隨著工業清洗應用范圍越來越廣，常用的特殊設備的化學清洗和緩釋技術需要業內不斷關注與實踐，遼寧師范大學化學化工學院院長焦慶祝在第十四屆全國清洗行業技術進步與清潔產業發展論壇上表示。

 

　　焦慶祝舉了這樣一個例子：某化工廠兩臺工業鋁換熱器在大檢修期間由于操作失誤，使鋁受到強堿腐蝕，產生約1mm厚的α氧化鋁垢。α氧化鋁垢導熱系數很低，使換熱器無法滿足工藝要求。α氧化鋁不溶于堿，也不溶于絕大部分酸，只能溶于氫氟酸。如果使用氫氟酸，設備材質鋁會受到嚴重腐蝕。怎么辦？

 

　　“如果使用一種新研制的鋁抗氫氟酸腐蝕的高效緩蝕劑，問題就可以輕松解決。”這種藥劑對鋁的腐蝕速率僅為0.01365g/m2·h。該廠應用該技術后，現場清洗效果顯示，α氧化鋁清除率達100%，且鋁設備未見任何腐蝕現象。

 

　　除α氧化鋁之外，石油化工廠的不銹鋼換熱器（連接管路為碳鋼）中硅鐵氧化物垢的清洗也需要引起重視。在處理較好的循環水中，鹽類含量極低，但水中中性二氧化硅和微量氧難以清除，在較高溫度和壓力下常在設備表面結成二氧化硅和氧化鐵混合垢。焦慶祝介紹說，清除硅鐵氧化物垢的最佳方法是采用氫氟酸高溫清洗技術，不但溶垢速度快，而且溶垢量大。

 

　　聚合物-催化劑粉塵復合垢的清洗也令人煩惱。“某石油化工廠丙烯腈單體合成過程中會產生乙腈、丙烯醛、氫氰酸等副反應產物，在后續處理過程中發生聚合，并與催化劑粉塵共同沉積于換熱設備表面，嚴重影響換熱效率，甚至使換熱設備堵塞，無法正常運行。垢樣有黃、黑兩種顏色且組分不同，無法確定其準確結構。”焦慶祝又舉了一個現實案例。分析表明，該垢樣主要成分為多種有機質共聚體，有機質含量80%~92%，其余為體型網狀結構包雜的二氧化硅、鉬酸鹽、磷酸鹽、鉍鹽等無機物。

 

　　“對于這種聚合物-催化劑粉塵復合垢的清洗，清洗劑配套緩蝕劑新技術相當有效。除垢率可達100%，緩釋效率高，無任何非均勻腐蝕現象。”他表示，采取超強酸作用下強氧化斷鏈的方式使聚合物變成小分子化合物揮發或溶于清洗劑中，二氧化硅等無機物從聚合物中脫落成粉塵或溶于清洗劑中。“只是該技術對緩蝕劑要求較高。因為反應在90℃~100℃下進行，這要求緩蝕劑不但具有良好的抗酸和抗氧化性能，還要耐高溫。”

 

　　工業清洗離不開緩蝕劑。近30年來，我國緩釋技術蓬勃發展，緩釋技術研究和工業清洗緩蝕劑開發取得了長足進步。尤其近年來，我國緩蝕劑研究更加深入，人們在追求緩蝕劑的高效、廉價、美觀的同時，更加注重綠色緩蝕劑開發。

 

　　據焦慶祝介紹，目前，緩釋技術的研究熱點主要有4方面。一是綠色緩蝕劑的研究與開發，主要集中在天然產物緩蝕劑、生物膜緩蝕劑和氨基酸類緩蝕劑等；二是緩釋協同作用和緩釋組裝技術研究；三是緩蝕劑作用機理的量子化學研究和分子動力學模擬；四是多功能集成的緩釋體系開發，如緩蝕劑的控制釋放技術和智能緩釋材料等。

 

　　焦慶祝認為，緩釋技術從理論研究、表征測試方法到緩蝕劑產品仍然任重道遠。首先，緩釋理論研究還需進一步深入，包括緩蝕劑分子的吸附理論、HOMO和LUMO的能量計算和系統研究、軟硬酸堿理論的應用、吸附過程熱力學、分子動力學、電荷分布和電子密度等。

 

　　其次，緩蝕劑性能表征測試手段還需進一步發展。焦慶祝總結了目前常用的33種研究方法后指出，失重法是最原始的化學分析法，提供的信息也極為有限，但仍然是一種最可靠、最基本的方法，也是其他研究方法可靠性的判據。電化學方法目前仍然是緩釋作用研究最主要的手段，其原位實時測量的優點是其他方法難以取代的。發展電化學研究方法、豐富測量技術和數據分析手段是深化緩蝕劑研究水平的重要方向。

 

　　最后，高效和綠色成為緩蝕劑開發的兩大關鍵詞。達到高效，要根據理論分析，設計合成新型結構緩蝕劑；利用各組分之間的協同作用，開發緩釋性能更優良的復合型緩蝕劑。實現綠色，生產過程要無毒無害，不污染環境；緩蝕劑本身要綠色環保；從天然產物和各種副產品中提取緩蝕劑。

 

　　焦慶祝表示“我國近10年來對緩蝕劑的研究應用發展很快，部分產品性能達到國際領先水平，但總體水平與國外還有差距，部分產品仍需進口。探索從天然植物、海產動植物中提取、分離、加工新型緩蝕劑的有效成分，利用醫藥、食品、工農業副產品提取緩蝕劑組分，并進行復配或改性處理研制新的緩蝕劑，運用量子化學理論和分子設計等先進科學技術合成高效多功能環保型和低聚型緩蝕劑，仍將是今后緩蝕劑研究的重要方向。”

責任編輯：李玲珊

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