JPH0617028A

JPH0617028A - 炭酸カルシウムの沈澱防止剤

Info

Publication number: JPH0617028A
Application number: JP5115188A
Authority: JP
Inventors: Peter Thevissen; ペーター・テフイツセン; Ivan Colman; イワン・コルマン; Chih Ming Hwa; チー・ミング・フワ; Lai-Duien G Fan; ライ−デユイエン・グレイス・フアン
Original assignee: WR Grace and Co Conn; WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co Conn; WR Grace and Co
Priority date: 1992-04-27
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1994-01-25
Also published as: EP0568171A1; CA2093300A1; AU3396993A; ZA931663B

Abstract

(57)【要約】【構成】ｔ−ブチルアクリルアミドの単量体単位と次
の式：【化１】［式中、ＲはＨとＣＨ₃基を表す］で表される単位より
成る重合鎖構造をもつ水溶性コポリマー；あるいはその
水溶性塩類を、炭酸カルシウムの沈殿を防止するのに効
果的な量においてそのシステムに添加することより成
る、マグネシウム・イオンの少なくとも５ｐｐｍを含有
する用水システムにおける炭酸カルシウムの沈澱を抑制
または防止する方法。【効果】比較的高濃度のマグネシウム・イオンを含有
する用水システムにおいて特に有効な方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、用水システムにおいて
炭酸カルシウムの沈殿を防止または抑制する方法、特
に、比較的高濃度のマグネシウムイオンを含有する用水
システム(aqueous systems)において炭酸カルシウムの
沈殿を防止する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】炭酸カルシウムの沈殿は、炭酸カルシウ
ムの水における、特にｐＨの高い水における低い溶解性
のために、工業的な用水システムで通常起きている問題
である。ポリ燐酸や有機燐酸塩が、用水システムで炭酸
カルシウムを安定化させるためにこれまで使用されて来
た。しかしながら、これらの化合物は燐を含有してお
り、環境上受け入れにくいものである、何故ならば、排
水中の十分に高いレベルの燐が水中の生物に対する栄養
物になり得るからである。高温のシステム用水や長時間
の滞留のもとでは、ポリ燐酸はオルト燐酸へと加水分解
し易い。生成すると思われるオルト燐酸カルシウムの限
界溶解度が、多くの例において十分な燐酸塩濃度を維持
することを困難にしている。この逆方向の過程が、また
用水システムでスラッジ形成という問題を引き起こす。
これらの理由から、炭酸カルシウムの沈殿を防ぐために
従来行われていたポリ燐酸と有機燐酸塩の使用は、完全
に満足できるものではなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、用水
システムにおいて炭酸カルシウムの沈殿を抑制又は防止
する方法を提供することにある。

【０００４】さらに、本発明の他の目的は、比較的高い
濃度のマグネシウムイオンを含む用水システムにおいて
炭酸カルシウムの沈殿を抑制又は防止する方法を提供す
ることである。

【０００５】本発明によれば、炭酸カルシウムの沈殿を
抑制又は防止するために、効果的な量の（メタ）アクリ
ル酸とｔ−ブチルアクリルアミドのコポリマーを添加す
ることより成る、マグネシウムイオンを含有する用水シ
ステムにおいて、炭酸カルシウムの沈殿を抑制又は防止
する方法が堤供されたことになる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、比較的高い濃
度のマグネシウムイオンを含む用水システムにおいて炭
酸カルシウムの沈殿を抑制又は防止する新規な方法に対
して行われたものである。この発明のためには、用語
“比較的高い濃度のマグネシウムイオン”とは、約５ｐ
ｐｍ以上の濃度を意味する。その方法には、ｔ−ブチル
アクリルアミドの単量体単位と次の式：

【０００７】

【化２】

【０００８】［式中、ＲはＨとＣＨ₃基を表す］で表さ
れる単位より成る重合鎖構造をもつ水溶性コポリマー
（共重合体）；あるいはその水溶性塩類を、炭酸カルシ
ウムの沈殿を抑制または防止するのに効果的な量におい
てそのシステムに添加することが含まれる。

【０００９】ある特別なシステムについて要求される正
確な使用量は、そのシステムの性質とそこに含まれる炭
酸カルシウムの量によって非常に広範囲に異なる。しか
しながら、一般にはこの発明のコポリマーは、非常に少
量、代表的には０．１〜１０００ｐｐｍの範囲で、好ま
しくは０．５〜５００ｐｐｍの範囲で、また最も好まし
くは１〜１０ｐｐｍの範囲で添加される。当業者をもっ
てすれば、ある特別な用水システムに適した使用量は簡
便な方法によって容易に決定することが出来る。

【００１０】本発明のコポリマーは、硬度の高い用水シ
ステムでの使用に特に適しており、マグネシウムとカル
シウム双方の比較的高い濃度に対しても十分に通用す
る。請求の範囲に記載されているコポリマーが、マグネ
シウムに対し感受性がないということは本発明の重要な
特徴と考えられる。次の実施例によってより詳細に述べ
られるように、本発明のコポリマーは、比較的高濃度の
マグネシウムイオンの存在する用水システムにおいて、
炭酸カルシウムの沈殿を効果的に防止した。このこと
は、特に構造的に類似するいくつかのコポリマーでは効
果を認めなかったことからして、驚くべきことであり、
予期されぬことであった。

【００１１】本発明のポリマーによって有利に処理され
得る用水システムには、ボイラーシステムやスケール沈
着の形成が知られている再循環水システムと同様に、例
えばクーリングタワー、脱塩ユニット、ガス精製装置の
ような冷却水システムが含まれるが、これらに限定され
るものではない。

【００１２】本発明のポリマーは用水システムで日常使
用されるその他の水処理剤、即ちその他のスケール防止
剤、コロジオン防止剤、殺菌剤、分散剤、消泡剤、脱酸
素剤、金属イオン封鎖剤，及びこれに類するもの、その
混合物など、との組み合わせで使用され得るが、これら
に限定されるものではない。

【００１３】この発明のポリマー・スケール防止剤は、
どんな便宜的な方法によっても、即ち、アクリル酸とｔ
−ブチルアクリルアミド、あるいはそれらの水溶性塩類
の、好ましくはポリマーの全重量パーセントを１〜５０
の範囲に含有する濃縮水溶液を最初に作製する方法によ
っても、さらにはある都合のよい点で用水システムにそ
の濃縮水溶液を注入する方法によっても、そのシステム
に添加することが出来る。多くの例においてそのスケー
ル防止剤はそれを通して水がそのシステムに入る補充用
又は供給用水の系統に添加することが出来る。代表的な
方法としては、周期的に或いは連続的に予め決定された
量が補充水に加えられるように計量された注入機が使用
される。

【００１４】上記の詳細な記載に従って当業者であれば
本発明を完全に実施することが出来るということは、容
易に考えられる。

【００１５】以下の実施例は、この発明の原理にしたが
って本発明を説明するために提供されるが、付加された
請求項に示される以外のいかなる点においてもその発明
を限定するように解釈されるべきではない。全ての等量
とパーセンテージは他に示してなければ重量で表してあ
る。

【００１６】

【実施例】

（実施例１）（メタ）アクリル酸とｔ−ブチルアクリルアミドのコポ
リマーのもつ炭酸カルシウム沈殿の防止力は、マグネシ
ウムを含まない水を用いて測定された。この試験におい
て、カルシウム１，０００ｐｐｍと重炭酸塩３２８ｐｐ
ｍ（両者ともＣａＣＯ₃として）を含有する試験溶液８
００ｍｌを、１，０００ｍｌビーカー中でマグネチック
スターラーを用いて撹拌し、ステンレス製投げ込みヒー
ターで４９℃に加熱した。加熱の間ｐＨを監視し希ＨＣ
ｌの添加によってｐＨ７．１５に維持した。温度４９℃
に達した後、０．１ＮＮａＯＨをシリンジポンプを用
い、０．３２ｍｌ／ｍｉｎの速度で試験溶液に添加し、
ｐＨの上昇を環視した。ｐＨの上昇速度の減少又は定着
が、炭酸カルシウムの沈殿が始まるときに観測された。
この減少又は定着が観測されるｐＨが、臨界ｐＨと呼ば
れる。この溶液に対する臨界ｐＨが、臨界ｐＨに達する
までに添加された水酸基（ＮａＯＨとして）のリットル
当たりの全ミリ等量とともに以下の第１表に示されてい
る。

【００１７】この操作はそれぞれの処理剤５ｐｐｍを添
加された試験溶液を用いて繰り返された。その結果は第
１表に示されている。

【００１８】

【表１】第１表に示したようにアクリル酸とｔ−ブチルアクリル
アミドのコポリマーの使用は臨界ｐＨを上昇させ、臨界
ｐＨに達するまでに、処理剤なしのブランク試行に比べ
てより多くの苛性ソーダを添加する結果となった。しか
しながら、アクリル酸とｔ−ブチルアクリルアミドのコ
ポリマーは、通常使用されている炭酸カルシウムの沈殿
防止剤である２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカ
ルボン酸に比較して、マグネシウムを含まない水では効
果はかなり低かった。

【００１９】（実施例２）炭酸カルシウム沈殿を防止す
るための本発明のコポリマーについて、さらに有用性
が、５４℃においてマグネシウムを含有する水を用いて
測定された。供試された水はカルシウム２８３ｐｐｍ，
マグネシウム１８４ｐｐｍ、重炭酸塩４２３ｐｐｍ（全
てＣａＣＯ₃として）を含有する。処理剤は５ｐｐｍで
添加された。第２表に結果をまとめて示す。

【００２０】

【表２】第２表より分かるように（メタ）アクリル酸とｔ−ブチ
ルアクリルアミドのコポリマーが炭酸カルシウムの沈殿
を防ぐのに非常に効果的であった。これらのコポリマー
は、マグネシウムイオンが供試された水に存在した場合
には、２−ホスホノブタン−１，２，４−トリカルボン
酸や他の全ての添加物より優れていた。（実施例３）炭酸カルシウム沈殿を制御することに関し
て、本発明のコポリマーについての有用性が、５４℃に
おいてマグネシウム含有の水を用いて再び評価された。
供試された水は、カルシウム２８３ｐｐｍ，マグネシウ
ム１８４ｐｐｍ、重炭酸塩４２３ｐｐｍ（全てＣａＣＯ
₃として）を含有する。添加物は２．５ｐｐｍで試験さ
れた。その結果は第３表に示される。

【００２１】

【表３】第３表に示したように、アクリル酸とｔ−ブチルアクリ
ルアミドのコポリマーは、用水システムにおける炭酸カ
ルシウムの沈殿を防止する優れた処理剤であった。マグ
ネシウムイオンを含む供試水では、アクリル酸とｔ−ブ
チルアクリルアミドのコポリマーは、低い用量レベルに
おいて試験された他の全ての添加物よりはるかに効果的
であった。

【００２２】アクリル酸とｔ−ブチルアクリルアミドの
コポリマーと異なり、アクリル酸とメチロールアクリル
アミドのコポリマー、アクリル酸とヒドロキシエチルア
クリルアミドのコポリマー、およびアクリル酸とジアセ
トン・アクリルアミドのコポリマーは、マグネシウムイ
オンが供試水に存在する場合には炭酸カルシウムの沈殿
を防止するために比較的効果が薄かった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者チー・ミング・フワアメリカ合衆国イリノイ州60067パラタイン・ナイチンゲイルドライブ1041 (72)発明者ライ−デユイエン・グレイス・フアンアメリカ合衆国イリノイ州60047レイクチユーリヒ・バークレイロード1165

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｔ−ブチルアクリルアミドの単量体単位
と次の式：【化１】［式中、ＲはＨとＣＨ₃基を表す］で表される単位より
成る重合鎖構造をもつ水溶性コポリマー；あるいはその
水溶性塩類を、炭酸カルシウムの沈殿を防止するのに効
果的な量においてそのシステムに添加することより成
る、少なくともマグネシウム・イオン５ｐｐｍを含有す
る用水システムにおける炭酸カルシウムの沈澱を抑制ま
たは防止する方法。
【請求項２】コポリマーがアクリル酸とｔ−ブチルア
クリルアミドのコポリマーである請求項１記載による方
法。
【請求項３】コポリマーがアクリル酸ソーダとｔ−ブ
チルアクリルアミドのコポリマーである請求項１記載に
よる方法。
【請求項４】コポリマーがメタクリル酸とｔ−ブチル
アクリルアミドのコポリマーである請求項１記載による
方法。
【請求項５】コポリマーがメタクリル酸ソーダとｔ−
ブチルアクリルアミドのコポリマーである請求項１記載
による方法。
【請求項６】効果的な量が０．１〜１０００ｐｐｍの
範囲である請求項１記載による方法。
【請求項７】効果的な量が０．５〜５００ｐｐｍの範
囲である請求項１記載による方法。
【請求項８】効果的な量が１〜１０ｐｐｍの範囲であ
る請求項１記載による方法。