RU2554583C1 - Scale removal composition - Google Patents
Scale removal composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2554583C1 RU2554583C1 RU2014113208/05A RU2014113208A RU2554583C1 RU 2554583 C1 RU2554583 C1 RU 2554583C1 RU 2014113208/05 A RU2014113208/05 A RU 2014113208/05A RU 2014113208 A RU2014113208 A RU 2014113208A RU 2554583 C1 RU2554583 C1 RU 2554583C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- potassium
- ammonium
- solution
- hydrochloric acid
- sodium
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтехимической, химической промышленности, теплоэнергетике, водоснабжению и другим отраслям народного хозяйства, а именно к составам для удаления накипи с внутренней поверхности труб, теплообменников и технологических аппаратов.The invention relates to the petrochemical, chemical industry, power system, water supply and other sectors of the national economy, and in particular to compositions for descaling from the inner surface of pipes, heat exchangers and process apparatuses.
Известен состав для удаления накипи по патенту РФ №2085517, содержащий в мас. %: бисульфат или пиросульфат калия или натрия 5-12, соляную 4-8, уксусную кислоты 4-6, вода - остальное. Недостатком состава является низкая эффективность в удалении накипи с внутренних поверхностей труб.A known composition for descaling according to the patent of the Russian Federation No. 2085517, containing in wt. %: potassium or sodium bisulfate or pyrosulfate 5-12, hydrochloric 4-8, acetic acid 4-6, water - the rest. The disadvantage of the composition is the low efficiency in removing scale from the inner surfaces of the pipes.
Известен состав для удаления накипи по патенту РФ №2257354, взятый за прототип, содержащий в мас. %: пиросульфат натрия, или калия, или аммония или надсернистокислый натрий, или калий, или аммоний - 0,09-10,0, полифенольные соединения коры хвойных пород - 0,003-2,0, уротропин - 0,01-4,0, неионогенное ПАВ - 0,0015-0,009, полигексаметиленгуанидин хлорид - 0,1-1,5, соляную кислоту - 2,0-15,0, воду - остальное. Состав недостаточно эффективен для очистки внутренних поверхностей труб от накипи из-за низкого содержания основного рабочего вещества - соляной кислоты и отсутствия компонентов, способных растворять органические примеси, содержание которых варьируется в широких пределах и является основным препятствующим агентом в работе средства для удаления накипи. В процессе очистки состав для удаления накипи вступает в химическую реакцию с отложениями, и как результат уменьшается его концентрация, что приводит к снижению эффективности очистки.A known composition for descaling according to the patent of the Russian Federation No. 2257354, taken as a prototype, containing in wt. %: sodium pyrosulfate, or potassium, or ammonium or sodium sulphate, or potassium, or ammonium - 0.09-10.0, polyphenolic compounds of coniferous bark - 0.003-2.0, urotropin - 0.01-4.0, nonionic surfactant - 0.0015-0.009, polyhexamethylene guanidine chloride - 0.1-1.5, hydrochloric acid - 2.0-15.0, water - the rest. The composition is not effective enough to clean the inner surfaces of pipes from scale due to the low content of the main working substance - hydrochloric acid and the lack of components that can dissolve organic impurities, the content of which varies widely and is the main inhibiting agent in the operation of the descaling agent. During the cleaning process, the descaling compound enters into a chemical reaction with deposits, and as a result, its concentration decreases, which reduces the cleaning efficiency.
Технический результат - повышение эффективности удаления накипи с металлических поверхностей труб и различных технологических агрегатов и аппаратов.EFFECT: increased efficiency of descaling from metal surfaces of pipes and various technological units and apparatuses.
Технический результат обеспечивается за счет того, что состав для удаления накипи, содержащий соляную кислоту, пиросульфат натрия, или калия, или аммония или надсернокислый натрий, или калий, или аммоний и неионогенное поверхностно-активное вещество (ПАВ), дополнительно содержит тиомочевину и диметилсульфоксид (ДМСО) при следующем содержании компонентов, мас. %:The technical result is achieved due to the fact that the composition for removing scale containing hydrochloric acid, sodium pyrosulfate, or potassium, or ammonium or sodium sulphate, or potassium, or ammonium and a nonionic surfactant, additionally contains thiourea and dimethyl sulfoxide ( DMSO) in the following components, wt. %:
Предложено использовать ДМСО, имеющий более высокую температуру кипения по сравнению с ацетоном, используемым в прототипе, и хорошо растворяющий органические отложения различного состава, что подтверждено опытным путем, с использованием количественной спектроскопией ядерного магнитного резонанса на ядрах водорода и углерода.It is proposed to use DMSO, which has a higher boiling point compared to the acetone used in the prototype, and well dissolves organic deposits of various compositions, which is experimentally confirmed using quantitative nuclear magnetic resonance spectroscopy on hydrogen and carbon nuclei.
Подобранная оптимальная концентрация соляной кислоты позволяет более интенсивно растворять железно-кислые отложения путем переведения их в растворимые соли, которые удаляются механически, путем пропускания водного раствора под высоким давлением. Однако использование сильной кислоты с высокой концентрацией приводит к истончению металла и выходу из строя металлических труб, вследствие невозможности использования высокого давления в действующих аппаратах. Следовательно, возникла необходимость использования ингибиторов коррозии, которая ускоряется при введении кислоты. В качестве ингибитора предложено использовать тиомочевину. Неионогенные поверхностно активные вещества (ПАВ) и ДМСО - хорошие агенты в борьбе с масляными и жирными отложениям, которые препятствуют эффективной работе основного компонента - соляной кислоты.The selected optimal concentration of hydrochloric acid allows more intensive dissolution of iron-acid deposits by converting them to soluble salts, which are removed mechanically, by passing an aqueous solution under high pressure. However, the use of a strong acid with a high concentration leads to thinning of the metal and the failure of metal pipes, due to the inability to use high pressure in existing devices. Therefore, there is a need for the use of corrosion inhibitors, which accelerates with the introduction of acid. It is proposed to use thiourea as an inhibitor. Nonionic surface-active substances (surfactants) and DMSO are good agents in the fight against oil and fat deposits, which impede the effective operation of the main component - hydrochloric acid.
Использование ДМСО и тиомочевины в сочетании со значительно большим содержанием соляной кислоты позволило увеличить скорость растворения накипи и повысить эффективность удаления накипи.The use of DMSO and thiourea in combination with a significantly higher content of hydrochloric acid allowed us to increase the rate of dissolution of scale and increase the efficiency of descaling.
Для оценки качества работы предложенного состава были приготовлены образцы, моделирующие различные отложения. Их основной качественный состав, иммитирующий состав отложений на внутренних поверхностях труб:To assess the quality of the work of the proposed composition, samples were prepared simulating various deposits. Their main qualitative composition, imitating the composition of deposits on the inner surfaces of pipes:
1. гидрокарбонаты, сульфаты и хлориды кальция и магния;1. bicarbonates, sulfates and chlorides of calcium and magnesium;
2. гидроксид железа (III), а также продукты его разложения FeO(OH);2. iron (III) hydroxide, as well as its decomposition products FeO (OH);
3. масляные и нефтяные фракции различного состава;3. oil and oil fractions of various compositions;
4. в качестве механических составляющих использованы труднорастворимые соли карбонатов, сульфидов и силикатов металлов.4. sparingly soluble salts of metal carbonates, sulfides and silicates are used as mechanical components.
Для испытания брали 1000 мл состава для удаления накипи, нагревали до температуры 60-70°С и с помощью насосов высокого давления циркулировали раствор по внутренним поверхностям труб с различными отложениями, созданными искусственно, но моделирующими реальный состав накипи различных предприятий. Определение состава загрязняющих агентов был изучен с помощью различных физико-химических методов: фотокалориметрия, атомная адсорбция, хроматомасспектрометрия, спектроскопия ядерного магнитного резонанса, ИК и УФ спектрометрия. Все образцы были исследованы по трем основным параметрам, характеризующим качество и эффективность работы смесей с различным соотношением компонентов:For testing, 1000 ml of the descaling composition was taken, heated to a temperature of 60-70 ° C, and using high pressure pumps, the solution was circulated along the inner surfaces of the pipes with various deposits, created artificially, but simulating the real scale composition of various enterprises. The determination of the composition of contaminants was studied using various physicochemical methods: photocalorimetry, atomic adsorption, chromatography and mass spectrometry, nuclear magnetic resonance spectroscopy, IR and UV spectrometry. All samples were investigated according to three main parameters characterizing the quality and efficiency of mixtures with different ratios of components:
1. скорость растворения накипи;1. the rate of dissolution of scale;
2. полнота переведения железно-кислых отложений в растворимые вещества;2. the completeness of the conversion of iron-acid deposits in soluble substances;
3. полнота удаления органических составляющих накипи.3. completeness of removal of organic components of scale.
Скорость растворения накипи оценивали по изменению массы (взвешивались на аналитических весах с точностью до четвертого знака после запятой) во времени искусственно созданных образцов, состав которых представлен выше.The rate of dissolution of the scale was estimated by the change in mass (weighed on an analytical balance accurate to the fourth decimal place) in time of artificially created samples, the composition of which is presented above.
Полноту переведения железно-кислых отложений в растворимые вещества оценивали путем измерения содержания ионов Fe+3 в растворе фотометрическим методом, основанным на образовании сульфосалициловой кислотой или ее натриевой солью с солями железа окрашенных комплексных соединений, причем в слабокислой среде сульфосалициловая кислота реагирует только с солями железа(3+) (красное окрашивание), а в слабощелочной среде - с солями железа(2+) и (3+) (желтое окрашивание). Раствор фильтруют через фильтр «белая лента», приливают аммония хлористого, сульфосалициловую кислоту, аммиака, рН раствора должен составлять 7-8 (по лакмусовой индикаторной бумаге). Доводят до метки дистиллированной водой. Тщательно перемешивают и оставляют на 5 мин до развития окраски. Оптическую плотность полученного раствора измеряют при длине волны λ=425 нм в кювете с длиной поглощающего слоя 50 или 10 мм по отношению к холостому раствору, проведенному с дистиллированной водой через весь ход анализа. По градуировочному графику находят содержание железа.The completeness of the conversion of iron-acid deposits into soluble substances was evaluated by measuring the content of Fe +3 ions in the solution by the photometric method based on the formation of colored complex compounds with sulfosalicylic acid or its sodium salt with iron salts, and in a weakly acidic medium sulfosalicylic acid reacts only with iron salts ( 3+) (red staining), and in a slightly alkaline medium - with iron salts (2+) and (3+) (yellow staining). The solution is filtered through a white ribbon filter, ammonium chloride, sulfosalicylic acid, ammonia are added, the pH of the solution should be 7-8 (for litmus indicator paper). Adjust to the mark with distilled water. Mix thoroughly and leave for 5 minutes until color develops. The optical density of the resulting solution was measured at a wavelength of λ = 425 nm in a cuvette with an absorbing layer length of 50 or 10 mm with respect to a blank solution conducted with distilled water through the entire course of the analysis. According to the calibration graph find the iron content.
Загрязнения, содержащие органические вещества, определяются и изучаются методом количественной ЯМР спектроскопии на различных ядрах. Спектры ЯМР 13С регистрировались для ядер углерода на спектрометре «Varian VXR 500 S» (США) с рабочей частотой 67,7 МГц при температуре 25°С в стандартных ампулах диаметром 5 и 10 мм. Содержание органических молекул и химические сдвиги (δ13С) измерены относительно сигнала внешнего эталона (точность измерения ±0,1 м.д.). Погрешность интегрирования оставляет не более ±3%.Contaminants containing organic matter are determined and studied by quantitative NMR spectroscopy on various nuclei. 13 C NMR spectra were recorded for carbon nuclei on a Varian VXR 500 S spectrometer (USA) with an operating frequency of 67.7 MHz at 25 ° C in standard ampoules with a diameter of 5 and 10 mm. The content of organic molecules and chemical shifts (δ 13 C) were measured relative to the signal of the external standard (measurement accuracy ± 0.1 ppm). The integration error leaves no more than ± 3%.
Приготовлены и исследованы образцы смесей, различные по химическому составу. Соотношение компонентов представлено в таблице 1.Prepared and studied samples of mixtures, different in chemical composition. The ratio of components is presented in table 1.
Результаты проведенных экспериментов по изучению эффективности работы растворов с различным соотношением компонентов представлены в таблице 2.The results of the experiments to study the effectiveness of solutions with different component ratios are presented in table 2.
Как видно из сравнения данных (табл. 1 и 2), время растворения накипи и удаление механических примесей уменьшается при переходе от смеси 1 к смеси 15, что, возможно, обусловлено увеличением содержания соляной кислоты в растворе. При этом целесообразно использовать раствор, содержащий не менее 25 мас. % соляной кислоты. Использование других кислот не рекомендуется вследствие засорения внутренней поверхности труб продуктами химических реакций (труднорастворимых солей). Полнота переведения железнокислых отложений в растворимые вещества также увеличивается при изменении содержания HCl в растворе, что обусловлено химическими свойствами соляной кислоты. Оптимальной является концентрация кислоты в растворе, которая находится в пределах: 28-35 масс. % от общей массы раствора.As can be seen from a comparison of the data (Tables 1 and 2), the dissolution time of the scale and the removal of mechanical impurities decreases during the transition from
Полнота удаления органических составляющих отложений изменяется в широких пределах. Хорошие результаты показывают смеси 13-15, что обусловлено увеличением содержания ДМСО и хлороводородной кислоты в растворе.The completeness of the removal of organic constituent deposits varies widely. Mixtures of 13-15 show good results, which is due to an increase in the content of DMSO and hydrochloric acid in solution.
Степень защиты от коррозии для представленных образцов изменяется в довольно узких пределах. Однако лучшие результаты наблюдаются для смесей под номерами 9-15.The degree of corrosion protection for the presented samples varies within rather narrow limits. However, the best results are observed for mixtures numbered 9-15.
Таким образом, наиболее оптимальными являются приведенные в примерах 13-15 концентрации компонентов состава в мас. %: соляная кислота 20-35, пиросульфат натрия, или калия, или аммония, или надсернокислый натрий, или калий, или аммоний 4-6; тиомочевина 3,5-5; неионогенное ПАВ 1,0-1,5; ДМСО 10,0-15,0 и вода - остальное.Thus, the most optimal are given in examples 13-15, the concentration of the components of the composition in wt. %: hydrochloric acid 20-35, sodium pyrosulfate, or potassium, or ammonium, or sodium sulfate, or potassium, or ammonium 4-6; thiourea 3.5-5; nonionic surfactant 1.0-1.5; DMSO 10.0-15.0 and water - the rest.
В таблице 3 представлены результаты исследований эффективности удаления накипи в зависимости от температуры состава для удаления накипи. Наиболее приемлемые результаты показали опыты при температуре 50-60°С, дальнейшие увеличение температуры не приводит к изменениям результатов исследуемых параметров.Table 3 presents the results of studies of the efficiency of descaling depending on the temperature of the composition for descaling. The most acceptable results were shown by experiments at a temperature of 50-60 ° C, a further increase in temperature does not lead to changes in the results of the studied parameters.
Снижение полноты удаления органических составляющих отложений при достижении температуры выше 60°С, возможно, обусловлено ускорением испарения диметилсульфоксида как основного компонента для удаления органических загрязнителей. Таким образом, оптимальной температурой для проведения процесса очистки является 60°С, при четырехчасовой циркуляции раствора.The decrease in the completeness of removal of organic constituent deposits when the temperature reaches above 60 ° C is probably due to the accelerated evaporation of dimethyl sulfoxide as the main component for the removal of organic pollutants. Thus, the optimal temperature for the cleaning process is 60 ° C, with a four-hour circulation of the solution.
В зависимости от уровня загрязненности различными отложениями индикатором для необходимости обновления раствора для удаления накипи является показатель рН раствора. Во время промывки рН раствора изменяется вследствие протекания реакции кислоты и отложений и как результат снижения концентрации хлороводородной кислоты в растворе. Эффективность работы смеси падает. На фиг. 1 представлена зависимость эффективности работы раствора от значения рН.Depending on the level of contamination with various deposits, the indicator for the need to update the solution to remove scale is the pH of the solution. During washing, the pH of the solution changes due to the acid reaction and deposits and as a result of a decrease in the concentration of hydrochloric acid in the solution. The efficiency of the mixture decreases. In FIG. 1 shows the dependence of the efficiency of the solution on the pH value.
Таким образом, при промывке системы необходимо контролировать значение рН раствора, которое не должно подниматься выше значения рН 4, и при необходимости обновлять раствор для эффективной работы раствора для удаления накипи и загрязнений с внутренних поверхностей труб.Thus, when flushing the system, it is necessary to control the pH of the solution, which should not rise above the pH of 4, and if necessary, update the solution for the effective operation of the solution to remove scale and dirt from the inner surfaces of the pipes.
Далее нами были приготовлены растворы с различными представителями неионогенных поверхностно активных веществ (ПАВ). Одной из самых многочисленных групп неионогенных ПАВ являются полиоксиэтиленовые эфиры алкилфенолов. На фиг. 2 представлены результаты оценки возможности использования различных представителей неионогенных ПАВ. Наилучший результат очистки от накипи показал неионогенный ПАВ-TWEEN 60.Next, we prepared solutions with various representatives of nonionic surfactants. One of the most numerous groups of nonionic surfactants are polyoxyethylene ethers of alkyl phenols. In FIG. 2 presents the results of assessing the possibility of using various representatives of nonionic surfactants. The best result of descaling was shown by the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014113208/05A RU2554583C1 (en) | 2014-04-07 | 2014-04-07 | Scale removal composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014113208/05A RU2554583C1 (en) | 2014-04-07 | 2014-04-07 | Scale removal composition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2554583C1 true RU2554583C1 (en) | 2015-06-27 |
Family
ID=53498560
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014113208/05A RU2554583C1 (en) | 2014-04-07 | 2014-04-07 | Scale removal composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2554583C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107686176A (en) * | 2016-08-05 | 2018-02-13 | 中国石油化工股份有限公司 | A kind of composite scale-inhibiting corrosion inhibitor and its application and the processing method of recirculated cooling water |
CN107686174A (en) * | 2016-08-05 | 2018-02-13 | 中国石油化工股份有限公司 | A kind of composite scale-inhibiting corrosion inhibitor and its application and the processing method of recirculated cooling water |
CN107686175A (en) * | 2016-08-05 | 2018-02-13 | 中国石油化工股份有限公司 | A kind of composite scale-inhibiting corrosion inhibitor and its application and the processing method of recirculated cooling water |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4435303A (en) * | 1983-01-03 | 1984-03-06 | Khodabandeh Abadi | Descaling composition |
RU2085517C1 (en) * | 1995-09-08 | 1997-07-27 | Виктор Ильич Долгов | Composition for boiler scale removing from water-heating boilers |
RU2238915C1 (en) * | 2003-08-04 | 2004-10-27 | Верхозин Виталий Валерьевич | Descaling composition |
RU2257354C1 (en) * | 2004-05-19 | 2005-07-27 | Наманюк Александр Владимирович | Scale removal composition |
RU2324661C2 (en) * | 2005-12-28 | 2008-05-20 | Олег Анатольевич Колотыгин | Composition for removal of scale and deposit |
-
2014
- 2014-04-07 RU RU2014113208/05A patent/RU2554583C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4435303A (en) * | 1983-01-03 | 1984-03-06 | Khodabandeh Abadi | Descaling composition |
RU2085517C1 (en) * | 1995-09-08 | 1997-07-27 | Виктор Ильич Долгов | Composition for boiler scale removing from water-heating boilers |
RU2238915C1 (en) * | 2003-08-04 | 2004-10-27 | Верхозин Виталий Валерьевич | Descaling composition |
RU2257354C1 (en) * | 2004-05-19 | 2005-07-27 | Наманюк Александр Владимирович | Scale removal composition |
RU2324661C2 (en) * | 2005-12-28 | 2008-05-20 | Олег Анатольевич Колотыгин | Composition for removal of scale and deposit |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107686176A (en) * | 2016-08-05 | 2018-02-13 | 中国石油化工股份有限公司 | A kind of composite scale-inhibiting corrosion inhibitor and its application and the processing method of recirculated cooling water |
CN107686174A (en) * | 2016-08-05 | 2018-02-13 | 中国石油化工股份有限公司 | A kind of composite scale-inhibiting corrosion inhibitor and its application and the processing method of recirculated cooling water |
CN107686175A (en) * | 2016-08-05 | 2018-02-13 | 中国石油化工股份有限公司 | A kind of composite scale-inhibiting corrosion inhibitor and its application and the processing method of recirculated cooling water |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2554583C1 (en) | Scale removal composition | |
JPH07251182A (en) | Method of adjusting water treatment agent in-system concentration of industrial fluidic system | |
EP2601515A1 (en) | Simultaneous determination of multiple analytes in industrial water system | |
Zolgharnein et al. | Spectrophotometric determination of trace amounts of fluoride using an Al-xylenol orange complex as a colored reagent | |
Sasongko | Ammonia determination in bottled water using spectrophotometer: comparison between Nessler and Berthelot methods | |
RU2331591C1 (en) | Composition for removing deposits and scum from inner surfaces of heat-exchange equipment | |
JP4831371B2 (en) | Determination of iron | |
JP4655969B2 (en) | Determination of iron | |
EP0614085A1 (en) | A method for directly monitoring the concentrations of water treatment compositions in steam generating systems | |
Yusenko et al. | Determination of fluoride ions in urinary stones by ion chromatography | |
KR101346664B1 (en) | Nitrate concentration measuring method | |
Pohl et al. | Solid phase extraction and sequential elution for pre-concentration of traces of Mn and Zn in analysis of honey by flame atomic absorption spectrometry | |
RU2324661C2 (en) | Composition for removal of scale and deposit | |
Lucena et al. | ATR-FTIR membrane-based sensor for the simultaneous determination of surfactant and oil total indices in industrial degreasing baths | |
CA3113566A1 (en) | A method for determining concentration of phosphate | |
Shishehbore et al. | Kinetic determination of thiocyanate on the basis of its catalytic effect on the oxidation of methylene blue with potassium bromate | |
CN106885871A (en) | A kind of assay method of complicated solution middle and high concentration sulfate radical | |
RU2238915C1 (en) | Descaling composition | |
Basova et al. | Spectrophotometric determination of thiocyanate ions in stratal waters | |
KR101204561B1 (en) | Nitrate concentration measuring method | |
RU2440407C1 (en) | Liquid lubricant-coolant for machining of metals | |
Agrawal et al. | Analysis of Morpholine in Water by UV Visible Spectrophotometer | |
Ismail et al. | Evaluation of corrosion product formed on carbon steel in recycled sour water of overhead system | |
RU2499084C1 (en) | Acid detergent | |
EP3861088A1 (en) | Method for detecting silica |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160408 |