RU2160307C1 - Химическое средство для очистки поверхностей от минеральных отложений различного происхождения - Google Patents

Химическое средство для очистки поверхностей от минеральных отложений различного происхождения Download PDF

Info

Publication number
RU2160307C1
RU2160307C1 RU99110649/04A RU99110649A RU2160307C1 RU 2160307 C1 RU2160307 C1 RU 2160307C1 RU 99110649/04 A RU99110649/04 A RU 99110649/04A RU 99110649 A RU99110649 A RU 99110649A RU 2160307 C1 RU2160307 C1 RU 2160307C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
nitric acid
acid
urea
chemical agent
Prior art date
Application number
RU99110649/04A
Other languages
English (en)
Inventor
сов С.Г. Иль
С.Г. Ильясов
А.А. Лобанова
Б.В. Маневич
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Алтехнохим"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Алтехнохим" filed Critical Закрытое акционерное общество "Алтехнохим"
Priority to RU99110649/04A priority Critical patent/RU2160307C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2160307C1 publication Critical patent/RU2160307C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к химическим средствам для очистки поверхностей от минеральных отложений различного происхождения и может быть использовано в молочной промышленности для очистки технологического оборудования и в других областях агропромышленного комплекса, а также в энергетической области. Предлагаемое химическое средство содержит азотную кислоту в смеси с мочевиной в молярном соотношении 1:1, воду и стабилизирующую влагосодержание добавку при следующем соотношении компонентов, мас.%: вода 5-10, стабилизирующая влагосодержание добавка 1-5, смесь азотной кислоты с мочевиной в молярном соотношении 1:1 - остальное. Изобретение обеспечивает создание средства для очистки поверхностей от минеральных отложений различного происхождения, обладающего улучшенными эксплуатационными свойствами, позволяющего расширить ассортимент имеющихся средств того же назначения на основе доступного сырья. 1 з.п. ф-лы, 5 табл.

Description

Изобретение относится к химическим средствам для очистки поверхностей от минеральных отложений различного происхождения и может быть использовано в молочной промышленности для очистки технологического оборудования (пастеризаторов, стерилизаторов и т.п.) и в других областях агропромышленного комплекса, а также в энергетической области, например котлоочистке, для очистки поверхностей теплообменных аппаратов, резервуаров, трубопроводов и т.п. от накипи.
Для химических очисток различного оборудования обычно используют растворы сильных минеральных кислот (соляной, серной, плавиковой, фосфорной), реже применяют растворы органических кислот и комплексонов (ЭДТА, трилон Б, ОЭДФ, НТФ, дифалон и др.).
Наиболее эффективны растворы соляной кислоты, выбор технологии очистки которой в сочетании с добавками и щелочными обработками позволяет удалять отложения практически любого состава. Достаточно эффективны растворы серной кислоты (за исключением отложений, содержащих карбонаты кальция). Жидкие составы на основе серной кислоты используют для прочистки дренажных труб (Патент США N 5429764).
В тех случаях, когда необходимо удалить маслянистые отложения и защитить металл от коррозии в процессе очистки, хорошие результаты дает использование фосфорной кислоты. В чистом виде фосфорная кислота используется редко, в основном в смеси с другими кислотами, в качестве ингредиента составов, например в составе для очистки и придания блеска алюминиевой поверхности по патенту США N 4970014.
Однако минеральные кислоты и их растворы достаточно токсичны, образуют едкие окислы, поражающие оболочку верхних дыхательных путей, не удобны в обращении, требуют применения индивидуальных защитных средств и обезвреживания.
Достаточно широко используют для химических очисток различного оборудования сульфаминовую кислоту. Важным преимуществом применения этой кислоты является ее малая токсичность, устойчивость в сухом виде и в виде водных растворов, она удобна в применении (сухой, нетоксичный реагент).
Сульфаминовая кислота хорошо растворяется в воде. Большая константа диссоциации Kд (1,01•10-1) кислоты и хорошая растворимость растворов сульфонатов большинства катионов обеспечивает эффективность растворения отложений различного состава (в том числе железоокисных, кальциевых и смешанных). На предприятиях молочной промышленности для очистки технологического оборудования от минеральных солей молока (молочного камня) и солей жесткости воды разрешено использовать только азотную и сульфаминовую кислоты (Р.Г.Алагезян. Моющие и дезинфицирующие средства в молочной промышленности. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981), а также составы на их основе, например состав по патенту ФРГ N 1221752.
Однако применение этого средства в концентрации 25 г/л вызывает резковыраженную коррозию алюминия с равномерным потемнением его поверхностей, потеря веса при этом составляет 14,27 г/м2•год, что превышает допустимую норму в 7 раз.
Как и большинство минеральных кислот, водные растворы которых имеют низкое значение pH, растворы сульфаминовой кислоты при очистке коррозионно-активных металлов (Fe, Al, Zn, сплавы меди, стали, чугун) могут быть использованы только при добавлении эффективных ингибиторов коррозии. Например, известен состав препарата "КСЩ-1" по а.с. СССР N 1385608.
Кроме того, несмотря на то, что сульфаминовая кислота выпускается отечественной промышленностью, спрос на нее превышает выпуск, что создает ее дефицит на потребительском рынке. В связи с этим, на производстве в качестве моющего средства используют минеральные кислоты (H2SO4, HNO3, HCl), что приводит к быстрому износу технологического оборудования.
Недостатком использования самой сульфаминовой кислоты является то, что при нагреве свыше 50oC в растворе она разлагается с образованием серной кислоты:
H2NSO3H + H2 ---> H2SO4 + NH3,
вызывающей высокую степень коррозии металла, разрушение резиновых прокладок, а образующийся на поверхности отложений сульфат кальция препятствует процессу очистки.
Наиболее близким к предлагаемому составу является моющее средство РМК-АК-1 для очистки молочного оборудования по а.с. СССР N 1074897, которое содержит в качестве кислоты азотную кислоту, полиэтиленгликолевый эфир синтетических жирных спиртов фракции C10 - C18, алкилбензосульфонат натрия, в качестве ингибитора коррозии - гексаметилентетрамин или гексаметилендиамин и мочевину при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Азотная кислота, в пересчете на 100%-ную - 30 - 35
Полиэтиленгликолевый эфир синтетических жирных спиртов фракции C10 - C18 - 0,5 - 2,5
Алкилбензосульфонат натрия - 0,5 - 1,5
Гексаметилентетрамин или гексаметилендиамин - 1 - 3
Мочевина - до 100
Данное моющее средство представляет собой белый сыпучий порошок. Средство и его водные растворы пожаро- и взрывобезопасны. Низкая пенообразующая и высокая растворяющая способность средства при низкой коррозионной активности позволяют применять его растворы не только для удаления молочного камня в молочной промышленности, но также для растворения накипи в теплообменниках ТЭУ и т.п.
Однако средство РМК-АК-1 не получило широкого распространения из-за сложности его получения. Нарушение пропорции состава, а также последовательности операции смешения приводит к разрушению других компонентов средства за счет окисляющего и расщепляющего действия раствора азотной кислоты. В отдельных случаях добавление ПАВ к азотной кислоте приводит к столь бурной реакции, что масса выбрасывается из реакционного аппарата.
Кроме того, в настоящее время в молочной промышленности стараются использовать безпавные моющие средства, так как при неудовлетворительной промывке технологического оборудования после процесса мойки постоянно обнаруживается ПАВ в молоке. Все эти недостатки, в конечном итоге, снижают эксплуатационные свойства средства, сводят на нет имеющиеся преимущества.
Задачей настоящего изобретения является разработка химического средства для очистки поверхностей от минеральных отложений различного происхождения, обладающего улучшенными эксплуатационными свойствами, позволяющего расширить ассортимент имеющихся средств того назначения на основе доступного сырья, свободного от недостатков прототипа, за счет исключения возможности нежелательных последствий при производстве и использовании путем оптимизации состава.
Поставленная задача решается предлагаемым химическим средством для очистки поверхностей, который содержит смесь азотной кислоты с мочевиной в молярном соотношении 1:1, воду и стабилизирующую влагосодержание добавку, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Вода - 5 - 10
Стабилизирующая влагосодержание добавка - 1 - 5
Смесь азотной кислоты с мочевиной в молярном соотношении 1:1 - Остальное
Кроме того, стабилизирующую влагосодержание добавку выбирают из группы, включающей неорганические соли, в частности нитрат кальция, нитрат магния, и кислоты, в частности фосфорную, сульфаминовую.
Так же как в прототипе, основой средства являются азотная кислота и мочевина, но взятые в молярном соотношении 1:1 позволяют получить средство в кристаллическом виде без отгонки воды.
Вода применяется для исключения электризуемости средства и его пыления в процессе эксплуатации.
Стабилизирующая влагосодержание добавка предотвращает испарение воды, способствует сохранению сыпучих свойств средства при длительных сроках хранения, создает условия для равномерного распределения влаги по объему, и как, следствие, обеспечивает стабильность эксплуатационных свойств средства.
Совместное применение воды и добавки из группы, включающей неорганические соли, в частности нитрат кальция, нитрат магния (кристаллогидраты), и кислоты, в частности фосфорную, сульфаминовую (обладают гигроскопичностью), обеспечивает стабильность свойств средства.
Предлагаемое средство "Нетрол" представляет собой сыпучее кристаллическое вещество от белого до серого цвета, устойчивое при нормальных условиях и не разлагающееся на свету. При контакте с лучом огня (спички) не воспламеняется. Водные растворы пожаро- и взрывобезопасны. Средство в сухом виде не токсично, не оставляет кислотных ожогов (покраснений, желтых пятен) при контакте с кожей (даже во влажном состоянии и растворе).
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1. Растворение минеральных солей в водных растворах "Нетрола".
Навеску минеральной соли в 1 г помещают в термостатируемый стакан с моющим раствором (200 мл) и постоянно перемешивают при температуре 65±5oC. Выдерживают 60 минут и нерастворившуюся часть навески отфильтровывают, промывают водой и сушат при 100±5oC до постоянного веса, по разности массы определяют степень растворения навески. В случае полного растворения навески, фиксируют время растворения. Для сравнения интенсивности процесса растворения параллельно проводят опыт по растворению минеральных солей в растворе сульфаминовой кислоты. Результаты исследований приведены в таблице 1.
Пример 2. Растворимость молочного осадка в водных растворах "Нетрола".
В качестве загрязнения использовали осадок, образующийся в секциях пастеризатора со стороны хладо- и теплоагента и содержащий соли кальция - до 14%, соли магния - 8%, окислы железа - до 52% и воду (влагу) - остальное.
Для определения очищающей (растворяющей) способности "Нетрол" и азотную кислоту использовали в 0,5, 1,0, 2,0 и 4,0%-ной концентрации по основному веществу.
Навеску массой 0,1 г помещают в пробирку, вносят 10 мл водного раствора химического средства (в качестве объекта сравнения используют азотную кислоту) в указанных выше концентрациях, выдерживают при комнатной температуре в течение 15 минут. Затем пробирку помещают в водяную баню и выдерживают в ней 30 минут при температуре 75±5oC. По истечении этого времени содержимое пробирки отфильтровывают через предварительно высушенные и взвешенные фильтры, промывают дистиллированной водой и подсушивают в сушильном шкафу при температуре 100 - 105oC в течение 4 часов, затем взвешивают. По разнице результатов взвешивания до сушки и после сушки фильтров с остатками загрязнений определяют степень растворения навески в растворах кислот. Результаты исследований приведены в таблице 2.
Пример 3. Растворимость отложений (накипи) в водных растворах "Нетрола".
В качестве отложений использовали осадки с поверхности трубок промышленного теплообменника со стороны теплоносителя, а также с поверхности греющего элемента бытового чайника.
Навеску массой 1 г помещают в термостойкий стакан, вносят 100 мл водного раствора химического средства (в качестве объекта сравнения используют соляную и сульфоминовую кислоты) в соответствующих концентрациях, выдерживают при температуре 60oC в течение 6-7 часов. По истечении того времени содержимое стакана отфильтровывают через предварительно высушенные и взвешенные фильтры, промывают дистиллированной водой и подсушивают в сушильном шкафу при температуре 100-105oC в течение 4 часов, затем взвешивают. По разнице результатов взвешивания до сушки и после сушки фильтров с остатками отложений определяют степень растворения навески в растворах кислот. Результаты исследований приведены в таблице 3.
Пример 4. Коррозия медной пластины в водных растворах "Нетрола", азотной и сульфаминовой кислотах.
В коническую колбу (250 мл), закрывающуюся пробкой, помещают медную пластину (30 х 30 мм) и заливают 200 мл исследуемого раствора определенной концентрации и выдерживают при комнатной температуре (20-25oC) в течение 1-4 месяцев. Периодически пластину вынимают, промывают водой и сушат при 95±5oC до постоянного веса, взвешивают и определяют степень коррозии. Параллельно, аналогично, ведут исследования по коррозии медной пластины с азотной и сульфаминовой кислотами. Результаты исследований приведены в таблице 4.
Водные растворы при концентрации вещества 0,5-10% достаточно хорошо растворяют карбонаты кальция и магния (см. таблицу 1), молочный осадок (см. таблицу 2), а также накипь (см. таблицу 3), при умеренной степени коррозии (см. таблицу 4).
Из приведенных примеров видно, что водные растворы "Нетрола" по своей эффективности растворения осадков не уступают, а в некоторых случаях и превосходят известные реагенты. В качестве контрольного реагента служила азотная кислота, традиционно используемая в молочной промышленности для очистки поверхности оборудования от минеральных отложений неорганического характера. (Инструкция по санитарной обработке оборудования на предприятиях молочной промышленности, ЦНИИТЭИМясомолпром СССР. - М.: ВНИМИ, 1979).
Способ получения "Нетрола" заключается в растворении карбамида в воде. К полученному раствору добавляют раствора азотной кислоты концентрации 50-97%. Полученную суспензию охлаждают до температуры, не превышающей 10oC. Осадок отфильтровывают, провяливают и промывают водным раствором, содержащим расчетное количество стабилизирующей влагосодержание добавки (например, нитрат кальция), затем отжимают и сушат до влажности 5-10%.
Варьирование концентрацией азотной кислоты в указанном интервале позволяет использовать маточные растворы от фильтрации осадка для растворения новой порции карбамида с таким расчетом, что практически не образуется сточных вод (отходов). Таким образом, в производстве возможно зацикловывание отработанных вод, что приводит к созданию безотходного экологически чистого процесса. Основным достоинством этого способа получения является то, что карбамид растворяется в водном растворе нитрата мочевины, полученного растворением реактивного или технического сырья, или же использованием маточного раствора после фильтрации осадка. При этом выход "Нетрола" составляет количественное значение в расчете на получение нитрата мочевины, взятого на процесс карбамида. Данный пример не ограничивает возможности способов получения средства "Нетрол".
"Нетрол" и его водные растворы имеют низкую коррозионную способность к н/стали Х18Н10Т - 0,0037 - 0,0012 мм/год.
Сравнение заявляемого состава химического средства "Нетрол" с прототипом показало, что хотя в обоих составах присутствуют азотная кислота и мочевина, но предлагаемый состав отличается наличием воды и стабилизирующей влагосодержание добавки, а также иным количественным составом, чем у прототипа, т. е. техническое решение обладает "новизной".
Сопоставительный анализ отличительных признаков в совокупности с остальными существенными признаками не только с прототипом, но и с другими составами показал, что в технике неизвестно средство для очистки поверхностей от минеральных отложений различного происхождения, в котором бы имело место предложенное сочетание компонентов. Но именно такое сочетание позволило получить средство для очистки с высокими эксплуатационными характеристиками (не пылит, не слеживается, не электризуется), расширить ассортимент имеющихся средств на основе доступного сырья, исключить саму возможность нежелательных последствий при производстве и использовании, т.е. решить поставленную задачу. Это дает основание считать заявляемое техническое решение соответствующим изобретательскому уровню.
Входящие в средство "Нетрол" компоненты не являются дефицитными и изготавливаются промышленностью. Способ изготовления достаточно прост и осуществляется на известном оборудовании. Необходимость расширения ассортимента средств с улучшенными свойствами сомнений не вызывает. Таким образом, предложение обладает промышленной применимостью.
Для экспериментальной проверки заявляемого средства "Нетрол" были приготовлены 5 составов, три из которых показали оптимальные результаты (см. таблицу 5).
Состав 1 не удовлетворяет требованиям по эксплуатационным свойствам, что связано с пылением и электролизацией порошка из-за низкого содержания воды и добавки.
Состав 5 из-за высокого содержания воды порошок теряет сыпучесть и не отвечает эксплуатационным требованиям.
Высокие эксплуатационные свойства разработанного химического средства "Нетрол" для очистки поверхностей расширяет границы его использования. Применение заявляемого состава не требует использования промывных (очищающих) растворов и дорогостоящих, дефицитных материалов для его производства, кислотоупорного вспомогательного оборудования для транспортировки, разгрузки, хранения. Что значительно упрощает процесс очистки, повышает эксплуатационные удобства и позволяет удовлетворить давно существующую потребность в средстве такого назначения.

Claims (1)

1. Химическое средство для очистки поверхностей от минеральных отложений различного происхождения, включающее азотную кислоту и мочевину, отличающееся тем, что оно содержит азотную кислоту в смеси с мочевиной в молярном соотношении 1:1 и дополнительно воду и стабилизирующую влагосодержание добавку при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Вода - 5 - 10
Стабилизирующая влагосодержание добавка - 1 - 5
Смесь азотной кислоты с мочевиной в молярном соотношении 1:1 - Остальное
2. Химическое средство по п.1, отличающееся тем, что стабилизирующую влагосодержание добавку выбирают из группы, включающей неорганические соли, в частности нитрат кальция, нитрат магния, и кислоты, в частности фосфорную, сульфаминовую.
RU99110649/04A 1999-05-11 1999-05-11 Химическое средство для очистки поверхностей от минеральных отложений различного происхождения RU2160307C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99110649/04A RU2160307C1 (ru) 1999-05-11 1999-05-11 Химическое средство для очистки поверхностей от минеральных отложений различного происхождения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99110649/04A RU2160307C1 (ru) 1999-05-11 1999-05-11 Химическое средство для очистки поверхностей от минеральных отложений различного происхождения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2160307C1 true RU2160307C1 (ru) 2000-12-10

Family

ID=20220138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99110649/04A RU2160307C1 (ru) 1999-05-11 1999-05-11 Химическое средство для очистки поверхностей от минеральных отложений различного происхождения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2160307C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468074C1 (ru) * 2011-03-30 2012-11-27 Владимир Владимирович Бовт Композиция на основе нитрата карбамида с повышенной растворимостью и способ повышения растворимости нитрата карбамида
RU2497941C2 (ru) * 2012-02-13 2013-11-10 Владимир Владимирович Бовт Композиция на основе нитрата карбамида и способ получения композиции на основе нитрата карбамида
RU2499084C1 (ru) * 2012-04-02 2013-11-20 Федеральное Казенное Предприятие "Бийский Олеумный Завод" Кислотное очищающее средство

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
НОВИКОВ А.Я. Химические товары бытового назначения. - М.: Легкая индустрия, 1968, с.58. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2468074C1 (ru) * 2011-03-30 2012-11-27 Владимир Владимирович Бовт Композиция на основе нитрата карбамида с повышенной растворимостью и способ повышения растворимости нитрата карбамида
RU2497941C2 (ru) * 2012-02-13 2013-11-10 Владимир Владимирович Бовт Композиция на основе нитрата карбамида и способ получения композиции на основе нитрата карбамида
RU2499084C1 (ru) * 2012-04-02 2013-11-20 Федеральное Казенное Предприятие "Бийский Олеумный Завод" Кислотное очищающее средство

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2604366C2 (ru) Способ растворения и/или ингибирования отложения накипи на поверхности системы
US6448210B1 (en) Liquid automatic dishwashing composition with glassware protection
KR20140098205A (ko) 시스템의 표면 상의 스케일의 침착을 용해시키고/거나 억제하기 위한 조성물
CN102358875A (zh) 一种食品工业容器用新型酸性清洗剂
JPH10501739A (ja) スケールの除去および防止に有用な酸およびアミンまたはアンモニアの1:1せっけん組成物
RU2160307C1 (ru) Химическое средство для очистки поверхностей от минеральных отложений различного происхождения
JPH0119958B2 (ru)
JP7214869B2 (ja) 強化された汚れ除去のための酸性洗浄組成物
US3110679A (en) Neutral composition for removal of rust
JPH04323298A (ja) 金属加工品用アルカリ洗浄剤用添加剤およびこれを含有する金属加工品用アルカリ洗浄剤組成物
RU2499084C1 (ru) Кислотное очищающее средство
RU2334790C1 (ru) Моюще-очищающее средство для удаления накипи с нагревательных элементов и внутренних поверхностей стиральных машин
RU2482223C2 (ru) Средство для удаления ржавчины, накипи и других минеральных отложений на основе глиоксаля и его производных
RU2226209C2 (ru) Средство для очистки поверхности
KR920004017B1 (ko) 금속관의 청정제의 제법
RU2183593C2 (ru) Антинакипин
RU2644157C1 (ru) Средство для химической очистки металлических поверхностей
CN108774735A (zh) 一种油烟机专用清洗液及其制备方法
RU2790485C1 (ru) Биоразлагаемое моющее и дезинфицирующее средство для пищевой промышленности
KR100361045B1 (ko) 규산염을 주성분으로 하는 액체형태의 금속관의 청정제 및그 제조방법
SU1004463A1 (ru) Моющее средство дл очистки металлической поверхности
SU1731795A1 (ru) Моюща композици дл очистки металлической поверхности
RU2525471C1 (ru) Моющее средство для очистки и дезинфекции пищевого оборудования
PT92858A (pt) Processo para a preparacao de uma composicao destartarizante para carvao activado a base de acido sulfamico e processo de destartarizacao que utiliza uma tal composicao
US3547697A (en) Method of removing copper containing iron oxide scales from iron

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040512

NF4A Reinstatement of patent
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180512