Способ очистки стальных изделий Советский патент 1987 года по МПК C23F1/28 C23G1/08 

112

Изобретение относится к химической обработке металлов, в частности к очистке травлением стальных изделий от сульфидов, и может быть использовано в нефтегазодобывающей и перерабатывающей отраслях промышленности.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки и снижение содержания сероводорода в отработанном воздухе.

П р и м е р. Готовят для испытания образцы размером 100x50x2 мм с продуктами, содержащими оксиды и сульфиды на поверхности с толщиной отложений в 75-100 мкм. Травление проводят в ячейке объемом в 5 л, представляющей стеклянный цилиндр диаметром 80 мм. Для распыла воздуха на дне ячейки установлена сетка с размером отверстий в просвет 0,5х хО,5 мм. Перед о:.тытом в ячейку заливают приготовленный раствор объемом 0,5 л, а затем помещают два образца, при этом один непосредственно над поверхностью раствора (нижний), второй 2/3 высоты цилиндра (верхний). Через полученный раствор пропускают воздух со скоростью 5-8 л/мин на 1 л раствора.

В качестве неорганической кислоты используют смесь серной, соляной и фосфорной кислот. Процесс ведут при комнатной температуре.

Добавкой ПАВ в раствор, через ко- торый пропускают воздух, создают газожидкостную эмульсию (короткоживу- щую пену), что увеличивает время контакта растворенного кислорода с суль фидом металла, а также с выделяемым сероводородом. В качестве ПАВ используют триалон, алкилсульфат, Сумгаит, и пеназолин 11-16.

Растворенную соль кобальта добав- ляют для катализа реакции окисления сульфидов и сероводорода молекулярным кислородом с тем, чтобы основная масса этих соединений была переведена в нелетучие соединения (сульфаты, серную кислоту). Пропуская через раствор воздух со скоростью 5-8 л/ /мин на 1 л раствора, получают газожидкостную эмульсию в виде массы пузырьков пены примерно сферической формы (структурированную пену). За 30 мин обработки с поверхности полностью удаляют оксиды и сульфиды, а также окисляют большую часть серово

5

0

91

5

-

5 0 Л

0

0

22

дорода до нелетучих соединений. Повышение скорости пропускания воздуха (свьпше 8 л/мин на 1 л раствора) ведет к образованию долгоживущей пены (ячеистая пена), при этом происходит вынос ее в трубопровод, а обрабатываемая металлическая поверхность на выходе пены содержит остатки оксидов.

При снижении скорости пропускания воздуха ниже 5 л/мин, когда происходит просто барботаж без образования вьшеотмеченной эмульсии, скорость окисления сероводорода значительно снижается (остается до 80% от исходного количества), а также обрабатыва- емая поверхность в верхней части не- дотравлена (остаются исходные оксиды и сульфиды). От воздуходувки воздух подают через реометр под сетку ячейки. По истечению времени обработки (30 ьшн) образцы извлекают, нейтрализуют остатки кислоты, промывают, осматривают и определяют наличие сульфидов на обрабатываемой поверх- ности. Для обнаружения сульфидов используют капельную реакцию на образование метиленовой сини из диметил- пара-фенилендиамина. При образовании сини сульфиды присутствуют, а . при отсутствии сини сульфиды отсутствуют. Для определения степени удаления сероводорода проводят анализ продутого через ячейку воздуха на содержание сероводорода. Определение количества унесенного сероводорода с воздухом выполняют иодотиосульфат- ным методом. По найденному количеству сероводорода в отработанном воздухе по предлагаемому способу рассчитывают снижение его содержания относительно содержания сероводорода при обработке известным способом в процентах.

Результаты испытаний приведены в табл. 1-3.

Из приведенных опытов следует,что повьшенная общая концентрация кислот приводит к ускорению травления, а в принятых условиях опыта (30 минутная обработка) - перетравливанию, в частности, к образованию мелкоточечной сыпи на металлической поверхности (опыт 1,2 табл. 3). Опыты со сниженной концентра1щей кислот до 3% с одновременным уменьшением скорости пропускания воздуха (опыт 7 табл. 3) приводят к снижению очистки (на верхнем образце обнаруживаются продукты

312

коррозии). Пониженная концентрация кислот при относительно высокой скорости пропускания воздуха приводит к оксидам на поверхности металла (опыт 4 табл. 3).

Таким образом, в условиях опыта, включая скорвсть пропускания воздуха, предлагаемый состав раствора обеспечивает качественное травление более, чем при пониженной и повьшен- ной общей концентрации кислот.

Предлагае в11й способ позволяет повысить степень очистки за счет пропускания воздуха с определенной скоростью и снизить содержание сероводорода в отработанном воздухе.

Формулаизобретения I

Способ очистки стальных изделий, преимущественно от сульфидов, включа- кяций травление в растворе неорганической кислоты при пропускании воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки и снижения содержания сероводорода в отработанном воздухе,травление осуществляют в растворе, дополнительно содержащем соль кобальта, выбранную из группы, содержащей Сравнение способов очистки

Серная кислота 7 Соляная к-та 7 Фосфорная к-та I Триалон 2 Ацетат кобальта I Вода остальное

То же .

5

15 2

5

O

5

0

5

24

хлористый кобальт, сернокислый кобальт, ацетат кобальта, и поверхностно-активное вещество (ПАВ), выбранное из группы, содержащей алкилсуль- фат, триалон, Сумгаит, пеназолин- 11-16, а в качестве неорганической кислоты смесь серной, соляной и фосфорной кислот при следующем соотношении компонентов, мас.%:

0

Серная кислота Соляная кислота Фосфорная кислота

Соль кобальта, выбранная из группы,

содержащей хлористый кобальт, сернокислый кобальт, ацетат кобальта

ПАВ, выбранное из группы, содержащей алкилсульфат, . триалон, Сумгаит, пеназолин- 11-16

Вода при скорости пропускания воздуха 5-8 л/мин.

7,0-9,5 7,0-9,5

1-2

1-2

2-5 Остальное

Таблица 1

Отсутст- Отсутству- вует

20

ет

п и II

Отсутст- вует

Присутствует

30 20 80

Серная к-та Соляная к-та Фосфорная к-та Триалон Ацетат кобальта

Серная к-та 20 Вода остальное

10

Серная кислота 7 Соляная кислота 7 Фосфорнай кислота 1 Алкилсульфат 2 Сульфат кобальта 2

Серная кислота 7 Соляная кислота7Фосфорная кислота 1.

Продолжение табл. 1

I

Отсутст- Отсутствует вует

10

йтсутст- вует)

Присутствует

Присутствует

100

100

ПАВ Триалон 2 Хлорид кобальта2Вода остальное

То же

Серная кислота 7 Соляная кислота7Фосфорная кислота I ПАВ Сумгаит 3 Хлорид кобальта 2 Вода остальное

Серная кислота 7 Соляная кислота7Фосфорная кислота 1 ПАВ Сумгаит 3 Хлорид кобальта 2 Вода остальное

То же

22

) 1

V)

недотравлено; наличие оксидов;

V вынос пены.

Продолжение табл.1

)

Присутствует

Отсутствует

Отсутст- Отсутствует вует

Отсутст- вует г)

- - Присутствует

90

. 1289912

Испытанные растворы с вариацией отдельных компонентов

15

10

5

5

Концентрация, солей кобальта выражена в пересчете на безводные соли.

ТаблицаЗ

Эффективность предлагаемого способа при использовании различных составов растворэ

) «-)

Перетравление (наличие точечной коррозии);

Наличие оксидов; Вьшос пены.....,,

Составитель В. Олейниченко Редактор Н. Киштулинец Техред В.Кадар Корректор Е. Сирохман

Заказ 7872/26Тираж 958 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полигра ческое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

10.

.

Таблица 2

Изобретение относится к области химической обработки металлов, в частности к очистке травлением сталь- нь1х изделий от сульфидов, и может быть использовано в нефтегазодобывающей и перерабатывающей промьшшеннос- ти. Цель изобретения - повьшение эффективности очистки и снижение содержания сероводорода в отработанном воздухе. Образцы с отложениями окси- дов и сульфидов на поверхности помещают в раствор, через который пропускают воздух со скоростью 5-8 л/мин. Раствор содержит смесь серной, соляной и фосфорной кислот, соль кобальта, выбранную из группы, содержащей хлористый кобальт, сернокислый кобальт, ацетат кобальта, поверхностно-активное вещество (ПАВ), выбранное из группы, содержащей алкилсульфат, три- алон, Сумгаит, пеназолин 11-16, и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: серная кислота 7- 9,5; соляная кислота 7-9,5; фосфорная кислота 1-2; соль кобальта 1-2; ПАВ 2-5; вода остальное. Использование раствора смеси кислот с добавками при пропускании воздуха с определенной скоростью позволяет повы- Iсить степень очистки поверхности и снизить содержание сероводорода в .воздухе. 3 табл. i (Л 1с 00 ;о