羥基乙酸在化學(xué)清洗中的應(yīng)用.docx

羥基乙酸在化學(xué)清洗中的應(yīng)用程文軍(中國(guó)藍(lán)星化學(xué)清洗總公司 ,北京100029)摘要對(duì)羥基乙酸的理化性質(zhì)及清洗機(jī)理做了綜述 ,重點(diǎn)介紹了羥基乙酸在化學(xué)清洗方面的應(yīng)用性能 .關(guān)鍵詞羥基乙酸化學(xué)清洗隨著現(xiàn)代工業(yè)文明程度的不斷發(fā)展 ,化學(xué)清洗已越來越受到人們的重視 ,化學(xué)清洗技術(shù)也得到了 不斷完善提高 . 在化學(xué)清洗過程中酸洗是最重要的 一道工序 ,而酸洗液的配方又是整個(gè)化學(xué)清洗的關(guān)鍵 . 常規(guī)的化學(xué)清洗工藝及技術(shù)已在生產(chǎn)實(shí)踐中得 到了廣泛應(yīng)用 .羥基乙酸是一種很好的酸洗清洗劑 ,因國(guó)內(nèi)市 場(chǎng)供應(yīng)量少等原因 ,未能廣泛應(yīng)用于清洗實(shí)踐中. 在 國(guó)外 ,羥基乙酸已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的清洗工程 中 ,特別是美國(guó)杜邦公司已將羥基乙酸成功地用于火力發(fā)電廠材質(zhì)為奧氏體不銹鋼的超臨界及亞臨界 鍋爐的清洗 . 本文主要對(duì)羥基乙酸在化學(xué)清洗中的 應(yīng)用做了一些闡述.力 ,與鈣 、鎂等化合物作用較為劇烈 ,反應(yīng)方程式如下 :CaCO3 + 2 HOCH2 COO HCa ( HOCH2 COO) 2 + H2 O + CO2 MgCO3 + 2 HOCH2 COO HMg ( HOCH2 COO) 2 + H2 O + CO2 Mg (O H) 2 + 2 HOCH2 COO HMg ( HOCH2 COO) 2 + 2 H2 OCa3 ( PO4 ) 2 + 6 HOCH2 COO H3Ca ( HOCH2 COO) 2 + 2 H3 PO4羥基乙酸鈣 、鎂鹽在水中的溶解度較大 ,所以羥 基乙酸適合于清洗鈣 、鎂鹽垢 . 羥基乙酸還可與鐵的腐蝕產(chǎn)物發(fā)生如下反應(yīng) :Fe2 O3 + 6 HOCH2 COO H1 羥基乙酸簡(jiǎn)介羥基乙酸又名乙醇酸或甘醇酸 ,是羥基羧酸 族的第一個(gè)成員. 水果中如甘蔗 、甜菜 、葡萄等都含 有微量的天然羥基乙酸 ,而商業(yè)市場(chǎng)上所需的大量 羥基乙酸卻主要是依靠人工合成的方法制造的 .羥基乙酸的分子式為 HOCH2 COO H ,其分子量76 . 05 . 羥基乙酸易溶于水 、甲醇 、丙酮 、乙酸和乙酸 乙酯 ,但幾乎不溶于碳?xì)浠衔锶軇?; 熔點(diǎn) 78 79,沸點(diǎn)分解 .羥基乙酸具有腐蝕性低 ,不易燃 、無臭 、毒性低 、 生物分解性強(qiáng) 、水溶性高 ,是幾乎不揮發(fā)的有機(jī)合成物等特點(diǎn) ,因此用途廣泛 ,使用方便 .2 Fe ( HOCH2 COO) 3 + 3 H2 OFeO + 2 HOCH2 COO HFe ( HOCH2 COO) 2 + H2 O在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn) ,若銹垢占比重較大時(shí) ,單純 的羥基乙酸溶解效果不顯著 , 改用 2 % ( 質(zhì)量分?jǐn)?shù))的羥基乙酸 + 1 % ( 質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 甲酸的混合酸其清洗效果良好 ,甲酸具有強(qiáng)刺激性 ,在應(yīng)用上受到限制.3 羥基乙酸與 ED TA 清洗鍋爐的比較3 . 1除垢能力每 1 000 ml 2 %的羥基乙酸 + 1 %甲酸溶液能夠 去除 13 . 4 g 的氧化鐵垢 ,而 1 000 ml 12 %的 ED TA 二鈉鹽則能去除 6 . 23 g 的垢 ; 而每 1 000 ml 3 %和6 %ED TA 的銨鹽溶液則分別能去除 3 . 0 g 和 6 . 0 g的垢. (前面敘述中的“ %”均為溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù))2 清洗機(jī)理羥基乙酸對(duì)堿土金屬類的垢物有較好的溶解能收稿日期 :1998 - 03 - 03第 4 期程文軍 :羥基乙酸在化學(xué)清洗中的應(yīng)用31 3 . 2清洗劑除垢情況在清除三價(jià)鐵垢時(shí) ,羥基乙酸不用任何附加的化學(xué)處理就能夠去除 ; 而 ED TA 則需用 N2 H4 等還 原劑將三價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵.表 1清洗劑溶解垢的情況1 kg 清洗劑所能溶解水垢的質(zhì)量/ kg水垢的組成羥基乙酸ED TA4羥基乙酸與幾種常用清洗劑的比較羥基乙酸與常用清洗劑比較見表 2 、表 3 、表 4 .表 2幾種酸洗液溶解銹垢能力的實(shí)驗(yàn)對(duì)比Fe2 O3CaCO3CaSO4MgCO3MgSO42 . 180 . 651 . 320 . 481 . 800 . 65溶解銹垢的量/ ( gL - 1 )酸洗液種類質(zhì)量分?jǐn)?shù)/ %1 . 110 . 40鹽酸磷酸 磷酸 檸檬酸銨 羥基乙酸 ED TA 銨鹽 ED TA 銨鹽 ED TA 鈉鹽531932361239 . 550 . 965 . 998 . 6313 . 423 . 005 . 996 . 231 . 630 . 58清洗劑為 100 %的原料3 . 3除垢速度實(shí)驗(yàn)室研究 :2 % (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 羥基乙酸 + 1 % (質(zhì) 量分?jǐn)?shù)) 甲酸溶液不到 4 h 就能除掉氧化鐵垢 (水垢400 g/ m2 ) ;而 ED TA 則需要 6 h 以上.3 . 4清除三價(jià)鐵垢比較表 3幾種酸洗液溶解一定量銹垢所需時(shí)間的實(shí)驗(yàn)對(duì)比條件所需時(shí)間/ h酸液及質(zhì)量分?jǐn)?shù)流速/ ( ms - 1 )溫度/ 1/ 41/ 2123456鹽酸 ,5 %磷酸 ,3 % 檸檬酸單銨 ,3 % 羥基乙酸 2 % + 甲酸 1 % ED TA 銨鹽 ,3 %ED TA 二鈉鹽 ,15 %71771000 . 6PCC-0 . 6-UUC-941050 . 6UUPC0 . 60 . 60 . 6-UU-PU-CP-CU注 : C. 95 %100 %的除垢效果 ; P. 20 %95 %的除垢效果 ; U . 10 %的除垢效果 .表 4流速對(duì)清洗銹垢的效果對(duì)比流速/ ( ms - 1 )條件酸液及質(zhì)量分?jǐn)?shù)溫度/ 清洗時(shí)間/ h靜置0 . 0090 . 030 . 30 . 60 . 9鹽酸 ,5 %磷酸 ,3 % 檸檬酸單銨 ,3 % 羥基乙酸 2 % + 甲酸 1 % ED TA 銨鹽 ,3 %ED TA 二鈉鹽 ,15 %71771006CCCCCC6C-CCCC9410594105135149941056UUUCCC6-UUCCC6-UUCCC6-UU注 : C. 95 %100 %的除銹效果 ; U . 080 %的除銹效果 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 32 化 學(xué)清洗第 14 卷可以有效地清除金屬污點(diǎn) .6 . 4 印刷電路板清潔劑含有羥基乙酸的水性清洗劑 ,用于印刷電路板 的焊接前清洗和焊接后的清除 . 這些清洗劑對(duì)環(huán)境 無害 ,因此可用來取代含鹵代碳?xì)浠衔锖吐确?化合物的清洗劑. 羥基乙酸的鈉鹽含量低 ,容易沖洗干凈 ,而且與電路板結(jié)構(gòu)材料相容 ,因此非常適合清 洗電路板 .6 . 5 銅器增光羥基乙酸可用于浸泡槽 ,使銅和銅合金材料在 正常酸浸程序之后增添光澤. 與強(qiáng)氧化酸相比 ,羥基乙酸產(chǎn)生的光澤更加持久 .另外 ,羥基乙酸在金屬加工 、電鍍 、電拋光 、制革 工業(yè) 、紡織印染等工藝中都是很重要的添加劑.總之 ,羥基乙酸由于它所具有的特殊理化性質(zhì) 以及它在環(huán)保方面的優(yōu)越性 ,使它成為化學(xué)清洗工 作者未來研究的主要方面. 寫這篇文章的主要目的也是想引起廣大從事清洗工作的同志們對(duì)羥基乙酸 的注意 ,意在拋磚引玉 ,也想同廣大清洗業(yè)同行共同 探討羥基乙酸的應(yīng)用 .致謝 :本文在寫作過程中得到了杜邦公司北京代表 處大力支持 ,特在此表示感謝.5 用羥基乙酸進(jìn)行化學(xué)清洗的優(yōu)點(diǎn)用羥基乙酸進(jìn)行化學(xué)清洗 ,能與設(shè)備中的銹垢 、 鈣 、鎂鹽等充分反應(yīng)而 達(dá) 到 除 垢 目 的. 因 為 是 有 機(jī) 酸 ,所以對(duì)材質(zhì)的腐蝕性很低 ,且清洗時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有 機(jī)酸鐵的沉淀 ;由于無氯離子 ,還適合于奧氏體鋼材 質(zhì)的清洗 . 更因?yàn)槠浞纸庑纬晌锞邠]發(fā)性 ,若殘留少 量于設(shè)備中也沒有害處 . 所以用羥基乙酸進(jìn)行化學(xué) 清洗危險(xiǎn)性更小 ,操作起來也更方便.6 羥基乙酸的應(yīng)用羥基乙 酸 不 僅 可 以 像 大 多 數(shù) 無 機(jī) 酸 、檸 檬 酸 、 ED TA 等 ,用于高壓不銹鋼蒸汽鍋爐及熱交換器的 清洗. 它在許多領(lǐng)域都有很廣闊的用途 .6 . 1 水井的清洗羥基乙酸能夠與聚集在水井里的鐵和碳酸鹽沉 積物起反應(yīng)形成復(fù)合物 ,然后予以清除 ,從而可使水井的流量增加十倍. 另外 ,水井里使用羥基乙酸可抑 制污泥和鐵代謝細(xì)菌的滋生.6 . 2 乳制品設(shè)備的清洗羥基乙酸溶解硬水污垢并與其起復(fù)合反應(yīng)的效 果比磷酸強(qiáng) . 它對(duì)清除酪蛋白沉積特別有效. 乳制品加工工業(yè)通常采用不銹鋼設(shè)備 ,而羥基乙酸對(duì)不銹 鋼的腐蝕性很低. 清洗之后 ,廢物和殘留的酸液可以 很容易地用水沖洗干凈 ,所以羥基乙酸適用于清洗 乳制品設(shè)備及其加工設(shè)備中的乳石和其它沉積物 .6 . 3 磚石材料的清洗羥基乙 酸 和 磷 酸 混 合 液 可 用 作 磚 石 材 料 清 潔 劑 ,用于磚頭制造和新砌磚瓦的清洗 . 制造白磚用的 某些粘土含有微量金屬 ,在焙燒過程中會(huì)游移到磚 頭表面 ,形成污點(diǎn) . 羥基乙酸具有很強(qiáng)的復(fù)合能力 ,參考文獻(xiàn)1任 建 新 主 編 . 化 學(xué) 清 洗 . 蘭 州 : 甘 肅 科 學(xué) 技 術(shù) 出 版 社 ,1993 . 7476化工機(jī)械研究院 . 腐蝕與防護(hù)手冊(cè) . 北京 : 化學(xué)工業(yè)出版 社 ,1990 . 1516涂湘湘 . 實(shí)用防腐蝕施工技術(shù)手冊(cè) ( 下) . 蘭州 : 化工部化 工防腐蝕科技情報(bào)中心站 ,1992 . 541551化學(xué)工業(yè)部科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所編 . 化工 產(chǎn) 品 手 冊(cè) . 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,1988 . 454234The a ppl icat ion of hydroxyacet ic ac id to chemical clean ingChe n gW e n gj u n( China Natio nal Blue Star Chemical Cleaning Co rp . , Beijing 100029)AbstractThe p hysics and chemical nat ure and cleaning mechanism of hydro xyacetic acid are co mp r