CN115044415A - 用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂及其制备方法和应用 - Google Patents

用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及清洗剂技术领域，具体而言，涉及用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂及其制备方法和应用。用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂主要由按照重量份数计的如下组分制成：水400～500份，磷酸550～750份，表面活性剂0.5～2份，羟基乙叉二膦酸0.8～3份，氨基硫脲0.4～1.5份和乙二胺四乙酸0.2～0.5份。该清洗剂的清洗效果好，能够有效清除四氯化钛预热器盘管上的积碳、氯化物、钙盐以及镁盐等杂质，且不会腐蚀四氯化钛预热器盘管。

Description

用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及清洗剂技术领域，具体而言，涉及用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂及其制备方法和应用；更具体地，涉及一种用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂、一种用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂的制备方法和一种清洗方法。
背景技术
四氯化钛预热器是氯化法生产氧化工段中的关键设备。在生产氯化法钛白的过程中，由于矿物油添加量过多，往往会导致四氯化钛预热器盘管中积碳，碳与盘管材质中的铬元素会生成碳化铬，然后脱落，再生成，再脱落，如此往复会使盘管壁变薄，容易发生泄漏。
目前，清理四氯化钛预热器盘管的常规方法是高压水射流清洗技术，采用1000bar以上的高压水冲洗盘管。但是，由于盘管是弯曲的，并且层数过多，因此使用高压水如果压力过高，会对盘管造成损伤；如果水压力过小，则导致水带来的动能不足，底层的结垢清理不够彻底。
因此，提供一种新型清洗剂和清理方案具有重要意义。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂，该清洗剂的清洗效果好，能够有效清除四氯化钛预热器盘管上的积碳、氯化物、钙盐以及镁盐等杂质，且不会腐蚀四氯化钛预热器盘管。
本发明的第二目的在于提供一种所述的用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂的制备方法，该方法具有简单易行、条件温和、适合大批量生产等优点。
本发明的第三目的在于提供一种清洗方法，该清洗方法不会腐蚀或损伤四氯化钛预热器盘管的管壁，并且清洗效果好，清洗彻底。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供了一种用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂，主要由按照重量份数计的如下组分制成：
水400～500份(包括但不限于410份、420份、430份、440份、450份、460份、470份、480份、490份中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值)，磷酸550～750份(包括但不限于560份、580份、600份、620份、650份、680份、700份、725份中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值)，表面活性剂0.5～2份(包括但不限于0.7份、0.9份、1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值)，羟基乙叉二膦酸0.8～3份(包括但不限于1份、1.3份、1.5份、1.8份、2份、2.3份、2.5份、2.8份中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值)，氨基硫脲0.4～1.5份(包括但不限于0.5份、0.7份、0.9份、1份、1.2份、1.4份中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值)和乙二胺四乙酸(EDTA)0.2～0.5份(包括但不限于0.3份、0.4份中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值)。
其中，所述四氯化钛预热器是用于将四氯化钛进行预热、升温的装置。盘管是一种呈螺旋状的管道***。盘管的材质为inconel 601合金(镍-铬-铁基固溶强化合金)。
四氯化钛预热器盘管内所含有的除积碳(主要成分是碳)外的杂质，包括：碳化铬、碳化镍、四氯化硅和二氯氧钒等。
磷酸可以溶解四氯化钛预热器盘管内的积碳及其他碳化物，并且生成磷酸盐覆盖膜，防止表面腐蚀；同时，磷酸可以使钙盐、镁盐变成可溶性的磷酸盐，防止生成金属皂，还能起到乳化的作用(磷酸盐能让脂类形成胶膜，从而使脂类更有效地分散在水中)。
羟基乙叉二膦酸又称HEDP、HEDP、羟基亚乙基二膦酸。其能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定络合物，能溶解金属表面的氧化物，加速氧化层的去除，同时保护合金表面不被腐蚀。
氨基硫脲可以与HEDP产生协同作用，降低合金表面的腐蚀，使合金表面变得光滑，从而不宜附着杂质，延长了盘管的使用寿命。
EDTA可以去除金属离子对去垢效果的不良影响，对金属离子有良好的封闭作用，增强磷酸的洗涤效果。
表面活性剂具有良好的乳化、去污、净洗等性能，能够增强所述清洗剂的清洗效果。
在本发明一些具体的实施例中，在使用所述清洗剂对所述四氯化钛预热器盘管进行清洗时，则需要以水：清洗剂＝1：4的比例(体积比)进行稀释。
优选地，所述表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)、十二烷基硫酸钠、直链烷基苯磺酸、十六烷基三甲基氯化铵、硬脂酸和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
脂肪醇聚氧乙烯醚具有良好的乳化、去污、净洗等性能，能够提高洗涤效果。
优选地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为C12-C14脂肪醇聚氧乙烯醚。
优选地，所述磷酸的质量分数为80％～90％；包括但不限于81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
本发明还提供了一种如上所述的用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
将各原料混合均匀。
该制备方法具有操作简单、工艺流程短、条件温和、适合大批量生产等优点。
优选地，所述混合过程中，混合物料的温度为30～70℃。
采用上述温度范围有利于将各组分充分混合均匀。
优选地，所述制备方法具体包括如下步骤：
将表面活性剂加入含有水和磷酸的混合液中，待其混合均匀后，再向其中依次加入羟基乙叉二膦酸、氨基硫脲和乙二胺四乙酸。
在本发明一些具体的实施例中，所述制备方法具体包括如下步骤：将水和磷酸混合均匀，在水浴锅中加热到30～70℃并保持恒温。将表面活性剂缓慢滴入含有水和磷酸的混合溶液中，并不断搅拌。然后再向其中依次加入HEDP、氨基硫脲和EDTA。
在本发明一些具体的实施例中，所述的制备方法还包括将所述清洗剂进行稀释的步骤，并在所述冲洗之前进行稀释。
本发明还提供了一种清洗方法，使用如上所述的用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂，所述的清洗方法包括如下步骤：
将所述清洗剂通入至四氯化钛预热器盘管中，进行冲洗。
该清洗方法不会腐蚀、破坏或损伤四氯化钛预热器盘管的管壁，并且清洗效果好，能够将四氯化钛预热器盘管内的堵塞物、结垢彻底清洗干净。
优选地，所述清洗方法具体包括如下步骤：向所述四氯化钛预热器盘管中持续通入所述清洗剂，进行循环冲洗。
所述循环冲洗，即将所述清洗剂由所述四氯化钛预热器盘管的入口通入，在经过盘管的管道之后，再由所述四氯化钛预热器盘管的出口流出，然后重复多次，完成多次的循环冲洗。
优选地，所述循环冲洗的时间(总时间)为20～40min，包括但不限于25min、30min、35min中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
优选地，在所述循环冲洗的过程中，在每次进入所述四氯化钛预热器盘管的首端之前，对所述清洗剂进行固液分离。
即，在进行多次循环冲洗时，在由所述四氯化钛预热器盘管的出口流出之后，将所述清洗剂进行固液分离，分离出其中的固体物料，防止固体物料被再次带入盘管内；然后再将上述固液分离之后所得的液体物料再次由所述四氯化钛预热器盘管的入口通入。
优选地，在所述冲洗的过程中，所述清洗剂的温度为60～70℃；包括但不限于61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
采用上述温度有利于充分除去四氯化钛预热器盘管内的积碳、结垢，并且不容易腐蚀盘管。
优选地，在所述冲洗的过程中，所述清洗剂的通入流量(即清洗剂在盘管管路中的流速)为10～15m3/h，包括但不限于11m3/h、12m3/h、13m3/h、14m3/h中的任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
采用上述范围的温度和通入流量有利于充分除去四氯化钛预热器盘管内的积碳、结垢，并且不容易腐蚀所述盘管。
优选地，所述四氯化钛预热器盘管在进行所述冲洗之前，经过气体吹扫；
即，将所述盘管拆下来后，先采用气体吹扫，将盘管疏通，然后再通入所述清洗剂进行冲洗。
优选地，所述气体包括氮气和/或稀有气体(可以选择氩气、氦气或氖气)。
优选地，在所述冲洗完成之后，还包括对所述冲洗后的所述四氯化钛预热器盘管进行干燥的步骤。
更优选地，采用气体吹扫的方法进行所述干燥。其中，气体可采用氮气、氩气、氦气和氖气中的至少一种。
在本发明一些具体的实施例中，将盘管拆下来后，用氮气吹扫，将盘管疏通。由于盘管一般是由多根管子环绕在一起组成的，因此以3根管子环绕制成的盘管为例，将所述清洗剂分别通入这3根管子。如图1所示，向清洗槽内加入清洗剂，用电炉将清洗槽内清洗剂的温度控制在60～70℃，然后将该清洗剂打入盘管的3根管子中，清洗剂进入管盘后，再循环到清洗槽，然后继续打入盘管内部，循环多次，使冲洗的总时间在20～40min。在清洗剂每一次循环至清洗槽之前，先采用过滤装置过滤掉固体，防止被再次带入盘管内；然后过滤后的液体物料再通入至盘管的管路内。清理完毕后用氮气干燥。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所提供的用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂的清洗效果好，能够有效清除四氯化钛预热器盘管上的积碳、氯化物、钙盐以及镁盐等结垢，且不会腐蚀四氯化钛预热器盘管。
(2)本发明所提供的清洗方法清洗效果好，清洗彻底，并且该清洗方法不会腐蚀或损伤四氯化钛预热器盘管的管壁。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的含有四氯化钛预热器盘管的清洗装置的结构示意图；
图2为本发明提供的清理之前的四氯化钛预热器盘管的图片；
图3为本发明提供的清理之后的四氯化钛预热器盘管的图片。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
图1为本发明提供的含有四氯化钛预热器盘管的清洗装置的结构示意图。
实施例1
本实施例所提供的用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂由按照重量份数计的如下组分制成：
水450份，质量分数为85％的磷酸650份，表面活性剂(C12-C14脂肪醇聚氧乙烯醚)1.5份，羟基乙叉二膦酸2份，氨基硫脲1份和乙二胺四乙酸0.4份。
本实施例所提供的清洗剂的制备方法包括如下步骤：将水和磷酸混合均匀，在水浴锅中加热到40℃并保持恒温。将表面活性剂缓慢滴入含有水和磷酸的混合溶液中，并不断搅拌。然后再向其中依次加入羟基乙叉二膦酸、氨基硫脲和乙二胺四乙酸。
实施例2
本实施例所提供的用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂由按照重量份数计的如下组分制成：
水400份，质量分数为85％的磷酸550份，表面活性剂(C12-C14脂肪醇聚氧乙烯醚)2份，羟基乙叉二膦酸0.8份，氨基硫脲0.5份和乙二胺四乙酸0.2份。
本实施例所提供的清洗剂的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于，将水浴锅的温度加热至50℃。
实施例3
本实施例所提供的用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂由按照重量份数计的如下组分制成：
水500份，质量分数为85％的磷酸750份，表面活性剂(C12-C14脂肪醇聚氧乙烯醚)0.5份，羟基乙叉二膦酸3份，氨基硫脲0.4份和乙二胺四乙酸0.2份。
本实施例所提供的清洗剂的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于，将水浴锅的温度加热至60℃。
实施例4
本实施例所提供的用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂由按照重量份数计的如下组分制成：
水400份，质量分数为80％的磷酸700份，表面活性剂(十二烷基硫酸钠)1份，羟基乙叉二膦酸2份，氨基硫脲1.5份和乙二胺四乙酸0.5份。
本实施例所提供的清洗剂的制备方法与实施例1基本相同，区别仅在于，将水浴锅的温度加热至70℃。
实施例5
本实施例所提供的清洗方法包括如下步骤：
将盘管拆下来后，用氮气吹扫，将盘管疏通。然后，向四氯化钛预热器盘管中持续通入清洗剂，进行循环冲洗；循环冲洗的总时间为20min。期间，保持清洗剂的温度为65℃，清洗剂的通入流量为12m3/h。且在每次进入所述四氯化钛预热器盘管的入口之前，对所述清洗剂进行固液分离。待清洗完毕后，用氮气干燥。
实施例6
本实施例所提供的清洗方法与实施例5基本相同，区别在于：第一，将循环冲洗的总时间替换为30min；第二，保持清洗剂的温度为60℃；第三，将清洗剂的通入流量替换为10m3/h。
实施例7
本实施例所提供的清洗方法与实施例5基本相同，区别在于：第一，将循环冲洗的总时间替换为40min；第二，保持清洗剂的温度为70℃；第三，将清洗剂的通入流量替换为15m3/h。
对比例1
本对比例提供的清洗剂的组成与实施例1基本相同，区别仅在于，将1.5份表面活性剂替换为1.5份质量分数为85％的磷酸。
对比例2
本对比例提供的清洗剂的组成与实施例1基本相同，区别仅在于，将2份羟基乙叉二膦酸替换为2份质量分数为85％的磷酸。
对比例3
本对比例提供的清洗剂的组成与实施例1基本相同，区别仅在于，将1份氨基硫脲替换为1份质量分数为85％的磷酸。
对比例4
本对比例提供的清洗剂的组成与实施例1基本相同，区别仅在于，将0.4份乙二胺四乙酸替换为0.4份质量分数为85％的磷酸。
对比例5
本对比例提供的清洗剂由按照重量份数计的水450份和磷酸650份(质量分数为85％)制成。
对比例6
本对比例提供的清洗剂由按照重量份数计的如下组分制成：
水250份，质量分数为85％的磷酸850份，表面活性剂(C12-C14脂肪醇聚氧乙烯醚)1.5份，羟基乙叉二膦酸2份，氨基硫脲1份和乙二胺四乙酸0.4份。
上述对比例1～对比例6的清洗剂的制备方法均与实施例1相同。
实验例1
分别使用实施例1～实施例4、对比例1～对比例6所制得的清洗剂，并采用实施例5所提供的清洗方法，对若干个四氯化钛预热器盘管进行清洗。并分别测定盘管在清洗之前的质量和清洗之后的质量(并记录清洗后盘管内表面的状态)。然后，再分别采用实施例1～实施例4、对比例1～对比例6所制得的清洗剂对清洗之后的各盘管进行浸泡，并记录浸泡24h后、48h后和72h后的盘管的质量。结果如下表1所示。
其中，使用实施例1～实施例4，以及对比例1～对比例6所制得的清洗剂进行清洗之前，先对各组的清洗剂进行稀释。稀释的体积比为水：清洗剂＝1：4。
表1各组盘管在清洗前后以及浸泡后的质量
Figure BDA0003702065170000101
Figure BDA0003702065170000111
从表1可以看出，本发明各实施例清洗剂的清洗效果均很好，能够有效清除四氯化钛预热器盘管上的积碳、污垢，且不会腐蚀盘管。
同时，分别拍摄使用实施例1所制得的清洗剂对四氯化钛预热器盘管在清理之前和清理之后的图片，结果分别如图2和图3所示。从图3可以看出，该清洗剂可以将盘管彻底清洗，并且没有腐蚀盘管。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

Claims (10)

1.用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂，其特征在于，主要由按照重量份数计的如下组分制成：
水400～500份，磷酸550～750份，表面活性剂0.5～2份，羟基乙叉二膦酸0.8～3份，氨基硫脲0.4～1.5份和乙二胺四乙酸0.2～0.5份。
2.根据权利要求1所述的用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、直链烷基苯磺酸、十六烷基三甲基氯化铵、硬脂酸和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂，其特征在于，所述磷酸的质量分数为80％～90％。
4.如权利要求1～3任一项所述的用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将各原料混合均匀。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述混合过程中，混合物料的温度为30～70℃。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
将表面活性剂加入含有水和磷酸的混合液中，混合均匀后，再向其中依次加入羟基乙叉二膦酸、氨基硫脲和乙二胺四乙酸。
7.清洗方法，使用如权利要求1～3任一项所述的用于四氯化钛预热器盘管的清洗剂，其特征在于，所述清洗方法包括如下步骤：
将所述清洗剂通入至四氯化钛预热器盘管中，进行冲洗。
8.根据权利要求7所述的清洗方法，其特征在于，所述清洗方法具体包括如下步骤：向所述四氯化钛预热器盘管中持续通入所述清洗剂，进行循环冲洗；
优选地，所述循环冲洗的时间为20～40min；
优选地，在所述循环冲洗的过程中，在每次进入所述四氯化钛预热器盘管的首端之前，对所述清洗剂进行固液分离。
9.根据权利要求7所述的清洗方法，其特征在于，在所述冲洗的过程中，所述清洗剂的温度为60～70℃；
优选地，在所述冲洗的过程中，所述清洗剂的通入流量为10～15m3/h。
10.根据权利要求7所述的清洗方法，其特征在于，所述四氯化钛预热器盘管在进行所述冲洗之前，经过气体吹扫；
优选地，所述气体包括氮气和/或稀有气体；
优选地，在所述冲洗完成之后，还包括对所述冲洗后的所述四氯化钛预热器盘管进行干燥的步骤；更优选地，采用气体吹扫的方法进行所述干燥。
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