本發(fā)明涉及一種適用于四氧化三鐵銹層的除銹劑及制備方法，屬于金屬表面處理。

背景技術(shù)：

1、行業(yè)tda加氫反應(yīng)器板式換熱器采用內(nèi)置換熱形式，循環(huán)水上進(jìn)上出。與換熱器連接的碳鋼管道由于長期缺氧運(yùn)行，內(nèi)部逐漸形成四氧化三鐵腐蝕產(chǎn)物且隨著循環(huán)水流入板換底部，逐漸堵塞板換內(nèi)部通道。由于板換內(nèi)置在反應(yīng)器里，不可拆卸，只能采用化學(xué)試劑清洗的方式清除堵塞物。由于四氧化三鐵是由fe2+、fe3+、o2-形成的反式尖晶石結(jié)構(gòu)復(fù)雜離子晶體。常規(guī)除銹劑無法除去四氧化三鐵銹層或除銹效果較差。因此，針對四氧化三鐵銹層，研發(fā)高效除銹劑對于維護(hù)現(xiàn)場穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。在現(xiàn)有除銹技術(shù)中，cn201710927658.0公開了一種金屬除銹劑，涉及機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，所述金屬除銹劑由以下重量份的原料組成：鹽酸20-25份，酒石酸15-20份，hs-99?5-10份，十二烷基硫酸5-10份，添加劑10-20份。該發(fā)明配方含多種酸性物質(zhì)，配置過程風(fēng)險(xiǎn)較高且對金屬基體會造成一定程度的腐蝕，且該配方針對四氧化三鐵類銹層效果欠佳。

2、針對上述需求，需要開發(fā)一種針對四氧化三鐵銹層的高效除銹劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于四氧化三鐵銹層的除銹劑及制備方法。具有除銹效果明顯，配制簡單，在常溫即可清除銹層且對金屬基體不產(chǎn)生腐蝕的特點(diǎn)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種用于四氧化三鐵銹層的除銹劑，以重量份數(shù)為100份計(jì)，由如下成分制成：氟化鉀5.0～15.0份，重鉻酸鉀11.0～16.0份，乙醇鈉8.0～12.0份，氯化十三烷基二甲基芐基銨1.0～5.0份，余量為去離子水。

4、優(yōu)選地，由以下質(zhì)量百分比的原料組分組成：氟化鉀6.0～12.0份，重鉻酸鉀12.0～14.0份，乙醇鈉10.0～12.0份，氯化十三烷基二甲基芐基銨2.0～4.0份，余量為去離子水。

5、進(jìn)一步優(yōu)選的，由以下質(zhì)量百分比的原料組分組成：氟化鉀10.0份，重鉻酸鉀12.0份，乙醇鈉11.0份，氯化十三烷基二甲基芐基銨3.0份，余量為去離子水。

6、一種用于四氧化三鐵銹層的除銹劑的制備方法，所述方法包含具體步驟為：(1)將重鉻酸鉀溶解于水中，然后放入反應(yīng)釜中，并加熱攪拌，讓其溶解完全，至溶液橘紅色且透明；(2)依次加入乙醇鈉、氟化鉀，攪拌；(3)再向反應(yīng)釜中加入氯化十三烷基二甲基芐基銨，攪拌，然后向反應(yīng)釜中補(bǔ)加剩余的水，邊加邊攪拌，至溶液澄清呈淺黃色，冷卻至室溫即可。

7、本發(fā)明中，所述步驟(1)中水的用量為所有水用量的1/2～2/3；

8、本發(fā)明中，所述步驟(1)中加熱的溫度為40～50℃；攪拌的時(shí)間為10-20min；

9、本發(fā)明中，所述步驟(2)中攪拌的時(shí)間為10～20min；

10、本發(fā)明中，所述步驟(3)中攪拌的時(shí)間為10～20min。

11、本發(fā)明用于除銹的原理如下：

12、氟離子半徑小電荷密度大，具有強(qiáng)的替換四氧化三鐵中o2-的功能，從而初步破壞四氧化三鐵的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，提高fe2+及fe3+的浸出率。重鉻酸根進(jìn)一步氧化fe2+為fe3+，從而抑制fe2+和fe3+水解并反應(yīng)生成四氧化三鐵的進(jìn)程。乙醇鈉溶于水生成乙醇及氫氧化鈉，氫氧化鈉抑制f離子的水解，從而保持溶液中f離子濃度處于較高水平，提高四氧化三鐵結(jié)構(gòu)的破壞效率。

13、重鉻酸根對金屬基體進(jìn)行鈍化，形成新的cr2o3氧化層，阻止基體與除銹劑的接觸，保護(hù)基體不被腐蝕。另外，乙醇作為有機(jī)溶劑，起分散和稀釋作用，防止f離子局部濃度過高對cr2o3氧化層造成破壞。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明能在常溫下高效除去金屬基體表面的四氧化三鐵銹層，試劑配置簡單，原料易得，且不會產(chǎn)生酸霧，對人體危害小。

技術(shù)特征：

1.一種用于四氧化三鐵銹層的除銹劑，以重量份數(shù)為100份計(jì)，由如下成分制成：氟化鉀5.0～15.0份，重鉻酸鉀11.0～16.0份，乙醇鈉8.0～12.0份，氯化十三烷基二甲基芐基銨1.0～5.0份，余量為去離子水。

2.如權(quán)利要求1所述的除銹劑，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的原料組分組成：氟化鉀6.0～12.0份，重鉻酸鉀12.0～14.0份，乙醇鈉10.0～12.0份，氯化十三烷基二甲基芐基銨2.0～4.0份，余量為去離子水。

3.如權(quán)利要求1或2所述的除銹劑，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的原料組分組成：氟化鉀10.0份，重鉻酸鉀12.0份，乙醇鈉11.0份，氯化十三烷基二甲基芐基銨3.0份，余量為去離子水。

4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的用于四氧化三鐵銹層的除銹劑的制備方法，所述方法包含具體步驟為：(1)將重鉻酸鉀溶解于水中，然后放入反應(yīng)釜中，并加熱攪拌，讓其溶解完全，至溶液橘紅色且透明；(2)依次加入乙醇鈉、氟化鉀，攪拌；(3)再向反應(yīng)釜中加入氯化十三烷基二甲基芐基銨，攪拌，然后向反應(yīng)釜中補(bǔ)加剩余的水，邊加邊攪拌，至溶液澄清呈淺黃色，冷卻至室溫即可。

5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中水的用量為所有水用量的1/2～2/3。

6.如權(quán)利要求4或5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中加熱的溫度為40～50℃；攪拌的時(shí)間為10-20min。

7.如權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中攪拌的時(shí)間為10～20min；和/或，所述步驟(3)中攪拌的時(shí)間為10～20min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種適用于四氧化三鐵銹層的除銹劑及制備方法，以重量份數(shù)計(jì)，由如下組分制成：氟化鉀5.0～15.0份，重鉻酸鉀11.0～16.0份，乙醇鈉8.0～12.0份，氯化十三烷基二甲基芐基銨1.0～4.0份，水53.0～75.0份。該除銹劑可高效去除板換內(nèi)部的四氧化三鐵類堵塞銹層和其他類氧化物銹層，處理工藝及除銹劑配置方法簡單，在常溫下即可除去四氧化三鐵銹層且對金屬基體不產(chǎn)生腐蝕。

技術(shù)研發(fā)人員：唐森,王龍山,劉洋洋,鮑恩成,李文廷,俞崢?biāo)?張宏科,華衛(wèi)琦
受保護(hù)的技術(shù)使用者：萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26