作为抑垢剂有用的含有伯胺的聚合物制造技术

在此提供了用于通过将结垢抑制量的具有含伯胺的聚合物、或其盐的试剂添加到湿法磷酸生产流的一个或多个阶段来抑制在湿法磷酸生产过程中产生的结垢的方法，其中该含伯胺的聚合物包括根据式(I)的A链节：其中R是H、C1‑C6烷基、C2‑C6烯基、卤素、或羧基；R1是H、C1‑C6烷基、或C2‑C6烯基；R2是H或如在此所定义的根据式(I)的A链节；R3选自直接键或C1‑C12烷基、C2‑C12烯基、或C6‑C12芳基；并且n是整数，该整数被选择为提供至少300道尔顿的该含伯胺的聚合物的重均分子量，并且其中在该聚合物中的伯胺的百分比是基于该聚合物中的链节单元的总百分比从30摩尔％至100摩尔％。

Polymers containing primary amines useful as inhibitors of scale

This provides a method for scaling reagent with primary amine containing polymer, or a salt thereof by inhibiting amount of fouling is added to one or more phase flow to inhibit the production of wet process phosphoric acid produced in the production of wet process phosphoric acid, wherein the primary amine containing polymer according to type I (including) A link: where R is H, C1 C6 C2 C6 alkyl, alkenyl, halogen or carboxyl group; R1 is H, C1 C6, C2 alkyl or alkenyl C6; R2 is defined as H or above according to formula (I) A R3 from direct key link; C12 C2 or C1 alkyl, alkenyl, C12 or C6 C12 aryl; and N is an integer, the polymer containing primary amine of the integer is selected to provide at least 300 Dalton weight average molecular weight, and the percentage of primary amine in the polymer is the total percentage of the polymer chain unit based on the 30 mol% from To 100 mol%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景1.专利
本专利技术总体上涉及工业工艺流中结垢的抑制。更具体地说，本专利技术涉及抑制在湿法磷酸(WPA)生产流的操作期间产生的结垢(例如，减少或防止矿物结垢固体的成核和/或生长)。2.相关技术的说明和现状约90％的世界磷酸是根据湿法生产的，其是通过用硫酸酸化磷酸盐岩(其含有磷酸钙)以产生粗制湿法磷酸(WPA)和不溶性硫酸钙(石膏)常规制备的。磷酸的制造是熟知的并且是大量教材的主题。磷酸盐和磷酸的制造的总体观点是由Becker在磷酸盐和磷酸，马塞尔·德克尔公司(Marcel Dekker,Inc.)1989；以及Slack在磷酸，第1部分和第2部分，马塞尔·德克尔公司1968中探讨。在该方法中，将磷酸钙岩在洗涤设备中清洗并且在球磨机中研磨然后进料到一系列反应器中用于用硫酸连同来自该方法的再循环的磷酸一起浸提(digestion)。浸提后，过滤反应浆料以从石膏中分离磷酸。将经过滤的、粗WPA然后送至澄清器和蒸发器用于进一步纯化和浓缩。将经纯化的磷酸或者作为商品等级酸(MGA)送出或继续制造69％P2O5过磷酸(SPA)，其中它可以被转化为范围从化学试剂、防锈剂、食品添加剂、牙科和骨科蚀刻剂、电解质、焊剂、分散剂、工业蚀刻剂、肥料原料、以及家庭清洁产品的组分的许多最终产品。例如，粗磷酸在被送出用于磷酸一铵(MAP)、磷酸二铵(DAP)、或硫磷酸铵(APS)生产之前被浓缩到54％(P2O5)。如在Molter等人的美国专利号5,080,801(1992)中所指出的，该美国专利传授了用于防止在来自多种工艺的矿物工艺水中结垢的各种混合聚合物，由于对磷酸生产固有的高度酸性环境，这些设备经历对这种工业而言独特的结垢问题。因此，对于减少或防止在一些工业过程中的结垢可能是有用的溶液可能未被证明适合于在磷酸生产流中使用。Shah等人的美国专利号5,456,767(1995)描述了关于在精炼厂塔顶馏出物中使用腐蚀抑制剂的类似观点(注意的是因为精炼厂塔顶馏出物环境是极其酸性的，通常用于其他油田环境的腐蚀抑制剂总体上不适合用于精炼厂塔顶馏出物)。粗WPA含有显著量的溶解的杂质，包括含碳物质、二氧化硅、以及许多金属污染物。由于酸的过饱和性质和磷矿中的杂质，关于P2O5的浓缩步骤导致若干个副反应，引起在磷酸生产工艺的不同阶段在与WPA接触的器械之中和/或之上的结垢形成和/或沉积。例如，来自磷酸生产工艺的结垢在该磷酸生产工艺的重复闪蒸/冷却/浓缩过程期间形成在滤布和管道、热交换器、蒸发器、浓缩器、阀门、以及管道上。在整个磷酸生产工艺中通常可以发现十二至十五种不同类型的结垢物种并且它们会对该工业造成巨大挑战。此外，不同的磷酸生产设备经历不同类型的结垢。甚至在一种设备中，结垢的类型在该工艺的步骤之间或甚至在磷矿组成之间可以大大不同。设备通常必须每隔几周停止生产以使用高压水和/或机械装置以物理方式去除该结垢。在此除垢阶段期间损失了有价值的操作时间，导致降低的加工能力和最终降低的利益。虽然一些提出的解决方案已经集中于物理手段以去除在磷酸生产工艺中在器械表面上的结垢形成和/或沉积，但大多数已经尝试通过开发化学品基试剂来解决该问题。这是优选的方式，因为该方法需要有限量的资本投资并且不改变在磷酸设备中的现有工艺。它还不要求大量的试剂并且因此被认为既是环保的又具有最小的下游影响。然而，由于形成结垢问题的复杂性(例如，成核、晶体生长、和沉积的过程)，开发用于抑制在与浸提的磷酸盐岩接触的表面上的结垢形成和/或沉积的试剂是巨大的挑战。例如，美国专利号5,120,519(1992)披露了使用含有从5摩尔％至100摩尔％的阴离子乙烯基单体、并且具有至少1,000,000的分子量的某些带阴离子电荷的乙烯基加成水溶性聚合物防止在与浸提的磷酸盐岩(如在磷酸生产中)接触的表面上的含氟硅酸钠的结垢的方法。中国专利号1762857(2006)披露了用于在湿法磷酸生产中使用的抑垢剂试剂，该抑垢剂试剂含有某些磷酸或膦酸作为抑垢剂与某些聚合物或共聚物作为结垢分散剂、以及灭菌剂化合物的混合物。中国专利号1724965(2006)披露了用于通过采用洗涤液体除垢磷酸浓缩热交换器的方法，该洗涤液体含有5％-20％氟硅酸溶液，膦酸诸如氨基三亚甲基膦酸、羟基亚乙基二膦酸、以及羟基-1,1-亚乙基二膦酸，以及成膜物质，该成膜物质包括含氮苯胲铵盐、乌洛托品、以及钼酸钠。Harper等人的若干专利(美国专利号3,972,981(1976)和4,221,769(1980)；和GB专利号1,406,884(1975)和1,433,123(1976))披露了用于通过使硬石膏或半水合物晶体与不同的表面活性剂在晶体已经形成之后、但在其洗涤之前或期间进行接触来在湿法磷酸生产流中在半水合物滤饼的洗涤过程中降低石膏或硫酸钙结垢的沉积的方法，由此表明该添加剂的掺入点影响实现的结垢抑制的程度。转让给氰特工业公司(Cytec Industries Inc.)的若干专利申请还已经通过使用不同的化学试剂解决了在湿法磷酸生产中的结垢抑制。在美国公开的申请号2011/0076218中，披露了用于通过添加具有脂肪族或芳香族化合物(具有两个或更多个羟基)和至少一种胺的试剂抑制结垢的方法。披露的其他适合的试剂包括聚乙烯亚胺、或其衍生物、以及其他聚胺。在美国公开的申请号2011/0076219和2012/0244058中，披露了用于使用包括某些聚合物和/或共聚物的不同水溶性的功能性有机试剂预防或减少在湿法磷酸生产工艺中的结垢的方法。这项工作已经产生抑垢剂(可商购自新泽西州林地公园氰特工业公司(Cytec Industries Inc.,Woodland Park,NJ))。结垢相关问题的经济影响是相当大的，并且该工业需要比后结垢形成去除的现有物理手段更有效的结垢预防技术。然而，虽然以上所讨论的多种化学品基试剂可以在湿法磷酸生产中具有一些优点和适用性，但是它们目前没有广泛使用。因此，目前可供用于抑制在磷酸生产工艺中的结垢形成和/或沉积的组合物和方法需要进一步的改进。有效防止和/或减少(即，抑制)在与从浸提的磷酸盐岩释放的形成结垢离子接触的器械表面上的结垢形成和/或沉积、由此使得该磷酸生产设备运行更长时间而无需关闭以便以物理方式去除结垢的组合物和配制品将是本领域中有用的进步并且可以在该工业中得到快速接受。专利技术概述根据本专利技术的原理获得前述和附加的目的其中诸位专利技术人详述以下出乎意料的发现：某些含有伯胺的聚合物对于抑制产生自湿法磷酸生产的结垢是有效的。因此，在一个方面中，本专利技术提供了用于通过将结垢抑制量的包括含伯胺的聚合物、或其盐的试剂添加到该磷酸生产工艺的至少一个阶段来抑制在湿法磷酸生产过程中产生的结垢的方法，其中所述含伯胺的聚合物包含根据式(I)的A链节(mer)：其中R是H、C1-C6烷基、C2-C6烯基、卤素、或羧基；R1是H、C1-C6烷基、或C2-C6烯基；R2是H或根据式(I)的A链节；R3选自直接键或C1-C12烷基、C2-C12烯基、或C6-C12芳基；并且n是整数，该整数被选择为提供至少300道尔顿的该含伯胺的聚合物的重均分子量并且其中在该聚合物中的伯胺的百分比是基于该聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于抑制在湿法磷酸生产过程中产生的结垢的方法，该方法包括：将结垢抑制量的包括含伯胺的聚合物、或其盐的试剂添加到湿法磷酸生产工艺的至少一个阶段，其中所述含伯胺的聚合物包含根据式(I)的A链节：其中R是H、C1‑C6烷基、C2‑C6烯基、卤素、或羧基；R1是H、C1‑C6烷基、或C2‑C6烯基；R2是H或根据式(I)的A链节；R3选自直接键或C1‑C12烷基、C2‑C12烯基、或C6‑C12芳基；并且n是整数，该整数被选择为提供至少300道尔顿的该含伯胺的聚合物的重均分子量，并且其中在该聚合物中的伯胺的百分比是基于该聚合物中的链节单元的总百分比从30摩尔％至100摩尔％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.11 US 61/938，2351.一种用于抑制在湿法磷酸生产过程中产生的结垢的方法，该方法包括：将结垢抑制量的包括含伯胺的聚合物、或其盐的试剂添加到湿法磷酸生产工艺的至少一个阶段，其中所述含伯胺的聚合物包含根据式(I)的A链节：其中R是H、C1-C6烷基、C2-C6烯基、卤素、或羧基；R1是H、C1-C6烷基、或C2-C6烯基；R2是H或根据式(I)的A链节；R3选自直接键或C1-C12烷基、C2-C12烯基、或C6-C12芳基；并且n是整数，该整数被选择为提供至少300道尔顿的该含伯胺的聚合物的重均分子量，并且其中在该聚合物中的伯胺的百分比是基于该聚合物中的链节单元的总百分比从30摩尔％至100摩尔％。2.根据权利要求1所述的方法，其中R和R1是H，并且R3是直接键。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中该含伯胺的聚合物是聚乙烯基胺均聚物，或其盐。4.根据权利要求1所述的方法，其中R和R1是H，并且R3是CH2。5.根据权利要求1或权利要求4所述的方法，其中该含伯胺的聚合物是聚烯丙胺均聚物，或其盐。6.根据权利要求5所述的方法，其中该聚烯丙胺均聚物盐是聚烯丙胺-盐酸盐。7.根据权利要求1、2、或4中任一项所述的方法，其中该含伯胺的聚合物进一步包含B链节。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述A链节的R3是直接键，所述B链节单元包含根据式(II)的化合物：其中R和R1是如对于根据式(I)的A链节所定义的；R4选自H或C1-C4烷基；R5是直接键或C1-C12烷基，C2-C12烯基、或C6-C12芳基；R6是C1-C22烷基、C2-C22烯基、或C6-C22芳基，该基团在一个或多个可取代位置处被任选地取代n选自30摩尔％至99摩尔％，基于该聚合物中链节单元的总百分比；并且m选自1摩尔％至70摩尔％，基于该聚合物中链节单元的总百分比。9.根据权利要求8所述的方法，其中根据式(II)的该B链节单元是10.根据权利要求7所述的方法，其中该B链节衍生自选自下组的单体，该组由以下各项组成：二烯丙基胺、二烯丙基二甲基氯化铵；丙烯酰胺；N-羟甲基丙烯酰胺；N-(C1至C22)烷基丙烯酰胺、N,N-二-(C1至C22)烷基丙烯酰胺、羟基烷基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺；N-(C1至C22)烷基-N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-(C1至C22)烷基-N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基丙酰胺、N-(C1至C22)烷基-N-乙烯基丙酰胺、(甲基)丙烯酸；(甲基)丙烯酸的酯、腈和酰胺；乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、乙烯醇、(C1至C22)烷基乙烯基醚、乙烯基吡咯烷酮；聚醚胺；以及其共聚物。11.根据权利要求7或权利要求10所述的方法，其中该B链节是N-乙烯基甲酰胺，并且该含伯胺的聚合物是聚(乙烯基胺-共-乙烯基甲酰胺)共聚物，或其盐。12.根据权利要求7或权利要求10所述的方法，其中该B链节是N-乙烯基乙酰胺，并且该含伯胺的聚合物是聚(乙烯基胺-共-乙烯基乙酰胺)，或其盐。13.根据权利要求7或权利要求10所述的方法，其中该含伯胺的聚合物包括至少两种B链节单元。14.根据权利要求13所述的方法，其中该含伯胺的聚合物是聚(乙烯基胺-共-乙烯基甲酰胺-共-二烯丙基二甲基氯化铵)三聚物、或其盐。15.根据权利要求13所述的方法，其中所述B链节单元是N-(C6至C22)烷基丙烯酰胺和乙烯基甲酰胺。16.根据权利要求15所述的方法，其中该含伯胺的聚合物是聚(乙烯基胺-共-乙烯基甲酰胺-共-N-叔辛基丙烯酰胺)三聚物、或其盐。17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中该含伯胺的聚合物是支链的。18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中该含伯胺的聚合物的重均分子量是从300道尔顿至300,000道尔顿。19.根据权利要求1、2、或4中任一项所述的方法，其中在该聚合物中的伯胺的百分比是基于该聚合物中的链节单元的总百分比从45摩尔％至100摩尔％。20.根据权利要求19所述的方法，其中在该聚合物中的伯胺的百...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，J卡尔，HLT陈，
申请(专利权)人：塞特工业公司，
类型：发明
国别省市：美国;US