CN114045188A - 一种中性环保清洗剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中性环保清洁剂及其制备方法与应用。按质量百分比计，该清洁剂由10‑30％除垢剂、0.5‑3％渗透剂、5‑10％助溶剂、0.5‑5％剥离剂、1‑5％pH调节剂及余量的除盐水组成。本发明提供的中性环保清洁剂，在常温下就能实现短时间内一次性将硫酸钙及其复合垢反应完全，去除率98％以上，省时省力；pH值呈中性，对金属设备没有腐蚀，不产生氢脆现象；无毒，对人体没有伤害；不含磷，可完全生物降解，直接排放对环境没有影响；可根据实际需求进行停车或不停车清洗。
Description
技术领域
本发明涉及工业清洗技术领域，公开了一种中性环保清洗剂的制备方法以及采用该制备方法制得的中性环保清洗剂及其针对工业硫酸钙复合垢中的应用。
背景技术
工业系统及管道中产生的硫酸钙及其复合垢质地坚硬、致密，很难去除，盐酸在2mol/L浓度时对硫酸钙的溶解率为14％，但对金属设备的腐蚀性较大。
现在行业中主要采用物相转化或有机络合的方法处理硫酸钙垢。物相转化法即使用碳酸盐或重碳酸盐在高温下将硫酸钙转换为溶解度更小的碳酸钙，再加入盐酸使碳酸钙溶解，此过程需要高温、时间较长、方法繁琐、药剂用量大，耗时耗力耗能源。有机络合法即使用一些含磷的有机络合剂，利用活性基团的络合作用，溶解硫酸钙并与钙离子形成稳定的螯合物，使硫酸钙的沉淀溶解平衡向溶解方向移动，最后溶解硫酸钙垢，但络合剂对硫酸钙的溶解浓度有限，药剂用量大，多数药剂含磷对环境有影响，且价格较高。
基于上述分析，一种在常温下能迅速将硫酸钙及其复合垢完全反应，对设备无损伤，不会产生氢脆现象，且能直接排放对环境无污染的中性环保清洁剂是目前行业内急需的。
发明内容
现有的硫酸钙及其复合垢清洗剂的缺点：①盐酸对金属设备的腐蚀性较大；②物相转化需要高温、耗时耗力、繁琐、不环保；③有机络合法对硫酸钙的溶解浓度有限，用量大，含磷不环保，且价格较高。鉴于上述不足，本发明提供了一种中性环保清洁剂，该清洁剂能有效解决现阶段存在的问题，无需高温即在常温下，短时间内一次性将硫酸钙及其复合垢反应完全，去除率98％以上，省时省力；pH值呈中性，对金属设备没有腐蚀，不产生氢脆现象；无毒，对人体没有伤害；不含磷，可完全生物降解，直接排放对环境没有影响；可根据实际需求进行停车或不停车清洗。
本发明是通过如下手段实现的：
一种中性环保清洁剂，按质量百分比计，包括：
10-30％除垢剂；
0.5-3％渗透剂；
5-10％助溶剂；
0.5-5％剥离剂；
1-5％pH调节剂；以及
余量除盐水。
进一步的，所述除垢剂选自次氮基三乙酸，次氮基三乙酸钠，羟基乙酸，羟基乙酸钠，羟基乙酸钾中的任意一种或多种。
进一步的，所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚或磺化琥珀酸二辛酯钠盐。
进一步的，所述助溶剂选自无水乙醇或异丙醇。
进一步的，所述剥离剂选自聚季铵盐或十二烷基胍醋酸盐。
进一步的，所述pH调节剂选自氢氧化钠或氢氧化钾。
一种制备上述任一中性环保清洁剂的方法，包括：
除垢剂加入80％除盐水搅拌溶解，用pH调节剂调节至中性，得第一混合物备用；
渗透剂和助溶剂混合搅拌均匀，得第二混合物备用；
将第二混合物加入第一混合物中搅拌均匀，得第三混合物；
将剥离剂加入第三混合物中，补充剩余的除盐水，搅拌均匀，即得一种中性环保清洁剂。
本发明还公开了一种上述制备方法制得的中性环保清洁剂。
本发明还公开了一种如上述任一中性环保清洗剂在工业设备硫酸钙垢清洗中的应用。
进一步的，该应用包括：按中性环保清洗剂与硫酸钙垢的质量比为6-20:1对工业设备进行清洗。
本发明的有益效果在于：
本发明制得的中性环保清洁剂在常温下即可实现短时间内一次性将硫酸钙垢反应完全，省时省力；pH值呈中性，对金属设备没有腐蚀，不产生氢脆现象；无毒，对人体没有伤害；不含磷，可完全生物降解，直接排放对环境没有影响；可根据实际需求进行停车或不停车清洗。
本发明制得的中性环保清洁剂可应用于石油、化工、造纸、海水淡化、蒸发器、锅炉、循环冷却等工业设备的硫酸钙垢的停车或不停车清洗，可完全替代现有的硫酸钙垢去除方法，应用广泛。
具体实施方式
实施例1
一种中性环保清洗剂
按质量百分比计，该清洁剂由10％除垢剂、0.5％渗透剂、5％助溶剂、0.5％剥离剂、1％pH调节剂及余量的除盐水组成；
除垢剂选自次氮基三乙酸，次氮基三乙酸钠，羟基乙酸按任意比例混合；
渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚；
助溶剂选自无水乙醇；
剥离剂选自聚季铵盐；
pH调节剂选自氢氧化钠。
一种中性环保清洁剂的制备方法，包括：
除垢剂加入80％除盐水搅拌溶解，用pH调节剂调节至中性，得第一混合物备用；
渗透剂和助溶剂混合搅拌均匀，得第二混合物备用；
将第二混合物加入第一混合物中搅拌均匀，得第三混合物；
将剥离剂加入第三混合物中，补充剩余的除盐水，搅拌均匀，即得一种中性环保清洁剂。
实施例2
一种中性环保清洗剂
按质量百分比计，该清洁剂由15％除垢剂、1％渗透剂、6％助溶剂、1％剥离剂、2％pH调节剂及余量的除盐水组成；
除垢剂选自羟基乙酸钠，羟基乙酸钾按任意比例混合；
渗透剂选自磺化琥珀酸二辛酯钠盐；
助溶剂选自异丙醇；
剥离剂选自十二烷基胍醋酸盐；
pH调节剂选自氢氧化钠。
一种中性环保清洁剂的制备方法，包括：
除垢剂加入80％除盐水搅拌溶解，用pH调节剂调节至中性，得第一混合物备用；
渗透剂和助溶剂混合搅拌均匀，得第二混合物备用；
将第二混合物加入第一混合物中搅拌均匀，得第三混合物；
将剥离剂加入第三混合物中，补充剩余的除盐水，搅拌均匀，即得一种中性环保清洁剂。
实施例3
一种中性环保清洗剂
按质量百分比计，该清洁剂由20％除垢剂、1.5％渗透剂、7％助溶剂、1.5％剥离剂、3％pH调节剂及余量的除盐水组成；
除垢剂选自次氮基三乙酸，羟基乙酸钠，羟基乙酸钾按任意比例混合；
渗透剂选自磺化琥珀酸二辛酯钠盐；
助溶剂选自无水乙醇；
剥离剂选自十二烷基胍醋酸盐；
pH调节剂选氢氧化钾。
一种中性环保清洁剂的制备方法，包括：
除垢剂加入80％除盐水搅拌溶解，用pH调节剂调节至中性，得第一混合物备用；
渗透剂和助溶剂混合搅拌均匀，得第二混合物备用；
将第二混合物加入第一混合物中搅拌均匀，得第三混合物；
将剥离剂加入第三混合物中，补充剩余的除盐水，搅拌均匀，即得一种中性环保清洁剂。
实施例4
一种中性环保清洗剂
按质量百分比计，该清洁剂由25％除垢剂、2％渗透剂、8％助溶剂、2％剥离剂、4％pH调节剂及余量的除盐水组成；
除垢剂选自次羟基乙酸钾；
渗透剂选自磺化琥珀酸二辛酯钠盐；
助溶剂选自无水乙醇；
剥离剂选自十二烷基胍醋酸盐；
pH调节剂选自氢氧化钠。
一种中性环保清洁剂的制备方法，包括：
除垢剂加入80％除盐水搅拌溶解，用pH调节剂调节至中性，得第一混合物备用；
渗透剂和助溶剂混合搅拌均匀，得第二混合物备用；
将第二混合物加入第一混合物中搅拌均匀，得第三混合物；
将剥离剂加入第三混合物中，补充剩余的除盐水，搅拌均匀，即得一种中性环保清洁剂。
实施例5
一种中性环保清洗剂
按质量百分比计，该清洁剂由30％除垢剂、2.5％渗透剂、9％助溶剂、2.5％剥离剂、5％pH调节剂及余量的除盐水组成；
除垢剂选自次氮基三乙酸，次氮基三乙酸钠，羟基乙酸，羟基乙酸钠，羟基乙酸钾按任意比例混合；
渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚；
助溶剂选自异丙醇；
剥离剂选自十二烷基胍醋酸盐；
pH调节剂选自氢氧化钾。
一种中性环保清洁剂的制备方法，包括：
除垢剂加入80％除盐水搅拌溶解，用pH调节剂调节至中性，得第一混合物备用；
渗透剂和助溶剂混合搅拌均匀，得第二混合物备用；
将第二混合物加入第一混合物中搅拌均匀，得第三混合物；
将剥离剂加入第三混合物中，补充剩余的除盐水，搅拌均匀，即得一种中性环保清洁剂。
实施例6
一种中性环保清洗剂
按质量百分比计，该清洁剂由25％除垢剂、3％渗透剂、10％助溶剂、3％剥离剂、5％pH调节剂及余量的除盐水组成；
除垢剂选自羟基乙酸，羟基乙酸钠，羟基乙酸钾按任意比例混合；
渗透剂选自磺化琥珀酸二辛酯钠盐；
助溶剂选自异丙醇；
剥离剂选自十二烷基胍醋酸盐；
pH调节剂选自氢氧化钾。
一种中性环保清洁剂的制备方法，包括：
除垢剂加入80％除盐水搅拌溶解，用pH调节剂调节至中性，得第一混合物备用；
渗透剂和助溶剂混合搅拌均匀，得第二混合物备用；
将第二混合物加入第一混合物中搅拌均匀，得第三混合物；
将剥离剂加入第三混合物中，补充剩余的除盐水，搅拌均匀，即得一种中性环保清洁剂。
实施例7
一种中性环保清洗剂
按质量百分比计，该清洁剂由20％除垢剂、3％渗透剂、10％助溶剂、3.5％剥离剂、4％pH调节剂及余量的除盐水组成；
除垢剂选自次氮基三乙酸；
渗透剂选自磺化琥珀酸二辛酯钠盐；
助溶剂选自无水乙醇；
剥离剂选自十二烷基胍醋酸盐；
pH调节剂选自氢氧化钾。
一种中性环保清洁剂的制备方法，包括：
除垢剂加入80％除盐水搅拌溶解，用pH调节剂调节至中性，得第一混合物备用；
渗透剂和助溶剂混合搅拌均匀，得第二混合物备用；
将第二混合物加入第一混合物中搅拌均匀，得第三混合物；
将剥离剂加入第三混合物中，补充剩余的除盐水，搅拌均匀，即得一种中性环保清洁剂。
实施例8
一种中性环保清洗剂
按质量百分比计，该清洁剂由20％除垢剂、2.5％渗透剂、8％助溶剂、4％剥离剂、4.5％pH调节剂及余量的除盐水组成；
除垢剂选自次氮基三乙酸，羟基乙酸，羟基乙酸钾按任意比例混合；
渗透剂选自磺化琥珀酸二辛酯钠盐；
助溶剂选自异丙醇；
剥离剂选自十二烷基胍醋酸盐；
pH调节剂选自氢氧化钠。
一种中性环保清洁剂的制备方法，包括：
除垢剂加入80％除盐水搅拌溶解，用pH调节剂调节至中性，得第一混合物备用；
渗透剂和助溶剂混合搅拌均匀，得第二混合物备用；
将第二混合物加入第一混合物中搅拌均匀，得第三混合物；
将剥离剂加入第三混合物中，补充剩余的除盐水，搅拌均匀，即得一种中性环保清洁剂。
实施例9
一种中性环保清洗剂
按质量百分比计，该清洁剂由25％除垢剂、2％渗透剂、9％助溶剂、4.5％剥离剂、5％pH调节剂及余量的除盐水组成；
除垢剂选自次羟基乙酸钠；
渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚；
助溶剂选自异丙醇；
剥离剂选自十二烷基胍醋酸盐；
pH调节剂选自氢氧化钾。
一种中性环保清洁剂的制备方法，包括：
除垢剂加入80％除盐水搅拌溶解，用pH调节剂调节至中性，得第一混合物备用；
渗透剂和助溶剂混合搅拌均匀，得第二混合物备用；
将第二混合物加入第一混合物中搅拌均匀，得第三混合物；
将剥离剂加入第三混合物中，补充剩余的除盐水，搅拌均匀，即得一种中性环保清洁剂。
实施例10
一种中性环保清洗剂
按质量百分比计，该清洁剂由25％除垢剂、1.5％渗透剂、8％助溶剂、5％剥离剂、3.5％pH调节剂及余量的除盐水组成；
除垢剂选自羟基乙酸，羟基乙酸钠，羟基乙酸钾按任意比例混合；
渗透剂选自磺化琥珀酸二辛酯钠盐；
助溶剂选自异丙醇；
剥离剂选自十二烷基胍醋酸盐；
pH调节剂选自氢氧化钾。
一种中性环保清洁剂的制备方法，包括：
除垢剂加入80％除盐水搅拌溶解，用pH调节剂调节至中性，得第一混合物备用；
渗透剂和助溶剂混合搅拌均匀，得第二混合物备用；
将第二混合物加入第一混合物中搅拌均匀，得第三混合物；
将剥离剂加入第三混合物中，补充剩余的除盐水，搅拌均匀，即得一种中性环保清洁剂。
应用例
先预算将要清洗的设备上硫酸钙垢的重量，在清洗水箱(或水池)内将本清洗剂与硫酸钙垢按照6-20：1的质量比浓度配制成清洗液，如清洗液的液位高度没有达到清洗泵的最低启泵液位，需要补充同等浓度的清洗液到启泵液位。常温清洗无需加热。启动清洗泵进行循环清洗，根据清洗液中钙离子含量不再升高来判定清洗终点。可根据现场需要进行停车或不停车清洗。清洗时间一般为0.5-12小时。
试验例1
将实施例1-10得到的清洗剂，和硫酸钙垢按照质量比6:1，13:1，20:1配制成清洗液，分别在10℃和35℃的条件下，进行搅拌溶解。观察硫酸钙完全溶解时间，测试结果如表1所示：
表1各组清洗剂在不同温度及用量下对硫酸钙垢的清洗时间比较(时间：h)
根据表1结果可知，实施例1～10所制得的环保清洗剂在不同温度和用量下均能有效的清除硫酸钙垢，只是清洗剂中除垢剂所占比例及温度对硫酸钙垢的溶解速度影响较大，除垢剂所占比例越大，硫酸钙垢溶解速度越快。其中以实施例5的清洗剂在35℃，清洗剂与硫酸钙质量比20:1时，硫酸钙垢完全溶解的时间是最快的。
试验例2
山东某化工客户循环水系统，换热器设备结垢严重，几乎将换热管束全部堵住，垢样经分析主要为硫酸钙。采用实施例5制备得到的清洗剂对换热器进行清洗。按照垢样厚度及换热器面积，估算垢样重量约0.69吨；按照药剂与垢质量比10:1进行药剂的配制。将换热器进出水阀门关闭，在清洗水箱内配制6.9吨的清洗液，水温22℃，启动清洗泵循环清洗4.3小时，将换热器内清洗液排空，拆开换热器检查，硫酸钙垢已经全部清洗干净。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种中性环保清洁剂，按质量百分比计，包括：
10-30％除垢剂；
0.5-3％渗透剂；
5-10％助溶剂；
0.5-5％剥离剂；
1-5％pH调节剂；以及
余量除盐水。
2.根据权利要求1所述的中性环保清洁剂，其中：
所述除垢剂选自次氮基三乙酸，次氮基三乙酸钠，羟基乙酸，羟基乙酸钠，羟基乙酸钾中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的中性环保清洁剂，其中：
所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚或磺化琥珀酸二辛酯钠盐。
4.根据权利要求1所述的中性环保清洁剂，其中：
所述助溶剂选自无水乙醇或异丙醇。
5.根据权利要求1所述的中性环保清洁剂，其中：
所述剥离剂选自聚季铵盐或十二烷基胍醋酸盐。
6.根据权利要求1所述的中性环保清洁剂，其中：
所述pH调节剂选自氢氧化钠或氢氧化钾。
7.一种制备如权利要求1～6所述任一中性环保清洁剂的方法，包括：
除垢剂加入80％除盐水搅拌溶解，用pH调节剂调节至中性，得第一混合物备用；
渗透剂和助溶剂混合搅拌均匀，得第二混合物备用；
将第二混合物加入第一混合物中搅拌均匀，得第三混合物；
将剥离剂加入第三混合物中，补充剩余的除盐水，搅拌均匀，即得一种中性环保清洁剂。
8.一种根据权利要求7所述制备方法制得的中性环保清洁剂。
9.一种如权利要求1～6或8任一所述中性环保清洗剂在工业设备硫酸钙垢清洗中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，包括：
按中性环保清洗剂与硫酸钙垢的质量比为6-20:1对工业设备进行清洗。
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