專利名稱：：阻止或降低拜爾工藝中鋁硅酸鹽結(jié)垢的方法阻止或降低拜爾工藝中鋁硅酸鹽結(jié)垢的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明專利申請是國際申請?zhí)枮镻CT/US2003/019338，國際申請日為2003年6月20日，進(jìn)入中國國家階段的申請?zhí)枮?3817533.9，發(fā)明名稱為"阻止或降低拜爾工藝中鋁硅酸鹽結(jié)垢的方法"的發(fā)明專利申請的分案申請。
背景技術(shù)：
：幾乎普通采用拜爾工藝制備氧人鋁。在這種工藝中，首先在140-25(TC的溫度下加熱釩土粗礦和苛性鈉溶液。這導(dǎo)致大部分含鋁的礦石溶解(浸煮)，尤其是氧化鋁三水合物(三水鋁礦)和氧化鋁一水合物(勃姆石)溶解，制得鋁酸鈉的過飽和溶液(富集液)。在氫氧化鈉濃度大于150g/l的條件下，所溶解的原料濃度很高，溶解的氧化鋁大于120g/l。然后，通過物理方法將任意未溶解的固體和鋁酸鹽溶液分離，并使用聚合絮凝劑來加速固體細(xì)顆粒的除去。通過過濾歩驟除去殘留的懸浮固體。所過濾的透明溶液或母液冷卻，并加入氧化鋁三水合物晶種，沉淀一部分溶解的氧化鋁。在沉淀氧化鋁之后，再次加熱這種貧液或廢液，并重新用于溶解更新的釩土。拜爾工藝中所用的釩土礦也包含各種形式和量的氧化硅，這取決于釩土的來源。用于溶解鋁礦的苛性物也溶解釩土中所含的部分或全部的氧化硅，尤其以鋁硅酸鹽粘土形式存在的氧化硅。在浸煮步驟中，所述氧化硅迅速溶解形成就氧化硅而言過飽和的溶液。這種溶解的硅酸鹽和溶液中的鋁酸鈉緩慢反應(yīng)，形成復(fù)雜的水合硅鋁酸鈉，通常稱為"脫硅產(chǎn)物"。所述主要的脫硅產(chǎn)物是已知為方鈉石3(Na20.Al203.2Si02.2H20)Na2X的種類，式中，X可以是CO,、2Cl—、S04=2或2A102—。也可以是其它有關(guān)種類如鈣霞石和黝方石，優(yōu)選更常用的術(shù)語硅鋁酸鈉。所有這些脫硅產(chǎn)物在鋁酸鈉母液中的溶解度低，且大部分從溶液中沉淀析出，由此除去溶液中不希望有的氧化硅。但是，所述脫硅產(chǎn)物沉淀析出的速率慢，甚至當(dāng)進(jìn)行長時間的"預(yù)脫硅"步驟時，溶解的氧化硅濃度仍遠(yuǎn)高于平衡值。之后，一些氧化硅和沉淀的氧化鋁一起沉淀，并污染所述氧化鋁。即使在氧化鋁沉淀步驟之后，所謂"廢液"中的氧化硅濃度仍高于平衡值，并且由于鋁濃度降低，氧化硅變得更容易以方鈉石和有關(guān)礦物的形式析出。所述拜爾工藝的基本部分是再次加熱這種廢液，使其可以用于浸煮更多的釩土礦。在用于再次加熱所述母液的熱交換器中，溫度較高使得鋁硅酸鹽沉淀速率增大，結(jié)果在所述熱交換器的內(nèi)壁上形成"結(jié)垢"鋁硅酸鹽。相比器壁的鋼材，這種結(jié)垢的導(dǎo)熱率低，隨著結(jié)垢積累，其傳熱嚴(yán)重降低。這種鋁硅酸鹽進(jìn)垢所造成的傳熱降低相當(dāng)嚴(yán)重，使熱交換單元必須停機(jī)，并經(jīng)常清洗，每l-2周一次。通過混合具有不同氧化硅含量的摻合釩土礦、優(yōu)化浸煮步驟的時間和溫度并使用獨立的脫硅步驟，可以將與氧化硅有關(guān)的吉垢盡可能減小至某種程度。但是，由于溶液或母液中氧化硅并不一定和釩土原料中的氧化硅成比例，情況就變得復(fù)雜了。由于所述拜爾工藝是連續(xù)或循環(huán)的，若不除去系統(tǒng)中的鋁硅酸鹽，則氧化硅會連續(xù)增多。一些氧化硅必須增大過飽和度，引發(fā)脫硅產(chǎn)物的沉淀。就氧化硅而言，拜爾母液總是過飽和的，這種過量的氧化硅容易以鋁硅酸鹽的形式沉淀，尤其沉淀在熱交換器的內(nèi)表面上。鋁硅酸鹽結(jié)垢對氧化鋁里產(chǎn)有顯著的經(jīng)濟(jì)影響。用酸清洗熱交換器本身就是一種高維修成本。所述酸漬洗也可以降低熱交換器的使用壽命，因此經(jīng)常更換熱交換器也會增加成本。而且，因結(jié)垢造成的熱交換器效率降低會對蒸汽形式的能量產(chǎn)生更大的需求，并增大成本。所述結(jié)垢的管道也會降低母液流速，并可能損失產(chǎn)量?？傊?，因吉垢直接產(chǎn)生的成本占生產(chǎn)氧化鋁成本的顯著部分。結(jié)垢的形成在鍋爐水系統(tǒng)中也是一個問題，已經(jīng)提出了許多降低鍋爐水系統(tǒng)中結(jié)垢的處理方法。在鍋爐水系統(tǒng)中，pH通常僅為8-9，通常不存在濃度大于l-5g/1的溶解鹽。處理鍋爐中結(jié)垢的示例方法包括siliconate聚合物，如丙烯酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酸3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯的共聚物，如Mohnot(JournalofPPGTechnology,1(1)，(1995)19-26)所公開的。據(jù)報道，這些聚合物可以降低聚四氟乙烯瓶壁上附著的硅膠量，該瓶在pH8.3和IO(TC下用645卯mSi02(即接近鍋爐中的條件)進(jìn)行試驗。日本專利申請(KuritaWaterInd.Ltd,11-090488(1999))也涉及冷卻水或鍋爐水系統(tǒng)中氧化硅類結(jié)垢的粘附問題。所述組合物是乙烯基硅烷醇/乙烯醇共聚物，它也可以包含例如烯丙醇或苯乙烯。試驗在pH9.0和45-75。C的溫度下包含200mg/l氧化硅的水中進(jìn)行。據(jù)報道，相比丙烯酸-AMPS共聚物，使用所述化合物可以使氧化硅結(jié)垢更少。在鍋爐中，pH通常很溫和，僅為8-9，并且溶解鹽的濃度通常不超過約l-5g/l。此外，在鍋爐水系統(tǒng)中形成的結(jié)垢主要由無定形氧化硅形成，雖然可以是其它結(jié)垢，如碳酸鈣、磷酸鈣等。相反，在拜爾工藝的裝置中高溫和高pH(基本為14)的過飽和溶液會使結(jié)垢問題嚴(yán)重得多，并且比在鍋爐中還難對付。此外，拜爾工藝中的溶解鹽(即，鋁酸鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉等)的濃度很高，使溶解鹽的總濃度大于200g/1。因此，在拜爾工藝中形成的結(jié)垢和鍋爐中形成的結(jié)垢完全不同，并且不同于鍋爐的結(jié)垢，所有拜爾工藝的結(jié)垢包含鋁，由于拜爾工藝溶液或母液中存在高濃度的鋁，因此這一點是意料中的。特別的是，所述鋁硅酸鹽結(jié)垢包含相同數(shù)目的鋁和硅原子。因此，雖然可以處理鍋爐結(jié)垢，但是很難找到降低或消除氧化鋁拜爾工藝中鋁硅酸鹽結(jié)垢的方法和/或化學(xué)添加劑。最早的嘗試似乎是使用硅氧烷聚合物(具有連接到硅上的乙基和-ONa基團(tuán)的硅-氧聚合物)，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>據(jù)報道，它可以降低加熱鋁酸鹽溶液過程中的結(jié)垢(V.G.Kazakov，N.G.Potapov禾口A.E.Bobrov，TsvetnyeMetally(1979)43-44;V.G.Kazakov，N.G.Potapov禾口A.E.Bobrov，TsvetnyeMetally(1979)45—48)。據(jù)報道，在50—100mg/l的相對較高的濃度下，這種聚合物可以有效阻止熱交換器壁的傳熱系數(shù)降低。已經(jīng)公開了使用胺和有關(guān)材料(U.S.PatentNo.5314626(1994))或聚胺或丙烯酸酯-酰胺聚合物(U.S.Patent5415782(1995))改變鋁硅酸鹽結(jié)垢形態(tài)的方法。雖然這些材料可以改變鋁硅酸鹽粒子的形態(tài)，但是并不能降低結(jié)垢的量。此外，所需的處理濃度很高，為50-10000ppm。因此，至今為止也沒有經(jīng)濟(jì)實用的原料或方法來解決拜爾工藝工業(yè)中的鋁硅酸鹽結(jié)垢的問題。實際上，目前根本沒有辦法來消除拜爾工藝中的鋁硅酸鹽結(jié)垢。因為鋁硅酸鹽結(jié)垢導(dǎo)致的問題嚴(yán)重，因此，降低這些問題和費用的有成本效益的處理方法對工業(yè)來說很有益。發(fā)明概述本發(fā)明通過提供原料和方法解決上述等問題，在此，使用具有包含-Si(0R")3(其中，R"是H、烷基、Na、K或NH4)的側(cè)基或端基的聚合物來降低或消除拜爾工藝中鋁硅酸鹽吉垢。當(dāng)在熱交換器之前將本發(fā)明原料加入拜爾液中時，它們降低，甚至完全阻止在熱交換器壁上形成鋁硅酸鹽結(jié)垢。而且，本原料在使它們經(jīng)濟(jì)實用的處理濃度下是有效的。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及降低拜爾工藝中包含鋁硅酸鹽的結(jié)垢的方法和原料。所述方法包括如下步驟往拜爾工藝流體中加入對包含鋁硅酸鹽的結(jié)柜抑制量的具有包含-Si(0R")3(其中，R"是H、C1-C3烷基、芳基、Na、K或NH4)的側(cè)基或端基的聚合物。本發(fā)明人己經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有包含-Si(0R")3(其中，R"是H、C1-C3垸基、芳基、Na、K或NH4)的側(cè)基的聚合物的降低或抑制結(jié)垢性質(zhì)并不取決于基團(tuán)所連接的聚合物的構(gòu)型和/或大小。因此，具有包含-Si(0R")3(其中，R"是H、Cl-C3烷基、芳基、Na、K或NH4)的必需基團(tuán)的任意聚合物應(yīng)適于用在本發(fā)明中。在優(yōu)選的實施方式中，包含-Si(0R")3(其中，R"是H、Cl-C3垸基、芳基、Na、K或NH》的基團(tuán)包括---G—-R-—X-—R，-一Si(OR")3的基團(tuán)，其中，G為無基團(tuán)、NH、NR"或O;R為無基團(tuán)、C=0、0、Cl-C10垸基或芳基；X為無基團(tuán)、NR、0、NH、酰胺、氨基甲酸酯或脲；R'為無基團(tuán)、0、C1-C10烷基或芳基；R"=H、Cl-C3烷基、芳基、Na、K或朋4。在一個實施方式中，所述基團(tuán)是---NR—-R—-X---R，---Si(OR")3，其中，R為無基團(tuán)、0、Cl-C10烷基或芳基；X為O、NH、酰胺、氨基甲酸酯或脲；R'為無基團(tuán)、0、C1-C10烷基或芳基；R"=H、C1-C3烷基、芳基、Na、K或NH4。在另一個實施方式中，所述聚合物包括但不限于如下通式的聚合物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>式中，x=0.1-100%,y=99.9-0%，Q=H、CI-CIO烷基或芳基，C0XR，其中R=H、C卜CIO烷基、芳基，X^0或NH;且Q可以是一種以上的類型；R"=H、Cl-C10烷基、芳基、Na、K或N仏。在另一優(yōu)選實施方式中，可以使用如下通式所示的聚合物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>式中，w=l-99.9%，x=0.卜50%，y=0-50%，z=0-50%，Q=C1-C10烷基、芳基、酰胺、丙烯酸酯、醚、C0XR，其中，X^或NH，R=H、Na、K、NH4、CI-C10烷基或芳基；或者任意其它取代基；X二NH、NR，，或0;R'=C1_C10烷基或芳基;R，，是H、CI-C3烷基、芳基、Na、K、或麗4;D-NR"2或0R"，其前提是所有R和R"均不同，其中如下通式所示的聚合物是特殊的例子-((CH〉一-(CH))y—((CH)---(CH>)Z'—(CH2CHQ)w—-((CH>(CH))////COC02NH4C02NH4C02//MH(CH2)3Si<OC2Hs)/C02NH4/C。2NH4N(C2HS)2式中，w=l-99.9%，x=0.1-50%，y=0-50%，z=0-50%，Q是苯基。在另一優(yōu)選實施方式中，可以使用如下通式所示的聚合物:(CH2--CH)X-/CONH2(CH2-CH)y-/COOM(CH2—CH)Z—/Si(OR")式中，x=l_99%，y=l-99%,z=0.5-20%，M二Na、K、NH4，R"=H、CI-C10烷基、芳基、Na、K或NEr，其中，如下通式所示的聚合物是特殊的例子(CH2—CH):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>式中，x=l-99%，y=l-99%，z=0.5-20%。所述基團(tuán)側(cè)接的聚合物可以包含至少一個連接所述側(cè)基的氮。包含至少一個連接到所述側(cè)基的氮的示例聚合物包括但不限于以下通式的聚合物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>式中，x=0.1-100%，y=99.9-0%;R為無基團(tuán)、Cl-C10垸基、芳基或-C0X-R，-，其中，X二0或NH，R，為無基團(tuán)、Cl-C10烷基或芳基;R，，:H、C1-C3垸基、芳基、Na、K或Mi;其中優(yōu)選如下通式所示的聚合物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>和如下通式所示的聚合物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>式中，x=0.5-20%，y=99.5-80%。在另一實施方式中，所述具有連接其上的包含-一Si(0R")3的側(cè)基的聚合物接枝到另一聚合物上。這種聚合物的例子包括但不限于如下通式所示的聚合物-(聚合物')<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>和<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>式中，x=0.1-99%(為聚合物中單體單元的百分?jǐn)?shù))，x=NH、NR，或O;R，=C1-CIO烷基或芳基；R"=H、Cl-C3垸基、芳基、Na、1(或朋4，其中，特殊的例子如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>本發(fā)明所用聚合物可以以各種方式制備。例如，它們可以通過聚合包含基團(tuán)一-Si(0R")3(其中，R"=H、Cl-C3垸基、芳基、Na、K或NH4)的單體(例如硅垸單體)來制得，或者共聚這種單體和一種或多種共聚單體來制得。本發(fā)明所用合適的硅烷單體包括但不限于乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅垸、烯丙基三乙氧基硅垸、丁烯基三乙氧基硅烷、Y-N-丙烯酰氨基丙基三乙氧基硅烷、對三乙氧基甲硅垸基苯乙烯、2-(甲基三甲氧基甲硅烷基)丙烯酸、2-(甲基三甲氧基甲硅烷基)-l，4-丁二烯、N-三乙氧基甲硅烷基丙基馬來酰胺以及馬來酸酐和其它不飽和酸酐與包含一-Si(0R")3基團(tuán)的氨基化合物的其它反應(yīng)產(chǎn)物。這些單體可以在聚合反應(yīng)之前或之后通過堿水溶液來水解。本發(fā)明所用合適的共聚單體包括但不限于乙酸乙烯酯、丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸及其酯、丙烯酰胺和取代的丙烯酰胺，如丙烯酰氨基甲基丙磺酸。所述共聚物也可以是接枝共聚物，如聚丙烯酸-接枝-聚(乙烯基三乙氧基硅烷)和聚(乙酸乙烯酯-丁烯酸)-接枝-聚(乙烯基三乙氧基硅烷)。這些聚合物可以在各種溶劑中制得。適于這種應(yīng)用的溶劑包括但不限于丙酮、四氫呋喃、甲苯、二甲苯等。在一些情況下，所述聚合物溶于反應(yīng)溶劑中，并通過除去溶劑來回收。或者，若所述聚合物不溶于反應(yīng)溶劑，則所述產(chǎn)物通過過濾回收。本發(fā)明所用合適的引發(fā)劑包括但不限于2，2'-偶氮二(2，4-二甲基戊腈)和2，2-偶氮二異丁腈、過氧化苯甲酰和氫過氧化枯烯。在本發(fā)明另一實施方式中，本發(fā)明所用的聚合物可以通過使包含-一Si(0R")3基團(tuán)以及能和現(xiàn)有聚合物的側(cè)基或主鏈原子反應(yīng)的活性基團(tuán)的化合物反應(yīng)來制得。例如，可以使聚胺和各種包含一-Si(0R")3基團(tuán)的化合物反應(yīng)，制得可用于本發(fā)明的聚合物。合適的活性基團(tuán)包括但不限于鹵代垸基，如氯代丙基、溴代乙基、氯代甲基和溴代十一垸基。所述包含一-Si(0R")3的化合物可以包含環(huán)氧官能團(tuán)，如縮水甘油基氧基丙基、1，2-環(huán)氧戊基、1，2-環(huán)氧癸基或者3，4-環(huán)氧環(huán)己基乙基。所述活性基團(tuán)也可以是羥基和鹵化物的組合，如3-氯-2-羥基丙基。所述活性部分也可包含異氰酸酯基團(tuán)，如異氰酸根合丙基或者異氰酸根合甲基，它們可以反應(yīng)形成脲鍵。此外，包含酸酐基團(tuán)的硅烷如三乙氧基甲硅烷基丙基琥珀酸酐基團(tuán)適于制備本發(fā)明的聚合物。所述反應(yīng)可以單獨進(jìn)行或者在合適的溶劑中進(jìn)行。此外，通過使聚合物上的其它氨基或氮原子和鹵代烷基、環(huán)氧化物或異氰酸酯反應(yīng)來加入其它官能團(tuán)如烷基。所述聚胺可以通過各種方法來制備。它們可以通過氮丙啶或類似化合物的開環(huán)聚合反應(yīng)來制備。它們也可以通過胺如氨、甲胺、二甲胺、乙二胺等和活性化合物如1，2-二氯乙烷、表氯醇、表溴醇和類似化合物的縮合反應(yīng)來制備。包含酸酐基團(tuán)的聚合物可以和各種包含-一Si(0R")3的化合物反應(yīng)，制得適于本發(fā)明的聚合物。合適的包含酸酐的聚合物包括但不限于馬來酸酐均聚物以及馬來酸酐和單體如苯乙烯、乙烯和甲基乙烯醚的共聚物。所述聚合物也可以是接枝共聚物，如聚(l，4-丁二烯)-接枝-馬來酸酐或者聚乙烯-接枝-馬來酸酐等。其它合適的酸酐單體包括但不限于衣康酸和擰康酸的酸酐。合適的活性硅垸化合物包括但不限于y-氨基丙基三乙氧基硅烷、二(y-三乙氧基甲硅烷基丙基)胺、N-苯基，-氨基丙基三乙氧基硅烷、對氨基苯基三乙氧基硅烷、3-(間氨基苯氧基丙基)-三甲氧基硅烷和Y-氨基丁基三乙氧基硅烷?？梢酝ㄟ^使之和胺、醇和其它化合物反應(yīng)來將其它官能團(tuán)加入所述聚合物中。在用于本發(fā)明的優(yōu)選聚合物中，馬來酸酐是所述酸酐，共聚單體則為苯乙烯。優(yōu)選的硅烷是Y-氨基丙基三乙氧基硅烷。也較好使一些酸酐基團(tuán)和另一種胺如二乙胺反應(yīng)。相同類型的包含-一Si(0R")3基團(tuán)的氨基化合物可以和包含異氰酸酯側(cè)基的聚合物(如異丙烯基二甲基芐基異氰酸酯和乙烯基異氰酸酯的共聚物)反應(yīng)，和包括但不限于乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酸和丙烯酰胺的共聚單體反應(yīng)。這些聚合物也可以和其它化合物如胺反應(yīng)，提高其性能。具有---Si(0R")3基團(tuán)的異氰酸酯官能化合物如廠異氰酸根合丙基三甲氧基硅烷也可以和包含羥基的聚合物如水解的聚(乙酸乙烯酯)以及乙酸乙烯酯和其它單體的共聚物反應(yīng)。其它適于使用的包含羥基的聚合物包括但不限于多糖和包含N-羥甲基丙在本方法中，加入所述拜爾工藝物流中的聚合物量取決于所述拜爾母液的組成，一般所有需要的是抑制包含鋁硅酸鹽的結(jié)垢的量。通常，所述聚合物較好以經(jīng)濟(jì)實用的濃度加入到工藝物流中。優(yōu)選的濃度大于約0-300ppm，更好是大于0-50ppra，最好是以大于0-10ppm的濃度將聚合物加入到所述工藝物流中。所述聚合物可以直接加入到設(shè)備中，在設(shè)備中抑制包含鋁硅酸鹽的結(jié)垢的形成。但是，優(yōu)選將聚合物加入到引入具體設(shè)備中的進(jìn)料流或循環(huán)流或者母液中。雖然可以在工藝過程的任意時候?qū)⑺鼍酆衔锛拥桨轄柟に囄锪髦?，但是較好在加熱之前或過程中在拜爾工藝的任意合適之處加入。通常，聚合物就在進(jìn)入熱交換器之前加入。也可以在氧化鋁沉淀之前或者在沉淀器和熱交換器之間的任意其它之處將聚合物加入例如母液中。實施例測試步驟通過將12ml硅酸鈉溶液(28.9。/。Si02的)27.7g/1硅酸鈉溶液加入108ml鋁酸鈉溶液中，來制備合成的拜爾母液；上述鋁酸鈉溶液包含鋁酸鈉、過量的氫氧化鈉和碳酸鈉?；旌现螅鋈芤喊?.8g/lSi02、45g/lAl203、150g/lNaOH和40g/lNa2C03。若使用結(jié)垢減少添加劑，則可以就在將硅酸鹽加入鋁酸鹽溶液之前加入(通常，以包含1-10%活性試劑的溶液使用)所述添加劑。將這種溶液倒入聚乙烯瓶中，并加入一條預(yù)稱重的干凈軟鋼(25畫X95mm)，并在攪拌條件下在IO(TC下加熱所述密封的瓶子18±2小時。一次進(jìn)行8-12個試驗。在18小時結(jié)束時，打開瓶子，徹底清洗所述鋼條，并干燥，并將所述溶液過濾(0.45微米過濾器)。觀察到在鋼的兩個表面上均形成了大量的鋁硅酸鹽結(jié)垢，母液中是松散的鋁硅酸鹽(最初在聚乙烯表面上形成)。所述鋼的重量增加是鋁硅酸鹽結(jié)垢的量度(沒有添加劑時，鋼的重量增加通常約為30mg)。在以下實施例中，在鋼條上形成的結(jié)垢重量表示為在兩個空白樣(即沒用添加劑)上形成的結(jié)垢的平均重量百分?jǐn)?shù)，上述空白樣是同組試驗的一部分。類似地，沉淀的鋁硅酸鹽的總量也是防垢劑活性的量度，它可以表示為在兩個空白試驗中(是同組試驗的一部分，它沒有添加劑，所沉淀的鋁硅酸鹽的總量通常約為150mg)形成的鋁硅酸鹽總量的百分?jǐn)?shù)。對比例A將類似于Kazakov等所述聚合物的甲基siliconate鉀市售樣品在2%Na0H中稀釋至5%聚合物。按照上述試驗步驟使用，其結(jié)果記錄在表A中。表A齊慢，mg/1鋼材上的結(jié)垢，%，和空白樣'比較形成的方鈉石總量，%，和空白樣*比較300978410003057*沒有添加劑觀察到，在這種處理濃度下進(jìn)行操作對工業(yè)操作是不實用的。實施例1如下所述制備如下結(jié)構(gòu)所示的聚合物一(CH2CHQ)。.ss—-((CH)(CH))Q.。33-((CH)---(CH))。.Q33—((CH)(CH)).2S4//////COC02NH4C02NH4C02NH4COC02NH4//NH(CH2)3Si(OC2H5)3N(C2H5)2(Q是苯基)將42g苯乙烯-馬來酸酐(SMA)共聚物(苯乙烯和馬來酸酐的摩爾比為2.0)溶解在87g丙酮中。另外用3.03gY-氨基丙基三乙氧基硅烷、8.02g二乙胺和21g丙酮制備溶液。然后，將該胺溶液加入所述聚合物溶液中，使之在室溫下反應(yīng)15分鐘。將180ml去離子(D.I.)水和20ral28°/。氨水混合，并加熱至70。C。然后，將氨水加入聚合物溶液中，并將所述混合物加熱至65r，蒸發(fā)所述丙酮。所得是包含23.4%聚合物的溶液(以SMA聚合物和兩種胺的總重量計)。按照所述試驗步驟進(jìn)行試驗，并將結(jié)果記錄在表B中。表B劑量，rag/1鋼材上的結(jié)垢，形成的方鈉石總量，%，和空白樣*比較%，和空白樣'比較3000050001000*沒有添加劑實施例2將實施例1的25.0g份的聚合物溶液加入200ml異丙醇中，使所述聚合物沉淀，該沉淀物用異丙醇洗滌并干燥。所述干燥的聚合物包含O.80%硅。在NaOH和氨水混合物中制得分離聚合物的2%溶液。按照所述試驗步驟進(jìn)行試驗，并將結(jié)果記錄在表C中。表C<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>*沒有添加劑對比例B通過在丙酮中使實施例1所用的相同SMA聚合物和二乙胺反應(yīng)，然后加入溫?zé)岬陌彼?，制得包?3.4%聚合物的水溶液，由此制備如下結(jié)構(gòu)所示的聚合物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage13</formula>(Q二苯基)，上述聚合物用2%NaOH水溶液稀釋至2%聚合物。按照所述試驗步驟進(jìn)行試驗，并將結(jié)果記錄在表D中。表D<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>*沒有添加劑實施例3如下所述制備以下結(jié)構(gòu)所示的胺聚合物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>將2.3gY-異氰酸根合丙基三乙氧基硅烷和20g聚乙烯亞胺混合。30分鐘之后，在室溫下用2。/。NaOH將l.Og混合物稀釋至20.0g。按照上述試驗步驟試驗這種聚合物溶液。將結(jié)果記錄在表E中。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>(所述酸酐的當(dāng)量為490)將20g所述聚合物溶解在80g丙酮中。將0.90g氨基丙基三乙氧基硅垸和10g丙酮混合。然后，將該胺溶液加入到聚合物溶液中，在室溫下反應(yīng)15分鐘。將100ml去離子水和10ml28%氨水混合，并加熱至7(TC。然后，將氨水加入到聚合物溶液中，并將所述混合物加熱至65°C，使丙酮蒸發(fā)。所得水溶液包含15.1%聚合物。將所述溶液在2。認(rèn)a0H中稀釋至5。/。聚合物，并按照所述試驗步驟進(jìn)行試驗，將結(jié)果記錄在表F中。表F<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>*沒有添加劑實施例5將18.00g聚乙烯亞胺和2.OOg氯代丙基三甲氧基硅烷混合，并在IO(TC下加熱所述混合物16小時，制得如下所示的產(chǎn)物-—((ch2)2nh)0.s7—((ch2)2—n)q.03—-/(CH2)3Si(OCH3)3將一部分所述產(chǎn)物溶解在包含20g/lNaOH的水中，按照上述試驗步驟所用所述溶液，并將結(jié)果記錄在表G中。表G<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>*沒有添加劑實施例6將5.56g50。/oNaOH加入到由16.OOg丙烯酰胺和41.2g水組成的溶液中。然后，加入4.00g乙烯基三乙氧基硅烷。加入6ml乙醇中的0.2g偶氮二異丁腈，并在7(TC下加熱所述混合物。所得聚合物包含硅(如以下結(jié)構(gòu)所示)，之后在NaOH溶液中水解，它也可以將大部分酰胺官能團(tuán)轉(zhuǎn)化成羧基—(CH2--CH)0.21S------(CH2—CH)0.70-----(CH2—CH)00B5—///'CONH2COONaSi(ONa)3按照所述試驗步驟試驗這種聚合物的溶液，并將試驗結(jié)果記錄在表H中。表H劑量，mg/1鋼材上的結(jié)垢，%，和空白樣'比較形成的方鈉石總量，%，和空白樣*比較30042310065*沒有添加劑在不背離以下權(quán)利要求書所述本發(fā)明構(gòu)思和范圍的條件下可以對本文所述本發(fā)明方法的組成、操作和排列進(jìn)行變化。權(quán)利要求1.一種用于降低包含鋁硅酸鹽的結(jié)垢的聚合物，該聚合物具有以下通式式中，x＝0.5-20％，y＝99.5-80％。2.—種用于降低包含鋁硅酸鹽的結(jié)垢的聚合物，該聚合物具有以下通式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中，w=l-99.9%，x=0.1-50%，y=0-50%，z=0-50%，并且Q是苯基。3.—種用于降低包含鋁硅酸鹽的結(jié)垢的聚合物，該聚合物具有以下通式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中，x=l-99%，y二l-99%，z=0.5_20%;M=Na、K、NH4:并且R，，=H、C「"烷基、芳基、Na、K或NH"4.如權(quán)利要求3所述的聚合物，其特征在于，該聚合物具有以下通式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>5.—種用于降低包含鋁硅酸鹽的結(jié)垢的聚合物，該聚合物是以下通式a或通式b表示的接枝共聚物<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式中，x=0.1-99%，以所述聚合物中的單體單元的百分?jǐn)?shù)計；X=NH、NR，或0;R，=C「d。烷基或芳基；R"=H、C「G垸基、芳基、Na、K或NH"6.—種用于降低包含鋁硅酸鹽的結(jié)垢的聚合物，該聚合物是《聚合t接怪CH-《H2凍合餘溜?！籆"2COC。2NH或C02NH4CO//NH(CH2)3Si(OC2H5)3NH(CH2)3Si(OC2Hs)全文摘要提供原料和方法，在此使用具有包含-Si(OR″)₃(其中，R″是H、烷基、Na、K或NH₄)的側(cè)基或端基的聚合物來控制拜爾工藝中鋁硅酸鹽結(jié)垢。當(dāng)在進(jìn)入熱交換器之前將本發(fā)明原料加入拜爾母液中時，它們降低，甚至完全阻止在熱交換器壁上形成鋁硅酸鹽結(jié)垢。本原料在使它們經(jīng)濟(jì)實用的處理濃度下是有效的。文檔編號C23F14/02GK101318970SQ20081012506公開日2008年12月10日申請日期2003年6月20日優(yōu)先權(quán)日2002年7月22日發(fā)明者A·S·羅森伯格,D·P·斯皮策,F·庫拉,H·I·海特納申請人:Cytec技術(shù)有限公司