具有清洗功能的组合物及其制备方法和应用与流程

文档序号:43761268发布日期:2025-11-14 23:53阅读:10来源:国知局

本发明涉及硫酸钙垢清洗,具体涉及一种具有清洗功能的组合物及其制备方法和应用。


背景技术:

1、硫酸钙是最难清洗的一类硬垢,一直是化学清洗中的难点和痛点,常规酸洗的除垢措施很难奏效,必须采用特殊技术清除。特别是在石油化工、电力行业的脱硫脱硝工艺中,硫酸钙垢的形成严重影响装置的正常运行,为了保障生产生活的安全顺利,工业与民用领域每年都在清防垢上投入大量的财力和物力。因此开发针对硫酸钙的专用化学清洗剂具有重要的实用价值。

2、对硫酸钙垢的化学清洗,目前采用的方法有使用螯合剂(例如edta)、防垢剂等药剂增溶,或用强碱将硫酸钙在高温下转变为氢氧化钙或碳酸钙,然后用酸除去。由于硫酸钙垢极难除去,对工业生产和人民生活影响很大,因此相关除垢方法的文献报道较多,例如:文献(汪坤,陈志刚,杜宗强.两步法清洗硫酸钙垢的分析[j].云南电力技术,2014,42(2):4-21)报道了“碱-酸”两步法清洗锅炉中的硫酸钙垢,即第一步碱洗采用碳酸钠将硫酸钙转化成碳酸钙,第二步酸洗采用盐酸对碳酸钙垢和氧化铁垢进行化学清洗,碱洗温度控制在45℃-65℃之间。文献(杨勇平,孙志春,龙国军,等.湿法脱硫系统ggh结垢物清洗技术研究[j].热力发电,2010,39(9):45-51)报道了利用酸性、碱性清洗剂交替清洗的方式除去火电站湿法烟气脱硫系统中的硫酸钙垢,采用四组酸洗+碱洗+水洗和机械除垢配合,可除去98%以上的水垢。文献(刘立军.一种硫酸盐清洗剂在反渗透膜系统硫酸钙垢化学清洗中的应用[j].清洗世界,2019,35(2):13-17)报道了利用螯合剂配制除垢剂,并用来清除反渗透膜上硫酸钙垢的情况,该剂在25℃下浸泡72h即有较好除垢效果。

3、cn101955863b公开了以10%hedp、0.05%jfc、5%助溶剂、0.06%非离子pam,用苛性钠调节ph到7后,制成硫酸钙清洗剂用于除垢。

4、cn103359840b公开了一种硫酸钙垢化学清洗剂由络合剂10-30%,助溶剂5-10%,渗透互溶剂0.1-5%,ph调节剂5-13%,余量少组成,ph≥10。该方法涉及高ph,具有强腐蚀性,清洗后废液难处理。

5、cn113881517a公开了一种换热器结垢清洗剂,主要由基础剂、助剂和ph调节剂组成,所述基础剂包括edta、edta的钠盐以及乙二醇酸钠中的至少一种,所述助剂包括碳酸盐和柠檬酸盐中的至少一种,且所述基础剂与所述助剂的质量比为1:1-5:1,清洗剂的ph为6.5-7.5,清洗温度50-70℃。该方法涉及清洗温度较高,很多的清洗现场不具备加热条件,限制了应用范围。

6、目前使用的硫酸钙垢清除方法,主要为转化除垢法和直接溶解法两类:

7、1)转化除垢法采用氢氧化钠、碳酸钠复合溶液加热到90℃以上蒸煮重垢容器,蒸煮时间在20小时以上,将硫酸钙垢转化为碳酸钙垢,再用盐酸将碳酸钙垢除去。该方法能耗高、操作繁琐,且存在安全隐患,且清洗后的废液处理难。

8、2)直接溶解法使用络合剂等在加热30-60℃,浸泡24小时以上,能够溶解40%左右的硫酸钙垢,对硫酸钙垢的去除效率仍不理想,需要加温增加能耗。

9、目前工业上应用的硫酸钙去除方法普遍存在溶垢速度慢、除垢率低、操作繁琐,加热耗能高,强碱,强酸,清洗废液难处理和安全隐患等问题,由于硫酸钙垢存在的普遍性,研究高效环保的硫酸钙化学清洗剂就具有十分重要的现实意义。

10、换热器是炼油厂和化工厂应用最为广泛的冷换热备,换热器的结垢问题导致传热效率低,需停车清洗换热器或对换热器进行整体更换。每年因为处理由于结垢导致的换热器问题,不但大大增加运行成本,并且严重影响装置的生产安全稳定运行。现阶段换热器结垢的清洗方法一般采用化学清洗技术,使用高温碱液对其浸泡,再进行酸洗处理。该种方法繁琐,清洗处理时间长,消耗能源,且炼厂及化工厂的换热器管束多采用不锈钢和钛材,高温碱液及酸液对其造成严重腐蚀,因此市面上的洗液不适宜用在换热器除垢中。研究有效清除换热器结垢的化学清洗剂就具有十分重要的现实意义。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术的存在除垢速度慢、除垢率低、清洗液腐蚀性高、能耗高的问题,提供一种具有清洗功能的组合物及其制备方法和应用。

2、为了实现上述目的,本发明第一方面提供了一种具有清洗功能的组合物,该组合物包括螯合剂、溶解加速剂、分散剂、润湿剂和ph调节剂,且所述组合物不包括钠盐、钾盐、氢氧化钠和氢氧化钾。

3、本发明第二方面提供了一种清洗剂,该清洗剂包括第一方面所述的组合物和水。

4、本发明第三方面提供了一种制备第二方面所述的清洗剂的方法,该方法包括将第一方面所述的组合物与水混合。

5、本发明第四方面提供了第一方面所述的组合物和/或第二方面所述的清洗剂在清洗硫酸钙垢中的应用;优选在清洗工业设备表面的硫酸钙垢中的应用。

6、本发明第五方面提供了一种清洗硫酸钙垢的方法,该方法包括将硫酸钙垢与第一方面所述的组合物和/或第二方面所述的清洗剂进行接触。

7、本发明第六方面提供了有机胺和/或无机铵在清洗硫酸钙垢中的应用,所述应用包括以下至少一个方面:

8、(1)提高硫酸钙垢的脱除速率;

9、(2)降低硫酸钙垢的清洗温度。

10、通过上述技术方案,取得了以下有益效果:

11、(1)本发明的具有清洗功能的组合物可以实现一步法完成硫酸钙垢的脱除,且除垢过程中无需加热,大幅度降低操作成本,同时降低了清洗能耗;而且本发明的具有清洗功能的组合物具有快速和高效除垢的特点,且清洗过程简单且效果明显,除垢产生的废液易处理,易于推广应用。

12、(2)本发明的具有清洗功能的组合物的化学性质稳定,为环境友好的硫酸钙垢清洗剂用组合物,符合绿色环保的要求。

13、(3)进一步优选地,本发明的具有清洗功能的组合物呈中性或弱碱性,可用于各种管线、水处理滤膜、流量计等精细仪表和油田井下工具、管线的硫酸钙垢清除作业。在使用中只要保持所使用清洗剂的溶垢量大于硫酸钙垢的估算量,即可快速、完全地清除硫酸钙垢。



技术特征:

1.一种具有清洗功能的组合物,其特征在于,该组合物包括螯合剂、溶解加速剂、分散剂、润湿剂和ph调节剂,且所述组合物不包括钠盐、钾盐、氢氧化钠和氢氧化钾。

2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述螯合剂为复合螯合剂;

3.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述溶解加速剂为无机铵盐,优选为碳酸氢铵;

4.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述分散剂为含羰基烯烃与含磺酸基烯烃的共聚物,所述含羰基烯烃的碳原子数为3-4;

5.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述润湿剂为非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂;

6.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述ph调节剂包括乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨水和二氧化碳中的至少一种;

7.一种清洗剂,其特征在于,该清洗剂包括权利要求1-6中任意一项所述的组合物和水。

8.根据权利要求7所述的清洗剂,其中,所述清洗剂中组合物的含量为5-30重量%。

9.一种制备权利要求7或8所述的清洗剂的方法,其特征在于,该方法包括将权利要求1-6中任意一项所述的组合物与水混合。

10.根据权利要求9所述的方法,其中,将螯合剂、分散剂和润湿剂进行第一混合,然后将第一混合的产物与ph调节剂进行第二混合,再将第二混合的产物与溶解加速剂进行第三混合,再将第三混合的产物与水进行第四混合。

11.权利要求1-6中任意一项所述的组合物和/或权利要求7或8所述的清洗剂在清洗硫酸钙垢中的应用;优选在清洗工业设备表面的硫酸钙垢中的应用。

12.一种清洗硫酸钙垢的方法,其特征在于,该方法包括将硫酸钙垢与权利要求1-6中任意一项所述的组合物和/或权利要求7或8所述的清洗剂进行接触;

13.有机胺和/或无机铵在清洗硫酸钙垢中的应用,其特征在于,所述应用包括以下至少一个方面:


技术总结
本发明涉及硫酸钙垢清洗技术领域,公开了一种具有清洗功能的组合物及其制备方法和应用,具有清洗功能的组合物,该组合物包括螯合剂、溶解加速剂、分散剂、润湿剂和pH调节剂,且所述组合物不包括钠盐、钾盐、氢氧化钠和氢氧化钾。本发明的具有清洗功能的组合物具有快速和高效除垢的特点,且清洗过程简单且效果明显,除垢产生的废液易处理,易于推广应用。而且,本发明的清洗剂在清洗过程中不需要加热,在大幅降低操作成本的同时也节约了清洗加热的能耗。

技术研发人员:夏婷,张建枚,樊大勇,桂中明,柳旭国,白桦,窦雪
受保护的技术使用者:中国石油化工股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/11/13
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