減少結垢物質形成的方法
【專利說明】減少結垢物質形成的方法
[0001] 相關申請的優先權要求
[000引 本申請要求2012年10月19日申請的、具有序列號61/716, 018的題目為"METHODS OFREDUCINGSCALANTFORMATION"的共同待決的美國臨時申請的優先權，其全部通過引用 并入本文。
[000引背景
[0004] 去除結垢和礦物沉積對許多行業是常見的且嚴肅的問題，包括石油業、礦業和造 紙工業。結垢抑制劑通常被用于解決此問題。然而，環境關注已對許多通常使用的化學品 產生了質疑。因此，存在克服該些缺陷并解決該些問題的需要。
[0005] 概述
[0006] 本公開內容的實施方案提供了減少在脫鹽系統中碳酸巧和硫酸巧結垢的方法。
[0007] 減少在脫鹽系統中碳酸巧和硫酸巧結垢W及其他的方法的示例性的實施方案包 括：將組合物布置在所述脫鹽系統中的水溶液中，其中所述組合物包含活性物質，所述活性 物質是已被有機胺中和的駿基化聚合物；及抑制結垢在所述脫鹽系統的一個或更多個表面 上形成，其中所述結垢選自由碳酸巧、硫酸巧、及其組合組成的組。
[000引在檢查了下面的附圖和詳細描述之后，其他系統、方法、特征及優勢對本領域技術 人員而言將是或變得明顯。意圖所有該些附加的結構、系統、方法、特征及優勢被包含于本 說明書中，是在本公開內容的范圍內，且由所附的權利要求保護。
[0009] 詳細描述
[0010] 在本公開內容的實施方案被詳細描述之前，應理解，除非另外表明，否則本公開內 容不限于特定的材料、試劑、反應材料、制造工藝或類似的，因為該些可W變化。還應理解， 本文所用的術語僅是為了描述特定的實施方案，且并不意圖是限制性的。在本公開內容中 還有可能的是，在邏輯上合理的情況下，步驟可不同的順序實施。
[0011] 當提供值的范圍時，應理解，在該范圍的上限和下限之間的每個介于之間的值，至 下限單位的十分之一（除非上下文清楚地另外規定），及在陳述范圍中的任何其他陳述的 或介于之間的值，被包含于本公開內容中。該些較小范圍的上限和下限可W獨立地被包含 在該較小的范圍內，且也被包含于本公開內容中，服從所陳述范圍內任何明確地排除的界 限。當陳述范圍包含界限之一或兩者時，排除了那些包含的界限的任一者或兩者的范圍也 被包含于本公開內容中。
[0012] 除非另外定義，否則本文所用的所有技術和科學術語具有與本公開內容所屬領域 的普通技術人員通常所理解的相同的意思。盡管與本文所描述的那些相似或等同的任何方 法和材料也可W被用于實踐或測試本公開內容，但現在描述優選的方法和材料。
[0013] 本說明書中所引用的所有出版物和專利通過引用并入本文，猶如每個單獨的出版 物或專利被特定地且單獨地指示為通過引用并入，且通過引用并入本文W公開和描述與所 引用出版物相關的方法和/或材料。對任何出版物的引用是因為其公開內容在提交日期之 前，且不應當被理解為承認本公開內容憑借現有的公開內容沒有先于此出版物的權利。而 且，提供的出版物的日期可能與真實的出版日期不同，其可能需要單獨被確認。
[0014] 在閱讀本公開內容之后，將對本領域技術人員明顯的是，本文所描述的和闡述的 單獨的實施方案中的每個都具有獨立的構成要素和特征，它們可W與其他若干實施方案中 的任何實施方案的特征容易地分開或合并而不背離本公開內容的范圍或精神。任何列舉的 方法可事件列舉的順序或任何其他的邏輯上合理的順序得W實現。
[0015] 除非另外表明，否則本公開內容的實施方案將使用化學技術、合成有機化學、造紙 化學及類似的在本領域中的技術。文獻中充分地解釋了該些技術。
[0016] 提出了實施例W便為本領域普通技術人員提供完整的公開內容W及如何完成本 文公開和要求權利的方法及如何應用本文公開和要求權利的組合物和化合物的描述。已努 力地確保了關于數字的精確度（如量、溫度等），但應考慮一些誤差和偏差。除非另外表明， 否則份是重量份，溫度是，且壓力是大氣壓或接近大氣壓。標準溫度和壓力定義為20°C 和1個大氣壓。
[0017] 必須注意的是，如說明書和所附權利要求書中使用的，除非上下文清楚地另外規 定，否則單數形式的"一（a)"、" 一（an)"和"該（the)"包括復數指示物。因此，例如，提及 "一個支持物"包括多個支持物。在此說明書和下面的權利要求書中，將提及許多術語和短 語，除非有明顯的相反意圖，否則該些術語和短語應被定義為具有W下的含義。
[001引一般討論
[0019] 本公開內容的實施方案提供了減少結垢及類似物的組合物、方法。在實施方案中， 方法可W包括將如本文所描述的組合物W對減少在脫鹽系統中的結垢形成有效的量添加 至需要結垢處理的脫鹽系統中。特別是，本公開內容的實施方案可被用于抑制碳酸巧和/ 或硫酸巧在脫鹽系統的表面上形成。除了在抑制結垢的形成上有效W外，所述組合物還是 部分可生物降解的，該提供了超越其他類似組合物的優勢，因為所述組合物具有更小的環 境影響和/或在脫鹽系統中更少的組合物積累。
[0020] 在實施方案中，方法可W被用于減少在脫鹽系統中形成的結垢的量。本公開內容 的組合物的實施方案可W被布置（如被引入到或與其混合）在脫鹽系統的水溶液中。所述 組合物可W抑制結垢在脫鹽系統的一個或更多個表面上形成，特別是碳酸巧和/或硫酸巧 結垢的形成。一般地，組合物被連續地加料到脫鹽系統的水溶液中且可被用于抑制結垢的 形成，持續延長的時間段。在組合物不是被連續地布置在脫鹽系統中的實施方案中，組合物 可W根據需要被添加到水溶液中W抑制結垢的形成。在反滲透脫鹽中，加料點可W在反滲 透膜之前的任何地方，但是在實施方案中加料點可W在高壓累之前。
[0021] 術語"抑制"指相對于組合物沒有被引入的脫鹽系統，組合物減少在脫鹽系統的表 面上形成的結垢的量和/或結垢的形成的速率的能力。
[0022] 如上所述，組合物在一定的時間范圍內是部分可生物降解的。可生物降解的被定 義為通過微生物和/或真菌的作用分解為簡單的、無毒的物質的能力。部分可生物降解的 限制了脫鹽系統和/或環境中的化學物質的積累。短語"部分可生物降解的"指與最初使 用的量相比，在28天里，組合物可被分解約40%或更多、約50%或更多、或約60%或更多。 在下文提到的標準化測試中，測試了每周的生物降解能力化iodegradability)(第7天、14 天、21天和28天），且該方法獲得了在28天時大于約50%的生物降解能力。生物降解能力 使用在提交時普遍使用的用于生物降解能力的經濟合作與發展組織（OECD' 8)306測試來 測量。
[0023] 一般地，對減少在特定的脫鹽系統中的結垢有效的組合物的量可根據本文所提供 的指南通過常規實驗來確定。脫鹽系統中布置的組合物的量可W在寬的范圍內變化，取決 于脫鹽系統的性質、結垢形成的速率、存在的巧的量、溫度、pH、水循環或流動、用于制成脫 鹽系統的各部分的材料的種類、脫鹽系統的設計及類似的。因此，水溶液中組合物的濃度可 W根據組合物被用于的脫鹽系統和環境來調整。例如，W基于脫鹽系統的容量（capacity) 的重量計，添加到脫鹽系統的組合物的活性物質的量可W是約百萬分之0. 5至百萬分之50 或約1至10。
[0024] 在實施方案中，組合物包含活性物質、水、及任選的其他組分，所述活性物質是已 被有機胺中和的駿基化聚合物。在實施方案中，被中和的駿基化聚合物處于具有至少6. 0 或約6. 0至6. 9的pH的水溶液中。在實施方案中，活性物質可W是組合物的約30至60重 量％。在實施方案中，組合物中的聚合物具有約500至10, 000道爾頓、約1000至6000道 爾頓、或約1000至4000道爾頓的分子量。
[0025] 在實施方案中，駿基化聚合物指包含一個駿酸基團（COOH)或重復的駿酸基團的 聚合物、均聚物或共聚物。
[0026] 在實施方案中，駿基化聚合物可通過自由基聚合作用，優選地通過在水中溶液聚 合來制成。在實施方案中，本文所描述的聚合反應可由導致適宜的自由基的生成的手段引 發。優選的是熱誘導的自由基，其中自由基物質由偶氮、過氧化物、氨過氧化物、和過酸醋 化合物的熱、溶血離解產生。在實施方案中，引發劑可W包括偶氮化合物如2, 2' -偶氮雙 (2-脈基丙烷）二鹽酸鹽、2, 2'-偶氮雙巧-(2-咪挫咐-2-基）丙烷]二鹽酸鹽、2, 2'-偶 氮雙（異了膳）（AIBN)、2, 2' -偶氮雙化4-二甲基戊膳）（AIVN)及類似物。
[0027] 當工藝使用聚合引發劑W形成駿基化聚合物時，可W使用包含至少一種引發劑和 至少一種用作還原劑的水溶性鹽的氧化還原體系。在實施方案中，水溶性鹽易受到通過在 氧化