ES2909648T3 - Mezclas de polímeros inhibidores de incrustaciones y métodos de uso de las mismas - Google Patents
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Abstract
Una mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones, que comprende: una fuente de agua que comprende 4000 ppm a 350 000 ppm de sólidos disueltos totales; y aproximadamente 0,05 ppm a aproximadamente 200 ppm de una composición polimérica, la composición polimérica comprende: aproximadamente 55 % en moles a aproximadamente 99 % en moles de un primer monómero que comprende un residuo de uno de: ácido acrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, ácido maleico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, o ácido metacrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas; aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 45 % en moles de un segundo monómero que comprende un residuo de uno de: ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, ácido maleico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, ácido metacrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, sulfoestireno, o un sulfonato de metalilo, en donde el primer monómero es químicamente diferente del segundo monómero, aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 5 % en moles de un tercer monómero, en donde el tercer monómero comprende un residuo de terc-butilacrilamida, opcionalmente aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles de un cuarto monómero, en donde el cuarto monómero comprende un residuo que es químicamente diferente del primer monómero, el segundo monómero y el tercer monómero; y opcionalmente aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles de un quinto monómero, en donde el quinto monómero comprende un residuo que es químicamente diferente del primer monómero, el segundo monómero, el tercer monómero y el cuarto monómero.
Description
DESCRIPCIÓN
Mezclas de polímeros inhibidores de incrustaciones y métodos de uso de las mismas
La presente invención se refiere a composiciones poliméricas y mezclas acuosas de las mismas para su uso como inhibidores de las incrustaciones. Las composiciones poliméricas en la presente descripción inhiben la formación de incrustaciones en sistemas que contienen agua en concentraciones relativamente bajas.
Antecedentes
Los sistemas de enfriamiento, desalinización, u otros sistemas que contienen agua pueden volverse menos eficientes con el tiempo debido a la deposición de incrustaciones minerales u otras impurezas de agua dura en el agua que circula a través del sistema. Las incrustaciones pueden depositarse en las superficies del sistema que entran en contacto con el agua. Tales incrustaciones pueden provenir de sólidos disueltos, tal como componentes aniónicos y/o catiónicos en la fuente de agua. Por ejemplo, el agua de mar tiene una gran cantidad de iones de calcio e iones de carbonato que causan incrustaciones en comparación con el agua dulce. Los sistemas que contienen agua que utilizan agua de mar a menudo sufren una fuerte formación de incrustaciones ya que el agua de mar se somete a un choque térmico o se concentra, y deben limpiarse o de cualquier otra manera eliminarse dichas incrustaciones (por ejemplo, carbonato de calcio, sulfato de calcio, depósitos o incrustaciones a base de hierro y manganeso) para que funcionen de manera eficiente. Típicamente, a temperaturas más altas, tal como por encima de 50 o 80 grados Celsius y/o en concentraciones más altas causadas por la evaporación, ciertas incrustaciones se forman más fácilmente. Por lo cual, los sistemas que funcionan a altas temperaturas pueden sufrir una deposición de incrustaciones más rápida o más extensa que los sistemas que operan a temperatura ambiente.
La deposición de incrustaciones puede limitarse mediante el uso de un agente que inhibe las incrustaciones en el agua que circula por el sistema. Típicamente, tales agentes que inhiben las incrustaciones incluyen componentes que contienen fósforo, tales como fosfatos o fosfonatos. Tales componentes que contienen fósforo pueden no ser convenientes si el agua se va a descargar del sistema, porque los componentes que contienen fósforo pueden ensuciar las fuentes de agua y las superficies que entran en contacto con las mismas, lo que a menudo provoca la proliferación no deseada o dañina de algas u otras plantas.
Las zonas costeras o aisladas pueden no tener un suministro listo de agua que tiene un bajo sólidos disueltos totales (por ejemplo, menos de aproximadamente 4000 ppm) para la circulación a través de algunos sistemas que contienen agua. Incluso el agua dulce puede recircularse a través de un sistema que contiene agua solo un número limitado de veces antes de que el contenido de TDS en el mismo se concentre hasta un punto donde tenga lugar la deposición de incrustaciones. Sin embargo, el agua dulce de reemplazo puede no ser un recurso fácilmente disponible. Como las cantidades de agua con bajo sólidos disueltos totales sea relativamente escasa, los usuarios de sistemas que requieren agua, tales como desalinización, enfriamiento, procesamiento de pulpa, lavado de vajilla, lavandería, etc., continuarán buscando formas de usar eficientemente las fuentes de agua disponibles, tales como fuentes de agua con alto TDS (por ejemplo, más de 4000 ppm). Algunos documentos relevantes del estado de la técnica a mencionar son: US 3928196 A, US 2003/173303 A1, WO 2013/019627 A1, US 6645384 B1.
Por lo cual, existe una necesidad sustancial en la industria de composiciones poliméricas que sean adecuadas para su uso como inhibidores de las incrustaciones en sistemas que contienen agua.
Resumen
Una mezcla de polímeros, un método para inhibir la formación de incrustaciones mediante el uso de dicha mezcla y el uso de dicha mezcla se proporcionan en las reivindicaciones independientes 1, 7 y 12, respectivamente. Estas reivindicaciones comprenden las características esenciales de la invención. Además, las modalidades preferidas se describen en las reivindicaciones dependientes 2-6, 8-11. En un aspecto, se describe una mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones. La mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones comprende una fuente de agua y aproximadamente 0,05 ppm a aproximadamente 200 ppm de una composición polimérica. La composición polimérica comprende aproximadamente 50 % en moles a aproximadamente 99 % en moles de un primer monómero que comprende un residuo de ácido carboxílico. La composición polimérica comprende además aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 45 % en moles de un segundo monómero que comprende un residuo de ácido sulfonado o un segundo residuo de ácido carboxílico, en donde el primer monómero es químicamente diferente del segundo monómero.
En un aspecto, se describe una composición polimérica. La composición polimérica comprende una pluralidad de monómeros, la pluralidad de monómeros que incluye tres, cuatro o cinco monómeros. La pluralidad de monómeros comprende aproximadamente 90 % en moles a aproximadamente 97 % en moles de un primer monómero que comprende un residuo de uno de ácido acrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas; ácido maleico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas; o ácido metacrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas. La pluralidad de monómeros comprende aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 5 % en moles de un segundo monómero que comprende un residuo de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico, una
de sus sales o una de sus bases conjugadas; ácido maleico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas; ácido metacrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas; o sulfoestireno, en donde el primer monómero es químicamente diferente del segundo monómero. La pluralidad de monómeros comprende aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 5 % en moles de un tercer monómero, que comprende el tercer monómero un residuo de ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas; ácido itacónico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas; ácido crotónico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas; terc-butilacrilamida, una de sus sales o una de sus bases conjugadas; o dimetilacrilamida, una de sus sales o una de sus bases conjugadas; y en donde el tercer monómero es químicamente diferente del primer monómero y del segundo monómero.
Se describe un método para inhibir la formación de incrustaciones en sistemas que contienen agua. El método comprende agregar aproximadamente 0,05 ppm a 1000 ppm de una composición polimérica que inhiben las incrustaciones a una fuente de agua para formar una mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones. La composición polimérica que inhiben las incrustaciones comprende aproximadamente 55 % en moles a aproximadamente 99 % en moles de un primer monómero y el primer monómero comprende un residuo de un ácido carboxílico o su base conjugada. La composición polimérica que inhibe las incrustaciones comprende aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 45 % en moles de un segundo monómero que comprende un residuo de un ácido sulfonado o su base conjugada, o un segundo ácido carboxílico o su base conjugada, en donde el primer monómero es químicamente diferente del segundo monómero. El método incluye aplicar la mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones a un sistema que contiene agua.
Se describe un sistema que contiene agua. El sistema que contiene agua incluye la mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones descrita anteriormente en el mismo, en una concentración de menos de aproximadamente 20 ppm. Las ventajas adicionales y las características novedosas de la invención se expondrán en parte en la descripción que sigue, y en parte se harán evidentes para los expertos en la técnica en la examinación de lo siguiente, o pueden aprenderse a través de la experimentación de rutina en la práctica de la invención.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un gráfico de dosis frente a ciclos de concentración para varios ejemplos de trabajo.
La Figura 2 es un gráfico de dosis frente a ciclos de concentración de algunos de los ejemplos de trabajo de la Figura 1 en agua de mar y agua de mar sintética.
Descripción detallada
Se describirán en detalle varias modalidades con referencia a los dibujos, en donde los numerales de referencia similares representan partes y conjuntos similares a través de las varias vistas. La referencia a diversas modalidades no limita el alcance de las reivindicaciones adjuntas aquí. Adicionalmente, cualquiera de los ejemplos expuestos en esta descripción no pretende ser limitante y simplemente expone algunas de las muchas modalidades posibles para las reivindicaciones adjuntas.
Definiciones
A menos que se defina de cualquier otra manera, todos los términos técnicos y científicos usados en la presente descripción tienen el mismo significado que entiende comúnmente un experto en la técnica. En caso de conflicto, controlará el presente documento, que incluye las definiciones. Los métodos y materiales preferidos se describen a continuación, aunque métodos y materiales similares o equivalentes a los descritos en la presente descripción pueden usarse en la práctica o en las pruebas de la presente invención. Como se usa en la presente descripción, el término ''composición polimérica" significa un polímero soluble en agua, emulsionable, o dispersable de dos o más unidades monoméricas polimerizadas. A menos que se especifique de cualquier otra manera o que proporciona el contexto, "composición polimérica se refiere al polímero tal como se sintetiza, es decir, antes de la mezcla en una fuente de agua como inhibidor de las incrustaciones u otro uso. Como se usa en la presente descripción, el término "monómero" se usa en contexto para significar un compuesto polimerizable por radicales insaturado, su base conjugada, su sal (por ejemplo, sal de carboxilato), o su residuo polimerizado. Los monómeros pueden incluir un monómero aniónico o un monómero catiónico. Como se usa en la presente descripción, el término "monómero aniónico" significa un compuesto insaturado o su residuo polimerizado que tiene un grupo ácido que lleva un pKa de aproximadamente 5 o menos, su base conjugada lleva una carga negativa, o su sal. Como se usa en la presente descripción, el término "monómero catiónico" significa un compuesto insaturado o su un residuo polimerizado que lleva una carga positiva, o su sal.
Como se usa en la presente descripción, el término "químicamente diferente" se refiere a especies químicas que tienen un número diferente de átomos de carbono y/o funcionalidades diferentes (por ejemplo, porciones) de otra especie; diferentes isómeros; o dos o más de tales diferencias. A los propósitos de esta descripción un ácido, un ion, una base conjugada o una sal de una especie química no se considera químicamente diferente de la especie química.
Como se usa en la presente descripción, el término "mezcla de polímeros" significa una composición polimérica, como se describe en la presente descripción, como se mezcla con agua, una fuente de agua, una solución acuosa, o combinaciones de cualquiera de los anteriores. Las mezclas de polímeros pueden incluir una dispersión de polímeros, una emulsión de polímeros, una solución de polímeros disueltos, o combinaciones de cualquiera de los anteriores en agua y/o una fuente de agua. Como dicta el contexto, el término "mezclar' puede incluir emulsionar, dispersar, disolver, o agregar de cualquier otra manera la composición polimérica al agua y/o la fuente de agua. Como dicta el contexto, el término "mezclado" puede referirse a una combinación emulsionada, dispersa, disuelta u otra de la composición polimérica y agua y/o la fuente de agua, o al acto de mezclar como se describió anteriormente.
Como se usa en la presente descripción, el término "dispersión de polímero" significa una composición polimérica sólida de polímero sustancialmente suspendida o disuelta en agua o una solución a base de agua. La dispersión de polímero es una dispersión como se forma, o en el caso de algunas aplicaciones la dispersión antes de la circulación, durante la circulación, después de la circulación, antes de la inyección, durante la inyección o después de la inyección como lo determine el contexto. Las soluciones a base de agua pueden incluir una o más sales disueltas, tampones, ácidos, bases, surfactante u otros compuestos, materiales, componentes disueltos, dispersos o emulsionados, o sus combinaciones.
Como se usa en la presente descripción, el término "emulsión de polímero" significa una composición polimérica líquida sustancialmente suspendida en agua y/o una fuente de agua. Las composiciones poliméricas emulsionadas (látices) incluyen una fase continua y una fase discontinua dispersa en la fase continua. En algunas modalidades, una emulsión es una microemulsión. Las microemulsiones se caracterizan por ser emulsiones que son sustancialmente transparentes y termodinámicamente estables. La emulsión de polímeros es una emulsión como se forma, o en el caso de algunas aplicaciones, la emulsión antes de la circulación, durante la circulación, después de la circulación, antes de la inyección, durante la inyección o después de la inyección como lo determine el contexto. Una emulsión de polímeros puede incluir una o más sales disueltas, tampones, ácidos, bases, surfactantes, u otros compuestos, materiales, componentes disueltos, dispersos o emulsionados, o sus combinaciones.
Como se usa en la presente descripción, el término "agente marcador' significa un monómero capaz de emitir fluorescencia o su derivado. Como se usa en la presente descripción, el término "polímero marcado" significa una composición polimérica, como se describió en la presente descripción, que tiene un agente marcador polimerizado en el mismo.
Como se usa en la presente descripción, el término "fuente de agua" significa una fuente de agua que tiene un contenido de sólidos disueltos totales ("TDS") de aproximadamente 4000 ppm a 350 000 ppm o uno o más de un contenido de calcio disuelto de aproximadamente 300 ppm a 15000 ppm, un contenido de magnesio disuelto de aproximadamente 1000 ppm a 30 000 ppm, un contenido de potasio disuelto de aproximadamente 300 ppm a 15000 ppm, un contenido de sodio disuelto de aproximadamente 5000 ppm a aproximadamente 100000 ppm, un contenido de sílice disuelto de aproximadamente 10 ppm a aproximadamente 1000 ppm, un contenido de carbonato alcalino de aproximadamente 150 ppm a aproximadamente 3000 ppm, un contenido de hierro disuelto de aproximadamente 0,01 ppm a aproximadamente 10 ppm, un contenido de manganeso disuelto de aproximadamente 0,01-10 ppm, o un contenido de sulfato disuelto de aproximadamente 2000 a aproximadamente 20000 ppm. Como se usa en la presente descripción, "TDS" se refiere a la cantidad total de minerales no poliméricos, sales, metales, aniones, y cationes disueltos en un volumen dado de agua. Algunas fuentes de agua pueden incluir agua de pozo, agua producida, connata, aguas residuales tal como aguas de escorrentía, aguas "grises", aguas residuales tratadas o parcialmente tratadas, agua salobre, agua de mar o una combinación de dos o más de tales fuentes de agua como lo determinado por el contexto En algunas modalidades, una fuente de agua incluye una o más sales, iones, tampones, ácidos, bases, surfactantes, u otros compuestos, materiales, componentes disueltos, dispersos o emulsionados, o sus combinaciones. En algunas de tales modalidades, los sólidos disueltos totales son sólidos sustancialmente no poliméricos. En algunas de tales modalidades, los sólidos disueltos comprenden, consisten esencialmente en compuestos iónicos. Generalmente y como lo determine el contexto, el término "fuente de agua" incluye fuentes de agua con alto contenido de TDS (por ejemplo, agua de mar, agua connata, agua producida, o agua salobre) y/o agua a alta temperatura (por ejemplo, 40 grados centígrados y superior). Una "fuente de agua" también puede incluir agua dulce, tal como agua del grifo, agua destilada, o cualquier otra agua con un TDS bajo (por ejemplo, agua que tiene un TDS más abajo de los umbrales indicados anteriormente) que está, estaba o estará concentrada para contener el contenido de TDS descrito anteriormente para una fuente de agua. Por ejemplo, el agua dulce que tiene un contenido de TDS relativamente bajo puede usarse en un sistema de enfriamiento que tiene una torre de enfriamiento, en donde el contenido de TDS relativamente bajo del agua dulce se concentra cada vez más con el tiempo debido a la evaporación del agua en la torre de enfriamiento.
Como se usa en la presente descripción, el término "agua producida" significa agua connata (agua nativa dentro de un yacimiento antes del reflujo) o agua de reflujo (agua que fluye de un yacimiento subterráneo después de una o más fracturación hidráulica u otras operaciones de formación de pozos). En algunas modalidades, el agua producida puede contener al menos parte del contenido de TDS y/o especies de sólidos disueltos asociados y el contenido descrito anteriormente para la fuente de agua. Por ejemplo, el agua producida puede contener un contenido total de TDS de 4000 ppm a 350000 ppm, o uno o más de un contenido de calcio disuelto de aproximadamente 300 ppm a
15 000 ppm, un contenido de magnesio disuelto de aproximadamente 1000 ppm a 30 000 ppm, un contenido de potasio disuelto de aproximadamente 300 ppm a 15000 ppm, un contenido de sodio disuelto de aproximadamente 5000 ppm a aproximadamente 100 000 ppm, un contenido de sílice disuelto de aproximadamente 10 ppm a aproximadamente 1000 ppm, contenido de alcalinidad de carbonato de aproximadamente 150 ppm a aproximadamente 3000 ppm, un contenido de hierro disuelto de aproximadamente de 0,01 ppm a aproximadamente 10 ppm, un contenido de manganeso disuelto de aproximadamente 0,01-10 ppm, o un contenido de sulfato disuelto de aproximadamente de 2000 a aproximadamente de 20000 ppm.
Como se usa en la presente descripción, el término "dosis" se refiere a la concentración de un polímero en una fuente de agua, tal como en partes por millón (ppm). La dosis incluye la cantidad de polímero mezclado en la fuente de agua.
Como se usa en la presente descripción, "ciclos de concentración (’COC)" se refiere a la relación de la concentración de sólidos disueltos (por ejemplo, TDS) en el agua de la purga en comparación con la concentración de sólidos disueltos en el agua de reposición de un agua particular que contiene el sistema. A pesar de las diferencias en el contenido de TDS entre el agua de la purga y el agua de reposición, típicamente, el COC se mide mediante el uso de la misma fuente de agua para toda el agua asociada con ella (por ejemplo, el agua salada de la misma fuente constituye el agua del sistema) (de la purga) y el agua de reposición). El contenido específico de TDS asociado con un COC varía con el contenido de TDS de la fuente de agua particular en uso.
Como se usa en la presente descripción, "sistema que contiene agua" se refiere a un sistema que tiene una o más partes duras que conducen, retienen, contienen, filtran, o de cualquier otra manera entran en contacto con una fuente de agua. Los sistemas ilustrativos que contienen agua incluyen sistemas de enfriamiento (por ejemplo, torres de enfriamiento, radiadores, tubos de calor, etc.), tuberías, equipo de perforación (por ejemplo, sartas de perforación, lodo de perforación, etc.), equipo de fracking, sistemas de procesamiento de papel o pulpa, sistemas de tratamiento de aguas residuales, sistemas de purificación de agua, lavado de vajilla, evaporadores, condensadores, equipo de filtración, membranas, equipo de minería, sistemas de suavizadores de agua, digestores kamyr, bombas, recipientes de almacenamiento, o cualquier otro sistema mediante el uso de fuentes de agua que entren en contacto con una o más superficies de los mismos. Tales superficies pueden incluir el interior de tuberías, recipientes de almacenamiento, radiadores, tuberías de calor, filtros, digestores, condensadores, etc.; el exterior de torres de enfriamiento; o cualquier otra superficie que entre en contacto con una fuente de agua. Las superficies de los sistemas que contienen agua descritos en la presente descripción pueden incluir metales, tales como hierro, acero (por ejemplo, acero inoxidable o acero galvanizado), cobre, plomo, zinc (por ejemplo, tuberías anodizadas), aluminio, o cualquier otro metal adecuado para su uso en sistemas que contienen agua; plásticos, tales como polietileno (por ejemplo, PEX), polipropileno, politetrafluoroetileno, cloruros de polivinilo, acrilonitrilo butadieno estireno, etc.; vidrio (por ejemplo, recipientes de almacenamiento de vidrio), caucho o látex (mangueras o tubos de caucho); fibra de vidrio; hormigón o piedra; o cualquier otro material adecuado para contener, transportar, o filtrar agua.
Como se usa en la presente descripción, el término "peso molecular' se refiere al peso molecular promedio en peso (Mw).
Se pretende que los términos "comprende(n)", "induye(n)", "que tiene", "tiene", "puede", "contiene(n)", y sus variantes, como se usan en la presente descripción, sean frases, términos o palabras de transición de extremos abiertos que no excluyen la posibilidad de acciones o estructuras adicionales. Las formas singulares "un(a)", "y" y "el(la)", incluyen las referencias plurales a menos que el contexto indique claramente de cualquier otra manera. La presente descripción también contempla otras modalidades "que comprenden", "que consisten en" y "que consisten esencialmente en" las modalidades o elementos presentados en la presente descripción, ya sea expuestos explícitamente o no. Generalmente y como lo determine el contexto, el término "incluye", como se usa en la especificación, puede interpretarse como "que comprende", "que consiste en", o "que consiste esencialmente en". El término "que consiste esencialmente en" o "consiste esencialmente en" significa que los métodos y composiciones pueden incluir etapas, componentes, ingredientes adicionales o similares, pero solo si las etapas, componentes y/o ingredientes adicionales no alteran materialmente las características básicas y novedosas de los métodos y composiciones reivindicados.
Como se usa en la presente descripción, el término "opcional" u "opcionalmente" significa que el evento o circunstancia descrito subsecuentemente puede ocurrir, pero no necesariamente, y que la descripción incluye casos en los que ocurre el evento o circunstancia y casos en que no ocurre.
Como se usa en la presente descripción, el término "aproximadamente" modifica, por ejemplo, la cantidad de un ingrediente en una composición, concentración, volumen, temperatura de proceso, tiempo de proceso, rendimiento, régimen de flujo, presión, y valores similares, y sus intervalos, empleados en describir las modalidades de la descripción, se refiere a la variación en la cantidad numérica que puede ocurrir, por ejemplo, a través de los procedimientos típicos de medición y manipulación que se usan para preparar compuestos, composiciones, concentrados o formulaciones de uso; a través del error inadvertido en estos procedimientos; a través de las diferencias en la fabricación, fuente o pureza de los materiales iniciales o ingredientes que se usan para llevar a
cabo los métodos, y las consideraciones similares próximas. El término "aproximadamente" también abarca las cantidades que difieren debido al envejecimiento de una formulación con una concentración o mezcla inicial particular, y las cantidades que difieren debido a mezclar o procesar una formulación con una concentración o mezcla inicial particular. Donde se modifique por el término "aproximadamente", las reivindicaciones adjuntas aquí incluyen equivalentes a estas cantidades.
Como se usa en la presente descripción, la palabra "sustancialmente" que modifica, por ejemplo, el tipo o cantidad de un ingrediente en una composición, una propiedad, una cantidad medible, un método, una posición, un valor, o un intervalo, que se emplea en describir las modalidades de la descripción, se refiere a una variación que no afecta la totalidad de la composición, propiedad, cantidad, método, posición, valor, o su intervalo enumerados de una manera que niega una composición, propiedad, cantidad, método, posición, valor, o intervalo pretendidos. Los ejemplos de propiedades previstas incluyen, únicamente a manera de sus ejemplos no limitantes, flexibilidad, coeficiente de reparto, velocidad, solubilidad, temperatura, y similares; los valores pretendidos incluyen grosor, rendimiento, peso, concentración, y similares. El efecto sobre los métodos que se modifican por "sustancialmente" incluye los efectos provocados por las variaciones en el tipo o la cantidad de materiales usados en un proceso, la variabilidad en la configuración de la máquina, los efectos de las condiciones ambientales en un proceso, y similares en donde la manera o grado del efecto no niega una o más propiedades o resultados previstos; y las consideraciones similares próximas. Cuando se modifique por el término "sustancialmente", las reivindicaciones adjuntas aquí incluyen los equivalentes a estos tipos y las cantidades de los materiales.
Discusión
Composiciones poliméricas
Hemos encontrado nuevas composiciones poliméricas (por ejemplo, polímeros compuestos) capaces de inhibir la formación de incrustaciones en un sistema que contiene agua sin el uso de porciones o residuos que contienen fósforo. Las composiciones poliméricas que incluyen ácido acrílico ("AA"), ácido maleico ("MA"), ácido metacrílico ("MAA"), sus bases conjugadas, o sus sales, y al menos un monómero adicional pueden inhibir la formación de incrustaciones en sistemas que contienen agua. Tal formación de incrustaciones puede deberse a la deposición de componentes formadores de incrustaciones, tal como metales alcalinos o metales alcalinotérreos en solución o forma sólida (por ejemplo, sólidos suspendidos o disueltos) y sus contraiones (por ejemplo, carbonato, sulfato, fosfato, etc.) en una fuente de agua y/o una alta temperatura de la fuente de agua. Las composiciones poliméricas y las mezclas de polímeros descritas en la presente descripción inhiben la formación de incrustaciones, tal como incrustaciones de carbonato de calcio, incrustaciones de sulfato de calcio, etc., en sistemas que contienen agua sin el uso de fósforo o compuestos que contienen fósforo (por ejemplo, fosfatos) que tienden a ensuciar el agua subterránea o cuencas hidrográficas. Los polímeros en la presente descripción pueden usarse en cualquier sistema que contiene agua, que incluye una fuente de agua que tiene un alto contenido de TDS, tal como sistemas de agua connata, agua producida, o agua salada (por ejemplo, agua salobre o agua de mar). Las aplicaciones adecuadas para los polímeros en la presente descripción pueden incluir la inhibición de las incrustaciones o corrosión en sistemas de desalinización; sistemas de enfriamiento que emplean sal, salmuera, o agua de mar; sistemas de perforación que utilizan fluidos de perforación acuosos o agua producida; procesamiento de pulpa; o cualquier otro sistema que contiene agua en que se desee la inhibición de las incrustaciones.
Las composiciones poliméricas descritas en la presente descripción pueden incluir al menos dos monómeros, tal como un copolímero que incluye un residuo AA y un residuo de ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico ("ATBS"). Los polímeros descritos en la presente descripción pueden inhibir la formación de incrustaciones cuando se usan en concentraciones relativamente bajas en fuentes de agua, tal como más abajo de aproximadamente 200 ppm. Por ejemplo, los copolímeros, terpolímeros, tetrapolímeros, y pentapolímeros descritos más abajo pueden facilitar la inhibición selectiva de las incrustaciones minerales en sistemas que utilizan agua de mar, sin la presencia de porciones que contienen fósforo. Tales incrustaciones minerales pueden incluir depósitos de carbonato de calcio, bicarbonato de calcio, sulfato de calcio, fosfato de calcio, o bicarbonato de magnesio a manera de ejemplo.
Las composiciones poliméricas descritas en la presente descripción pueden incluir dos o más monómeros polimerizados, tal como 2-10 monómeros, 2-7 monómeros, 2-5 monómeros, 3-5 monómeros, 2 monómeros, 3 monómeros, 4 monómeros, 5 monómeros, o más de 5 monómeros, como se describió más abajo. Las composiciones poliméricas en la presente descripción pueden estar sustancialmente libres de (por ejemplo, sustancialmente no tiene) fósforo o materiales que contienen fósforo, tales como fosfatos, fosfonatos, o similares. De acuerdo con la invención, las composiciones poliméricas incluyen más de dos monómeros polimerizados.
Copolímeros
En algunos aspectos, que no forman parte de la invención actual, la composición polimérica que inhiben las incrustaciones es un copolímero. El copolímero puede comprender, consistir esencialmente en, o consistir en un residuo polimerizado de 2 o más monómeros. Los dos o más monómeros pueden incluir un primer monómero que comprende, que consiste esencialmente en, o que consiste en un ácido carboxílico o su residuo y un segundo monómero que comprende, que consiste esencialmente en, o que consiste en un ácido sulfonado o su residuo. El
primer monómero puede incluir un ácido carboxílico o un residuo de una molécula que tiene al menos una porción de carboxilo, una de sus sales o una de sus bases conjugadas. El ácido carboxílico puede incluir una sola porción carboxilo o una pluralidad de porciones de carboxilo (por ejemplo, ácidos dicarboxílicos tal como el ácido maleico, etc.).
Los ácidos carboxílicos adecuados para su uso como el primer monómero pueden comprender, consistir esencialmente en, o consistir en, a manera de ejemplo, un ácido alquil acrílico tal como MAA, un ácido butenoico (por ejemplo, ácido crotónico), un ácido pentenoico, ácido propenoico (AA), o cualquier otro ácido monocarboxílico insaturado capaz de polimerizar; ácidos dicarboxílicos tales como MA o anhídrido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico; ácido glutacónico, ácido mucónico, ácido succínico, o cualquier otro ácido dicarboxílico insaturado o su anhídrido capaz de polimerizar; ácidos tricarboxílicos o superior, tales como ácido cítrico, ácido aconítico, o cualquier otro ácido carboxílico que tiene tres o más porciones de ácido carboxílico; o cualquier otro monómero que tiene al menos una porción carboxilo; una sal de cualquiera de los anteriores, o una base conjugada de cualquiera de los anteriores. En algunas modalidades, el primer monómero se forma a partir de cualquiera de los ácidos carboxílicos anteriores, una de sus sales o una de sus bases conjugadas. Por ejemplo, el primer monómero puede incluir un carboxilato (por ejemplo, dicarboxilato) de cualquiera de los ácidos carboxílicos anteriores. Las sales de ácido carboxílico pueden incluir sales de litio, berilio, sodio, magnesio, potasio, calcio, zinc, etc.
El primer monómero puede constituir aproximadamente 55 % en moles del copolímero o más, tal como aproximadamente 55 % en moles a aproximadamente 99 % en moles, aproximadamente 60 % en moles a aproximadamente 98 % en moles, aproximadamente 70 % en moles a aproximadamente 95 % en moles, aproximadamente 80 % en moles a aproximadamente 99 % en moles, aproximadamente 90 % en moles a aproximadamente 97 % en moles, aproximadamente 93 % en moles a aproximadamente 99 % en moles, aproximadamente 96 % en moles a aproximadamente 99 % en moles, aproximadamente 92 % en moles a aproximadamente 94 % en moles, aproximadamente 83 % en moles % a aproximadamente 87 % en moles, aproximadamente 88 % en moles a aproximadamente 92 % en moles, aproximadamente 93 % en moles a aproximadamente 96 % en moles, aproximadamente 95 % en moles a aproximadamente 98,5 % en moles, aproximadamente 60 % en moles, aproximadamente 70 % en moles, aproximadamente 80 % en moles %, aproximadamente 85 % en moles, aproximadamente 90 % en moles, aproximadamente 92,9 % en moles, aproximadamente 93,3 % en moles, aproximadamente 95 % en moles, aproximadamente 96 % en moles, aproximadamente 96,4 % en moles, aproximadamente 98,4 % en moles o aproximadamente 98,5 % en moles del copolímero o menos.
El primer monómero puede constituir aproximadamente 50 % en peso del copolímero o más, tal como aproximadamente 50 % en peso a aproximadamente 95 % en peso, aproximadamente 60 % en peso a aproximadamente 90 % en peso, aproximadamente 70 % en peso a aproximadamente 85 % en peso, aproximadamente 80 % en peso % a aproximadamente 95 % en peso, aproximadamente 85 % en peso a aproximadamente 90 % en peso, aproximadamente 90 % en peso a aproximadamente 95 % en peso, aproximadamente 73 % en peso a aproximadamente 77 % en peso, aproximadamente 78 % en peso a aproximadamente 82 % en peso, aproximadamente 83 % en peso % a aproximadamente 87 % en peso, aproximadamente 88 % en peso a aproximadamente 92 % en peso, aproximadamente 93 % en peso a aproximadamente 96 % en peso, aproximadamente 60 % en peso, aproximadamente 70 % en peso, aproximadamente 80 % en peso, aproximadamente 85 % en peso, aproximadamente 90 % en peso %, aproximadamente 95 % en peso o aproximadamente 96 % en peso del copolímero o menos.
El segundo monómero del copolímero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en un ácido sulfonado o su residuo. El ácido sulfonado puede incluir una porción de ácido sulfonado, una de sus sales o una de sus bases conjugadas. El ácido sulfonado puede incluir una porción de amida, tal como en ATBS. Los ácidos sulfonados adecuados pueden incluir ATBS, sulfoestireno, ácido vinilsulfónico, ácido metalilsulfónico, una sal de los anteriores (por ejemplo, sulfonato de metalilo de sodio o sales de sodio de ATBS), o una base conjugada de los anteriores (por ejemplo, sulfonato de metalilo).
El segundo monómero puede constituir aproximadamente el 45 % en moles del copolímero o menos, tal como aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 45 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 40 % en moles, aproximadamente 20 % en moles a aproximadamente 30 % en moles, aproximadamente 0,01 % en moles % a aproximadamente de 15 % en moles, aproximadamente de 0,01 % en moles a aproximadamente de 10 % en moles, aproximadamente de 0,01 % en moles a aproximadamente de 5 % en moles, aproximadamente de 2 % en moles a aproximadamente de 4 % en moles, aproximadamente de 1 % en moles a aproximadamente de 5 % en moles, aproximadamente de 5 % en moles % a aproximadamente de 15 % en moles, aproximadamente de 10 % en moles a aproximadamente de 15 % en moles, aproximadamente de 5 % en moles a aproximadamente de 10 % en moles, aproximadamente de 18 % en moles a aproximadamente de 22 % en moles, aproximadamente de 13 % en moles a aproximadamente de 17 % en moles, aproximadamente de 8 % en moles % a aproximadamente de 12% en moles, aproximadamente de 3% en moles a aproximadamente de 7% en moles, aproximadamente de 2% en moles, aproximadamente de 3% en moles, aproximadamente de 3,6% en moles, aproximadamente de 3,7% en moles, aproximadamente de 4% en moles, aproximadamente de 5% en moles,
aproximadamente de 10% en moles %, aproximadamente 15% en moles, aproximadamente 20% en moles, aproximadamente 20% en moles o menos, o aproximadamente 10% en moles del copolímero o menos.
El segundo monómero puede constituir aproximadamente 50 % en peso del copolímero o menos, tal como aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 50 % en peso, aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 40 % en peso, aproximadamente 20 % en peso a aproximadamente 30 % en peso, aproximadamente 0,01 % en peso % a aproximadamente 15 % en peso, aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 15 % en peso, aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 15 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 18% en peso a aproximadamente 22 % en peso, aproximadamente 13 % en peso a aproximadamente 17 % en peso, aproximadamente 8 % en peso a aproximadamente 12 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 7 % en peso, aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 15 % en peso, aproximadamente 20 % en peso, aproximadamente 20 % en peso o menos, o aproximadamente 10 % en peso del copolímero o menos.
El primer monómero del copolímero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en uno o más de AA, MA, MAA, o sus residuos. En una modalidad, el segundo monómero del copolímero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en uno o más de MA, ATBS, sulfoestireno, ácido metalilsulfónico, o sus residuos, donde el segundo monómero es químicamente diferente (por ejemplo, químicamente distinto) del primer monómero. En una modalidad, el copolímero incluye un residuo de AA y un residuo de ATBS. El residuo de Aa puede constituir aproximadamente 90 % en moles a aproximadamente 99 % en moles (por ejemplo, aproximadamente 95 % en moles a aproximadamente 98,5 % en moles) del copolímero y el residuo de ATBs puede constituir al menos una porción del equilibrio del copolímero. En una modalidad, el copolímero es un residuo de MA y un residuo de ATBS. El residuo de MA puede constituir aproximadamente 90 % en moles a aproximadamente el 99 % en moles (por ejemplo, aproximadamente 95 % en moles a aproximadamente 98,5 % en moles) del copolímero y el residuo de ATBS puede constituir al menos una porción del equilibrio del copolímero. En una modalidad, el copolímero es un residuo de MAA y un residuo de ATBS. El residuo de MAA puede constituir de aproximadamente el 90 % en moles a aproximadamente el 99 % en moles (por ejemplo, aproximadamente 95 % en moles a aproximadamente 98,5 % en moles) del copolímero y el residuo de ATBS puede constituir al menos una porción del equilibrio del copolímero. En una modalidad, el copolímero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en un primer monómero que incluye uno de AA, mA, MAA, o su residuos; y un segundo monómero que incluye uno de residuos de sulfoestireno, sulfonato de metalilo, o sus residuos. Por ejemplo, el primer monómero puede ser un residuo de AA o MA y el segundo monómero puede ser un residuo de sulfoestireno. El residuo de AA puede constituir aproximadamente 90 % en moles a 99 % en moles (por ejemplo, 95 % en moles a aproximadamente 98,5 % en moles) del copolímero y el residuo de sulfoestireno puede constituir al menos una porción del equilibrio del copolímero.
Como se analiza en detalle a continuación, el copolímero puede exhibir cualquiera de un amplio intervalo de pesos moleculares. Como se analiza en más detalle a continuación, el copolímero puede mezclarse en agua (por ejemplo, agua del grifo o destilada) y/o una fuente de agua en cualquiera de un amplio intervalo de concentraciones. Sin desear estar limitado por la teoría, creemos que durante su uso, uno o más porciones presentes en el copolímero pueden actuar para quelar, unir, o de cualquier otra manera hacer que los componentes de las incrustaciones (por ejemplo, calcio o magnesio) no estén disponibles para formar la incrustación (por ejemplo, carbonato de calcio o sulfato de calcio) o depósito en equipos en sistemas que contienen agua, tal como equipos de enfriamiento, desalinización, o perforación. Como se analiza en detalle a continuación, los copolímeros en la presente descripción también pueden incluir un agente marcador.
Terpolímeros
El terpolímero puede comprender, consistir esencialmente en, o consistir en un primer monómero que incluye un ácido carboxílico o su residuo; un segundo monómero que incluye un ácido sulfonado o su residuo, o un segundo ácido carboxílico químicamente diferente o su residuo; y un tercer monómero que incluye un ácido sulfonado o su residuo, un tercer ácido carboxílico químicamente diferente (por ejemplo, que difiere del primer y segundo ácido carboxílico), o una molécula alquilada o su residuo. En una modalidad, cada uno de los primero, segundo, y tercer monómeros son químicamente diferentes entre sí.
El primer monómero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en un (primer) ácido carboxílico o su residuo sustancialmente como se describió anteriormente con relación al copolímero. El primer monómero se selecciona de ácido acrílico, ácido maleico, ácido metacrílico, sus sales o sus bases conjugadas. Otros monómeros fuera del alcance de la invención son: un ácido butenoico (por ejemplo, ácido crotónico), un ácido pentenoico, ácido propenoico (AA), o cualquier otro ácido monocarboxílico insaturado capaz de polimerizar; ácidos dicarboxílicos tales como MA, ácido fumárico, ácido itacónico; ácido glutacónico, ácido mucónico, ácido succínico o cualquier otro ácido dicarboxílico insaturado capaz de polimerizar; ácidos tricarboxílicos o superior, tales como ácido cítrico, ácido aconítico, o cualquier otro ácido carboxílico insaturado que tenga tres o más porciones de ácido carboxílico (por ejemplo, grupos carboxilo); o cualquier otra molécula que tiene al menos una porción de carboxilo, una de sus sales o una de sus bases conjugadas. Por ejemplo, el primer monómero puede incluir un carboxilato (por ejemplo,
dicarboxilato) de cualquiera de los monómeros de ácido carboxílico anteriores. Las sales de ácido carboxílico pueden incluir sales de litio, berilio, sodio, magnesio, potasio, calcio, zinc, etc. De acuerdo con la invención, el primer monómero comprende un residuo de uno de: ácido acrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, ácido maleico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, o ácido metacrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas.
El primer monómero puede constituir aproximadamente 55 % en moles del terpolímero o más, tal como aproximadamente 55 % en moles a aproximadamente 99 % en moles, aproximadamente 60 % en moles a aproximadamente 98 % en moles, aproximadamente 70 % en moles a aproximadamente 95 % en moles, aproximadamente 80 % en moles a aproximadamente de 99 % en moles, aproximadamente 85 % en moles a aproximadamente 98 % en moles, aproximadamente 90 % en moles a aproximadamente 97 % en moles, aproximadamente 93 % en moles a aproximadamente 97 % en moles, aproximadamente 93 % en moles a aproximadamente 99 % en moles, aproximadamente 96 % en moles a aproximadamente 99 % en moles, aproximadamente 92 % en moles a aproximadamente 94 % en moles, aproximadamente 83 % en moles a aproximadamente 87 % en moles, aproximadamente 88 % en moles a aproximadamente 92 % en moles, aproximadamente 93 % en moles a aproximadamente 96 % en moles, aproximadamente 60 % en moles, aproximadamente 70 % en moles, aproximadamente 80 % en moles, aproximadamente 85 % en moles, aproximadamente 90 % en moles, aproximadamente 92,9 % en moles, aproximadamente 93,3 % en moles, aproximadamente 95 % en moles, aproximadamente 96 % en moles, aproximadamente 96,4 % en moles, o aproximadamente 98,4 % en moles del terpolímero o menos.
El primer monómero puede constituir aproximadamente el 50 % en peso del terpolímero o más, tal como aproximadamente el 50 % en peso hasta aproximadamente el 95 % en peso, aproximadamente el 60 % en peso hasta aproximadamente el 90 % en peso, aproximadamente el 70 % en peso hasta aproximadamente el 85 % en peso, aproximadamente el 75 % en peso % a aproximadamente 90 % en peso, aproximadamente 80 % en peso a aproximadamente 95 % en peso, aproximadamente 85 % en peso a aproximadamente 90 % en peso, aproximadamente 90 % en peso a aproximadamente 95 % en peso, aproximadamente 78 % en peso a aproximadamente 82 % en peso, aproximadamente 83 % en peso % a aproximadamente 87 % en peso, aproximadamente 88 % en peso a aproximadamente 92 % en peso, aproximadamente 60 % en peso, aproximadamente 70 % en peso, aproximadamente 80 % en peso, aproximadamente 85 % en peso, aproximadamente 90 % en peso, o aproximadamente 90 % en peso del terpolímero o menos. De acuerdo con la invención, el primer monómero constituye 55 % en moles a aproximadamente 99 % en moles del polímero.
El segundo monómero es químicamente diferente del primer monómero.
De acuerdo con la invención, el segundo monómero comprende un residuo de uno de: ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, ácido maleico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, ácido metacrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, sulfoestireno, o un sulfonato de metalilo.
Por ejemplo, el segundo monómero puede incluir un residuo MA o MAA mientras que el primer monómero incluye un residuo AA, o viceversa.
El segundo monómero puede constituir aproximadamente 45 % en moles del terpolímero o menos, tal como aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 45 % en moles, aproximadamente 10 % en moles a aproximadamente 40 % en moles, aproximadamente 20 % en moles a aproximadamente 30 % en moles, aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 15 % en moles, aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 1,5 % en moles a aproximadamente 4 % en moles, aproximadamente 2 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 5 % en moles a aproximadamente 15 % en moles, aproximadamente 10 % en moles a aproximadamente 15 % en moles, aproximadamente 5 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, aproximadamente 18 % en moles a aproximadamente 22 % en moles, aproximadamente 13 % en moles a aproximadamente 17 % en moles, aproximadamente 8 % en moles a aproximadamente 12 % en moles, aproximadamente 3 % en moles a aproximadamente 7 % en moles, aproximadamente 10 % en moles, aproximadamente 1,6 % en moles, aproximadamente 2 % en moles, aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 3,6 % en moles, aproximadamente 3,7 % en moles, aproximadamente 4 % en moles, aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 10 % en moles, aproximadamente 15 % en moles, aproximadamente 20 % en moles, aproximadamente 20 % en moles o menos, aproximadamente 10 % en moles o menos, o aproximadamente 5 % en moles del terpolímero o menos.
El segundo monómero puede constituir aproximadamente 50 % en peso del terpolímero o menos, tal como aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 50 % en peso, 5 % en peso a aproximadamente 50 % en peso, aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 40 % en peso, aproximadamente 20 % en peso a aproximadamente 30 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 15 % en peso, aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 15 % en peso, aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 15 % en peso, aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 10 % en peso,
aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 18 % en peso a aproximadamente 22 % en peso, aproximadamente 13 % en peso a aproximadamente 17 % en peso, aproximadamente 8 % en peso a aproximadamente 12 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 7 % en peso, aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 15 % en peso, aproximadamente 20 % en peso, aproximadamente 20 % en peso o menos, o aproximadamente 10 % en peso del terpolímero o menos. De acuerdo con la invención, el segundo monómero constituye 0,01 % en moles a aproximadamente 45 % en moles del polímero.
El tercer monómero es químicamente diferente del primer monómero y del segundo monómero.
El tercer monómero comprende un residuo de terc-butilacrilamida.
El tercer monómero puede constituir aproximadamente % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 1,5 % en moles a aproximadamente 3,5 % en moles, aproximadamente 3 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 1,8 % en moles, aproximadamente 2 % en moles, aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 5 % en moles o menos, o aproximadamente 3 % en moles del terpolímero o menos.
El tercer monómero puede constituir aproximadamente 10 % en peso del terpolímero o menos, tal como aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 9 % en peso, aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 8 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 7 % en peso, aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 6 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 8 % en peso, aproximadamente 8 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 7 % en peso del terpolímero o menos, o aproximadamente 5 % en peso del terpolímero o menos. De acuerdo con la invención, el tercer monómero constituye 0,01 % en moles a aproximadamente 5 % en moles del polímero.
El primer monómero del terpolímero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en uno o más de AA, MA, MAA o sus residuos. En una modalidad, el segundo monómero del terpolímero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en uno o más de MA, MAA, ATBS, o sus residuos, donde el segundo monómero es químicamente diferente del primer monómero. El tercer monómero es terc-butilacrilamida.
El residuo de AA puede constituir aproximadamente 90 % en moles a aproximadamente 98 % en moles del terpolímero, el residuo de MA puede constituir aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles del terpolímero, y el residuo de ATBS puede constituir al menos una porción del equilibrio del terpolímero (por ejemplo, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles) El residuo de AA puede constituir aproximadamente 90 % en moles a aproximadamente 98 % en moles del terpolímero, el residuo de MAA puede constituir aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles del terpolímero, y el residuo de ATBS puede constituir al menos una porción del equilibrio del terpolímero (por ejemplo, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles)
En una modalidad, el terpolímero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en uno o más residuos de AA, residuos de ATBS, y residuos de terc-butilacrilamida. El residuo de AA puede constituir aproximadamente 90 % en moles a aproximadamente 98 % en moles del terpolímero, el residuo de ATBS puede constituir aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles del terpolímero y el residuo de terc-butilacrilamida puede constituir al menos una porción del equilibrio del terpolímero (por ejemplo, de aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles)
Como se analiza en detalle a continuación, el terpolímero puede exhibir cualquiera de un amplio intervalo de pesos moleculares. Como se analiza en más detalle a continuación, el terpolímero puede mezclarse (por ejemplo, al menos disolverse, dispersarse o suspenderse parcialmente) en agua y/o una fuente de agua en cualquiera de un amplio intervalo de dosis. Sin desear estar limitado por la teoría, creemos que durante su uso, uno o más porciones presentes en el copolímero pueden actuar para quelar, unir, o de cualquier otra manera hacer que los componentes de las incrustaciones (por ejemplo, calcio o magnesio) no estén disponibles para formar la incrustación (por ejemplo, carbonato de calcio o sulfato de calcio) o depósito en equipos en sistemas que contienen agua, tal como equipo de enfriamiento, desalinización, o perforación. Como se analiza en detalle a continuación, los terpolímeros en la presente descripción también pueden incluir un agente marcador (por ejemplo, marcador o marcador fluorescente). Tetrapolímeros
En algunas modalidades, la composición polimérica que inhiben las incrustaciones es un tetrapolímero (por ejemplo, cuaterpolímero o cuatripolímero) de acuerdo con las reivindicaciones. El tetrapolímero puede comprender, consistir esencialmente en, o consistir en un primer monómero que incluye un ácido carboxílico o su residuo; un segundo monómero que incluye un ácido sulfonado o su residuo, o un segundo ácido carboxílico químicamente diferente o su residuo; siendo un tercer monómero terc-butilacrilamida; y un cuarto monómero que incluye una molécula alquilada o su residuo, o un cuarto, ácido carboxílico químicamente diferente o su residuo. En una modalidad, cada uno de los monómeros primero, segundo, tercero y cuarto son químicamente diferentes entre sí.
Los monómeros primero, segundo, y tercero pueden comprender, consistir esencialmente en, o consiste en un (primer) ácido carboxílico o su residuo sustancialmente como se describió anteriormente con relación al terpolímero. Por ejemplo, los ácidos carboxílicos adecuados pueden incluir, a manera de ejemplo, un ácido alquil acrílico tal como AA, MA, o MAA, o cualquier otro ácido carboxílico insaturado capaz de polimerizar; o cualquier otra molécula insaturada que tiene al menos una porción carboxilo; una sal de cualquiera de los anteriores, o una base conjugada de cualquiera de los anteriores. En algunos aspectos, el primer monómero incluye un residuo de cualquiera de los ácidos carboxílicos descritos en la presente descripción, una de sus sales o una de sus bases conjugadas. Las sales de ácido carboxílico pueden incluir sales de litio, berilio, sodio, magnesio, potasio, calcio, zinc, etc.
El primer monómero puede constituir aproximadamente 55 % en moles del tetrapolímero o más, tal como aproximadamente 80 % en moles o más, aproximadamente 55 % en moles a aproximadamente 99 % en moles, aproximadamente 65 % en moles a aproximadamente 95 % en moles, aproximadamente 75 % en moles a aproximadamente 94 % en moles, aproximadamente 80 % en moles a aproximadamente 95 % en moles, aproximadamente 85 % en moles a aproximadamente 93 % en moles, aproximadamente 90 % en moles a aproximadamente 98 % en moles, aproximadamente 80 % en moles a aproximadamente 90 % en moles, aproximadamente 90 % en moles a aproximadamente 95 % en moles, aproximadamente 85 % en moles a aproximadamente 90 % en moles, aproximadamente 91 % en moles a aproximadamente 95 % en moles, aproximadamente 65 % en moles, aproximadamente 75 % en moles, aproximadamente 85 % en moles, aproximadamente 90 % en moles, aproximadamente 93 % en moles, aproximadamente 95 % en moles, aproximadamente 93 % en moles o menos, o aproximadamente 95 % en moles del tetrapolímero o menos.
El primer monómero puede constituir aproximadamente 50 % en peso del tetrapolímero o más, tal como aproximadamente 75 % en peso o más, aproximadamente 50 % en peso a aproximadamente 95 % en peso, aproximadamente 60 % en peso a aproximadamente 90 % en peso, aproximadamente 70 % en peso a aproximadamente 85 % en peso, aproximadamente 75 % en peso a aproximadamente 90 % en peso, aproximadamente 80 % en peso a aproximadamente 95 % en peso, aproximadamente 85 % en peso a aproximadamente 90 % en peso, aproximadamente 75 % en peso a aproximadamente 85 % en peso, aproximadamente 78 % en peso a aproximadamente 82 % en peso, aproximadamente 83 % en peso a aproximadamente 87 % en peso, aproximadamente 88 % en peso a aproximadamente 92 % en peso, aproximadamente 60 % en peso, aproximadamente 70 % en peso, aproximadamente 80 % en peso, aproximadamente 85 % en peso, aproximadamente 90 % en peso, o aproximadamente 85 % en peso del tetrapolímero o menos.
En un aspecto, el segundo monómero del tetrapolímero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en un ácido sulfonado, un (segundo) ácido carboxílico o un residuo de cualquiera de los anteriores, donde el segundo monómero es químicamente diferente del primer monómero. El ácido sulfonado (por ejemplo, ácidos sulfónicos) puede incluir una porción sulfonato, una de sus sales o una de sus bases conjugadas como se describió anteriormente con relación al copolímero y al terpolímero. Por ejemplo, los ácidos sulfonados adecuados pueden incluir ATBS, sulfoestireno, ácido vinilsulfónico, o ácido metalilsulfónico, cualquier otro ácido sulfonado, una sal de los anteriores o una base conjugada de los anteriores, como se describió anteriormente.
En un aspecto, el segundo monómero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en cualquiera de los ácidos carboxílicos o sus residuos descritos anteriormente con relación al primer monómero, siempre que el ácido carboxílico del segundo monómero sea químicamente diferente del ácido carboxílico del primer monómero. Por ejemplo, el segundo monómero puede comprender, consistir esencialmente en, o consistir en uno o más residuos MA o MAA, mientras que el primer monómero incluye residuos AA, o viceversa.
El segundo monómero puede constituir aproximadamente el 20 % en moles del tetrapolímero o menos, tal como aproximadamente más de aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 20 % en moles, aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 15 % en moles, aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, de aproximadamente 0,01% en moles a aproximadamente 5% en moles, de aproximadamente 2% en moles a aproximadamente 10% en moles, de aproximadamente 3% en moles a aproximadamente 8% en moles, de aproximadamente 5% en moles a aproximadamente 15% en moles, de aproximadamente 8% en moles a aproximadamente 12% en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 4 % en moles, aproximadamente 4 % en moles a aproximadamente 6 % en moles, aproximadamente 5 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 2 mol % a aproximadamente 4 mol %, aproximadamente 3 mol % a aproximadamente 5 mol %, aproximadamente 5 mol % a
aproximadamente 8 mol %, aproximadamente 8 mol % a aproximadamente 10 mol %, aproximadamente 10 mol % a aproximadamente 15 mol %, aproximadamente 1 mol %, aproximadamente 2 mol %, aproximadamente 3 mol %, aproximadamente 3,5 mol %, aproximadamente 4 mol %, aproximadamente 5 mol %, aproximadamente 10 mol % o menos, o aproximadamente 5 mol % del tetrapolímero o menos.
El segundo monómero puede constituir aproximadamente 20 % en peso del tetrapolímero o menos, tal como aproximadamente más de aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 20 % en peso, 0,01 % en peso a aproximadamente 15 % en peso, 0,01 % % en peso a aproximadamente 10 % en peso, 0,01 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 18 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 12 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 15 % en peso, aproximadamente 8 % en peso a aproximadamente 12 % en peso, aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 6 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, 0,01 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 8 % en peso, aproximadamente 8 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 10 % en peso a aproximadamente 15 % en peso, aproximadamente 10 % en peso o menos, o aproximadamente 5 % en peso del tetrapolímero o menos.
En una modalidad, el tercer monómero del tetrapolímero comprende terc-butilacrilamida.
El tercer monómero puede constituir aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 3 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 1 % en moles, aproximadamente 1,8 % en moles, aproximadamente 2 % en moles, aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 5 % en moles o menos, o aproximadamente 3 % en moles del tetrapolímero o menos.
El tercer monómero puede constituir aproximadamente 10 % en peso del tetrapolímero o menos, tal como aproximadamente 0,01 % en peso a 10 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a 9 % en peso, aproximadamente 2 % en peso a 8 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 7 % en peso, aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 6 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 8 % en peso, aproximadamente 8 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 7 % en peso o menos, o aproximadamente 5 % en peso del tetrapolímero o menos.
En una modalidad, el cuarto monómero del tetrapolímero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en un (cuarto) ácido carboxílico, una molécula alquilada, o un residuo de cualquiera de los anteriores, donde el cuarto monómero es químicamente diferente del primero, segundo, y tercer monómeros. En una modalidad, la molécula alquilada incluye al menos una porción alquilo, su residuo, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, como se describió anteriormente.
En una modalidad, el cuarto monómero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en cualquiera de los ácidos carboxílicos o sus residuos descritos anteriormente con relación al primer monómero, siempre que el ácido carboxílico del cuarto monómero sea químicamente diferente del ácido carboxílico del primero, segundo, y tercer monómeros. Por ejemplo, el cuarto monómero puede incluir ácido itacónico o ácido crotónico y uno o más del primero, segundo, y tercer monómeros pueden incluir o consistir en AA, MA, y/o MAA, respectivamente.
El cuarto monómero puede constituir aproximadamente 10 % en moles del tetrapolímero o menos, tal como aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, 0,01 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles, aproximadamente 2 % en moles a aproximadamente 6 % en moles, aproximadamente 3 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 4 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 1,5 % en moles a aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 4 % en moles a aproximadamente 6 % en moles, aproximadamente 5 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 3 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 5 % en moles a aproximadamente 8 % en moles, aproximadamente 8 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 10 % en moles, aproximadamente 7 % en moles o menos, aproximadamente 5 % en moles o menos, o aproximadamente 3 % en moles del tetrapolímero o menos.
El cuarto monómero puede constituir aproximadamente 10 % en peso del tetrapolímero o menos, tal como aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 9 % en peso, aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 8 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 7 % en peso, aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 6 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a
aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 8 % en peso, aproximadamente 8 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 7 % en peso o menos, o aproximadamente 5 % en peso del tetrapolímero o menos. De acuerdo con la invención, el polímero comprende opcionalmente aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles de un cuarto monómero, en donde el cuarto monómero comprende un residuo que es químicamente diferente del primer monómero, el segundo monómero, y el tercer monómero.
En una modalidad, el primer monómero del tetrapolímero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en uno de AA, MA, MAA, o sus residuos. El segundo monómero del tetrapolímero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en uno de MA, MAA, ATBS, o sus residuos, donde el segundo monómero es químicamente diferente del primer monómero. El tercer monómero del tetrapolímero puede comprender, consiste esencialmente en, o consiste en uno de ATBS, sulfoestireno, ácido metalilsulfónico, terc-butilacrilamida, dimetilacrilamida, ácido itacónico, ácido crotónico o sus residuos, donde el tercer monómero es químicamente diferente del segundo monómero y el primer monómero. En un aspecto, el cuarto monómero del tetrapolímero es uno de terc-butilacrilamida, dimetilacrilamida, ácido itacónico, ácido crotónico, o sus residuos, donde el cuarto monómero es químicamente diferente del primero, segundo, y tercer monómero.
En un aspecto, el tetrapolímero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en un residuo de AA, un residuo de MA, un residuo de ATBS, y un residuo de terc-butilacrilamida. El residuo de AA puede constituir aproximadamente 85 % en moles a aproximadamente 95 % en moles del tetrapolímero, el residuo de MA puede constituir aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles del tetrapolímero, el residuo de ATBS puede constituir aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles del tetrapolímero, y el residuo de terc-butilacrilamida puede constituir al menos una porción del equilibrio del tetrapolímero (por ejemplo, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles). El residuo de AA puede constituir aproximadamente 93 % en moles del tetrapolímero, el residuo MA puede constituir aproximadamente 2 % en moles del tetrapolímero, el residuo de ATBS puede constituir aproximadamente 3,5 % en moles del tetrapolímero, y el residuo de terc-butilacrilamida puede constituir aproximadamente 1,5 % en moles del tetrapolímero.
En un aspecto, el tetrapolímero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en uno o más residuo de AA, residuo de ATBS, residuo de ácido itacónico o ácido crotónico, y residuo de terc-butilacrilamida. El residuo de AA puede constituir aproximadamente 80 % en moles a aproximadamente 95 % en moles del tetrapolímero, el residuo de ATBS puede constituir aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles del tetrapolímero, el residuo de ácido itacónico o ácido crotónico puede constituir aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles del tetrapolímero, y el residuo de terc-butilacrilamida puede constituir aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles del tetrapolímero. Puede usarse MA o MAA en lugar del AA, donde el MA es químicamente diferente de cada uno de los monómeros en los tetrapolímeros.
Como se analiza en detalle más abajo, el tetrapolímero puede exhibir cualquiera de un amplio intervalo de pesos moleculares. Como se analiza en más detalle a continuación, el tetrapolímero puede mezclarse en agua y/o una fuente de agua en cualquiera de un amplio intervalo de dosis. Sin desear estar limitado por la teoría, creemos que durante su uso, uno o más porciones presentes en el copolímero pueden actuar para quelar, unir, o de cualquier otra manera hacer que los componentes de las incrustaciones (por ejemplo, calcio o magnesio) no estén disponibles para formar la incrustación (por ejemplo, carbonato de calcio o sulfato de calcio) o depósito en equipo en sistemas que contienen agua, tal como equipo de enfriamiento, desalinización, o perforación. Como se explica en detalle a continuación, los tetrapolímeros en la presente descripción también pueden incluir un marcador o marcador fluorescente.
Pentapolímeros
En algunas modalidades, la composición polimérica que inhiben las incrustaciones es un pentapolímero de acuerdo con las reivindicaciones. El pentapolímero puede comprender, consistir esencialmente en, o consistir en un primer monómero que incluye un ácido carboxílico o su residuo; un segundo monómero que incluye un segundo ácido carboxílico químicamente diferente o su residuo; siendo un tercer monómero terc-butilacrilamida, un cuarto monómero que incluye un cuarto ácido carboxílico químicamente diferente o su residuo; y un quinto monómero que incluye un quinto ácido carboxílico químicamente diferente o su residuo ("cuarto" y "quinto" corresponden a la designación monomérica del monómero pero no necesariamente a la cantidad total de ácidos carboxílicos en el polímero). En una modalidad, cada uno de los monómeros primero, segundo, tercero, cuarto, y quinto son químicamente diferentes entre sí.
El primer monómero puede comprender, consistir esencialmente en, un (primer) ácido carboxílico o su residuo sustancialmente como se describió anteriormente con relación al terpolímero, o tetrapolímero. Por ejemplo, los ácidos carboxílicos adecuados pueden incluir cualquier ácido carboxílico descrito en la presente descripción, tal como AA, MA, o MAA, o cualquier otro ácido carboxílico insaturado capaz de polimerizar; o cualquier otra molécula que tiene al menos una porción carboxilo; una sal de cualquiera de los anteriores, o una base conjugada de
cualquiera de los anteriores. En algunas modalidades, el primer monómero incluye un residuo de uno de cualquiera de los ácidos carboxílicos descritos en la presente descripción, una de sus sales o una de sus bases conjugadas. Las sales de ácido carboxílico pueden incluir sales de litio, berilio, sodio, magnesio, potasio, calcio, zinc, etc.
El primer monómero puede constituir aproximadamente 55 % en moles del pentapolímero o más, tal como aproximadamente 75 % en moles o más, aproximadamente 55 % en moles a aproximadamente 97 % en moles, aproximadamente 70 % en moles 95 % en moles, aproximadamente 80 % en moles a aproximadamente 90% en moles, aproximadamente 85 % en moles a aproximadamente 95 % en moles, aproximadamente 90 % en moles a aproximadamente 96 % en moles, aproximadamente 92 % en moles a aproximadamente 96 % en moles, aproximadamente 80 % en moles a aproximadamente 95 % en moles, aproximadamente 78 % en moles a aproximadamente 82 % en moles, aproximadamente 83 % en moles a aproximadamente 87 % en moles, aproximadamente 88 % en moles a aproximadamente 92 % en moles, aproximadamente 60 % en moles, aproximadamente 70 % en moles, aproximadamente 80 % en moles, aproximadamente 85 % en moles, aproximadamente 90 % en moles, aproximadamente 91 % en moles, aproximadamente 93 % en moles, aproximadamente 95 % en moles, aproximadamente 96 % en moles, o aproximadamente 95 % en moles del pentapolímero o menos.
El primer monómero puede constituir aproximadamente 50 % en peso del pentapolímero o más, tal como aproximadamente 75 % en peso o más, aproximadamente 50 % en peso a aproximadamente 95 % en peso, aproximadamente 60 % en peso a aproximadamente 90 % en peso, aproximadamente 70 % en peso a aproximadamente 85 % en peso, aproximadamente 75 % en peso a aproximadamente 90 % en peso, aproximadamente 80 % en peso a aproximadamente 95 % en peso, aproximadamente 85 % en peso a aproximadamente 90 % en peso, aproximadamente 75 % en peso a aproximadamente 85 % en peso, aproximadamente 78 % en peso a aproximadamente 82 % en peso, aproximadamente 83 % en peso a aproximadamente 87 % en peso, aproximadamente 88 % en peso a aproximadamente 92 % en peso, aproximadamente 60 % en peso, aproximadamente 70 % en peso, aproximadamente 80 % en peso, aproximadamente 85 % en peso, aproximadamente 90 % en peso, o aproximadamente 85 % en peso del pentapolímero o menos.
En una modalidad, el segundo monómero del pentapolímero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en otro (segundo) ácido carboxílico o su residuo, donde el segundo monómero es químicamente diferente del primer monómero. El segundo monómero puede incluir cualquiera de los ácidos carboxílicos o sus residuos descritos anteriormente con relación al primer monómero, siempre que el ácido carboxílico del segundo monómero sea químicamente diferente del ácido carboxílico del primer monómero. Por ejemplo, el segundo monómero puede comprender, consistir esencialmente en, o consistir en un residuo de MA o MAA, mientras que el primer monómero incluye un residuo de AA, o viceversa.
El segundo monómero puede constituir aproximadamente 20 % en moles del pentapolímero o menos, tal como aproximadamente más de aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 20 % en moles, aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 15 % en moles, aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles, aproximadamente 2 % en moles a aproximadamente 8 % en moles, aproximadamente 3 % en moles a aproximadamente 7 % en moles, aproximadamente 5 % en moles a 15 % en moles, aproximadamente 8 % en moles a aproximadamente 12 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 4 % en moles, aproximadamente 4 % en moles a aproximadamente 6 % en moles, aproximadamente 5 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, 1,5 % en moles a aproximadamente 4 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 2 % en moles a aproximadamente 4 % en moles, aproximadamente 3 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 5 % en moles a aproximadamente 8 % en moles, aproximadamente 8 % en mol a aproximadamente 10 % en moles, aproximadamente 10 % en moles a aproximadamente 15 % en moles, aproximadamente 1 % en moles, aproximadamente 1,5 % en moles, aproximadamente 2 % en moles, aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 3,5 % en moles, aproximadamente 4 % en moles, aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 10 % en moles o menos, o aproximadamente 5 % en moles del pentapolímero o menos.
El segundo monómero puede constituir aproximadamente 10 % en peso del pentapolímero o menos, tal como aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, 0,01 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 9 % en peso, aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 8 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 7 % en peso, aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 6 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 8 % en peso, aproximadamente 8 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 7 % en peso o menos, o aproximadamente 5 % en peso del pentapolímero o menos.
En una modalidad, el tercer monómero del pentapolímero comprende un residuo de terc-butilacrilamida.
En una modalidad, el tercer monómero constituye 0,01 % en moles a 5 % en moles, aproximadamente 3 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a 5 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 4% en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 3 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 1 % en moles, aproximadamente 1,2 % en moles, aproximadamente 1,5 % en moles, aproximadamente 1,8 % aproximadamente 2 % en moles, aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 4 % en moles, aproximadamente 5 % en moles, o aproximadamente 5 % en moles del pentapolímero o menos.
En una modalidad, el tercer monómero constituye aproximadamente 10 % en peso del pentapolímero o menos, tal como aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, 0,01 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 9 % en peso, aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 8 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 7 % en peso, aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 6 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 8 % en peso, aproximadamente 8 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 7 % en peso o menos, o aproximadamente 5 % en peso del pentapolímero o menos.
En una modalidad, el cuarto monómero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en cualquiera de los ácidos carboxílicos o sus residuos descritos anteriormente con relación al primer monómero, siempre que el ácido carboxílico del cuarto monómero sea químicamente diferente del ácido carboxílico del primer monómero, el segundo monómero, y el tercer monómero. Por ejemplo, el cuarto monómero puede incluir ácido itacónico o ácido crotónico y uno o más del primero, segundo, y tercer monómeros pueden incluir o consistir en AA, MA, y/o MAA, respectivamente.
El cuarto monómero puede constituir aproximadamente 10 % en moles del pentapolímero o menos, tal como aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, 0,01 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles, aproximadamente 2 % en moles a aproximadamente 6 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 2 % en moles a aproximadamente 4 % en moles, aproximadamente 3 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 4 % en moles a aproximadamente 6 % en moles, aproximadamente 5 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 1 % en moles, aproximadamente 1,2 % en moles, aproximadamente 1,5 % en moles, aproximadamente 1,8 % en moles, aproximadamente 2 % en moles, aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 3,5 % en moles, aproximadamente 4 % en moles, aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 10 % en moles, aproximadamente 5 % en moles o menos, o aproximadamente 3 % en moles del pentapolímero o menos.
El cuarto monómero puede constituir aproximadamente 10 % en peso del pentapolímero o menos, tal como aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 9 % en peso, aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 8 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 7 % en peso, aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 6 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 4 % en peso, aproximadamente 3 % en peso, aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 5 % en peso o menos, o aproximadamente 3 % en peso del pentapolímero o menos. De acuerdo con la invención, el polímero comprende opcionalmente aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles de un cuarto monómero, en donde el cuarto monómero comprende un residuo que es químicamente diferente del primer monómero, el segundo monómero, y el tercer monómero.
En una modalidad, el quinto monómero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en un (quinto) ácido carboxílico tal como cualquiera de los ácidos carboxílicos o sus residuos descritos anteriormente con relación al primer monómero, siempre que el ácido carboxílico del quinto el monómero sea químicamente diferente de un ácido carboxílico del primer monómero, el segundo monómero, el tercer monómero, y/o el cuarto monómero. Por ejemplo, el quinto monómero puede incluir MAA y uno o más del primero, segundo, tercero, y cuarto monómeros pueden incluir o consistir en AA, MA, ácido itacónico, o ácido crotónico, respectivamente.
El quinto monómero puede constituir aproximadamente 10 % en moles del pentapolímero o menos, tal como aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles, 0,01 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles, aproximadamente 2 % en moles a aproximadamente 6 % en moles, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 3 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 4 % en moles a aproximadamente 6 % en moles, aproximadamente 5 % en moles a aproximadamente 10 % en moles,
aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 6 % en moles a aproximadamente 8 % en moles, aproximadamente 1 % en moles, aproximadamente 1,5 % en moles, aproximadamente 2 % en moles, aproximadamente 2,5 % en moles, aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 3,5 % en moles, aproximadamente 4 % en moles, aproximadamente 5 % en moles, aproximadamente 7 % en moles, aproximadamente 10 % en moles, aproximadamente 8 % en moles o menos, aproximadamente 5 % en moles o menos, o aproximadamente 3 % en moles del pentapolímero o menos.
El quinto monómero puede constituir aproximadamente 10 % en peso del pentapolímero o menos, tal como aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, 0,01 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 9 % en peso, aproximadamente 2 % en peso a aproximadamente 8 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 7 % en peso, aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 6 % en peso, aproximadamente 5 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 3 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 6 % en peso a aproximadamente 8 % en peso, aproximadamente 3 % en peso, aproximadamente 5 % en peso, aproximadamente 7 % en peso, aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 8 % en peso o menos, o aproximadamente 7 % en peso del pentapolímero o menos. De acuerdo con la invención, el polímero comprende opcionalmente aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles de un quinto monómero, en donde el quinto monómero comprende un residuo que es químicamente diferente del primer monómero, el segundo monómero, el tercer monómero, y el cuarto monómero. En una modalidad, puede usarse un ácido sulfonado en lugar de cualquiera de los monómeros segundo, tercero, cuarto, o quinto enumerados anteriormente en el pentapolímero. Por ejemplo, puede usarse ATBS en lugar del segundo ácido carboxílico del segundo monómero como se describió anteriormente. El ácido sulfonado puede estar presente en el mismo % en moles o % en peso que el respectivo monómero al que sustituye, como se describió anteriormente respectivamente. Por ejemplo, si se usara ATBS en lugar del segundo ácido carboxílico, el ATBS puede estar presente en el mismo % en moles o % en peso que el segundo ácido carboxílico del segundo monómero.
En un aspecto, el pentapolímero comprende, consiste esencialmente en, o consiste en un residuo de AA, un residuo de MA, un residuo de terc-butilacrilamida, un residuo de ácido itacónico o ácido crotónico, y un residuo de ácido metacrílico. El residuo de AA puede constituir aproximadamente 80 % en moles a aproximadamente 96 % en moles del pentapolímero, el residuo de MA puede constituir aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles del pentapolímero, el residuo de terc-butilacrilamida puede constituir aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles del pentapolímero, el residuo de ácido itacónico o ácido crotónico puede constituir aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 5 % en moles del pentapolímero, y el residuo de MAA puede constituir al menos una porción del equilibrio del pentapolímero (por ejemplo, aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 10 % en moles). En un aspecto, el residuo AA constituye aproximadamente 90 % en moles del pentapolímero, el residuo MA constituye aproximadamente 3 % en moles del pentapolímero, el residuo de tercbutilacrilamida constituye aproximadamente 1,5 % en moles del pentapolímero, el residuo de ácido itacónico o ácido crotónico constituye aproximadamente 2 % en moles del pentapolímero, y el residuo de MAA constituye aproximadamente 3,5 % en moles del pentapolímero.
Como se analiza en detalle a continuación, el pentapolímero puede exhibir cualquiera de un amplio intervalo de pesos moleculares. Como se analiza en más detalle a continuación, el pentapolímero puede mezclarse con agua y/o en una fuente de agua en cualquiera de un amplio intervalo de dosis. Sin desear estar limitado por la teoría, creemos que durante su uso, uno o más porciones presentes en el copolímero pueden actuar para quelar, unir, o de cualquier otra manera hacer que los componentes de las incrustaciones (por ejemplo, calcio o magnesio) no estén disponibles para formar la incrustación (por ejemplo, carbonato de calcio o sulfato de calcio) o depósito en equipos en sistemas que contienen agua, tal como equipos de enfriamiento, desalinización, o perforación. En algunas modalidades y como se explica en detalle a continuación, puede agregarse un marcador o marcador fluorescente al pentapolímero.
Características de la composición Polimérica
Las modalidades de polímeros (por ejemplo, composiciones de polímeros que inhiben las incrustaciones) descritas en la presente descripción excluyen fósforo o porciones que contienen fósforo. Los polímeros descritos anteriormente pueden inhibir o prevenir sustancialmente la formación de incrustaciones en sistemas que contienen agua que tienen fuentes de agua con alto contenido de TDS (por ejemplo, aproximadamente 4000 ppm a aproximadamente 350 000). En algunas modalidades, los polímeros descritos en la presente descripción pueden inhibir la formación de incrustaciones sin el uso de fósforo o moléculas o porciones que contienen fósforo en los mismos. En algunas modalidades, los polímeros descritos en la presente descripción pueden usarse para inhibir la formación de incrustaciones en combinación con fósforo o moléculas o porciones que contienen fósforo, tales como moléculas, iones, o porciones que contienen fosfonato o fosfato. Los polímeros en la presente descripción pueden formarse en forma líquida, semilíquida (por ejemplo, gel), o sólida, en dependencia del polímero específico, composición monomérica, y/o su peso molecular. Las soluciones de polímero descritas en la presente descripción pueden exhibir una viscosidad de aproximadamente 100-200 cps medida por un viscosímetro Brookfield a 25 grados Celsius con un husillo #3 a 30 rpm. La viscosidad de cualquiera de las composiciones poliméricas descritas en la presente descripción, antes de mezclar en agua y/o una fuente de agua, puede ser aproximadamente 0,25 Pas o menos, tal como aproximadamente 0,05 Pas a aproximadamente 0,25 Pas, aproximadamente 0,1 Pas a
aproximadamente 0,2 Pas, aproximadamente 0,12 Pas a aproximadamente 0,18 Pas, aproximadamente 0,14 Pas a aproximadamente 0,16 Pas, aproximadamente 0,08 Pas a aproximadamente 0,12 Pas, aproximadamente 0,12 Pas a aproximadamente 0,15 Pas, aproximadamente 0,15 Pas a aproximadamente 0,18 Pas, o aproximadamente 0,18 Pas a aproximadamente 0,2 Pas (250 cps o menos, tal como aproximadamente 50 cps a aproximadamente 250 cps, aproximadamente 100 cps a aproximadamente 200 cps, aproximadamente 120 cps a aproximadamente 180 cps, aproximadamente 140 cps, a aproximadamente 160 cps, aproximadamente 80 cps a aproximadamente 120 cps, aproximadamente 120 cps a aproximadamente 150 cps, aproximadamente 150 cps a aproximadamente 180 cps, o aproximadamente 180 cps a aproximadamente 200 cps).
El peso molecular (Mw) de cualquiera de los polímeros descritos en la presente descripción, antes de mezclar en agua y/o una fuente de agua, puede ser al menos aproximadamente 500 g/mol, tal como aproximadamente 500 g/mol a aproximadamente 50 000 g/mol, aproximadamente 1000 g/mol a aproximadamente 20 000 g/mol, aproximadamente 2000 g/mol a aproximadamente 12000 g/mol, aproximadamente 500 g/mol a aproximadamente 3000 g/mol, aproximadamente 2000 g/mol a aproximadamente 8000 g/mol, aproximadamente 3000 g/mol a aproximadamente 6000 g/mol, aproximadamente 6000 g/mol a aproximadamente 9000 g/mol, aproximadamente 8000 g/mol a aproximadamente 10 000 g/mol, aproximadamente 9000 g/mol a aproximadamente 12 000 g/mol, aproximadamente 8000 g /mol a aproximadamente 15 000 g/mol, aproximadamente 12 000 g/mol a aproximadamente 15 000 g/mol, aproximadamente 15 000 g/mol a aproximadamente 20 000 g/mol, aproximadamente 18000 g/mol a aproximadamente 22000 g/mol, 15000 g/mol a aproximadamente 25000 g/mol, aproximadamente 20 000 g/mol a aproximadamente 30 000 g/mol, aproximadamente 30 000 g/mol a aproximadamente 40 000 g/mol, aproximadamente 40 000 g/mol a aproximadamente 50 000 g/mol, o aproximadamente 1000 g/mol, aproximadamente 2000 g/mol, aproximadamente 3000 g/mol, aproximadamente 4000 g/mol, aproximadamente 5000 g/mol, aproximadamente 7000 g/mol, aproximadamente 10 000 g/mol, aproximadamente 11 000 g/m ol, aproximadamente 12 000 g/mol, aproximadamente 14 000 g/mol, aproximadamente 15000 g/mol, aproximadamente 18000 g/mol, aproximadamente 20000 g/mol, aproximadamente 22000 g/mol, aproximadamente 25000 g/mol o menos, o aproximadamente 30000 g/mol o menos.
Agentes marcadores
En algunas modalidades, los polímeros descritos anteriormente incluyen un agente marcador adicional en el mismo. A los propósitos de categorizar los polímeros en esta descripción, tales agentes marcadores no se cuentan como una unidad monomérica del polímero para determinar el nombre categórico de dicho polímero. Por ejemplo, un copolímero que tiene AA, ATBS, y un agente marcador (por ejemplo, un monómero capaz de emitir fluorescencia)en el mismo, todavía se denomina copolímero en lugar de agregar el agente marcador monomérico adicional para el propósito de la categoría/título y la descripción del polímero como un terpolímero.
En algunas modalidades, las composiciones poliméricas que inhiben las incrustaciones descritas anteriormente se marcan (por ejemplo, se polimerizan) con un agente marcador para controlar la composición polimérica en las materias primas y/o el agua de purga (por ejemplo, refrigerante usado o agua producida que contiene el polímero). El agente marcador puede polimerizarse en cualquiera de los polímeros descritos en la presente descripción. Los agentes marcadores adecuados pueden incluir uno o más monómeros que contienen naftaleno, que contienen antraceno, que contienen quinolina, que contienen isoquinolina, que contienen indol, que contienen pireno, que contienen bencimidazol, que contienen cumarina, que contienen fluoresceína, que contienen quinoxalina, que contienen xantilio, que contienen boro-dipirrometeno, que contienen bimano, que contienen rodamina, o que contienen naftalimida. Los monómeros específicos que pueden usarse para marcar con fluorescencia un polímero incluyen, pero no se limitan a 4-metoxi-N-(3-N',N'-dimetilaminopropil)naftalimida (sal cuaternaria), N-alil-4-(2-N',N'-dimetilaminoetoxi)naftalimida (sal cuaternaria de sulfato de metilo), 4-metoxi-N-(3-N',N'-dimetilaminopropil)naftalimida (sal cuaternaria de cloruro de alilo), 5-aliloxi-4-carboxi-1,8-naftoileno-1',2-bencimidazol, 6-vinilbenciloxi-4'-carboxi-1,8-naftoileno-1',2'-bencimidazol, 4-metoxi-N-(3-N',N'-dimetilaminopropil)naftalimida (2-hidroxi-3-aliloxipropil quat), sal de amonio cuaternario de dimetilaminopropilmetacrilamida y 2-(clorometil)quinolina, sal de amonio cuaternario de dimetilaminopropilmetacrilamida y 9-(clorometil)antraceno, sal de amonio cuaternario de dimetilaminopropilmetacrilamida y 2-(clorometil)bencimidazol, sal de amonio cuaternario de dimetilaminopropilmetacrilamida y 4-(bromometil)pireno, sal de amonio cuaternario de dimetilaminopropilmetacrilamida a y 1-(clorometil)naftaleno, cualquier sal de amonio cuaternario adicional de dimetilaminopropilmetacrilamida y derivado halo-alquilo de los cromóforos fluorescentes enumerados anteriormente, 0 cualquier otra molécula fluorescente capaz de polimerizar con cualquiera de los polímeros que inhiben las incrustaciones descritos anteriormente. El agente marcador puede constituir menos de aproximadamente 10 % en moles de cualquiera de los polímeros descritos en la presente descripción, tal como menos de aproximadamente 1 % en moles, menos de aproximadamente 0,1 % en moles, o menos de aproximadamente 0,01 % en moles del polímero. El agente marcador puede constituir menos de aproximadamente 10 % en peso de cualquiera de los polímeros descritos en la presente descripción, tal como aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, aproximadamente 1 % en peso a aproximadamente 3 % en peso, aproximadamente 4 % en peso a aproximadamente 6 % en peso, aproximadamente 7 % en peso a aproximadamente 10 % en peso, 2 % en peso a aproximadamente 5 % en peso, menos de aproximadamente 5 % en peso, menos de aproximadamente 3 % en peso, menos de aproximadamente 1 % en peso, aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 1 % en
peso, aproximadamente 0,01 % en peso a aproximadamente 0,1 % en peso, o menos de aproximadamente 0,1 % en peso del polímero.
Cuando los polímeros que inhiben las incrustaciones en la presente descripción se marcan con un agente marcador, puede determinarse cuánta composición polimérica que inhiben las incrustaciones se entrega en la fuente de agua y/o cuánta composición polimérica que inhibe las incrustaciones se agota durante su uso. Puede usarse un fluorómetro, un espectrómetro UV, u otro aparato de detección de material fluorescente para determinar la cantidad de marcador fluorescente en una fuente de agua, y por extensión, la cantidad de polímero marcado en la misma. Tal equipo puede usarse para monitorear constantemente la concentración de un polímero marcado en un sistema o puede usarse para monitorear dichas concentraciones bajo demanda (por ejemplo, al azar o a intervalos seleccionados).
Monómeros adicionales
En algunas modalidades, las composiciones poliméricas que inhiben las incrustaciones descritas anteriormente, alternativa o adicionalmente, incluyen uno o más monómeros adicionales. Los monómeros adicionales pueden incluir puentes de hidrógeno o monómeros catiónicos. Por ejemplo, una composición polimérica puede incluir adicionalmente un monómero o residuo formado de una molécula con enlace de hidrógeno y/o una molécula catiónica. Tales composiciones pueden incluir de 2-10 monómeros diferentes. Las moléculas con enlaces de hidrógeno adecuadas incluyen, a manera de ejemplo, acrilamida, metacrilamida, N-vinil formamida, metilen bis acrilamida, trialilamina y sus sales ácidas, dimetacrilato de etilenglicol, acrilato de hidroximetilo, acrilato de hidroxietilo, acrilato de hidroxipropilo, metacrilato de hidroxipropilo, dimetacrilato de dietilenglicol, dimetilacrilato de trietilenglicol, dimetacrilato de polietilenglicol, metacrilato de glicidilo, alcohol de vinilo, acetato de vinilo, derivados de cualquiera de los anteriores, sales de cualquiera de los anteriores, o análogos de cualquiera de los anteriores. Las moléculas catiónicas adecuadas incluyen, a manera de ejemplo, sales tetranarias de cloruro de metilo acrilato de dimetilaminoetilo, sales tetranarias de cloruro de bencilo acrilato de dimetilaminoetilo, sales tetranarias de sulfato de metilo acrilato de dimetilaminoetilo, sales tetranarias de sulfato de metilo metacrilato de dimetilaminoetilo, sales tetranarias de metilsulfato de dimetilaminoetil acrilamida, sales tetranarias de metilsulfato de dimetilaminopropil acrilamida, sales tetranarias de metilsulfato de dimetilaminopropil metacrilamida, cloruro de dialildimetilamonio, sal tetranaria de metilcloruro de dimetilaminoetilmetacrilato, sal tetranaria de cloruro de bencilo de metacrilato de dimetilaminoetil, cloruro de metacrilamidopropil trimetilamonio, cloruro de acrilamidopropil trimetilamonio, especies disociadas de cualquiera de los anteriores, o análogos de cualquiera de lo anterior. En algunas modalidades, cualquiera de las especies enumeradas anteriormente puede usarse para suministrar un monómero polimerizado que tiene una porción deseada (por ejemplo, grupos carboxilato) a la composición polimérica. Una o más de las especies de monómeros adicionales anteriores pueden usarse en lugar de o además de cualquiera de los monómeros primero, segundo, tercero, cuarto, o quinto descritos en la presente descripción. Los monómeros adicionales pueden ser aproximadamente 5 % en moles o menos de la composición polimérica, tal como 4 % en moles o menos, 3 % en moles o menos, 2 % en moles o menos, o aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, o más de aproximadamente 1 % en moles de la composición polimérica que incluye la misma.
Mezclas de polímeros
Los polímeros descritos en la presente descripción pueden mezclarse en agua (por ejemplo, agua del grifo o destilada) y/o una fuente de agua para inhibir la formación de incrustaciones (por ejemplo, depósito de incrustaciones que contienen metales alcalinos y alcalinotérreos), tal como en una o más superficies en contacto con la fuente de agua. La fuente de agua puede incluir agua de mar, agua connata, agua producida, agua salobre, salmuera, una versión sintética de cualquiera de las anteriores, combinaciones de cualquiera de las anteriores, o cualquier otra fuente de agua que tiene un contenido de TDS (por ejemplo, aproximadamente 4000 ppm a aproximadamente de 350 000 ppm). En algunas modalidades, una fuente de agua puede incluir niveles de TDS superiores a 4000 ppm, tal como aproximadamente 5000 ppm o más (por ejemplo, agua salobre), aproximadamente 10 000 ppm o más, aproximadamente 15 000 ppm o más (por ejemplo, solución salina), aproximadamente 30000 ppm o más (por ejemplo, agua salada), o aproximadamente 40000 ppm o más (por ejemplo, salmuera). En algunas modalidades, una fuente de agua (por ejemplo, agua de mar) incluye ciertas concentraciones altas de ciertos sólidos disueltos, tales como sólidos disueltos que probablemente formen incrustaciones como se describió en la presente descripción. Por ejemplo, la fuente de agua puede incluir al menos aproximadamente 400 ppm de calcio, al menos aproximadamente 390 ppm de potasio, y/o al menos aproximadamente 1200 ppm de magnesio, tal como en agua de mar. Los polímeros descritos en la presente descripción pueden ser particularmente útiles para inhibir la formación de incrustaciones en agua salobre, agua de mar, agua connata, y producida. Algunas fuentes de agua pueden tener concentraciones que varían de diferentes sólidos disueltos que el agua de mar.
Un análisis del agua producida de varias localizaciones de yacimientos subterráneos revela que las concentraciones de especies iónicas varían ampliamente entre las diferentes ubicaciones geográficas donde se localizan los yacimientos subterráneos. En la Tabla 1 se incluye una muestra de algunas especies iónicas de diferentes aguas producidas y un promedio de algunas de las mismas especies iónicas en el agua de mar. Un agua producida puede tener uno o más de los siguientes: más de aproximadamente 24 000 ppm de contenido de Na, más de
aproximadamente 2500 de contenido de Ca, más de aproximadamente 70 000 de contenido de Cl, más de aproximadamente 100 ppm de contenido de Ba, más de aproximadamente 50 ppm de contenido de Fe, más de aproximadamente 500 ppm de contenido de Mg, y más de aproximadamente 1500 ppm de contenido de carbonato (contenido equivalente de ácido carbónico).
Tabla 1. Concentraciones de varias especies iónicas en agua de mar y aguas producidas. En particular, "TDS" se refiere a todos los sólidos disueltos, que incluye pero no se limita a, las especies enumeradas. En blanco = especie no medida.
La formación de incrustaciones puede deberse a componentes que forman incrustaciones, tales como metales, metales alcalinos o metales alcalinotérreos en solución o en forma sólida (por ejemplo, sólidos suspendidos y/o disueltos) y sus contraiones (por ejemplo, carbonatos, bicarbonatos, sulfatos, bisulfatos, fosfatos, bisfosfatos, fosfatos, hidróxidos, etc.) en la fuente de agua. Por ejemplo, el agua de mar puede tener una concentración relativamente alta de iones de calcio y carbonato en comparación con el agua dulce, mientras que el uso de agua de mar sin tratar en un sistema que contiene agua puede resultar en la formación de cantidades relativamente mayores de incrustaciones en el equipo que entra en contacto con el agua de mar. Los polímeros y las mezclas de polímeros descritos en la presente descripción pueden inhibir la formación de incrustaciones, tal como la incrustación provocada por el contacto de una superficie con una fuente de agua que contiene componentes que provocan incrustaciones de carbonato de calcio; carbonato de magnesio; sulfato de calcio; sulfato de bario; carbonato de bario; fluoruro de calcio; silicatos de calcio, magnesio, aluminio o hierro; etc.; o cualquier otra incrustación que se sepa que se forma en sistemas acuosos. Las composiciones poliméricas descritas anteriormente inhiben la formación de incrustaciones sin el uso de fósforo o compuestos que contienen fósforo (por ejemplo, fosfatos). En algunas modalidades, las composiciones poliméricas descritas en la presente descripción pueden usarse en combinación con moléculas, porciones, o iones adicionales que contienen fósforo, tales como fosfatos o fosfonatos (por ejemplo, un derivado de polimetilenfosfonato). Tales moléculas, iones o porciones que contienen fósforo pueden estar presentes en cualquiera de las composiciones poliméricas anteriores en aproximadamente 0,1 % en moles a aproximadamente 5 % en moles, tal como aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 3 % en moles, aproximadamente 0,5 % en moles a aproximadamente 1,5 % en moles, aproximadamente 1,5 % en moles a aproximadamente 3 % en moles, o aproximadamente 3 % en moles a aproximadamente 5 % en moles.
En uso, las composiciones poliméricas en la presente descripción pueden mezclarse en agua y/o una fuente de agua para resultar en una mezcla de polímeros. Por ejemplo, cualquiera de las composiciones poliméricas descritas en la presente descripción puede dispersarse en agua (por ejemplo, agua del grifo o desionizada) y luego puede mezclarse en una fuente de agua. Las composiciones poliméricas en la presente descripción pueden mezclarse directamente en una fuente de agua. Los polímeros en la presente descripción pueden suministrarse a una fuente de agua en forma de polvo o una mezcla con agua, y luego pueden mezclarse con la fuente de agua. Cualquiera de las composiciones poliméricas descritas en la presente descripción puede emulsionarse en una fuente de agua. Las composiciones poliméricas en la presente descripción pueden mezclarse con agua y/o una fuente de agua mediante una o más adiciones por lotes, continuas (por ejemplo, alimentación por goteo) o adición incremental(s) de la
composición polimérica, en una composición polimérica como se formó o mezcló con agua, a la fuente de agua. En algunas modalidades, una fuente de agua que tiene una o más de las composiciones poliméricas que inhiben las incrustaciones se recircula a través de una porción de un sistema que contiene agua, tal como una torre de enfriamiento, un radiador, o una sarta de perforación, y puede aumentarse con una cantidad adicional o suplementaria de la composición polimérica que inhibe las incrustaciones. Tal aumento puede monitorearse y controlarsemediante rastreo de uno o más agentes marcadores en los polímeros como se describió anteriormente.
Una o más de las composiciones poliméricas que inhiben las incrustaciones pueden mezclarse en la fuente de agua en cualquiera de varias dosis. Por ejemplo, una composición polimérica puede mezclarse en agua y/o una fuente de agua para llegar a una dosis de aproximadamente 0,01 ppm o más, tal como aproximadamente 0,01 ppm a aproximadamente 1000 ppm, aproximadamente 0,05 ppm a aproximadamente 200 ppm, aproximadamente 0,1 ppm a aproximadamente 100 ppm, aproximadamente 0,2 ppm a aproximadamente 50 ppm, aproximadamente 0,01 ppm a aproximadamente 1 ppm, aproximadamente 1 ppm a aproximadamente 5 ppm, aproximadamente 5 ppm a aproximadamente 10 ppm, aproximadamente 10 ppm a aproximadamente 20 ppm, aproximadamente 20 ppm a aproximadamente 30 ppm, aproximadamente 30 ppm a aproximadamente 40 ppm, aproximadamente 40 ppm a aproximadamente 50 ppm, aproximadamente 50 ppm a aproximadamente 80 ppm, aproximadamente 80 ppm a aproximadamente 100 ppm, aproximadamente 100 ppm a aproximadamente 200 ppm, aproximadamente 200 ppm a aproximadamente 500 ppm, de aproximadamente 0,01 ppm a aproximadamente 10 ppm, de aproximadamente 0,1 ppm a aproximadamente 20 ppm, o de aproximadamente 0,5 ppm a aproximadamente 10 ppm. La dosis puede ser más de aproximadamente 0,01 ppm y menos de aproximadamente 200 ppm, tal como menos de aproximadamente 100 ppm, menos de aproximadamente 50 ppm, menos de aproximadamente 20 ppm, menos de aproximadamente 10 ppm, menos de aproximadamente 5 ppm, o menos de aproximadamente 2 ppm. Cualquiera de las dosis enumeradas anteriormente puede ser una cantidad efectiva para inhibir o prevenir sustancialmente la formación de incrustaciones en un sistema que contiene agua que utiliza una fuente de agua que tiene un alto contenido de TDS en la misma. Las composiciones poliméricas pueden mezclarse con agua y/o la fuente de agua en alimentaciones por lotes o continuas en una cantidad menor que la dosis, tal como una fracción de la dosis por unidad de tiempo. Los ejemplos de tal esquema de mezcla pueden incluir agregar una décima parte de la dosis total en diez intervalos uniformemente espaciados (por ejemplo, intervalos de 1 a 10 minutos); agregar la mitad de la dosis en un punto de inicio y la otra mitad después de que haya pasado un intervalo; una alimentación continua configurada para llegar a la dosis deseada después de una cantidad de tiempo seleccionada, tal como aproximadamente 1 hora a aproximadamente 1 día; o similar. Las composiciones poliméricas o las composiciones poliméricas mezcladas en agua pueden mezclarse en la fuente de agua de reposición alimentada al sistema o pueden mezclarse en la fuente de agua del sistema (in situ).
Sistemas
Las composiciones poliméricas que inhiben las incrustaciones y las mezclas poliméricas descritas en la presente descripción pueden usarse en un sistema que contiene agua. Por ejemplo, las composiciones poliméricas que inhiben las incrustaciones y las mezclas de polímeros descritas en la presente descripción pueden usarse en cualquier sistema que contiene agua, tal como sistemas de desalinización, sistemas de enfriamiento (por ejemplo, torres de enfriamiento, radiadores, tuberías de calor, etc.), tuberías, equipos de perforación (por ejemplo, sartas de perforación, lodo de perforación, etc.), fracking y equipos de fracking, sistemas de procesamiento de papel o pulpa, sistemas de tratamiento de aguas residuales, sistemas de purificación de agua, lavado de vajillas, evaporadores, condensadores, filtración, minería, ablandadores de agua, digestores kamyr, bombas, contenedores de almacenamiento, o cualquier otro sistema mediante el uso de fuentes de agua o que entre en contacto con una o más superficies de las mismas. Durante su uso, a medida que el contenido formador de incrustaciones de las fuentes de agua se concentra (por ejemplo, a través de la evaporación) y/o se produce un choque térmico, se depositan incrustaciones en las superficies de los sistemas que contienen agua de las fuentes de agua en contacto con ellas. Dichas superficies pueden incluir el interior de tuberías, recipientes de almacenamiento, radiadores, tuberías de calor, filtros, digestores, condensadores, el exterior de torres de enfriamiento, o cualquier otra superficie que entre en contacto con una fuente de agua. Las superficies de los sistemas que contienen agua pueden incluir metales, plásticos, vidrio, caucho o látex, fibra de vidrio, hormigón o piedra, o cualquier otro material adecuado para contener, transportar, o filtrar agua.
En una modalidad, la fuente de agua es agua de mar, agua connata, agua producida, o salmuera y el sistema que contiene agua que utiliza una o más de las composiciones poliméricas que inhiben las incrustaciones es un sistema de enfriamiento que incluye una o más de una camisa de agua, radiadores, tuberías, tuberías de calor, bombas, una torre de enfriamiento, etc. A medida que el agua de mar circula a través del sistema que contiene agua y se evapora en una o más porciones del mismo, el contenido de TDS se concentra gradualmente con cada ciclo a través del sistema. Los materiales que forman incrustaciones en ellos pueden alcanzar una concentración donde comienzan a formar incrustaciones en las superficies en contacto con ellos, si no se tratan. Pueden agregarse en el mismo una o más de las composiciones poliméricas o mezclas de polímeros que inhiben las incrustaciones y funcionar para inhibir o prevenir la formación de las incrustaciones (por ejemplo, incrustaciones de carbonato de calcio o sulfato de calcio) causada por los sólidos disueltos en el agua salada. Tal mezcla de polímeros puede prevenir o inhibir las incrustaciones de carbonato de calcio u otras o depósitos en tuberías, bombas, compresores, superficies de
intercambio de calor (por ejemplo, radiadores o camisas de agua) o cualquier otra parte del sistema que contiene agua.
En una modalidad, la fuente de agua incluye agua dulce (por ejemplo, agua del grifo) y el sistema que contiene agua que utiliza una o más de las composiciones poliméricas que inhiben las incrustaciones es un sistema de enfriamiento que incluye una o más de una camisa de agua, radiadores, tuberías, tuberías de calor, al menos una bomba, una torre de enfriamiento, etc. A medida que el agua dulce circula a través del sistema que contiene agua y se evapora en una o más porciones del mismo, el contenido de TDS relativamente bajo se concentra gradualmente con cada ciclo a través del sistema. Los materiales que forman incrustaciones en ellos pueden alcanzar una concentración de TDS de una fuente de agua como se definió anteriormente y/o alcanzar una concentración donde comienzan a formar incrustaciones en las superficies en contacto con ellas, si no se tratan. Pueden agregarse una o más de las composiciones poliméricas o mezclas de polímeros que inhiben las incrustaciones y funcionar para inhibir o prevenir la formación de las incrustaciones (por ejemplo, incrustaciones de carbonato de calcio o sulfato de calcio) causada por los sólidos disueltos en el agua dulce. Tal mezcla de polímeros puede prevenir o inhibir las incrustaciones de carbonato de calcio u otras o depósitos en tuberías, bombas, compresores, superficies de intercambio de calor (por ejemplo, radiadores o camisas de agua) o cualquier otra parte del sistema que contiene agua.
La fuente de agua y la composición polimérica que inhiben las incrustaciones pueden mantenerse en un sistema cerrado o en un sistema abierto, aumentarse con agua adicional desde el exterior del sistema (por ejemplo, agua de reposición) y/o puede circular fuera del sistema (por ejemplo, agua de purga) y se reemplaza con agua adicional y/o composición polimérica que inhibe las incrustaciones desde el exterior del sistema. Tal mantenimiento, aumento, y eliminación de la fuente de agua y/o la mezcla de polímeros permite que un usuario controle de manera selectiva la concentración de la composición polimérica en la fuente de agua y/o la cantidad de incrustaciones en el sistema que contiene agua.
Métodos
En una modalidad, un método para inhibir la formación de incrustaciones incluye proporcionar o formar una composición polimérica que inhibe las incrustaciones (por ejemplo, un polímero compuesto), tal como cualquiera de los descritos en la presente descripción. El método puede incluir proporcionar una fuente de agua, tal como cualquier fuente de agua descrita en la presente descripción. El método incluye mezclar uno o más de los polímeros que inhiben las incrustaciones en la fuente de agua. La mezcla puede incluir formar uno o más de una dispersión, una emulsión o una solución de la composición polimérica que inhibe las incrustaciones y agua. La mezcla puede incluir formar una o más de una dispersión, una emulsión o una solución de la composición polimérica que inhibe las incrustaciones y la fuente de agua, o puede incluir mezclar la composición polimérica que inhibe las incrustaciones en agua y luego mezclarla en la fuente de agua. La mezcla puede incluir una o más adiciones por lotes (por ejemplo, una alícuota individual), continuas (por ejemplo, alimentación por goteo, alimentación por pulverización), o incrementales (por ejemplo, suplementarias, bajo demanda, o monitoreadas). La mezcla puede incluir disponer uno o más polímeros que inhiben las incrustaciones en la fuente de agua en cualquiera de las dosis descritas en la presente descripción. La mezcla puede incluir disponer uno o más polímeros que inhiben las incrustaciones en agua y luego en la fuente de agua en cualquiera de las dosis descritas en la presente descripción.
El método incluye aplicar la mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones a un sistema que contiene agua. La aplicación de la mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones puede incluir hacer circular la mezcla de polímeros a través del sistema que contiene agua, tal como cualquier sistema que contiene agua o componente del mismo descrito en la presente descripción. Por ejemplo, la mezcla de polímeros puede hacerse circular a través de una camisa o tubería de agua. En una modalidad, el método incluye recircular la mezcla de polímeros a través del sistema que contiene agua y aumentar de manera selectiva el contenido de polímero que inhiben las incrustaciones y/o agua en el sistema para mantener, disminuir, o aumentar la concentración del polímero que inhibe las incrustaciones en la mezcla de polímeros. La composición de la mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones puede controlarse, durante su uso, mediante el uso de un agente marcador (por ejemplo, un marcador fluorescente) y un equipo (por ejemplo, un fluorómetro) para determinar la concentración de la composición polimérica en la fuente de agua. La formación de un polímero que inhibe las incrustaciones puede incluir cualquiera de las técnicas descritas a continuación en los ejemplos de trabajo.
Los polímeros que inhiben las incrustaciones en la presente descripción pueden usarse para lograr o mantener un COC seleccionado en un sistema que contiene agua sin formación de incrustaciones, y opcionalmente, en una dosis particular de la composición polimérica o su mezcla. Por ejemplo, el método para inhibir la formación de incrustaciones puede incluir mantener al menos 1,1 COC sin formación de incrustaciones, tal como aproximadamente 1,1 COC a aproximadamente 10 COC, aproximadamente 1,2 COC a aproximadamente 3 COC, aproximadamente 1,5 COC a aproximadamente 3,5 COC, aproximadamente 2 COC a aproximadamente 4 COC, aproximadamente 2 COC a aproximadamente 5 COC, aproximadamente 1 COC a aproximadamente 2 COC, aproximadamente 1,2 COC a aproximadamente 2,2 COC, aproximadamente 1,0 COC a aproximadamente 2,5 COC, aproximadamente 1,5 COC a aproximadamente 3,0 COC, aproximadamente 1,5 COC a aproximadamente 2,0 COC, aproximadamente 2,0 COC a aproximadamente 2,5 COC, aproximadamente 1,2 COC a aproximadamente 2,0 COC, aproximadamente 3 COC a aproximadamente 5 COC, menos de aproximadamente 5 COC, menos de
aproximadamente 3 COC, menos de aproximadamente 2,5 COC, más de aproximadamente 3,0 COC, más de aproximadamente 2,5 COC, más de aproximadamente 2,0 COC, más de aproximadamente 1,5 COC, más de aproximadamente 1,4 COC, o más de aproximadamente 1,1 COC sin formación de incrustaciones. La dosis para mantener el COC en los niveles descritos anteriormente sin formación de incrustaciones puede incluir cualquiera de las dosis descritas en la presente descripción, tal como aproximadamente 0,1 ppm a aproximadamente 50 ppm, aproximadamente 10 ppm o menos, o aproximadamente 1 ppm o menos, a manera de ejemplo. Las composiciones poliméricas que inhiben las incrustaciones descritas en la presente descripción previenen inesperadamente la formación de incrustaciones en dosis relativamente bajas en comparación con los inhibidores de incrustaciones disponibles comercialmente.
En algunas modalidades, incluso cuando se observa la formación de incrustaciones, la extensión de la formación de incrustaciones puede reducirse a un COC específico en comparación con otras composiciones que inhiben las incrustaciones, y en dosis más bajas, cuando se mezcla cualquiera de las composiciones poliméricos descritas anteriormente. Tales COC y/o dosis pueden ser similares o idénticos a cualquiera de los descritos en la presente descripción.
Ejemplos de trabajo 1-8
Se sintetizaron ocho ejemplos de trabajo para las pruebas de inhibición de incrustaciones. Algunos de los ejemplos de trabajo se sintetizaron como se describió a continuación. Solo los ejemplos de trabajo 2 y 3 están de acuerdo con la invención.
El ejemplo de trabajo comparativo 1 de un polímero que inhibe las incrustaciones (compuesto) se formó como se describió a continuación. Se agregó agua desionizada (290,54 g), ácido itacónico (18,50 g), y solución de hidróxido de sodio al 50 % (23,75 g) a un recipiente de reactor de un litro y medio con agitación de paleta superior, una entrada de nitrógeno, y un condensador. Esta mezcla se agitó a 700 rpm, se calentó a 95 grados Celsius, y se purgó con gas nitrógeno a 1,5 L/min durante 30 minutos. Se preparó una solución de persulfato de sodio ("SPS") (7,87 g) en agua (20,0 g) mediante agitación.
Se prepararon cuatro alimentaciones semicontinuas para adicionarlas al reactor. La solución de SPS se agregó al reactor durante 205 minutos, se agregó al reactor una solución de metabisulfito de sodio al 40 % ("SMBS") (214,62 g) durante 185 minutos, se agregó al reactor AA (312,65 g) durante 180 minutos, se agregó al reactor una solución de ATBS al 50 % (70,30 g) durante 180 minutos.
Se inició la adición de las soluciones de alimentación de SPS y SMBS. Después de transcurridos cinco minutos, se inició la alimentación AA y la alimentación ATBS. La alimentación AA, la alimentación ATBS, y la alimentación SMBS finalizaron al mismo tiempo (transcurrieron 185 minutos). La alimentación SPS continuó durante 20 minutos después de que terminaron las otras alimentaciones. Después de terminar la alimentación de SPS (transcurridos 205 minutos), la temperatura de reacción se mantuvo a 95 grados Celsius durante 30 minutos y luego se enfrió a temperatura ambiente. El polímero resultante que inhiben las incrustaciones (ejemplo de trabajo comparativo 1) consistió en residuos de AA (93,3 % en moles), ATBS (3,7 % en moles), ácido itacónico (3 % en moles), con un peso molecular de aproximadamente 18000 g/mol.
El ejemplo de trabajo 3 de un polímero que inhiben las incrustaciones (compuesto) se formó como se describió a continuación. Se agregaron agua desionizada (226,37 g), ácido itacónico (12,00 g), y solución de hidróxido de sodio al 50 % (15,46 g) a un recipiente de reactor de un litro y medio equipado con agitación de paleta superior, una entrada de nitrógeno, y un condensador. La solución de agua desionizada, ácido itacónico e hidróxido de sodio se agitó a 700 rpm, se calentó a 95 grados Celsius y se purgó con gas nitrógeno a 1,5 L/min durante 30 minutos. Se preparó una solución de SPS (8,36 g) en agua (20,0 g) mediante agitación. Se preparó una mezcla de tercbutilacrilamida (8,00 g) en AA (338,0 g) mediante agitación.
Se prepararon cuatro alimentaciones semicontinuas para adicionarlas al reactor; los tiempos de adición para cada alimentación son los siguientes. Se agregó la solución de SPS al reactor durante 205 minutos, se agregó al reactor una solución de SMBS al 40 % (182,76 g) durante 185 minutos, se agregó al reactor la mezcla de AA/tercbutilacrilamida durante 180 minutos, y se agregó al reactor una solución de ATBS al 50 % (84,06 g) durante 180 minutos.
Se inició la adición de las soluciones de alimentación de SPS y SMBS. Después de cinco minutos, se inició la alimentación de AA/terc-butilacrilamida y la alimentación de ATBS. La alimentación de AA/terc-butil acrilamida, la alimentación de ATBS, y la alimentación de SMBS terminaron todas aproximadamente al mismo tiempo (transcurrieron aproximadamente 185 minutos). La alimentación SPS continuó durante 20 minutos después de que terminaron las otras alimentaciones. Después de terminar la alimentación de SPS (transcurridos 205 minutos), la temperatura de reacción se mantuvo a 95 grados Celsius durante 30 minutos y luego se enfrió a temperatura ambiente. El polímero resultante que inhibe las incrustaciones (ejemplo de trabajo 3) consiste en residuos de AA (93,3 % en moles), ATBS (3,7 % en moles), ácido itacónico (1,8 % en moles), y terc-butilacrilamida (1,2 % en moles), con un peso molecular de aproximadamente 14000 g/mol.
El ejemplo de trabajo comparativo 4 de un polímero que inhibe las incrustaciones (compuesto) se formó como se describió a continuación. Se agregó agua desionizada (283,47 g) a un recipiente de reactor de un litro y medio equipado con agitación de paleta superior, una entrada de nitrógeno, y un condensador. El agua desionizada se agitó a 700 rpm, se calentó a 95 grados Celsius, y se purgó con gas nitrógeno a 1,5 L/min durante 30 minutos. Se preparó una solución de SPS (7,87 g) en agua (20,0 g) mediante agitación. Se prepararon cuatro alimentaciones semicontinuas para adicionarlas al reactor. La solución de SPS se agregó al reactor durante 205 minutos, se agregó al reactor SMBS al 40 % (171,70 g) durante 185 minutos, se agregó al reactor AA (331,15 g) durante 180 minutos, y se agregó al reactor una solución de ATBS al 50 % (70,30 g) durante 180 minutos.
Se inició la adición de las soluciones de alimentación de SPS y SMBS. Después de cinco minutos, se inició la alimentación AA y la alimentación ATBS. La alimentación AA, la alimentación ATBS, y la alimentación SMBS terminaron aproximadamente al mismo tiempo (transcurrieron aproximadamente 185 minutos). La alimentación SPS continuó durante 20 minutos después de que terminaron las otras alimentaciones. Después de terminar la alimentación de SPS (transcurridos 205 minutos), la temperatura de reacción se mantuvo a 95 grados Celsius durante 30 minutos y luego se enfrió a temperatura ambiente. El polímero resultante que inhiben las incrustaciones (ejemplo de trabajo comparativo 4) consiste en residuos de AA (96,4 % en moles) y ATBS (3,6 % en moles) con un peso molecular de aproximadamente 9400 g/mol.
El ejemplo de trabajo comparativo 6 de un polímero que inhibe las incrustaciones (compuesto) se formó como se describió a continuación. Se agregó agua desionizada (365,71 g) a un recipiente de reactor de un litro y medio equipado con agitación de paleta superior y una entrada de nitrógeno. Esta agua se agitó a 700 rpm, se calentó a 95 grados Celsius, y se purgó con gas nitrógeno a 1,5 L/min durante 30 minutos. Se preparó una solución de SPS (7,87 g) en agua (20,0 g) mediante agitación. Se prepararon cuatro alimentaciones semicontinuas para adicionarlas al reactor; los tiempos de adición para cada alimentación son los siguientes. La solución de SPS se agregó al reactor durante 205 minutos, se agregó al reactor una solución de SMBS al 40 % (171,70 g) durante 185 minutos, se agregó al reactor AA (349,65 g) durante 180 minutos, se agregó al reactor una solución de ATBS al 50 % (33,30 g) durante 180 minutos.
Se inició la adición de las soluciones de alimentación de SPS y SMBS. Después de transcurridos cinco minutos, se inició la alimentación AA y la alimentación ATBS. La alimentación AA, la alimentación ATBS, y la alimentación SMBS finalizaron al mismo tiempo (transcurrieron 185 minutos). La alimentación de SPS continuó durante 20 minutos después de que terminaran las otras alimentaciones para eliminar el monómero residual sin reaccionar. Después de terminar la alimentación de SPS (transcurridos 205 minutos), la temperatura de reacción se mantuvo a 95 grados Celsius durante 30 minutos y luego se enfrió a temperatura ambiente. El polímero resultante que inhiben las incrustaciones (ejemplo de trabajo comparativo 6) consiste en residuos de AA (98,4 % en moles) y ATBS (1,6 % en moles) con un peso molecular de aproximadamente 9000 g/mol.
El ejemplo de trabajo comparativo 7 de un polímero que inhibe las incrustaciones (compuesto) se formó como se describió a continuación. Se agregó agua desionizada (342,93 g), ácido itacónico (11,10 g), y una solución de hidróxido de sodio al 50 % (14,29 g) a un reactor de un litro y medio equipado con agitador de paleta superior, una entrada de nitrógeno, y un condensador. Esta mezcla se agitó a 700 rpm, se calentó a 95 grados Celsius, y se purgó con gas nitrógeno a 1,5 L/min durante 30 minutos. Se preparó una solución de SPS (7,87 g) en agua (20,0 g) mediante agitación. Se preparó una mezcla de dimetilacrilamida (7,40 g) en AA (312,65 g) mediante agitación. Se prepararon cuatro alimentaciones semicontinuas para adicionarlas al reactor; los tiempos de adición para cada alimentación son los siguientes. La solución de SPS se agregó al reactor durante 205 minutos, se agregó al reactor una solución de SMBS al 40 % (171,70 g) durante 185 minutos, se agregó al reactor la mezcla de AA/dimetilacrilamida durante 180 minutos, se agregó al reactor una solución de ATBS al 50 % (70,30 g) durante 180 minutos.
Se inició la adición de las soluciones de alimentación de SPS y SMBS. Después de transcurridos cinco minutos, se iniciaron la alimentación de AA/dimetilacrilamida y la alimentación de ATBS. La alimentación de AA/dimetilacrilamida, la alimentación de ATBS y la alimentación de SMBS terminaron todas al mismo tiempo (transcurrieron 185 minutos). La alimentación de SPS continuó durante 20 minutos después de que terminaran las otras alimentaciones para eliminar el monómero residual sin reaccionar. Después de terminar la alimentación de SPS (transcurridos 205 minutos), la temperatura de reacción se mantuvo a 95 grados Celsius durante 30 minutos y luego se enfrió a temperatura ambiente. El polímero resultante que inhiben las incrustaciones (ejemplo de trabajo comparativo 7) consiste en AA (92,9 % en moles), ATBS (3,6 % en moles), ácido itacónico (1,8 mol % en moles), y dimetilacrilamida (1,6 % en moles), con un peso molecular de aproximadamente 22000 g/mol.
También se sintetizaron variantes de peso molecular adicionales de algunos de los polímeros anteriores y diferentes composiciones poliméricas. Se evaluó el rendimiento de las composiciones poliméricas sintetizadas idénticamente o de manera similar como anteriormente mediante el uso de un protocolo de prueba estándar a escala de banco con una composición de agua de mar sintética preparada en un laboratorio.
La Figura 1 es un gráfico de dosis en ppm versus COC de los diferentes inhibidores de las incrustaciones en agua de mar sintética.
El punto de referencia 1 es HEDP, una molécula de ácido hidroxietiliden-1-1 -difosfónico inhibidora de las incrustaciones a base de fosfonato disponible comercialmente. El punto de referencia 2 es Belclene® 810, un producto antiincrustante disponible comercialmente que comprende ácido maleico, acrilato de alquilo, y acetato de vinilo, obtenido de BWA Water Additives de Tucker, Georgia. El ejemplo de trabajo comparativo 1 es un terpolímero que incluye aproximadamente 93,3 % en moles (85 % en peso) de aA, 3,7 % en moles (10 % en peso) de ATBS y aproximadamente 3 % en moles (5 % en peso) de ácido itacónico, con un peso molecular de aproximadamente 18000 g/mol. El ejemplo de trabajo 2 es un polímero que incluye aproximadamente 93,3 % en moles (85 % en peso) de AA, aproximadamente 3,7 % en moles (10 % en peso) de ATBS, aproximadamente 1,8 % en moles (3 % en peso) de ácido itacónico, aproximadamente 1,2 % en moles (2 % en peso) de acrilamida de terc-butilo, con un peso molecular de aproximadamente 11 000 g/mol. El ejemplo de trabajo 3 tiene la misma composición del ejemplo de trabajo 2 con un peso molecular de aproximadamente 14 000 g/mol. El ejemplo de trabajo comparativo 4 es aproximadamente 96,4 % en moles (90 % en peso) de AA, aproximadamente 3,6 % en moles (10 % en peso) de ATBS, con un peso molecular de aproximadamente 9400 g/mol. El ejemplo de trabajo comparativo 5 tiene la misma composición que el ejemplo de trabajo comparativo 1, con un peso molecular de aproximadamente 14000 g/mol. El ejemplo de trabajo comparativo 6 es aproximadamente 98,4 % en moles (95 % en peso) de AA y aproximadamente 1,6 % en moles (5 % en peso) de ATBS, con un peso molecular de aproximadamente 9000 g/mol. El ejemplo de trabajo comparativo 7 es aproximadamente 92,9 % en moles (85 % en peso) de AA, aproximadamente 3,6 % en moles (10 % en peso) de ATBS, aproximadamente 1,8 % en moles (3 % en peso) de ácido itacónico, y aproximadamente 1,6 % en moles (2 % en peso) de dimetilacrilamida, con un peso molecular de aproximadamente 22 000 g/mol. El ejemplo de trabajo comparativo 8 tiene la misma composición que el ejemplo de trabajo comparativo 7, con un peso molecular de aproximadamente 20000 g/mol.
Tabla 2. Las composiciones poliméricas de los ejemplos de trabajo 1-8 en % en moles y los pesos moleculares correspondientes de cada composición polimérica.
Cada uno de los ejemplos de trabajo y puntos de referencia enumerados anteriormente se mezcló con agua de mar sintética que consiste en aproximadamente 40 ml de contenido aniónico, aproximadamente 40 ml de contenido catiónico (por ejemplo, iones de calcio) y se ajustó a un pH de aproximadamente 8,6. El contenido de TDS del agua de mar sintética se incluye en la Tabla 3 a continuación.
Tabla 3. Contenido de TDS del agua de mar sintética.
El COC para las pruebas se determinó en base a los niveles bases anteriores (1 COC) del agua salada sintética. Por ejemplo, se calculó que 2 COC tienen el equivalente del mismo contenido de TDS que el nivel base con la mitad del volumen de agua. Se prepararon numerosas muestras estándar que tienen COCs de 1,0 COC a 2,2 COC. Después de mezclar, las muestras se filtraron a través de papel de filtro con un tamaño de los poros de 45 pm. Después del
secado, se pesó el papel de filtro, que incluye los sólidos sobre el mismo. Luego, el papel de filtro se limpió con ácido clorhídrico, se secó a 50 grados C durante aproximadamente 24 horas, y se volvió a pesar. La diferencia entre los pesos del papel de filtro que contiene sólidos y limpio determinó la cantidad de sólidos en cada muestra, y correspondió a un COC específico. La diferencia de cantidad entre el peso del papel de filtro que contiene sólidos y el papel de filtro limpio se usó para determinar el por ciento de inhibición (% de inhibición) de la formación de incrustaciones. El % de inhibición compara la cantidad de sólidos en el papel de filtro de la muestra de prueba con la cantidad de sólidos en una muestra no tratada del mismo COC calculado. Si la muestra de prueba (tratada con la composición polimérica) mostró la misma cantidad de sólidos en el papel de filtro que la muestra sin tratar, entonces se infirió que sustancialmente no se depositaron sólidos fuera de la solución como incrustaciones y el % de inhibición fue del 100 % y la dosis particular y/o la composición polimérica en la muestra fue efectiva para inhibir la formación de incrustaciones para ese COC en particular. Si el contenido de sólidos en el papel de filtro de la muestra de prueba fue menor que el contenido de sólidos en el papel de filtro de la muestra sin tratar, entonces el % de inhibición fue menor que 100 % y la dosis particular y/o la composición polimérica no fue efectiva para inhibir completamente la formación de incrustaciones en el COC dado.
El COC para cada muestra y estándar también se calculó a partir del contenido de calcio en el mismo, como se determina mediante la medición de la conductividad de cada muestra como se conoce en la técnica. Se podría realizar una comparación similar de estándares frente a las muestras de prueba para determinar el % de inhibición mediante el uso de las medidas de conductividad. La presencia de incrustaciones también se comprobó visualmente (por ejemplo, tanto a simple vista como bajo aumento) mediante la inspección de las superficies de vidrio de los viales de muestra. Si había incrustaciones, se determinó que la muestra no inhibió al 100 % en ese COC específico.
Los ejemplos de trabajo y los puntos de referencia se mezclaron cada uno en las diversas muestras de agua de mar sintetizadas (por ejemplo, varios COC sintetizados) en varias dosis. El volumen final de las mezclas ensayadas fue aproximadamente 90 ml. Las mezclas se agitaron en un baño de agua mantenido a aproximadamente 55 grados Celsius durante aproximadamente 24 horas y luego se ensayaron como se describió anteriormente.
La Figura 1 muestra datos de rendimiento (curva de dosis) para los ejemplos de trabajo 1-8 en comparación con los puntos de referencia 1 y 2. Todos los polímeros de los ejemplos de trabajo 1-8 mostraron un mejor rendimiento que los puntos de referencia 1 y 2, y cada ejemplo de trabajo tiene una ventana operativa más amplia que los Puntos de referencia 1 y 2 (el punto de referencia 1 solo es operativo hasta aproximadamente 1,8 COC) en términos de tener una mucho más menor demanda de dosis. Por ejemplo, los ejemplos de trabajo 3 (tetrapolímero) y 6-8 (copolímero y tetrapolímeros, respectivamente) solo requirieron una dosis de 0,5 ppm para mantener aproximadamente 2 COC, mientras que los puntos de referencia 1 y 2 requirieron al menos 5 veces más (2,5 ppm) para mantener aproximadamente 2 COC. El objetivo de estas pruebas fue desarrollar un modelo de dosis para los polímeros en los ejemplos de trabajo como una función de su dosis (en ppm activas) frente al COC de los sistemas de enfriamiento con agua de mar. Las dosis inesperadamente bajas muestran la eficiencia de las composiciones poliméricas en la presente descripción en la inhibición de la formación de incrustaciones en un amplio intervalo de COC. Algunos de los polímeros con la demanda de dosis más baja en el COC más alto se seleccionan como polímeros ilustrativos para pruebas adicionales.
Dos polímeros ilustrativos fueron los ejemplos de trabajo 3 y 6. Los ejemplos de trabajo 3 y 6 se probaron en agua de mar obtenida del Mar Rojo y se compararon con las pruebas de agua de mar sintética de los mismos polímeros. Los polímeros de los ejemplos de trabajo 3 y 6 se agregaron al agua de mar hasta alcanzar una dosis de 0,5 ppm, 1 ppm y 2 ppm, respectivamente. Las muestras se colocaron en un evaporador rotatorio y se rotaron en el mismo a aproximadamente 60 grados Celsius hasta que se alcanzó un contenido deseado de sólidos disueltos totales por unidad de volumen de agua indicativo de un COC específico. La conductividad de cada muestra se midió después de que la muestra alcanzara aproximadamente 40 grados Celsius. A continuación, cada muestra se agitó en un baño de agitación durante aproximadamente 24 horas y se comprobaron los signos visuales de formación de incrustaciones en el contenedor de la muestra. A continuación, se calculó el COC para cada uno a partir del contenido de calcio en el mismo, como se determina mediante un análisis de espectrometría de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente ("ICP-OES") de cada muestra.
El % de inhibición de cada muestra se calculó a partir del contenido de calcio determinado por ICP-OES. El % de inhibición mediante el uso de los datos de ICP-OES compara la cantidad de iones de calcio en la muestra de prueba con la cantidad de iones de calcio en una muestra no tratada del mismo COC calculado. Si la muestra de prueba (tratada con la composición polimérica) mostró la misma cantidad de iones de calcio que la muestra no tratada, entonces el % de inhibición fue del 100 % y la dosis particular y/o la composición polimérica en la muestra fue efectiva para inhibir la formación de incrustaciones para ese COC en particular. Si el contenido de iones de calcio de la muestra de prueba fue menor que el contenido de iones de calcio de la muestra sin tratar, entonces el % de inhibición fue menor que 100 % y la dosis particular y/o la composición polimérica no fue efectiva para inhibir completamente la formación de incrustaciones en el COC dado. El % de inhibición de cada muestra se calculó a partir de la siguiente ecuación 1:
Ecuación 1: % Inhibición = ((CaE - Cao)/(Caj - Cao)) 100%
Ca e = Dureza del calcio (ppm como CaCO3) para la muestra de prueba tratada con polímero (a un COC particular)
Ca o = Dureza del calcio (ppm como CaCO3) para muestra de prueba sin tratar (blanco o 1 COC)
Ca t = Dureza del calcio (ppm como CaCO3) para una solución estándar de referencia (por ejemplo, que corresponde a COC particular de la muestra de prueba CaE).
La presencia de incrustaciones también se comprobó visualmente como se describió anteriormente, para determinar cualitativamente el % de inhibición en un COC específico.
La Figura 2 es un gráfico de la dosis (en ppm) de los ejemplos de trabajo 3 y 6 en muestras de agua de mar real y de agua de mar sintética y el COC correspondiente. El agua de mar tiene factores adicionales tales como alto contenido total de sólidos en suspensión (TSS), macrodeposiciones, limo, arcilla, etc. A pesar de estos factores adicionales, los resultados de las pruebas con agua de mar real mostraron un modelo de dosis similar al de las pruebas con agua de mar sintética. Como se muestra, el rendimiento de los ejemplos de trabajo 3 y 6 es sustancialmente idéntico en agua de mar sintética y agua de mar.
Se llevaron a cabo pruebas adicionales mediante el uso de los ejemplos de trabajo 3 y 4 (como se describió anteriormente) para determinar el efecto de una dosis relativamente baja de los ejemplos de trabajo 3 y 4 sobre los COCs asociados. Los ejemplos de trabajo 3 y 4 se probaron como se describió anteriormente con respecto a la Figura 1, que incluye las composiciones idénticas a las de las Tablas 2 y 3. Los ejemplos de trabajo 3 y 4 se probaron a varias concentraciones de 0,4 ppm a aproximadamente 2 ppm en agua de mar sintética (como se describió anteriormente). Ambos ejemplos de trabajo 3 y 4 demostraron una inhibición del 100 % de las incrustaciones hasta 1,4 COC en agua de mar sintética a la concentración extremadamente baja de aproximadamente 0,4 ppm. El ejemplo de trabajo 3 (tetrapolímero) demostró una inhibición del 100 % a concentraciones entre aproximadamente 0,4 ppm y aproximadamente 0,5 ppm hasta 2 COC, mientras que 1 ppm demostró la capacidad de inhibir la deposición de incrustaciones a 2,2 COC en agua de mar sintética. El ejemplo de trabajo comparativo 4 (copolímero) demostró una inhibición del 100 % a 1 ppm y hasta 2 COC. El ejemplo de trabajo comparativo 4 también demostró una inhibición del 100 % a 2 ppm a hasta 2,2 COC.
El ejemplo de trabajo 3 (tetrapolímero) se probó para la inhibición de incrustaciones frente al Punto de referencia 1 a 0,5 ppm (concentraciones de componente activo) respectivamente, en muestras separadas y en una solución de agua de mar sintética (como se describió anteriormente) a 1,2 COC. Se sigue el protocolo de prueba a escala de banco para evaluar el rendimiento de inhibición de las incrustaciones de los polímeros. A continuación, el agua sintética se transfiere a botellas de vidrio de 100 ml, en que se dosificaron las muestras del polímero que inhibe las incrustaciones en las concentraciones indicadas anteriormente. A continuación, las soluciones se colocaron en un baño de agua con agitación donde la temperatura se mantuvo durante 24-48 horas a 55 °C. Una vez que se completa el ciclo de calentamiento, la química del agua de las botellas se prueba mediante inspección visual por apariencia de cualquier depósito (indicación de formación de incrustaciones) y luego se analiza la dureza del calcio soluble, la alcalinidad y el pH. La velocidad de inhibición de las incrustaciones se calcula en base a los datos de dureza del calcio en comparación con las botellas que no contienen polímero que inhibe las incrustaciones y la cantidad inicial agregada. Se observó que la velocidad de deposición de incrustaciones del Punto de referencia 1 es aproximadamente 12 461 mg/cm2/año en el primer tubo, y se determinó que la velocidad de deposición de incrustaciones del segundo tubo es 14211 mg/cm2/año. Se observó que la velocidad de depósito de incrustaciones del ejemplo de trabajo 3 es menor que 1 mg/cm2/año en ambos tubos. Adicionalmente, las soluciones o el ejemplo de trabajo 3 y el Punto de referencia 1 se pasaron sobre tubos de acero al carbono. Los tubos se observaron cualitativamente en cuanto a la extensión de la incrustación. Los tubos expuestos al ejemplo de trabajo 3 mostraron poca o ninguna incrustación, mientras que los tubos expuestos al Punto de referencia 1 mostraron una deposición significativa de incrustaciones.
Claims (12)
- REIVINDICACIONESi. Una mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones, que comprende:una fuente de agua que comprende 4000 ppm a 350000 ppm de sólidos disueltos totales; y aproximadamente 0,05 ppm a aproximadamente 200 ppm de una composición polimérica, la composición polimérica comprende:aproximadamente 55 % en moles a aproximadamente 99 % en moles de un primer monómero que comprende un residuo de uno de:ácido acrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas,ácido maleico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, oácido metacrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas;aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 45 % en moles de un segundo monómero que comprende un residuo de uno de:ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, ácido maleico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas,ácido metacrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas,sulfoestireno, oun sulfonato de metalilo,en donde el primer monómero es químicamente diferente del segundo monómero, aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 5 % en moles de un tercer monómero, en donde el tercer monómero comprende un residuo de terc-butilacrilamida,opcionalmente aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles de un cuarto monómero, en donde el cuarto monómero comprende un residuo que es químicamente diferente del primer monómero, el segundo monómero y el tercer monómero; y opcionalmente aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles de un quinto monómero, en donde el quinto monómero comprende un residuo que es químicamente diferente del primer monómero,el segundo monómero, el tercer monómero y el cuarto monómero.
- 2. La mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones de la reivindicación 1, en donde el primer monómero es aproximadamente 85 % en moles a aproximadamente 97 % en moles de la composición polimérica y el segundo monómero es aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 5 % en moles de la composición polimérica.
- 3. La mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde:el cuarto monómero es uno de ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico, ácido itacónico, ácido crotónico, o una de sus bases conjugadas, una molécula alquilada ouna de sus bases conjugadas, o dimetilacrilamida.
- 4. La mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el quinto monómero es ácido acrílico, ácido maleico, ácido metacrílico, ácido itacónico o ácido crotónico.
- 5. La mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones de la reivindicación 1, en donde el primer monómero es ácido acrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas; el segundo monómero es ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas.
- 6. La mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones de la reivindicación 5, en donde la composición polimérica es un terpolímero que comprende el primer, segundo y tercer monómero y que comprende aproximadamente 90 % en moles a aproximadamente 98 % en moles del primer monómero y aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 7 % en moles del segundo monómero; o en donde la composición polimérica es un tetrapolímero que comprende el primer, segundo, tercer y cuarto monómero y que comprende aproximadamente 90 % en moles a aproximadamente 98 % en moles del primer monómero y de aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 8 % en moles del segundo monómero; o en donde la composición polimérica es un pentapolímero que comprende el primer, segundo, tercer, cuarto y quinto monómero y que comprende aproximadamente 90 % en moles a aproximadamente 97 % en moles del primer monómero y aproximadamente 1 % en moles a aproximadamente 7 % en moles del segundo monómero.
- 7. Un método para inhibir la formación de incrustaciones en sistemas que contienen agua, mediante el uso de la composición polimérica de la reivindicación 1, el método comprende:agregar aproximadamente 0,05 ppm a 1000 ppm de una composición polimérica a una fuente de agua para formar una mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones, la composición polimérica comprende: aproximadamente 0,05 ppm a aproximadamente 200 ppm de una composición polimérica, la composición polimérica comprende: aproximadamente 55 % en moles a aproximadamente 99 % en moles de un primer monómero que comprende un residuo de uno de:ácido acrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas,ácido maleico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, oácido metacrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas;aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 45 % en moles de un segundo monómero que comprende un residuo de uno de:ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, ácido maleico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas,ácido metacrílico, una de sus sales o una de sus bases conjugadas, sulfoestireno, oun sulfonato de metalilo,en donde el primer monómero es químicamente diferente del segundo monómero, aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 5 % en moles de un tercer monómero, en donde el tercer monómero comprende un residuo de terc-butilacrilamida,opcionalmente aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles de un cuarto monómero, en donde el cuarto monómero comprende un residuo que es químicamente diferente del primer monómero, el segundo monómero y el tercer monómero; yopcionalmente aproximadamente 0,01 % en moles a aproximadamente 10 % en moles de un quinto monómero, en donde el quinto monómero comprende un residuo que es químicamente diferente del primer monómero,el segundo monómero, el tercer monómero y el cuarto monómero; yaplicar la mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones a un sistema que contiene agua.
- 8. El método de la reivindicación 7, en donde la mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones se forma mediante la adición de aproximadamente 0,2 ppm a aproximadamente 50 ppm de la composición polimérica a la fuente de agua.
- 9. El método de las reivindicaciones 7 u 8, en donde el sistema que contiene agua incluye una o más torres de enfriamiento, un radiador, una o más tuberías, una camisa de agua, una membrana de desalinización, un condensador, un evaporador, una bomba o un recipiente de almacenamiento.
- 10. Un sistema que contiene agua que incluye una mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones de cualquiera de las reivindicaciones 1-6 en una concentración de aproximadamente 0,1 ppm a aproximadamente 20 ppm.
- 11. El sistema que contiene agua de la reivindicación 10, en donde la mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones proporciona más de 2 ciclos de concentración sin formación de incrustaciones.
- 12. Uso de la mezcla de polímeros inhibidores de incrustaciones de cualquiera de las reivindicaciones 1-6 para inhibir la formación de incrustaciones en un sistema que contiene agua.
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