實(shí)用技術(shù)清洗世界第25卷第4期Cleaning World2009年4月文章編號:1671 -8909(2009)04 -0001 -05低溫甲醇洗裝置的除垢清洗楊靈'孫豐?！颀R飛'賈艷秋'徐嬌'(1.藍(lán)星環(huán)境工程有限公司,北京101318;2.山東華魯恒升化工股份有限公司,山東德州253024)摘要:低溫甲醇洗裝置長時間運(yùn)行后 ,易在換熱器、填料等小空隙處結(jié)垢,造成堵塞,使換熱效率下降,影響設(shè)備安全生產(chǎn)和使用壽命。以山東華魯恒升公司的低溫甲醇洗裝置為例,通過垢樣分析,綜合考慮了纏繞式換熱器、復(fù)合塔板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),制定了一套化學(xué)清洗工藝。清洗效果明顯,裝置運(yùn)行平穩(wěn);取得了良好的經(jīng)濟(jì)利益和社會效益。關(guān)鍵詞:低溫甲醇洗裝置;結(jié)垢;纏繞式換熱器;復(fù)合塔板;清洗中圖分類號:TQ223.12*1文獻(xiàn)標(biāo)識碼: B .Descaling and cleaning of rectisol unitYANG Ling' ,SUN Fenghai ,CHAI Qjfei' ,JIA Yanqiu' ,XU Jjiao'(1. Bluestar Environmental Engineering Co, Ltd, Bejjing 101318, China;2. Shandong Hualu Hengheng Chemical Co, Id, Dezhou, Shandong 253024, China)Abstract:After long running, rectiol unit has been easy scaled in the heat exchanger , fling such ass8mall gaps department. The effect of heat transfer decreased, it can impacted production and life safe-ty equipment In this paper rectiol unit of Shandong Hualu Hengsheng Corporation as an example,through the scale sample analysis , considering the coiled heat exchanger, the structural charateristicsof composite plate, to develop a set of chemical cleaning process , cleaning efeets of obviously, de-vices running smooth; achieved good economic benefits and social benefits.Key words :rectisol unit; scaling; winding heat exchanger; composite plate; cleaning低溫甲醇洗工藝( Rectisol Process)是20世紀(jì)50H2S.CO2及各種有機(jī)硫等雜質(zhì)。在以渣油和煤為原年代初德國林德( Linde)公司和魯奇( Lurgi)公司共料的大型合成氨裝置上,大多采用這種凈化工藝。同開發(fā)的,采用物理吸收法的,-種酸性氣體凈化工此外,該工藝還廣泛應(yīng)用于甲醇合成、羥基合成、工藝。該工藝使用冷甲醇作為酸性氣體吸收液,利用業(yè)制氫、城市煤氣和天然氣脫硫等生產(chǎn)裝置的凈化甲醇在- 60C左右的低溫下對酸性氣體溶解度極大工藝中。 目前， 國內(nèi)外已有百余套大中型工業(yè)化裝的物理特性,同時分段選擇性地吸收原料氣中的置的酸性氣體脫除采用了該凈化工藝"。收稿日期:2008 -09-10作者簡介:楊靈(1972 -) ,男,陜西商縣人,技師,主要從事化學(xué)清洗工作。.2.清洗世界第4期鐵沉淀物。由于該系統(tǒng)是一個封閉循環(huán)系統(tǒng),這些1待清洗裝置簡介沉淀物不容易帶出,日積月累,越來越多,跟隨甲醇山東華魯恒升化工股份有限公司低溫甲醇洗裝循環(huán),帶入各個換熱器塔盤,從而影響了整個系統(tǒng)的置采用了國內(nèi)自主開發(fā)的低溫甲醇洗凈化工藝,采換熱效果和吸收效果。為改變生產(chǎn)的被動局面,對低用大連理工大學(xué)的專利技術(shù),- -步法脫除原料氣中溫甲 醇洗裝置進(jìn)行全面的化學(xué)清洗是有必要的。的硫化物與CO2。- -期低溫甲醇洗裝置有3個獨(dú)立的吸收塔,共用-套再生系統(tǒng)進(jìn)行溶液再生。3個4垢樣分析吸收塔對應(yīng)的后工序分別是300kVa合成氨裝置、從纏繞式換熱器和水氣分離塔分別剝?nèi)∥酃?00kUa甲醇裝置和100k/a一氧化碳裝置,俗稱樣,觀察外觀主要為片狀發(fā)黑物,厚度約1mm,還有“一頭三尾"流程。具體工藝流程見圖1。少量不規(guī)則塊狀物。污垢水洗后,簡單酸溶實(shí)驗時[吸收塔A]一 [ 300k/a合成氨為微溶;用熱堿液浸泡時部分脫落;剩余物灼燒產(chǎn)生匹他一[交換[吸收圖B ]- - 200k/a中p H刺鼻難聞氣味。結(jié)合生產(chǎn)工藝，初判該垢物為硫的L -[吸收塔C]一+100k/'a 氧化碳化合物。圖1低溫甲醇洗凈裝置工 藝流程污垢樣經(jīng)元素組成分析，確定其元素組成(見表其中二氧化碳吸收塔A/B單塔設(shè)計能力:最大1)。表1垢樣的元素組成660v/d,最小340Vd。吸收塔C單塔設(shè)計能力:最大340V/d,最小200v/d。吸收塔A/B/C都單獨(dú)配備有元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%段間換熱器、甲醇冷卻器、進(jìn)料氣冷卻器、進(jìn)料氣體ia0.12甲醇/水分離罐等設(shè)備(2]。Mg0. 1040.032裝置污垢形成原因與危害si0.08C0.66公用工程的不潔凈是形成污垢物的主要原因:Fe58. 69不合格氮?dú)庵械难鯕庠斐上到y(tǒng)中的設(shè)備內(nèi)壁氧化,An0.30 .產(chǎn)生鐵的氧化物;在檢修時用不合格的管道水置換甲醇物料,將鐵的氧化物等雜質(zhì)帶進(jìn)甲醇系統(tǒng)中;在據(jù)此,污垢樣判定為硫硫和鐵的化合物。裝置停開車時可能發(fā)生不潔凈低壓氮?dú)夤芫W(wǎng)中鐵的又對殘存在系統(tǒng)內(nèi)的甲醇溶液做了進(jìn)一步分氧化物與工藝氣中的硫化氫.硫氧化物、水結(jié)合形成析,發(fā)現(xiàn)含大量污垢的甲醇溶液顏色呈墨黑;沉降硫與鐵的化合物。硫與鐵的化合物低溫工況下粘附后,分層甲醇溶液呈無色透明狀,且物理性質(zhì)未發(fā)生在換熱器、塔板、填料等小空隙處,造成堵塞,不僅使變化;沉淀物為黑色細(xì)微顆粒。該顆粒物經(jīng)元素組換熱效率下降、循環(huán)量難以平衡,能耗加大;而且進(jìn)成分析確定其化學(xué)成分與所剝?nèi)〉奈酃富鞠嗤?。一步引起局部腐蝕,影響到設(shè)備安全生產(chǎn)和使用壽最終,斷定污垢主要為硫硫和鐵的化合物。命,造成效益損失。5清洗工藝3裝置清洗的必要性根據(jù)低溫甲醇洗裝置主要設(shè)備參數(shù)和垢樣分析裝置長時間運(yùn)行后,系統(tǒng)內(nèi)有大量的煤粉,硫化結(jié)果制定安全 、有效的清洗I藝是清洗成功的關(guān)鍵。第25卷.楊靈等.低溫甲醇洗裝置的除垢清洗3.其中,纏繞式換熱器是低溫甲醇清洗裝置主要設(shè)備電:三相(380V) ,單相(220V);之一,具有換熱量大換熱效率非常高;加工難度大、蒸汽:壓力0.5~ 1MPa,流量6 ~8Vh;換熱管管壁很薄、非常精細(xì),并且價格昂貴,其清洗氮?dú)?純度大于99% ,干燥、無油、壓力為0.2~工藝技術(shù)的選擇就非常重要。0.6MPa.由于低溫甲醇洗裝置污垢主要化學(xué)成分Fe占5.2清洗程序及操作.58. 69% ,為了避免清洗液中過快產(chǎn)生大量鐵離子，5.2.1 水沖洗及 系統(tǒng)試壓減少鐵離子對設(shè)備的損害,劃分多循環(huán)清洗系統(tǒng)逐水沖洗及試壓的目的是除去系統(tǒng)中的疏松、脫個清洗;為將清洗剝離下來的污垢隨清洗液帶出來，落的污垢 ,并在模擬清洗狀態(tài)下對臨時接管處泄諞每個清洗系統(tǒng)設(shè)計正反向循環(huán);嚴(yán)格控制好清洗情況進(jìn)行檢查。 水壓檢漏試驗時,將全系統(tǒng)注滿水，流速,保證各階段水沖洗流速不小于1m/s。調(diào)節(jié)出口回水閥門,控制泵壓到1 ~ 1.5MPa。檢查清洗步驟為:臨時系統(tǒng)安裝、水壓試驗一堿煮轉(zhuǎn)系統(tǒng)中焊縫、法蘭、閥門、管段連接處泄漏情況并及化- -水沖洗-酸洗- -水沖洗- -漂洗- -中和鈍化- 人時處理,以保證清洗過程中的正常進(jìn)行。沖洗時,先工清理檢查-氮?dú)庵脫Q、封包。以高位注水,低點(diǎn)排放,以便沖洗、排出污物,控制進(jìn)5.1清洗前準(zhǔn)備出水平衡;定時進(jìn)行正反向切換沖洗,沖洗流速控制5.1.1清洗系統(tǒng)的建立在1~1.2m/s。當(dāng)進(jìn)出水濁度基本- -致時,沖洗結(jié)在各系統(tǒng)化學(xué)清洗前,將被清洗系統(tǒng)中不允許東。參與化學(xué)清洗的部件,如流量計(孔板)、調(diào)節(jié)閥、壓5.2.2堿煮轉(zhuǎn)化[3]力表、溫度計等測試、測量儀表、過濾網(wǎng)、過濾器芯及堿煮轉(zhuǎn)化的作用是將污垢中硫、硫和鐵的化合單向閥芯等在經(jīng)過業(yè)主的同意后拆除，并采取臨時物在較高溫度下通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化并部分剝離,也短管臨時旁路及盲板等措施對拆除部件的位置進(jìn)是為酸洗過程中的有效成分更完全、徹底地同被清行處理。關(guān)閉并隔離與化學(xué)清洗系統(tǒng)無關(guān)的閥門，洗表面接觸,促進(jìn)污垢的溶解,保證清洗效果打基以防清洗液的串液。拆裝部位均應(yīng)掛牌,標(biāo)明位置，礎(chǔ)。水沖洗結(jié)束,循環(huán)加熱升高溫度。逐漸加入脫對拆下的設(shè)備附件按要求單獨(dú)處理,以備清洗后安脂藥劑，清洗液混合均勻后,按所分系統(tǒng)進(jìn)行正反向裝復(fù)位。循環(huán),當(dāng)系統(tǒng)堿液堿度、濁度基本平衡,即可結(jié)束脫清洗系統(tǒng)劃分:以每臺設(shè)備(塔、罐、換熱器及部脂。工藝條件:溫度80 ~90C ;流速0.2 ~0.5m/s;分相應(yīng)管線)為一獨(dú)立單元,工藝管線另設(shè)單元清時間12 ~ 24h。主要藥劑:表面活性劑0.5%、滲透洗;可以根據(jù)設(shè)備管理方的條件,所有清洗單元系統(tǒng)劑0.5%、藍(lán)星硫化物轉(zhuǎn)化劑15%等。一次建立完畢,各單元系統(tǒng)間隔離;在有些系統(tǒng)結(jié)束5.23堿煮轉(zhuǎn)化后水沖 洗清洗的排液較干凈時,可用來沖洗另外- -個系統(tǒng),以該步驟目的是沖掉系統(tǒng)內(nèi)的脫脂殘液和已脫落減少清洗廢水總量。的污垢。堿煮轉(zhuǎn)化液排凈后,即刻用大量熱水進(jìn)行為了檢查化學(xué)清洗效果,在循環(huán)系統(tǒng)中安裝監(jiān)視正反向沖洗，沖洗流速控制在1 ~ 1.2m/s。當(dāng)進(jìn)出管段。監(jiān)視管段上污垢應(yīng)與被清洗設(shè)備污垢相同?？谒|(zhì)基本一致,即可結(jié)束沖洗。5.1.2公用工程條件5.2.4酸洗除垢水:根據(jù)清洗質(zhì)量及設(shè)備材質(zhì)的要求選用脫鹽酸洗的目的是利用酸洗液與污垢類物質(zhì)和腐蝕水,流量大于100m'/h為宜;產(chǎn)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),生成可溶物,使設(shè)備表面清潔。清洗世界第4期配制酸洗液,檢查酸洗液是否充滿系統(tǒng),進(jìn)行循環(huán)清統(tǒng)中,打開每個排空閥門,用氮?dú)膺M(jìn)行吹掃置換。個洗,并定期切換正反向,在循環(huán)過程中每隔一定時間別不宜吹掃的設(shè)備,打開端蓋、人孔對沉積在設(shè)備底進(jìn)行排污和放空,以避免產(chǎn)生氣阻和導(dǎo)淋堵塞,影響部的沉積物進(jìn)行人工清理。 清理完畢后,在微正壓清洗效果。定時取樣分析,當(dāng)監(jiān)測管段污垢已經(jīng)完全(0. 01 ~0. 0SMPa)狀態(tài)下進(jìn)行氮?dú)夥獯姹Ｗo(hù),直至除盡，呈金屬本色;酸洗液相鄰兩次分析酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)開車使用設(shè)備。差小于0. 1% ;鐵離子質(zhì)量濃度小于500mg/L,且趨于5.3清洗廢液處理穩(wěn)定時,即為終點(diǎn),可結(jié)束酸洗。工藝條件:溫度40(1)化學(xué)清洗廢液的排放應(yīng)符合CB 8978-~45C ;流速0.2 ~0. 8m/s;時間4~6h。主要藥劑:復(fù)1996<污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行,達(dá)標(biāo)排放。合中強(qiáng)酸7% ~8%緩蝕劑0.3%、還原劑適量等。(2)酸洗液用堿中和pH至6~9,然后排入廠方5.2.5酸洗后水沖洗污水處理池或用槽車運(yùn)至專業(yè)污水處理廠處理。酸洗結(jié)束后,排凈酸液,充滿新鮮水對全系統(tǒng)進(jìn)(3)堿洗液用酸中和pH至6~9 ,然后排入廠方行開路沖洗,去除殘留在系統(tǒng)中的酸液和洗落的顆粒。沖洗流速控制在1 ~1. 2m/s。不斷輪換開啟系(4)各階段沖洗水排人廠方污水處理池。統(tǒng)中導(dǎo)淋,以便使沉積在短管內(nèi)的雜物、殘液排凈。5.4清洗質(zhì)驗收當(dāng)出水pH近中性,進(jìn)出水水質(zhì)基本穩(wěn)定后即可結(jié)束(1)清洗質(zhì)量應(yīng)符合HG/T2387- -2007<工業(yè)設(shè)沖洗。備化學(xué)清洗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,除垢率≥95%以上;5.2.6漂洗碳鋼標(biāo)準(zhǔn)試片的腐蝕率≤6g/(m2●h) ,不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)漂洗的目的是采用稀的檸檬酸與殘留在系統(tǒng)中試片的腐蝕率≤1g/(m2●h)。.的鐵離子絡(luò)合,且除去水沖洗過程中可能生成的浮(2)被清洗表面呈金屬本色,無二次浮銹。銹,以減低系統(tǒng)內(nèi)的鐵離子含量,保證鈍化效果。當(dāng)(3)部分關(guān)鍵設(shè)備,如纏繞式換熱器,可做24h漂洗液相鄰兩次分析酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)差小于0. 1%和鐵水壓試驗。離子質(zhì)量濃度小于300mg/L且基本平衡時,即可結(jié)5.5 清洗過程中的安全措施東漂洗。工藝條件:溫度(85 +5)C;流速0.2~參加清洗人員必須認(rèn)真學(xué)習(xí)有關(guān)安全的各種規(guī)0. 8m/s;時間1.5 ~ 2h;主要藥劑:檸檬酸0.8% ~章制度 ,熟記操作工藝規(guī)程,熟悉施工環(huán)境;現(xiàn)場應(yīng)1%、緩蝕劑0.3%、氨水適量等。制定詳盡應(yīng)急預(yù)案。5.2.7中 和鈍化值得注意的是,硫與鐵的化合物與酸發(fā)生化學(xué)中和鈍化的目的是為了防止酸洗后處于活性狀反應(yīng)會生成硫化氫、二氧化硫等有害氣體,所以在清態(tài)的金屬表面重新氧化,產(chǎn)生二次浮銹。要求此時洗施工時防止人員安全事故和環(huán)境污染事故非常重系統(tǒng)內(nèi)鐵離子質(zhì)量濃度不高于300mg/L,鈍化液要要。 主要安全措施如下:充滿系統(tǒng)。鈍化過程應(yīng)注意定時排空和排污。工藝(1)清洗施工區(qū)域隔離保護(hù),嚴(yán)禁交叉作業(yè)、動條件:溫度50 ~60C;流速0.2~0.8 m/s;時間4~6火 ,與清洗無關(guān)人員不能進(jìn)入,并派專人監(jiān)護(hù);h; pH為9.0 ~ 10.0;主要藥劑: Na,PO3 1%、NaNO2(2)清洗排空時,操作人員必須戴好防護(hù)面具,0.5%、氨水適量等。并且將排出氣體通人堿性溶液(生石灰水)里,防止5.2.8干燥、人工清理檢查有毒氣體溢出形成危害;鈍化結(jié)束、排盡鈍化液。將氮?dú)馔ㄈ氲角逑聪?(下轉(zhuǎn)第18頁)●18.清洗世界第4期參考文獻(xiàn)199.11(1):50-53.[1]鐘日銘. 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