[发明专利]聚合物组合物和使用方法

说明书

本文提供了包含丙烯酰胺(共)聚合物的液体聚合物(LP)组合物，以及通过在水性流体中将这些LP组合物反相来制备反相聚合物溶液的方法。所得的反相聚合物溶液可具有约50至约15,000ppm的丙烯酰胺(共)聚合物浓度，和在15psi下使用1.2μm过滤器时1.5或更低的过滤比。还提供了在脱水、澄清、絮凝和/或增稠应用等中使用这些反相聚合物溶液的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年12月8日提交的美国临时申请No.62/264,703的优先权，其全部内容并入本文。

背景

在水处理领域，诸如悬浮固体的材料通过各种方法与水分离，尤其包括沉降、粗滤、浮选、过滤、凝结、絮凝和破乳。另外，在从水中除去悬浮固体后，它们经常必须脱水，以便它们可以进一步处理或适当处置。经处理以去除固体的液体通常具有低至几ppb的悬浮固体或分散的油，或者可能含有大量的悬浮固体或油。

一些分离方法包括用某些聚合物处理原水，所述聚合物使悬浮的颗粒沉降。聚合物的实例包括水溶性聚合物，例如聚丙烯酰胺和丙烯酰胺与其它单体的共聚物。这些聚合物可作为粉末或细碎固体商购获得，随后在它们使用时溶解在水性介质中。因为这种溶解步骤有时是耗时的并且通常需要相当昂贵的混合设备，所以有时聚合物以液体形式提供，例如分散体或油包水乳液，其中聚合物溶解在分散的水相中。

概述

本文提供了制备反相聚合物溶液的方法，包括：提供液体聚合物(LP)组合物；将LP组合物在水性流体中反相，得到具有50至15,000ppm合成(共)聚合物浓度的反相聚合物溶液；其中反相聚合物溶液在15psi(+/-10%)下使用1.2μm过滤器时具有1.5或更小的过滤比。LP组合物可包含：一种或多种沸点为至少100℃的疏水性液体；至少39%重量的一种或多种合成(共)聚合物；一种或多种乳化剂表面活性剂；和一种或多种反相表面活性剂。LP组合物可包含：一种或多种沸点为至少100℃的疏水性液体；至多38%重量的一种或多种合成(共)聚合物；一种或多种乳化剂表面活性剂；和一种或多种反相表面活性剂。反相聚合物溶液可用于絮凝过程，离心过程，矿浆脱水，沉降过程，薄提升层(thin lift)脱水，破乳，污泥脱水，原水澄清，废水澄清，纸浆和纸制造中的排水或保留方法，采矿应用中的浮选过程，颜色去除，农业应用，城市或工业废水处理，初级或二级工业或城市废物的澄清，饮用水澄清，污泥堆肥，污泥的土地施用，用于肥料施用的造粒，释放或回收澄清水，造纸，食品废物脱水，煤矸石脱水和增稠，尾矿增稠，拜耳过程应用，发酵液的脱水和澄清，分散固体的水性悬浮液脱水，造纸厂工艺用水的脱墨，含油废水的澄清，食品加工废物的澄清，从纤维素原料制造纸或纸板，土壤改良，重新造林，侵蚀控制，种子保护或生长，其它澄清过程，其它增稠过程，其它固液分离过程，或涉及悬浮液脱水的其它过程。在其它实施方案中，该方法可选地包括提供反相乳液形式的LP组合物，其包含：一种或多种沸点为至少100℃的疏水性液体；至多35%重量的一种或多种合成(共)聚合物；一种或多种乳化剂表面活性剂；和一种或多种反相表面活性剂。

本文还提供了分散固体的水性悬浮液的脱水的某些示例性方法，澄清工业废水的方法，从工业废水中除去油的方法；以及用于使污泥脱水的方法。

附图说明

图1是说明制备反相聚合物溶液的单步过程的方法流程图。

图2是说明制备反相聚合物溶液的两步过程的方法流程图。

图3是说明制备反相聚合物溶液的多个过程的方法流程图。

图4是使用1.2微米过滤器对反相聚合物溶液进行的过滤比测试的图。反相聚合物溶液(2000ppm聚合物)通过过滤比小于1.5的1.2微米过滤器，这显示出反相聚合物溶液的改善的过滤性。

图5是反相聚合物溶液的宽剪切速率范围内的粘度图(合成盐水中2000ppm聚合物，在31℃下测量)。反相聚合物溶液的粘度在宽的剪切速率范围内显示出典型的剪切稀化行为。在10s-1和31℃下测量粘度为24cP。