[发明专利]异羟肟酸化聚合物改变拜耳法中积垢的用途

说明书

                           发明背景

拜耳法是用于精炼矾土以生产铝的很好的技术。它在世界上使用最广，其工艺细节是公知的。

在拜耳法处理矾土的过程中会生成一些不溶性物质，这些物质易在过程所用的装置和设备，例如管道、蒸煮罐、泵、换热器等的壁上沉积成积垢。这些不溶性物质包括钛酸盐、硅酸盐、三水合物等。不溶性硅铝酸钠形式的硅酸盐通常被称为DSP，是脱硅酸作用的产物。这些物质在不同的工厂和不同的矿之中各不相同，它们除了以积垢的形式存在之外还以污染量存在于加工过程的各物流中。这些物质的存在对于拜耳法的运作是有害的，因为它们造成了加工损耗。此外，设备和装置之类(例如换热器管、蒸煮罐和管道壁等)上的积垢沉积严重降低它们的效率，因为通过管道的物流流动严重受阻，向物流的热交换被减少。目前，去除积垢是通过化学方法实现的，例如用酸或碱溶解，或者利用手工方法，例如利用手提钻、炸药等，这些手段的成本很高。

许多生产厂已经为寻找解决积垢问题的方法进行了一些工作，例如通过稀释、沉淀等；以及通过改变拜耳法某些阶段的运行条件。

例如，EPO申请No.0582399A讲述了利用给出具体结构式的铵化合物、芳香胺化合物和其它胺化合物改变拜耳法中的含硅物质。添加剂的例子有四甲基氢氧化铵；氨基三(亚甲基)磷酸；三丙基胺等。同理，在EPO申请No.0586070A中，例如聚DADMACs和聚丙烯酰胺的聚合季铵化合物和聚胺化合物被用来改变拜耳法液体中的含硅物质。

                           发明概述

本发明涉及含异羟肟酸或其盐基团、重均分子量在约10,000以上的聚合物的用途，即处理拜耳法中含有积垢形成成份的液体，改变所述成份和由其形成的积垢的形态，并由此在拜耳法装置和设备中减少形成积垢的量和/或帮助去除已经存在的积垢。

美国专利4,532,046讲述了利用含异羟肟酸基团的聚合物通过从水性介质中沉淀出例如含钙、钡等的碱土金属化合物来消除积垢。但是，该专利权人并没有指出所述的聚合物可以用于处理涉及钛酸盐、硅酸盐等、处于高温和高pH(例如14以上)下的拜耳法物流。

异羟肟酸在例如工业冷却用硬水中用作防腐蚀剂也是已知的，参见美国专利5,308,498；但是，在铁和钢合金中的防腐蚀作用仍然是由于存在着碱土金属化合物，即含钙、镁等的那些。

此外，已知含有异羟肟酸或其盐基团的高分子聚合物是在拜耳法中去除悬浮固体的有效的絮凝剂，参见美国专利4,767,540。但是，该专利没有指出它所公开的聚合物具有改变积垢或抑制沉淀的作用。

                    发明内容及优选实施方案

本发明涉及一种处理含积垢形成物质的拜耳法液体的方法，它包括在拜耳法浆料混合器、蒸煮罐、闪蒸罐、旋风捕砂器，或流向上述设备的加料或再循环物流中加入抑制积垢有效量的含异羟肟酸或其盐基团、重均分子量约为10,000以上的聚合物。

含有异羟肟酸或其盐基团的聚合物可以是多种类型的，但在高温(例如100至290℃)及强苛性条件(例如以碳酸钠当量表示的80至400克/升总碱含量)下必须足够稳定以发挥作用。

任何含异羟肟酸或其盐基团的水溶性聚合物都可以使用，尤其是含有以下通式所示侧基的那些：其中的R是氢或阳离子。该聚合物可以通过含有酯、酰胺、酸酐、腈等侧基的聚合物与羟胺或其盐反应得到。

可以通过反应形成异羟肟酸或其盐侧基的聚合物包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸等的酯的聚合物；例如由丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、丁烯酸甲酯等制得的聚合物；马来酸酐及其酯的聚合物；例如由丙烯腈、甲基丙烯腈制得的腈类聚合物；例如由丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等制得的丙烯酰胺聚合物；或上述酯、腈和酰胺的共聚物和三元共聚物等。