CN105802748A - 一种硫酸钙垢化学清洗剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硫酸钙垢化学清洗剂及其制备方法，硫酸钙垢化学清洗剂包括以下重量份的组分：乙二酸20～40份、月桂酸甲酯磺酸钠0.5～5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵5～14份、三聚磷酸钠5～10份、乌洛托品1～5份、硫脲1～3份、苯并***2～6份、无水乙醇5～15份、水70～90份；将各组分经混合，加热搅拌后即可制备得到硫酸钙垢化学清洗剂。本发明对硫酸钙垢的溶垢能力达到124.5g/Kg～186.4g/Kg，溶垢效果较好，本发明清垢彻底，不腐蚀金属，对人体无毒，高效安全，不产生氢脆现象，且可以直接排放，不污染环境。
Description
技术领域
本发明涉及化学清洗剂领域，具体涉及一种硫酸钙垢化学清洗剂及其制备方法。
背景技术
水垢的生成原因多种多样，总体而言，水中成垢离子由于温度、压力变化或新流体、新成分的加入而导致原有的物理化学平衡发生移动，导致垢的产生。例如，在锅炉中生成的水垢，导致受热面传热情况变坏，增加燃料消耗并加重腐蚀；在各种水净化、水处理设施中生成的水垢，会降低水处理能力，增加能耗；在石油工业的井下管柱、采出水处理集输***，以及油藏内部都会发生结垢现象，使井下管柱、工具、回注水***和油藏内部也常发生由于结垢而引起的堵塞。
为减少水垢对管线、设备的损害，保持工作效率和节能降耗，必须对各种情况下不同垢具有高效清除的措施。一般来说，碳酸盐垢易被酸化去除，而硫酸盐垢用酸洗方法很难去除，目前常用的清除方法有机械法和化学法。机械法除垢是利用钻头工具、专用设备和水力冲击等方法除垢，其应用范围受到很大局限。化学法除垢具有施工简单、除垢彻底、对除垢设备无损伤、成功率高的优点。由于钙离子是各种水体中最常见的成垢离子，因此在硫酸盐垢中，最常见的是硫酸钙，开发针对硫酸钙的专用化学清洗剂具有重要的实用价值。
目前使用的硫酸钙垢清除方法，主要可分为转化除垢法和直接溶解法两类：（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。(2)直接溶解法使用络合剂、有机胺等在加热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。
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。
发明内容
为解决现有技术除垢速度慢、除垢率低的问题，本发明提供一种硫酸钙垢化学清洗剂及其制备方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种硫酸钙垢化学清洗剂，包括以下重量份的组分：乙二酸20～40份、月桂酸甲酯磺酸钠0.5～5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵5～14份、三聚磷酸钠5～10份、乌洛托品1～5份、硫脲1～3份、苯并***2～6份、无水乙醇5～15份、水70～90份。
优选的，所述硫酸钙垢化学清洗剂，包括以下重量份的组分：乙二酸25～36份、月桂酸甲酯磺酸钠2～4份、十二烷基二甲基苄基氯化铵8～12份、三聚磷酸钠6～8份、乌洛托品2～4份、硫脲1.5～2.5份、苯并***2.5～5份、无水乙醇7～12份、水75～85份。
优选的，所述硫酸钙垢化学清洗剂，包括以下重量份的组分：乙二酸30份、月桂酸甲酯磺酸钠2.5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵9份、三聚磷酸钠8份、乌洛托品3份、硫脲2份、苯并***3份、无水乙醇8份、水80份。
所述硫酸钙垢化学清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份将乙二酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、三聚磷酸钠、乌洛托品、硫脲、苯并***、无水乙醇混合搅拌均匀；
（2）按重量份将月桂酸甲酯磺酸钠加入到水中，搅拌混合均匀；
（3）将步骤（1）的混合物加入到步骤（2）的混合物中，加热到40℃～60℃，搅拌25min～50min，即可得到硫酸钙垢化学清洗剂。
优选的，步骤（3）中加热到45℃，搅拌30min。
本发明有益效果：本发明制备得到的硫酸钙垢化学清洗剂对硫酸钙垢的溶垢能力达到124.5g/Kg～186.4g/Kg，溶垢效果较好，本发明清垢彻底，不腐蚀金属，对人体无毒，高效安全，不产生氢脆现象，且可以直接排放，不污染环境。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍，但不局限于此。
实施例1：
一种硫酸钙垢化学清洗剂，包括以下重量份的组分：乙二酸20份、月桂酸甲酯磺酸钠0.5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵5份、三聚磷酸钠5份、乌洛托品1份、硫脲1份、苯并***2份、无水乙醇5份、水70份。
所述硫酸钙垢化学清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份将乙二酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、三聚磷酸钠、乌洛托品、硫脲、苯并***、无水乙醇混合搅拌均匀；
（2）按重量份将月桂酸甲酯磺酸钠加入到水中，搅拌混合均匀；
（3）将步骤（1）的混合物加入到步骤（2）的混合物中，加热到40℃，搅拌25min，即可得到硫酸钙垢化学清洗剂。
实施例2
一种硫酸钙垢化学清洗剂，包括以下重量份的组分：乙二酸40份、月桂酸甲酯磺酸钠5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵14份、三聚磷酸钠6份、乌洛托品2份、硫脲3份、苯并***6份、无水乙醇15份、水90份。
所述硫酸钙垢化学清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份将乙二酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、三聚磷酸钠、乌洛托品、硫脲、苯并***、无水乙醇混合搅拌均匀；
（2）按重量份将月桂酸甲酯磺酸钠加入到水中，搅拌混合均匀；
（3）将步骤（1）的混合物加入到步骤（2）的混合物中，加热到60℃，搅拌50min，即可得到硫酸钙垢化学清洗剂。
实施例3
一种硫酸钙垢化学清洗剂，包括以下重量份的组分：乙二酸25份、月桂酸甲酯磺酸钠2份、十二烷基二甲基苄基氯化铵8份、三聚磷酸钠10份、乌洛托品5份、硫脲1.5份、苯并***2.5份、无水乙醇7份、水75份。
所述硫酸钙垢化学清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份将乙二酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、三聚磷酸钠、乌洛托品、硫脲、苯并***、无水乙醇混合搅拌均匀；
（2）按重量份将月桂酸甲酯磺酸钠加入到水中，搅拌混合均匀；
（3）将步骤（1）的混合物加入到步骤（2）的混合物中，加热到50℃，搅拌40min，即可得到硫酸钙垢化学清洗剂。
实施例4
一种硫酸钙垢化学清洗剂，包括以下重量份的组分：乙二酸36份、月桂酸甲酯磺酸钠4份、十二烷基二甲基苄基氯化铵12份、硫脲2.5份、苯并***5份、无水乙醇12份、水85份。
所述硫酸钙垢化学清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份将乙二酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、三聚磷酸钠、乌洛托品、三聚磷酸钠8份、乌洛托品4份、硫脲、苯并***、无水乙醇混合搅拌均匀；
（2）按重量份将月桂酸甲酯磺酸钠加入到水中，搅拌混合均匀；
（3）将步骤（1）的混合物加入到步骤（2）的混合物中，加热到45℃，搅拌45min，即可得到硫酸钙垢化学清洗剂。
实施例5
一种硫酸钙垢化学清洗剂，包括以下重量份的组分：乙二酸30份、月桂酸甲酯磺酸钠2.5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵9份、三聚磷酸钠8份、乌洛托品3份、硫脲2份、苯并***3份、无水乙醇8份、水80份。
所述硫酸钙垢化学清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份将乙二酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、三聚磷酸钠、乌洛托品、硫脲、苯并***、无水乙醇混合搅拌均匀；
（2）按重量份将月桂酸甲酯磺酸钠加入到水中，搅拌混合均匀；
（3）将步骤（1）的混合物加入到步骤（2）的混合物中，加热到45℃，搅拌30min，即可得到硫酸钙垢化学清洗剂。
对比例1
与实施例5的区别在于：未加入三聚磷酸钠。
一种硫酸钙垢化学清洗剂，包括以下重量份的组分：乙二酸30份、月桂酸甲酯磺酸钠2.5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵9份、乌洛托品3份、硫脲2份、苯并***3份、无水乙醇8份、水80份。
所述硫酸钙垢化学清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份将乙二酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、乌洛托品、硫脲、苯并***、无水乙醇混合搅拌均匀；
（2）按重量份将月桂酸甲酯磺酸钠加入到水中，搅拌混合均匀；
（3）将步骤（1）的混合物加入到步骤（2）的混合物中，加热到45℃，搅拌30min，即可得到硫酸钙垢化学清洗剂。
对比例2
与实施例5的区别在于：未加入苯并***。
一种硫酸钙垢化学清洗剂，包括以下重量份的组分：乙二酸30份、月桂酸甲酯磺酸钠2.5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵9份、三聚磷酸钠8份、乌洛托品3份、硫脲2份、无水乙醇8份、水80份。
所述硫酸钙垢化学清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份将乙二酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、三聚磷酸钠、乌洛托品、硫脲、无水乙醇混合搅拌均匀；
（2）按重量份将月桂酸甲酯磺酸钠加入到水中，搅拌混合均匀；
（3）将步骤（1）的混合物加入到步骤（2）的混合物中，加热到45℃，搅拌30min，即可得到硫酸钙垢化学清洗剂。
对比例3
与实施例5的区别在于：未加入硫脲。
一种硫酸钙垢化学清洗剂，包括以下重量份的组分：乙二酸30份、月桂酸甲酯磺酸钠2.5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵9份、三聚磷酸钠8份、乌洛托品3份、苯并***3份、无水乙醇8份、水80份。
所述硫酸钙垢化学清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按重量份将乙二酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、三聚磷酸钠、乌洛托品、无水乙醇混合搅拌均匀；
（2）按重量份将月桂酸甲酯磺酸钠、苯并***加入到水中，搅拌混合均匀；
（3）将步骤（1）的混合物加入到步骤（2）的混合物中，加热到45℃，搅拌30min，即可得到硫酸钙垢化学清洗剂。
将上述实施例制备得到的硫酸钙垢化学清洗剂和对比例对硫酸钙垢进行溶垢能力测试：用天平称取适量硫酸钙垢样(分析纯)2g，放人小烧杯中，再加入lg的除垢剂和50mL蒸馏水，封上保鲜膜在70℃下恒温24h，取出冷却至室温，然后取1mL的恒温溶液用EDTA溶液测定Ca2+含量。根据ISO6058-1984《水质钙含量测定EDTA滴定法》标准，计算溶液中Ca2+含量(c)，通过Ca2+含量得出溶解在溶液中硫酸钙垢的量。
计算公式为：
式中：c1-乙二胺四酸二钠溶液浓度，mmoL／L；
K-滴定消耗的乙二胺四酸二钠溶液体积，mL；
V0-试样体积，mL；
A-钙的原子质量(40.08)。
将上述实施例制备得到的硫酸钙垢化学清洗剂和对比例对金属进行腐蚀性能测试：参照JB/T7901-2001金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法，选用P110试片，尺寸为40mm×13mm×2mm，并记录初始重量，个材质腐蚀试片的几何尺寸和表面处理状态保持一致，实验室，把试片完全浸没在试验液中，浸泡100h，试验完后，观察试片表面变化情况，并干燥称重，计算试片失重率。
测试结果如表1所示：
本发明中，乙二酸作为较缓和的酸性清洗剂，可以有效溶解硫酸钙垢，三聚磷酸钠可以和钙离子形成稳定的络合物，加速硫酸钙垢的溶解；实施例5相对于对照例1可以看出，加入三聚磷酸钠可以提高溶垢能力；实施例5相对于对照例2可以看出，加入苯并***可以提高防腐蚀性能；实施例5相对于对照例3可以看出，加入硫脲可以提高溶垢能力。
从上述测试结果可以看出，本发明制备的清洗剂对硫酸钙垢有较好的溶垢能力，同时可有效防止对金属管道的腐蚀，同时也可以看出，清洗剂中加入聚磷酸钠，可以大大提高清洗剂的溶垢能力，加入硫脲可以有效降低清洗剂对金属的腐蚀性，并且本发明原料易得，工艺简单，可以进行工业生产。
Claims (5)
1.一种硫酸钙垢化学清洗剂，其特征在于包括以下重量份的组分：乙二酸20～40份、月桂酸甲酯磺酸钠0.5～5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵5～14份、三聚磷酸钠5～10份、乌洛托品1～5份、硫脲1～3份、苯并***2～6份、无水乙醇5～15份、水70～90份。
2.根据权利要求1所述的硫酸钙垢化学清洗剂，其特征在于包括以下重量份的组分：乙二酸25～36份、月桂酸甲酯磺酸钠2～4份、十二烷基二甲基苄基氯化铵8～12份、三聚磷酸钠6～8份、乌洛托品2～4份、硫脲1.5～2.5份、苯并***2.5～5份、无水乙醇7～12份、水75～85份。
3.根据权利要求1所述的硫酸钙垢化学清洗剂，其特征在于包括以下重量份的组分：乙二酸30份、月桂酸甲酯磺酸钠2.5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵9份、三聚磷酸钠8份、乌洛托品3份、硫脲2份、苯并***3份、无水乙醇8份、水80份。
4.基于权利要求1至3任意一项所述的硫酸钙垢化学清洗剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）按重量份将乙二酸、十二烷基二甲基苄基氯化铵、三聚磷酸钠、乌洛托品、硫脲、苯并***、无水乙醇混合搅拌均匀；
（2）按重量份将月桂酸甲酯磺酸钠加入到水中，搅拌混合均匀；
（3）将步骤（1）的混合物加入到步骤（2）的混合物中，加热到40℃～60℃，搅拌25min～50min，即可得到硫酸钙垢化学清洗剂。
5.根据权利要求4所述的硫酸钙垢化学清洗剂的制备方法，其特征在于优选的，步骤（3）中加热到45℃，搅拌30min。
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