在线化学清洗技术在石化企业冷换设备上的应用

时间:2016-2-17 10:09:00 来源:中国清洗机网 添加人:admin

  我国石化行业在2000年以前,各炼油厂生产装置运行周期比较短,因冷却系统(包括空气冷却器和水冷却器)结垢堵塞而影响装置运行的问题并不十分突出,即使有些装置遇到此问题也没有引起广泛的重视。冷却器堵塞往往在停工检修时通过高压水清洗来进行处理,在线化学清洗技术应用较少。本文通过在大连石化公司炼油厂应用在线化学清洗技术解决此类问题,论述了在线化学清洗技术的应用前景。

  1现阶段大连石化公司生产装置冷却器运行状况随着石化工业在我国的迅速发展,各石化企业生产装置的开工周期越来越长,很多生产装置已经由过去的一年一检修发展到目前的两年一检修甚至三年一检修,有的会更长,这给我国石化企业带来了很高的效益。但与此同时,因装置运行周期延长带来的一系列问题也越来越突出。其中比较突出的一个问题就是冷却系统(包括空冷和水冷)结垢堵塞,大大降低了冷却效率,给装置能耗以及正常运行带来了严重的负面影响。

  长时间以来,大连石化公司很多生产装置一直受到海水冷却器因换热管束堵塞而影响冷却效果的困扰,经常因此而影响装置的正常运行。下面以大连石化公司三催化装置为例,介绍装置海水冷却器和空气冷却器长周期运行过程中堵塞的实际情况。

  三催化装置是1997年7月份投产的加工能力140万吨/年的一套重油催化裂化装置,投产以来经过多次检修,开始基本上是每年检修一次,2001年以后由以前的每年一次转变为两年一次检修。其中最后一次检修发生在2003年,运行至今已经接近三年。以前因检修间隔时间短,检修过程中可将堵塞严重的冷却器及时清理,因此,冷却器堵塞而影响装置正常运行的情况并不十分突出。而2003年6月份检修后,装置一直处于运行状态,冷却设备也一直没有得到有效的清理,几乎所有的海水冷却器和大部分空气冷却器都不同程度的存在因换热管束堵塞而造成冷却效果不好的问题。2005年夏天来临之前,产品的质量因冷却效果不好受到了严重影响,对液化气质量和干气质量的影响尤其突出。

  2传统上采用的高压水清洗措施为了能够保证装置的顺利运行,在2005年4月底到5月,车间组织了一次对部分冷换设备的清洗,包括分馏情况,当时采用了传统的处理措施,即采用高压水清洗。

  就是通过降低加工量等手段,在保证产品质量的情况下,将堵塞的冷却器停运,然后拆除停运的冷却器到固定的场所进行高压水清洗。

  经过这次清洗,勉强度过了当年的夏天,但是,当年夏天因冷却负荷不足而影响产品质量控制的问题还是十分突出。这是因为高压水清洗冷却器周期较长,每一台空冷清洗周期大约需要5天左右,无法做到在夏天来临之前清洗完所有堵塞的冷却器,只能在天气变热之前停止对冷却器的清洗。另外一个问题是:由于采用高压水清洗,冷却器必须从装置上拆卸下来送到专门地点进行清洗,安全隐患非常突出,相应的安全措施繁琐,大大影响清洗的进度,效率很低。经过了近一个半月时间仅仅清洗了5台顶油气空冷和两台水冷,无法在有限的时间内清洗完因堵塞而急需清洗的冷却器。

  近几年,随着化学清洗技术的迅猛发展,部分企业在生产开工过程已经不再采用高压水清洗来解决冷却器堵塞问题,取而代之是采用在线化学清洗措施。与传统的高压水清洗相比,在线化学清洗具有显著的优势,因此,这项技术也越来越受到各企业的重视。化学清洗与高压水清洗的性能比较见表1.表1化学清洗技术与高压水清洗性能比表比较项目化学清洗高压水清洗是否停工不用停工,在线清洗停工后清洗是否拆装不用拆装需要拆装是否运输不用运输需要运输清洗时间(按单台计算)6小时24小时对设备损害影响腐蚀性很小高压水清洗及拆装运输对设备都会有较大的伤害清洗效果好较好防腐蚀效果能在设备表面形成钝化防腐蚀层,延长设备使用寿命,延长下次清洗的时间没有防腐蚀功效经济效益清洗时间较短,经济效益很大清洗时间较长,经济效益一般安全性冷却器不用拆装,安全冷却器安全拆装,存在安全隐患环保药剂处理合格后排放,不会影响环保废水不处理2006年春天,三催化装置冷却器堵塞情况十分严重,装置无法保证冷却负荷,分馏塔顶温度已经无法正常控制,必须通过冷回流才能保证汽油干点合格,稳定吸收塔也无法保证正常操作,液化气和干气质量经常出现不合格现象,装置冷却器清洗已经迫在眉睫。考虑到2005年采用高压水清洗的实际情况后,认为如果再次采用高压水清洗,根本无法完成如此大面积的冷却器清洗工作,装置夏天的生产将不可能顺利完成。因此,公司领导决定对产品质量控制影响较大的吸收稳定系统的14台冷却器采用北京乐文科技发展有限公司的CG-2除垢除锈清洗剂对海水冷却器进行化学清洗。2006年3月13曰开始在三催化装置上运用化学清洗技术清洗海水冷却器。

  本次化学清洗采用北京乐文科技发展有限公司生产的CG-2除垢除锈清洗剂,该剂是集除锈、除垢、杀菌和钝化于一体的可连续进行的清洗剂,对盐垢和铁锈有较强的溶解性,对软垢和泥污物有较好的分散作用。产品中加入了高效缓蚀剂,可防止对设备的腐蚀,使用安全方便,防腐蚀性能优良。排放前进行处理,达到要求后再排放。

  3.3具体施工过程:将清洗设备与冷却器的出入口管线连通好后,首先将CG-2除垢除锈清洗剂打入冷却器中,循环清洗;在清洗过程中每20分钟检测清洗药液的pH值和铁离子,根据检测数据调整药剂的配方;当清洗药液的pH值和铁离子稳定后,结束清洗;用碱性水冲洗冷却器;用新鲜水冲洗冷却器;对药剂进行处理,使清洗药液的pH值达到8,满足排放标准。

  4.1未清洗时冷却器温度测定数据清洗前各冷却器现场测温,海水都开到最大,管、壳程付线全部关闭,当时冷却器运行的具体状况见表2.板表面光滑干净,没有污物,管束没有堵塞。

  清洗下来的物质有淤泥、盐垢、贝壳等,另外微生物、铁镑等溶解在清洗液中,清洗液很浑浊。

  4.4装置操作温度数据、指标变化情况表3是清洗前2月份(气温-5n的一组操作数据与清洗后的3月份(气温5C)时的操作数据比较。

  表2未清洗时冷却器温度测定数据位号油程入口温度〔C)油程出口温度(C)出入口温差(C)表3装置工艺操作温度数据变化情况期吸收塔顶温度(C)吸收塔底温度(C)压缩富气冷后温度(C)一中冷后温度(C)二二中冷后温度(C)4.2清洗后冷却器温度测定数据29C,出口17C,清洗结束后现场测温,壳程入口壳程出口温度16C,壳程出入口温差由12C上升到20C,冷却效果改善明显。特别明显的是冷后返塔温度由27C降低到19C. 42C,出口31C,清洗后壳程出入口温差由11C上升到19C,冷却效果得到显著改善。

  3月15日,E2302/3-4清洗,壳程温差由11C上升到19C,在保证了冷却效果改善的同时,海水流量低于清洗前流量,清洗效果很好。

  8C上升到15C. 2C上升至7C.洗之前,稳定汽油空冷运行两台,经水冷后油温为44C,为了清洗过程中保证冷后温度,特增加两台运行空冷,即便如此,停运E2309之后冷后温度仍然高达57C;经过清洗之后,21日投用时冷后温度降低到17C,停运三台空冷后冷后温度仍可保持在35C,可见E2309的清洗效果非常理想。

  2C上升至7C.冷却器E2312A-2清洗后,进行拆开检查,看到管从表3可以看出,催化装置14台海水冷却器全部清洗完毕后,效果非常明显,被冷却介质出口温度普遍下降5C以上。海水冷却器堵塞情况明显改观,原来因堵塞而使得冷却器管程出口海水温度偏高的现象没有了,而是恢复到正常水平,表明海水流通量得到恢复。产品质量的控制也得到有效保证。和清洗前对比,各项参数明显好转。关于这次冷却器清洗的具体效果,从操作参数变化的趋势图可以清楚看到。为参数变化趋势图,可以看到清洗前后的温度变化。2006年3月20日7:21:40为E-2309停运前的温度(45.18C),2006年3月20日9:48:33为E-2309停运后的温度(57.53C),最右端的两点是清洗后投用并且停运三台空冷之后的温度(34.83C)。

  通过比较全面的冷换设备在线清洗,装置冷却效果大为改观,加工量得到大幅度提高,产品质量控制也得到有效保证,具体情况如表4.(下转第25页)厂把氨加在除盐水中,会造成含量偏大,而且内冷水的另一个指标电导率也易超标。

  2.2内冷水系统腐蚀的防止电厂发电机用冷却水介质的品质要求是:传热快、不腐蚀、不结垢、绝缘性能好,因此,相应的内冷水水质标准如表2.表2发电机内冷水水质标准方式加缓蚀剂不加缓蚀剂认真审视内冷水的标准,根据本厂实际,在满足电导率即满足发电机对地绝缘的情况下,可采用多种方法进行处理。

  对于密封不好的机组,可采用加缓蚀剂处理,常用的有MBT、BTA、BTTF等铜缓蚀剂,这些缓蚀剂在电厂中都已成功运用,但加入缓蚀剂后一般会使水的电导率加0.51.0ps/cm,冷水补除盐水,其电导率一般为1.52.5ps/cm,在进行缓蚀剂试验时,应做绝缘试验。据经验,电导率在这一范围内,可以保证发电机的安全运行。某厂刚投运时,电导率合格,冷水补除盐水,虽然内冷水电导率平均为1.5ps/cm,pH值仅为6.2左右,而铜管仍然发生腐蚀,冷水中铜含量平均达300pg/L,样管水样流经地沟的池砖已变兰,可见腐蚀的严重。用加BTA处理,将系统清洗干净,2030mg/L的量加入,每次约加70g,加缓蚀剂后,内冷水的Cu含量立即下降,平均只有10Pg/L,而电导率也无明显升高,仅为2.1ps/cm,既保证了电气绝缘性能,又防止了铜腐蚀。BTA、MBT、BTTF复合缓蚀剂作为电厂内冷水处理也经常见报道,本人认为,BTA处理对于电导率可适当放开的电厂是比较好的选择。

  2.2.2密闭式内冷水循环系统对于电导率要求小于2ps/cm的机组,可利用密闭式内冷水净化系统处理发电机冷却水,系统中设置除氧和除盐装置,利用离子交换器降低电导率和溶解氧。这样,即使内冷水的pH值低,但无溶解氧,也不会发生腐蚀。

  2.2.3开放式发电机冷却水系统目前,一般电厂内冷水系统的密封效果均不好,应考虑其它的处理方法。有的电厂在运行前场先对内冷水系统用氨水进行清洗,然后用MBT预膜处理,投入运行后,可使电导率小于2ps/cm,系统不发生铜腐蚀。

  (上接第36页)表4冷换设备清洗前后装置指标参数统计项目产品质量合格率装置原料处理量分馏塔顶冷后温度气压机入口压力运转空冷总数量(吨/天)(台)清洗前清洗后很显然,本年度的在线清洗是非常成功的,也是非常必要的。从随后几个月装置的运行情况看,春季所进行的在线清洗,在装置夏季的运行中起到了非常关键的作用,使加工量和产品质量控制有了可靠保证,装置长周期运行有了继续的可能,为公司其他催化装置停工检修及停工抢修赢得了宝贵的时间。

  通过大连石化公司冷换设备在线化学清洗技术的成功应用,可以看出,在石油化工行业对冷换设备在线化学清洗具有重要的现实意义,是延长装置开工周期、保证装置安、稳、长、满、优运行的重要措施,与传统的高压水清洗相比,可以有效解决装置冷却器结垢堵塞,更重要的是可以大幅节约清洗时间,经济且安全可靠,具有广泛的应用前景。

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