[发明专利]确定水体系中聚合物浓度的方法

说明书

发明背景

发明领域

本发明一般涉及工业水体系中水溶性聚合物的检测，比如冷却和 锅炉水体系。更具体而言，涉及一种根据阳离子染料和水溶性聚合物 的相互作用来确定工业水体系中阴离子水溶性聚合物的浓度或可得 性的方法。

相关技术描述

众所周知，在各种工业过程中应用水，比如加工设备的散热和蒸 汽的生成。但是，在大多数工业过程中不可能使用未经处理的水，因 为杂质的存在可能会影响上述工业过程。例如，将抑制水垢形成的化 合物加入到冷却塔和沸水中来阻止在这些过程中使用的设备中水垢 的形成或布置。

大多数的工业用水都含有金属阳离子比如钙、钡、镁和钠以及阴 离子比如碳酸氢根离子、碳酸根离子、硫酸根离子、磷酸根离子和氟 离子。当阳离子和阴离子组合高于特定浓度时，反应产物沉淀在与过 程中的水接触的设备表面并形成水垢或沉积物。这种水垢或沉积物的 存在导致非最佳的工艺条件，并且导致高成本和繁重的清洗或除去这 种水垢或沉积物，一般需要过程或体系的停工。因此，为了阻止此种 水垢或沉积物的生成，最好用合适的化学品处理水来抑制其生成。

水垢和沉积物的生成可以通过确保不超过阳离子-阴离子反应产 物的溶解度来避免。已知某些化学品可用于这一目的，包括水溶性聚 合物，比如由不饱和羧酸酯和不饱和磺酸酯和它们的盐衍生的聚合 物。一些特别有用的水溶性聚合物包括HPS-I、AEC、APES和聚环氧 琥珀酸(全部得自GE Beta，Trevose，PA)，进一步描述于美国专利 5,518,629、5,378,390、5,575,920、6,099,755、5,489,666、5,248,483、 5,378,372和5,271,/862中。但是，这些聚合物的存在导致一些额外的 相关问题的出现，必须仔细监测工业用水体系中聚合物的浓度。如果 使用过少聚合物，水垢可能仍然会出现，而使用过多聚合物，该处理 可能不是成本有效的。对于各种给定体系，需要实现最优浓度水平或 范围。

已知用于确定水体系中水溶性聚合物的浓度的方法。例如，很多 方法使用染料来确定具体组分的含量。美国专利4,894,346描述了一 种方法使用特定阳离子染料采用量热法来确定水体系中的聚羧酸酯。 Ciota等的美国专利第6,214,627号测量在含有反应物、水、尼罗蓝染 料和螯合剂的水溶液中带阴离子电荷的聚合物的浓度。另外，Hach 聚丙烯酸法用硫氰酸铁螯合来检测基于聚丙烯酸的校正。其它方法包 括采用鲁米诺标记的聚合物与荧光或化学发光检测技术结合来监测 工业用水，例如美国专利5,958,778所描述。如美国专利第6,524,350 号所描述，很多阳离子染料在溶液状态不稳定。在该专利中，描述了 氯化频哪氰醇在水溶液中不稳定。但是，这些方法有很多缺陷，包括 在水体系中的不稳定、窄的动态范围、天然聚合物和样品离子强度的 干扰。

目前的方法有诸多问题存在，特别是各种因素和组分的干扰。因 此，需要有简化并且更精确的测试方法以能够简便地用于确定水溶液 中水溶性聚合物浓度，该方法表现高的可重复性，对干扰的响应降低 并且稳定性提高。

发明概述

本发明一方面涉及一种确定在工业用水中阴离子聚合物或低聚 物浓度的方法，所述方法包括混合缓冲溶液和阳离子染料溶液，在选 定的波长处测量缓冲液-染料混合物的吸光度并通过预先确定的吸光 度值来确定聚合物或低聚物浓度。

在本发明供选实施方案中，缓冲溶液可以是多功能缓冲溶液，并 且可含有多种缓冲剂、掩蔽剂和/或稳定剂及其组合。其他实施方案提 供可使用多种染料。

表征本发明新颖性的各种特征特别在本公开的权利要求中指出 并构成本公开的一部分。为更好地理解本发明、通过其应用获得的其 操作优点和有益效果，参考附图和说明。附图旨在描述本发明的多种 形式的实例。附图不限制本发明所能制备和应用的所有途径。本发明 的各种组分可以变更和替代。本发明也存在于所描述的要素的子组合 和子系统以及使用它们的方法。

附图简述

图1描绘了1，9-二甲基亚甲基蓝在530、593和647nm处的吸光 度变化作为聚合物HPS-I浓度函数的关系图。

图2描绘了天青B在593nm处的吸光度变化作为聚合物HPS-I 浓度函数的关系图。