CN105969547A - 一种超声清洗剂配方及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声清洗剂配方，包括主剂和碱性助剂，其中主剂op‑10烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂的最佳复配浓度为60 g/L、十二烷基苯磺酸钠的最佳复配浓度为50 g/L，碱性助剂氢氧化钠的浓度为3.0 g/L。最佳清洗温度为50℃。用于换热器的焦垢超声清洗。本发明把超声清洗引入换热器的结焦清洗过程中，利用主剂+助剂复配的思路开发了一种对于压缩机级间换热器结焦具有较高清洗效果的清洗剂，优化了超声清洗工艺及超声清洗参数（清洗剂的选择、浓度、清洗温度等），克服了在超声清洗中单一表面活性剂清洗效果较差的问题，对合成氨压缩机级间换热器的焦垢具有较好的清洗效果，具有在类似情况下超声清洗方面的应用价值。

Description

一种超声清洗剂配方及其应用

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体地涉及一种超声清洗剂配方及其应用。

背景技术

结焦现象普遍存在于化工设备中，尤其是合成氨工艺的压缩工段，换热器管壁外被结焦物质附着，严重影响其换热效果和使用寿命，频繁的停车清洗导致生产效率下降，同时频繁开停车导致电耗增加，升高了生产的成本。对结焦换热器的清洗方法也有很多，如铲敲、捶打、高压水清洗、酸碱试剂清洗等，此类方法对焦垢的清除均有一定的效果，但同时也存在着很多弊端，造成设备腐蚀严重提前报废。目前广泛应用于工业生产的仍为高压水清洗，此方法清焦效果不彻底，清焦后设备运行周期较短，且耗时费力，因此的研究一种高效的清焦方法势在必行。目前，我国众多行业80%的管道、容器、锅炉、热交换器等装置的焦垢清洗都是运用化学方法进行的，也就是用酸碱浸泡或流动循环的办法先把结垢进行溶解，然后排出管道或容器外，这种方法存在成本偏高，劳动强度较大，容易污染水资源，需要停产施工，操作工艺繁杂，费时费力等许多缺点。

超声清洗是利用超声波在液体中的空化效应作用于带清洗设备，使设备表面的污物层分散、乳化、剥离以达到清洗的目的。在线清洗能在不拆装、挪动设备的前提下，对现有管线稍作调整，根据流体力学的性质，利用清洗液的循环流动，达到洗净结垢的效果。将超声波以在线清洗技术相结合，不仅提高了清洗效果，同时也节省了原有清洗方法拆装、抽芯工序，大大提高了清洗效率。运用超声清洗技术不仅能够很大地降低由于化学清洗或其它清洗方法对环境所造成的污染和对被清洗件所造成的腐蚀，还能够降低化学药品的用量，降低劳动强度，缩短清洗时间，提高清洗效率。在超声清洗过程中，为了提高清洗效果，通常需要添加各种表面活性剂。

表面活性剂结构为两亲性，一端为亲水基，一端为亲油基，具有较好的乳化、润湿、增溶、分散、防腐等特性。其水溶液能降低水的表面张力，提高有机化合物的可溶性。根据其水溶液是否生成离子及其电负性，将表面活性剂分为阴离子型、阳离子型、非离子型以及两性表面活性剂。阴离子型表面活性剂主要有四类磺酸盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐和羧酸盐，其产量最多，价格相对较低。阳离子表面活性剂一般去污力较差，通常不作为洗涤剂。且由于在水溶液中阴阳离子生成沉淀而失去效力，故不可与阴离子表面活性剂协同使用，但其与非离子表面活性剂则具有很好的协同作用。非离子表面活性剂稳定性高，不易受强电解质及酸、碱的影响，与他类型表面活性剂能混合使用，且相容性及试剂中的溶解性良好，尤其具有低起泡性的特点.

助剂可以与表面活性剂发生协同作用，从而增强其洗涤作用。不同助剂所起作用不同，金属络合剂，可以与焦垢中的金属离子发生螯合作用，结合成水溶性络盐，从而使焦垢解离、分散，易于去除。水基碱性助剂，可使洗剂PH值处于碱性范围内，其与油垢（脂肪酸类）发生皂化反应，可增强表面活性剂对油垢的清洗能力。还有一些助剂如硅酸钠、三聚磷酸钠和羟甲基纤维素，可以起到防止焦垢在沉积的作用。

因此，现有换热器的焦垢清洗缺点是：清洗效果不好，不具有普适性。导致原因：单一表面活性剂，没有进行适配和优化复配组合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声清洗剂配方及其应用，该配方针对当前各种超声清洗表面活性剂清洗效果较低，没有进行适配的背景下，通过主剂+助剂复配的思路开发新型的超声清洗剂以提高超声清洗效果，用于换热器的焦垢清洗。

本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种超声清洗剂配方， 包括主剂和碱性助剂，其特征在于：其中主剂op-10烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂的复配浓度为50-70 g/L、十二烷基苯磺酸钠的最佳复配浓度为40-60g/L，碱性助剂氢氧化钠的浓度为2.5-3.5 g/L。

上述的一种超声清洗剂配方，其中：主剂op-10烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂的最佳复配浓度为60 g/L、十二烷基苯磺酸钠的最佳复配浓度为50 g/L，碱性助剂氢氧化钠的浓度为3.0 g/L。

上述的一种超声清洗剂配方，其中：最佳清洗温度为50 ℃。

上述的一种超声清洗剂配方的应用，用于换热器的焦垢超声清洗。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明把超声清洗引入换热器的结焦清洗过程中，利用主剂+助剂复配的思路开发了一种对于压缩机级间换热器结焦具有较高清洗效果的清洗剂op-10 （60 g/L）+十二烷基苯磺酸钠（50 g/L）+碱性助剂氢氧化钠（3.0 g/L），优化了超声清洗工艺及超声清洗参数（清洗剂的选择、浓度、清洗温度等），克服了在超声清洗中单一表面活性剂清洗效果较差的问题，对合成氨压缩机级间换热器的焦垢具有较好的清洗效果，具有在类似情况下超声清洗方面的应用价值。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种超声清洗剂配方及其应用具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

一种超声清洗剂配方， 包括主剂和碱性助剂，其特征在于：其中主剂op-10烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂的复配浓度为50-70 g/L、十二烷基苯磺酸钠的最佳复配浓度为40-60g/L，碱性助剂氢氧化钠的浓度为2.5-3.5 g/L。

下面通过实验确定、优化工艺参数：

通过实验得到非离子表面活性剂清焦能力：OP-10（烷基酚聚氧乙烯醚）＞AEO（脂肪醇聚氧乙烯醚）＞平平加（烷基聚氧乙烯醚＞TX-10（壬基酚聚氧乙烯醚）；阴离子表面活性剂清焦能力：AES（脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠）＞十二烷基磺酸钠。将各单剂清洗效果的试验结果进行对比可以发现虽然各样管所选用的清洗剂不同，但它们的清洗效果均好于用清水进行清洗的效果，且其清焦量随超声清洗时间的延长而增加，但当达到某一时间点后，其清焦量随时间延长的变化明显趋于平缓。

根据各表面活性剂的清焦效果测试结果，选取非离子表面活性剂OP-10、AEO和平平加与阴离子表面活性剂AES和十二烷基磺酸钠进行复配。综合考虑各组的清焦量及复配组成，最终确定主剂复配组分op-10（烷基酚聚氧乙烯醚）和十二烷基苯磺酸钠两种表面活性剂为最佳。

单独考察各碱性助剂的溶焦能力：氢氧化钠＞碳酸氢钠＞碳酸钠＞磷酸钠。因此，选取氢氧化钠和碳酸氢钠与选定的清洗剂主剂进行复配，研究其协同作用。

当主剂+碱性助剂：op-10（烷基酚聚氧乙烯醚）乳化剂的佳复配浓度为60 g/L、十二烷基苯磺酸钠的最佳复配浓度为50 g/L、碱性助剂氢氧化钠的浓度为3.0 g/L，得到了最佳的除垢效率，除垢率可以达到95 %以上。对比不同温度下清洗剂的清焦率，确定最佳清洗温度为50 ℃，复配的清洗剂的对20#列管的腐蚀率仅为0.196 g/m².h，远低于GB/T25146-2010《工业设备化学清洗质量验收规范》规定之清洗剂对铁及铁合金的腐蚀率实验室测试结果满足≤2 g/ (m²•h)，满足行业标准。

本发明针对当前各种超声清洗表面活性剂清洗效果较低，没有进行适配的背景下，通过主剂+助剂复配的思路开发新型的超声清洗剂以提高超声清洗效果，用于换热器的焦垢清洗。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种超声清洗剂配方， 包括主剂和碱性助剂，其特征在于：其中主剂op-10烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂的复配浓度为50-70 g/L、十二烷基苯磺酸钠的最佳复配浓度为40-60g/L，碱性助剂氢氧化钠的浓度为2.5-3.5 g/L。

2.如权利要求1所述的一种超声清洗剂配方，其特征在于：其中主剂op-10烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂的最佳复配浓度为60 g/L、十二烷基苯磺酸钠的最佳复配浓度为50 g/L，碱性助剂氢氧化钠的浓度为3.0 g/L。

3.如权利要求1或2所述的一种超声清洗剂配方，其特征在于：最佳清洗温度为50 ℃。

4.如权利要求3所述的一种超声清洗剂配方的应用，其特征在于：用于换热器的焦垢超声清洗。