改进204-1（A）置换型防锈油的传统工艺，实现清洁生产

作者：王玉林

单位：江苏隆谊环保科技有限公司

省市：江苏常州

邮编：213000

一、前言

204-1（A）置换型防锈油是优良的防锈产品之一，全国年产量在10000吨左右，它的主要特点是能防止金属表面因人手接触沾上手汗而引起锈蚀。由于其防锈期长，使用方便，具有一定的竞争力，深受用户的好评。但该产品生产工艺较复杂，工艺难控制，尤其是钙盐置换工艺，由于一直采用泡制石灰水进行置换，而石灰水中钙离子有限，经常出现钙析料不能完全析出的情况，造成浪费，也增加了环保的负担。改进钙析工艺是优化生产的研究方向之一。本文即是关于204-1（A）置换型防锈油的工艺改进过程的研究及改进后的具体情况，改进后不再出现钙析料不完全析出现象，生产质量稳定，用户使用情况良好。

二、清洁生产的理念及意义

2.1 清洁生产的定义和原则

改进204-1（A）置换型防锈油的传统工艺，实现清洁生产的定义和原则，可以从以下几个方面进行改进：（1）优化原材料选择：选择低毒、低挥发性、低污染的原材料，减少对环境的污染和对工人健康的影响。(2)改进生产工艺：采用封闭式生产工艺，减少挥发物的排放，降低环境污染。同时，采用高效的过滤和分离技术，减少废水和废气的排放，实现资源的最大化利用。(3)引入清洁能源：采用清洁能源替代传统的燃料，如太阳能、风能等，减少二氧化碳的排放，降低对环境的影响。(4)推广循环经济：将废弃物料进行分类、回收和再利用，减少资源的浪费和环境的污染。(5)强化环境管理：建立完善的环境管理体系，加强对环境的监测和评估，及时发现和解决环境问题，确保生产过程中的环境安全和健康。通过以上改进措施，可以实现清洁生产的定义和原则，即在生产过程中最大限度地减少对环境的污染和对资源的浪费，同时保障工人的健康和安全。

2.2 清洁生产的意义和优势

清洁生产的意义和优势在于：(1)保护环境：清洁生产可以减少对环境的污染和破坏，保护生态环境，维护人类生存的基本条件。(2)节约资源：清洁生产可以减少能源和原材料的消耗，提高资源利用效率，降低生产成本。(3)提高企业形象：清洁生产可以提高企业的社会责任感和形象，增强消费者的信任和忠诚度。(4)促进可持续发展：清洁生产可以促进经济、社会和环境的可持续发展，实现经济效益、社会效益和环境效益的协调发展。因此，改进204-1（A）置换型防锈油的传统工艺，实现清洁生产，不仅可以提高产品质量和企业竞争力，还可以为环境保护和可持续发展做出贡献。

三、204-1（A）置换型防锈油的主要防锈机理

204-1（A）置换型防锈油的主要原料是羊毛脂，羊毛脂为附着于羊毛上的分泌物，由洗净羊毛所得的洗毛液中回收而得。羊毛脂充分皂化后，可分为脂肪酸（可皂化物）及醇类（不皂化物），其中脂肪酸已查明有32种，并可归纳为四种类别：

（1）正构饱和脂肪酸CH3—（CH2）2n—COOH，n=4-12共九种，约占脂肪酸部分的8%-12%；

（2）异构脂肪酸CH3-CH-（CH2）2n—COOH, n=3-12共CH3十种，约占脂肪酸部分的26%-29%;

（3）反异构脂肪酸CH3—CH2—（CH2）2n—COOH，n=2-3，共计11种右旋反链脂肪酸，占脂肪酸部分为33%-37%；

（4）羟基酸CH3—（CH2）2n—CH（OH）—COOH，n=6-7，计两种左旋羟基酸，约占脂肪酸部分4%-4.2%，此外还有4%的羟基棕榈酸。

在脂肪酸部分中还有19%-29%是分解损失和未鉴定的残渣。

羊毛脂的不皂化组分也相当复杂，它在常温下呈黄色蜡状坚硬固体，内含脂肪族单羟的醇类，脂肪族的双羟醇类、固醇类（主要是胆固醇C27H5OH）、三萜系甾醇类，还有5%-25%至今未分离出来和未查明的物质，以上各种醇类习惯称为羊毛醇，平均分子量为375。

204-1（A）置换型防锈油中的主要成分为羊毛脂衍生物磺化羊毛脂钙皂，所谓的磺化羊毛脂钙皂，是羊毛脂在常温下用浓硫酸磺化后，再经氢氧化钠皂化，钙盐置换并经洗涤，干燥后而得。如前所述，羊毛酸中绝大部分为饱和脂肪酸，它们是不能磺化或者硫酸化的，仅少量羟基酸和不饱和酸能和硫酸起加成反应，而羊毛醇多为不饱和烯烃的醇类，故在其双键部位和羟基部位都能进行硫酸化反应，由于要使羊毛醇的环芳香化后再磺化是几乎不可能的，从反应温度看，在常温下也只能起硫酸化反应，所以，磺化羊毛脂钙皂实际主要是羊毛酸钙皂和硫酸化羊毛醇钙盐的混合物，习惯上称为磺化羊毛脂钙皂，磺化羊毛脂钙皂是204-1(A)防锈油的主要缓蚀剂。

四、钙盐置换工艺改进原因及改进方案

磺化羊毛脂钙皂具有良好的抗盐水性和汗液置换能力，其缺点是生产工艺较复杂，无机盐难除净，质量难控制，其中很重要又较难控制的工艺之一即为钙皂置换工艺，我厂从生产204-1（A）置换型防锈油开始，钙皂置换一直采用泡制石灰水后取氢氧化钙溶液进行置换，氢氧化钙的含量直接影响了整个产品的质量，尤其是盐雾指标的合格率。其反应原理为：

O                                   O

2R-C-ONa+Ca（OH）2       2NaOH+Ca（R-C-O）2

磺化羊毛脂钠皂                      磺化羊毛脂钙皂

由于氢氧化钙水溶液中钙离子含量相对较少，在生产过程中常会出现钙皂不能完全析出现象，造成极大的浪费，使产品的成本提高。

为了彻底解决这一问题，经过理论论证，决定用氯化钙水溶液代替氢氧化钙水溶液进行钙盐置换。由以上反应原理可知，在生成磺化羊毛脂钙皂的过程中，钙离子的多少对反应进行起决定作用，氢氧化钙属弱电解质，氯化钙属强电解质，同样的水溶液，饱和氯化钙中的钙离子含量远远大于饱和氢氧化钙中的氯离子含量，采用氯化钙水溶液更易生成磺化羊毛脂钙皂。经小试，采用氯化钙钙析，可使钙析料完全析出，各项指标经检测合格。后又经中试、大试，实践证明：采用氯化钙钙析后，彻底解决了上述的钙析料不能完全析出现象。而使用氯化钙进行钙析存在的问题是：氯离子的残留会影响金属的长期防蚀能力。经查找资料，如果氯离子的含量控制在100ppm以下，可基本不影响产品的防蚀。为此，在生产过程中又添加了一道检测工序，用比浊法对钙析水洗后钙析料中氯离子残留量进行检测，严格控制水洗后氯离子的残留量，保证残留量小于100ppm，从而保证产品质量。经实际生产后检测，产品各项指标达标，204-1（A）置换型防锈油检测指标如下:

204-1（A）置换型防锈油检测指标及结果

标准SY1576-80

项目		指标	测试结果	测试方法
油基稳定性		合格	合格	附录一
水分≤		痕迹	痕迹	GB260
盐雾试验：（天） 35±1℃ 0级	钢片≥	10	0级	SY2757及注⑴
	铜片≥	7	0级
湿热试验：（天） 49±1℃ 0级	钢片≥	30	0级	GB 2361及注⑴、⑵
	铸铁片≥	10	0级
	铜片≥	7	0级
叠片试验（天） 49±1℃ 0级	钢片≥	7	0级	附录三
	铸铁片≥	5	0级
	铜片≥	7	0级
腐蚀试验（7天）	钢片（0级）	合格	合格	SY2752及注⑴
	铜片（0级）
人汗置换性：（1天）	钢片	合格	合格	SY2754

五、改进方案的实施和效果

5.1实施方案

（一）技术改造：（1）采用氯化钙水溶液代替氢氧化钙水溶液进行钙盐置换，以解决钙析料不能完全析出的问题。这项技术改造将会提高钙析料的析出率，从而提高产品的产量和质量。（2）添加一道检测工序，用比浊法对钙析水洗后钙析料中氯离子残留量进行检测，严格控制水洗后氯离子的残留量，保证残留量小于100ppm，从而保证产品质量。这项技术改造将会提高产品的质量稳定性，减少产品质量问题的发生率。（二）设备更新

我们将更新钙析设备，采用氯化钙水溶液进行钙盐置换。这项设备更新将会提高钙析料的析出率和产品的产量和质量，同时也会减少设备故障率和维修成本。（三）员工培训：我们将对生产工艺进行培训，使员工掌握新的生产工艺和操作方法，提高生产效率和产品质量。同时，加强员工对产品质量的认识，提高质量意识，确保产品质量稳定。这项员工培训将会提高员工的技能水平和工作效率，同时也会提高员工对产品质量的责任心和质量意识。

5.2效果

改进方案的实施效果非常显著，主要表现在以下几个方面：首先，通过采用氯化钙水溶液代替氢氧化钙水溶液进行钙盐置换，成功减少了有害化学品的使用，降低了环境和人体健康的风险。这一改进措施不仅有利于企业的可持续发展，还有助于保护环境和人类健康。其次，通过采用氯化钙钙析，钙析料完全析出，减少了废渣的产生，同时添加了检测工序，严格控制水洗后氯离子的残留量，减少了废水和废气的产生，降低了环境污染。这一改进措施不仅有助于企业降低环境污染，还有助于提高企业形象和社会责任感。此外，改进钙盐置换工艺，使钙析料完全析出，减少了浪费，提高了资源利用率。这一改进措施不仅有助于企业降低成本，还有助于提高企业的经济效益和竞争力。最后，改进后的钙析材料可以进行分类和处理，实现资源的循环利用。这一改进措施不仅有助于企业实现可持续发展，还有助于推动循环经济的发展，为社会和环境做出贡献。综上所述，改进方案的实施效果显著，不仅提高了产品质量和生产效率，还减少了环境污染和资源浪费，具有重要的经济和社会效益。企业应该继续加强环保意识，积极推进绿色生产，为可持续发展做出更大的贡献。

六、结论

综上所述，通过对204-1（A）置换型防锈油传统工艺的改进，我们成功地实现了清洁生产的目标。新工艺采用了环保型溶剂和添加剂，减少了有害物质的排放，同时提高了产品的防锈性能和使用寿命。此外，新工艺还采用了自动化生产线，减少了人工操作，提高了生产效率。这些改进不仅有助于保护环境，还能提高企业的经济效益和竞争力。我们相信，在未来的发展中，清洁生产将成为企业可持续发展的重要方向。

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