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石油石化設備清洗 石油石化設備清洗
詳細說明:

油垢焦垢可使管壁熱阻增加,生產過程能耗增加,設備壽命縮短,垢層也使設備內徑變小,物料流動壓降增大,收率降低,操作周期縮短,嚴重影響生產,為此必須進行清洗除垢。由于設備工藝條件千差萬別,導致結垢情況也不盡一致,因而應根據設備不同結垢情況,采用不同的清洗方法與工藝。


    一,石油石化設備清洗設備類別

1、大型石油石化油罐清洗、清理各種柴油罐、重油罐清洗、原油罐清洗、食用油罐清洗等。

2、石油石化中央空調清洗、中央空調水處理、中央空調保養、中央空調年保、中央空調維保、冷卻塔清洗、通炮、蒸發器清洗、冷凝器清洗;

3、石油石化鍋爐清洗、鍋爐酸洗、鍋爐堿洗、水垢清洗、鍋爐化學清洗、蒸汽鍋爐清洗、鍋爐運行清洗、鍋爐保養、鍋爐水處理;

4、石油石化導熱油爐清洗、油爐清洗、有機熱載體爐清洗、熱媒爐清洗、油垢清洗;

5、石油石化工業清洗、工業設備清洗、換熱器清洗、管道清洗、油罐清洗、儲罐清洗、管線清洗;

6、石油石化工業水處理、冷卻水處理、冷卻水清洗、工業冷卻水處理、循環冷卻水處理、冷卻塔清洗;

7、石油石化高壓水清洗、物理清洗、高壓水射流清洗、環保清洗;

    二,石油石化設備油垢類型與形成原因
    石化生產由于采用原油為原料,其主要成分為烴(w=98%),還有少量含氮、硫、氧等化合物。
通過常減壓蒸餾生成汽油、煤油、柴油、潤滑油、石蠟與瀝青等。對煤柴油進行熱裂解生成烯烴,隨后進行去氫、聚合、加成、異構化、烷基化等工藝反應,生產出化工、化纖、化肥、塑料、橡膠等多種產品。在這些生產過程中,設備與管道難免會生成與積聚各類油垢,由于處于不同生產裝置與不同工藝環境,從常溫至高溫,故形成不同類型油垢。這里統稱“油垢”,實際上根據形態與組成可分為輕油垢、重油垢、膠油垢、焦油垢、焦碳垢、含硫化鐵油垢、含催化劑油垢等。油垢主要由蠟質、膠質、焦質、瀝青、碳化物、炭分、硫化鐵、氧化鐵、無機鹽、有機聚合物、催化劑等組成。根據上述組成配比的不同,形成不同類型的油垢,油垢屬憎水型有機混合物膜狀污垢。
   1.輕油垢
   輕油垢指金屬表面上附著一層較薄的油脂與蠟膜,并混有少量其它雜質與灰塵,一般是在低溫(<100℃)下形成的。如新設備內壁制造后涂刷了防銹油膏,投運前安放在外氧化而形成輕油垢。
   2. 重油垢
   重油垢指金屬表面上有一層附著力強的渣油蠟油層,其中含有一些焦油瀝青,并混有一些其它雜質,一般是在100~300℃時形成的。
   3. 膠油垢
   膠油垢指附著力較強的高分子粘結體油垢,既含有焦油瀝青,又含有較多的有機聚合物。某些膠油垢有彈性。這是在高溫條件(100~300℃)下的烷烴、烯烴、芳烴與氧發生反應,生成游離基聚合母體,并進一步聚合縮合,生成結構復雜的高分子膠體,粘結于設備表面。
   4,焦油垢
   焦油垢指附著力強的結焦與碳化的油垢,大部分是焦質與瀝青,并含有少量有機聚合物與腐蝕產物。這是在高溫(200~400℃)條件下或在冷卻冷凝時,烷烴烯烴發生自聚環化,并逐步脫氫縮合,由低級芳烴轉化為多環芳烴,進而轉化為稠環芳烴,由液狀焦油轉化為固體瀝青,并進而形成焦垢;或在工藝物料中的自由基(甲基、乙基與苯基)與烯炔自身聚合成微粒,反應生成多環芳烴,再進一步脫氫縮合而形成結焦。
   5 ,焦碳垢
   焦碳垢指金屬器壁上有一層附著力很強的積炭,這是在更高溫度(>400℃)下,上述通過脫氫縮合的焦油垢繼續脫氫縮合,逐步石墨化,從疏松的積炭,逐步轉化成較硬的碳垢。當然設備表面上由于Fe、Ni離子起催化作用,可先生成金屬碳化物,再逐步轉變成焦垢與碳垢。
   6,含硫化鐵油垢
   隨著采用原油含硫量增加,物料中硫化氫、硫醇在一定條件下與鋼鐵器壁發生腐蝕反應生成硫化鐵。這些硫化鐵針對不同設備不同環境可分別與輕油、重油、蠟油、焦油混雜一起,形成含硫油垢。
   7,含催化劑油垢
   煉油及后續深加工生產過程中均需要油漿中加入催化劑,催化劑能促進聚合反應進行,并在設備表面上聚合沉積粘稠狀油垢。另外,由催化劑微粒形成的沉積物,也可在熱交換過程中在管壁上形成焦油垢。
   實際上石化裝置不同設備中生成的油垢,并不總是上述單一類型油垢,很多是兩種以上類型油垢組成,如高溫換熱器管壁外層是重油垢,中層是焦油垢,內層是焦碳垢。如需進行多層次清洗,就會給制定清洗工藝增加困難。
    三, 是由石油設備油垢清洗:

    1, 常減壓熱交換器重質油垢清洗
常減壓熱交換器油垢清除多采用高壓水射流,但這需在停車并抽芯條件下進行。日揮集團開發出ACS法,這是不停車檢修熱交換器的高效清洗技術。經對油垢分析后開發出ACSKI清洗劑,該劑能把垢中重質油分強烈溶解,不溶的無機垢及碳分由于重質油分溶解而喪失粘著性,通過泵流體沖刷而剝離。通過把欲清洗的熱交換器分流,連接泵、濾網、槽組成循環清洗系統。先通過輕油清洗與氮氣沖洗、排除滯油,再把80%輕油和20%ACSKI組成清洗劑作循環清洗。洗后使設備導熱性能恢復。廢液與原油混合處理而分解,無排放污染。
ACSKI成分未透露,估計是二甲基甲酰胺(C3H7NO)或N-甲基吡咯烷酮(C5H9NO)之類特殊溶劑
   2,芳烴聯合裝置換熱器重質焦油垢清洗
某芳烴廠2臺換熱器殼程沉積重質焦油垢需清洗,委托長煉進行,所用水基清洗劑保密。安置臨時金屬配管,與槽泵組成循環系統,蒸汽加熱至85~95℃,經反復幾次清洗,基本達到預期目的。經調研,確認上述清洗劑系CN88-105662(見2.9),適用于煉油化工廠清除重質油垢。
該廠另兩臺18-8鋼制石腦油/VGO換熱器,殼程沉積重焦油垢。由某院提出用98%(質量分數)H2SO4?95%+68%(質量分數)HNO3?5%組成的強氧化性酸清洗,曾在蘭州與南京煉廠成功地對換熱器重焦油垢作過多次清洗。因常溫酸洗,該混酸對鋼不腐蝕。但清洗過程中會冒出棕煙,操作危險性較大。酸洗后要用碳酸鈉脫鹽水溶液中和沖洗。
幾年來共用此法清洗3次。最后一次清洗后發現排污口應力腐蝕破裂,開裂原因估計是多次清洗未排盡死角殘液,積聚有害離子Cl-、S所致。
    3,鍋爐燃料油加熱器重質焦油垢清洗
某化肥廠水汽車間2臺燃料油加熱器供鍋爐燃燒用重油。材質為碳鋼,由于溫度高達200~365℃,殼程沉積焦油垢及焦碳垢,只有徹底清洗除垢,才能避免非計劃停車。
采用如下清洗工藝:蒸汽吹掃除滯油柴油→四氯化碳(4∶1)清洗除焦油堿+SAA+氧化劑混合液90℃清洗除焦油垢抽芯對管束間焦碳垢高壓水力沖洗復位用4%(質量分數)HCl+0.3%(質量分數)Lan-826常溫循環清洗除殘余鐵垢→水沖洗→鈍化。經多步清洗,達到預期目的。
    4,重整高壓空冷器含硫化鐵油垢清洗

某煉油廠重整高壓空冷器,材質為碳鋼,管內走反應生成油,從高溫急冷,促使管壁沉積一層較厚的含硫化鐵的蠟油垢。

為此,采用如下清洗工藝:先用水基清洗劑除油,組成為:

成分

NaOH

Na2CO3

烷基苯磺酸鈉

質量分數/%

1~2

0.1

0.5

成分

OP-10

Na2SiO3

氧化劑

質量分數/%

0.5

0.5

1~2

80~90℃循環與浸泡,再用堿性螯合劑除鐵垢,組成(質量分數)為EDTA或檸檬酸6%,緩蝕劑0.5%,JFC0.5%,NaOH加至pH=9。

在80~90℃溫度下循環與浸泡,最后水沖洗與鈍化。

    5,熱媒油爐管焦油垢積炭清洗
某化纖廠熱媒爐,裝多根U型碳鋼管,管內電絲加熱管外的國產導熱油,溫度達350℃,經使用多年,管外壁形成焦油垢與積炭。
采用如下清洗工藝:抽出U形管用蒸汽吹掃→堿+SAA溶液加溫清洗除焦油→有機溶劑+SAA+氨溶液除積炭→熱水沖洗→稀硝酸+Lan-5+JFC溶液清除殘余碳垢→水沖洗→鈍化。
    6, 甲醇合成設備蠟油垢清洗

某廠甲醇合成設備普遍沉積了一層含催化劑(Al2O3、ZnO、CuO)的蠟油垢。由于高壓水射流清洗對塔器、分離器及容器中內件無法實施,只能采用堿+SAA+絡合劑混合液清洗。組成為:

成分

NTA(氮三乙酸)

乳化劑T-80山梨糖醇酐單油酸酯聚氧乙烯醚

滲透劑S(琥珀酸二仲辛酯磺酸鈉)

HF-003緩蝕劑

質量分數/%

10~30

2~3

1.0~1.5

0.6

以NaOH調pH值至10~12,90~100℃靜態泡煮清洗。