ºC durante 3 horas, después a 74ºC durante una hora. Después de completarse la polimerización, la mezcla de reacción se enfría a temperatura ambiente.
El polímero de látex resultante tiene una Viscosidad de Brookfield de 497 cps (eje Nº 2 a 30 rpm). Se prepara una solución polimérica mezclando 2,0 g del polímero de emulsión de agua en aceite con 198,0 g de agua que contiene 0,12 g de Alfonic® 1412-60 (disponible en Vista Chemical Co., Houston, TX) en un vaso de precipitados de 300 ml durante 30 minutos con agitación vigorosa. Se mide una RSV de 6,6 dl/g (NaNO_{3} 1 M a 450 ppm, 30ºC) para el terpolímero.
Las propiedades de los terpolímeros catiónicos representativos de esta invención se resumen en la Tabla 1. Los polímeros se preparan de acuerdo con el método del Ejemplo 1.
TABLA 1
3
Ejemplo 2 Preparación de un terpolímero de acrilamida/sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilacrilato/hidroxietil- metacrilato (49,2/49,8/1,0) que contiene un compuesto traza fluorescente
Se prepara un polímero de auto-inversión que contiene un compuesto traza fluorescente mezclando 16,8 g de Alfonic® 1412-60 (disponible en Vista Chemical Co., Houston, TX) en la mezcla polimérica de agua en aceite del Ejemplo 1 durante un periodo de 15 minutos y después añadiendo 9,0 g de una solución acuosa al 10% de ácido pirenotetrasulfónico, sal sódica (disponible en B. F. Goodrich, Cleveland, OH) durante un periodo de 15 minutos.
Ejemplo 3 Ensayo en banco de centrífuga
El polímero se añade a 20 ml de lodo en un tubo de centrífuga a la concentración deseada y se mezcla usando una mezcladora de vórtice durante 10 segundos. El lodo después se centrifuga a 1000G durante 1 minuto. Esto viene seguido de mezcla adicional en la mezcladora de vórtice durante 10 segundos. Los flóculos después se observan visualmente y se da una valoración de 0-4, siendo 4 la mejor. Un polímero que produce una valoración de 3 ó 4 sería eficaz en la centrífuga. El ensayo en banco se ha correlacionado extensivamente con el rendimiento real en la centrífuga en ensayos de campo.
Las propiedades de polímeros representativos que contienen hasta un 0,76 por ciento en moles de hidroxietilmetacrilato (HEMA), representativas de las composiciones de la técnica anterior, se resumen en la Tabla 2. Los polímeros se preparan como se describe en la Patente de Estados Unidos Nº 5.093.413.
Los datos del ensayo en banco de centrífuga para los polímeros representativos de esta invención y los polímeros de la técnica anterior representativos de la Tabla 2 se resumen en las Tablas 3-5.
TABLA 2
4 
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TABLA 3
5
6 
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TABLA 4
7
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TABLA 5
9
Como se muestra en las Tablas 3-5, los polímeros de la técnica anterior que contienen un 0,76 por ciento en moles o menos de hidroxietilmetacrilato no son ineficaces o ineficientes (es decir, requieren una dosis de polímero mayor) en comparación con los polímeros de esta invención.

Claims (9)

1. Un terpolímero de látex catiónico preparado polimerizando del 1 al 99,1 por ciento en moles de uno o más monómeros catiónicos, del 0,9 al 5 por ciento en moles de uno o más hidroxialquil(met)acrilatos y del 0 al 98,1 por ciento en moles de uno o más monómeros no iónicos, en el que los monómeros no iónicos se seleccionan entre acrilamida y (met)acrilamida y los monómeros catiónicos se seleccionan entre sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilacrilato, sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilmetacrilato, cloruro de acrilamidopropiltrimetilamonio y cloruro de metacrilamidopropiltrimetilamonio.
2. El terpolímero de látex catiónico de la reivindicación 1, en el que el hidroxialquil(met)acrilato se selecciona entre hidroxietilacrilato, hidroxipropilacrilato, hidroxibutilacrilato, hidroxietilmetacrilato, hidroxipropilmetacrilato y 6-hidroxihexilmetacrilato.
3. El terpolímero de látex catiónico de la reivindicación 2 preparado polimerizando del 20 al 80 por ciento en moles de uno o más monómeros catiónicos, del 1 a 2,5 por ciento en moles de uno o más hidroxialquil(met)acrilatos y del 17,5 al 79 por ciento en moles de uno o más monómeros no iónicos.
4. El terpolímero de látex catiónico de la reivindicación 3, en el que el monómero no iónico es acrilamida y el monómero catiónico es sal cuaternaria de metil cloruro de dimetilaminoetilacrilato.
5. El terpolímero de látex catiónico de la reivindicación 4, en el que el hidroxialquil(met)acrilato es hidroxietilmetacrilato.
6. Un método para deshidratar lodos que comprende añadir una cantidad eficaz del terpolímero de látex catiónico de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 al lodo.
7. El método de la reivindicación 6, en el que el lodo se deshidrata por un proceso de elevada cizalla.
8. El método de la reivindicación 7, en el que el proceso de elevada cizalla es deshidratación en centrífuga.
9. Una composición química que comprende el terpolímero catiónico de la reivindicación 1 y un compuesto traza inerte.
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