化工生產(chǎn)設(shè)備的清洗

1、化工生產(chǎn)設(shè)備的清洗1 .開車前清洗的必要性過去認(rèn)為新安裝的化工生產(chǎn)設(shè)備不需要在開車前進行化學(xué)清洗,但實踐證實,開車前進行化學(xué)清洗對提升生產(chǎn)效率,預(yù)防污垢對生產(chǎn)的影響十分必要.因此目前新建化工設(shè)備投產(chǎn)前都進行開車前清洗.化工生產(chǎn)過程中涉及多種化工原料并要使用催化劑.對某些原料和催化劑的純度要求極高,因而在生產(chǎn)過程中對裝置設(shè)備及管道的清潔度有很高的要求,任何雜質(zhì)的介入都會導(dǎo)致辭催化劑中毒,副反響的產(chǎn)生直至破壞整個工藝過程.此外裝置中的某些設(shè)備及附件的精度要求很高或?qū)ο螺d自.治理資源吧雜質(zhì)的破壞作用十分敏感,因此任何機械雜質(zhì)的介入都極有可能破壞精密部件的質(zhì)量而影響正常生產(chǎn).任何新裝置的設(shè)備和管道在制

2、造、運輸、貯存及安裝過程中都不可預(yù)防地產(chǎn)生軋制鱗片、油污泥紗、焊渣、外表浮層及各種氧化物等污垢,因此在新裝置開車前要進行清洗將各種污垢雜質(zhì)去除,使裝置到達符合要求的清潔度,為正常生產(chǎn)創(chuàng)造良好的條件.2 .清洗前的準(zhǔn)備清洗前應(yīng)把被清洗設(shè)備或裝置中易受清洗液腐蝕損害的部件如調(diào)節(jié)閥、流量計等撤除,并將過濾器芯網(wǎng)及單向閥的閥芯抽除.并采用加臨時短管、旁路或盲板等舉措以保證清洗過程中不發(fā)生泄漏,不損壞其他部件,并使被清洗設(shè)備與不清洗設(shè)備及管線隔開.并按要求準(zhǔn)備好水、電、蒸汽及氮氣、空氣等工程用料,如使用的氮氣要求純度到達太于99%、枯燥無油、壓力能保持在0.20.6MPa.3 .清洗程序及工藝條件1清洗

3、方式根據(jù)設(shè)備具體情況可采用浸泡循環(huán)清洗或噴淋清洗.采用浸泡循環(huán)清洗時可采用低點進液高,氨回液的循環(huán)流程.并在高點設(shè)置排氣孔以1預(yù)防產(chǎn)生氣阻而使清洗液不能充滿系統(tǒng).采用噴淋清洗時可采用高點進液,低點回流的流程.兩種流程中使用的氮氣管線可安裝于高點,同時設(shè)置低點導(dǎo)淋排污點以排盡殘液.2清洗程序及使用藥劑清洗程度一般為系統(tǒng)水壓檢漏水沖洗一脫脂一水沖洗一酸洗一沖洗一漂洗一中和鈍化一檢查及人工處理.以下對各工序加以說明.水壓木漏水沖洗目的是檢查臨時系統(tǒng)的泄漏情況,同時去除系統(tǒng)中灰塵、泥沙、脫落的金屬氧化物、焊渣及其他疏松易除的污垢.檢漏肘首先應(yīng)高位注水,低點排放,以便排盡雜物,控制進出水平衡.沖洗流速一

4、般大于0.15m/s,必要時可作正反向切換.沖洗至出水目測觀察透明無微粒為止.然后將系統(tǒng)注滿水,關(guān)閉出口閥門,升壓至0.41.0MPa,檢查所有焊縫、閥門、法蘭、短管等連接處的泄漏情況并進行修補,合格后排盡系統(tǒng)內(nèi)沖洗水,再注入加熱至6070c熱水,然后用手摸檢查系統(tǒng)有無死角、氣阻截流及串線等現(xiàn)象.脫脂清洗目的為除去系統(tǒng)內(nèi)的機械油、石墨脂、油涂層及肪銹油等油污以保證酸洗均勻.page適用于碳鋼、不銹鋼等材質(zhì)的脫脂清洗液的配方為：燒堿0.5%2.5%;純堿0.5%2.5%;磷酸鈉0.5%2.5%;水玻璃Na2SiO30.5%2.5%;外表活性劑0.05%1.0%外表活性劑為潤濕劑JFC,聚醴F68

5、,烷基苯磺酸鈉或乳化劑OP10等.適用于鋁等有色金屬材質(zhì)的脫脂清洗劑配方為：磷酸三鈉0.5%2.0%;水玻璃0.5%2.0%;三聚磷酸鈉0.5%2.0%;外表活性劑0.05%1.0%.操作方法為排盡系統(tǒng)內(nèi)沖洗水,用預(yù)熱的水充滿系統(tǒng)并循環(huán)加熱,然后參加脫脂清洗液保持80c土5C.每3min檢查堿度、油含量、溫度各12次.當(dāng)系統(tǒng)脫脂液堿度、油含量根本趨于平衡,監(jiān)測管段上的污垢全部除盡后即可結(jié)束脫脂,并用氮氣將脫脂液壓出.脫脂后的水洗目的是除去系統(tǒng)內(nèi)殘留的堿性清洗劑,并使殘留的局部雜質(zhì)脫離外表被帶走.用氮氣將脫月旨液壓出后,及時注入溫水沖洗,并每10min監(jiān)測一次pH值和濁度,使系統(tǒng)呈中性或微堿性為

6、止,當(dāng)pH值趨于穩(wěn)定,濁度到達要求可結(jié)束水沖洗,一般水沖洗35h左右.酸洗目的是用酸與金屬氧化物的化學(xué)反響使其生成可溶物而去除.適用于碳鋼材質(zhì)的酸洗清洗液的配方為：鹽酸6%10%,緩蝕劑Lan8260.2%0.25%.(b)鹽酸6%10%,氫氟酸0.2%1%,緩蝕劑：Lan8260.25%0.3%.適用于不銹鋼、碳鋼一不銹鋼組合材質(zhì)的酸洗清洗液配方為：(a)硝酸5%1.0%,氫氟酸0.5%10%,緩蝕劑Lan8260.25%0.30%;(b)氫氟酸1%2%,緩蝕劑Lan8260.20%0.25%;檸檬酸2%3%,氨水(調(diào)節(jié)pH=3.54.0),緩蝕劑Lan8260.1%0.2%.酸洗的方法為用

7、氮氣將沖洗水排出后,用泵將配制好的酸洗液打入系統(tǒng)中,當(dāng)有清洗液返回時通過放空和導(dǎo)淋檢查酸洗液是否充滿,確定充滿后再用泵進行循環(huán)清洗并定期切換方向.在循環(huán)過程中每隔一定時間進行排污和放空,預(yù)防產(chǎn)生氣阻和導(dǎo)淋堵塞,影響清洗效果.每30min檢測12次酸濃度和pH值,檢測一次鐵離子和銅離子濃度,并隨時觀察腐蝕率.當(dāng)清洗液濃度不再降低,金屬離子濃度根本穩(wěn)定,監(jiān)測管段污垢已完全除盡呈現(xiàn)金屬本色時即到達酸洗終點.酰洗過程大約48h.酸洗后的水沖洗目的為去除殘留的酸洗液和系統(tǒng)內(nèi)脫落的固體顆粒以利漂洗和鈍化處理.其法為用氮氣將酸洗液排出,并用大量水對全系統(tǒng)進行開路清洗.不斷輪換開啟系統(tǒng)各導(dǎo)淋以使沉積在短管內(nèi)的

8、雜物、殘液排凈,沖洗過程中每10mm測定一次pH值,當(dāng)pH值接中性時停止沖洗.漂洗目的是利用檸檬酸鏤與系統(tǒng)內(nèi)殘留的鐵離子絡(luò)合并除去系統(tǒng)內(nèi)在水沖洗過程中形成的浮銹,使系統(tǒng)總鐵離子濃度降低、以保證后面鈍化效果.漂洗液配方為：檸檬酸0.2%0.5%,加氨水調(diào)至pH=3.54.0,女l緩蝕劑Lan-8260.1%0.2%.page把此漂洗液用泵打人系統(tǒng),漂洗溫度維持在80c±5C,限制pH=3.54.0.每lmin檢測一次pH值和溫度.每20min檢測一次漂洗液濃度和鐵離子濃度,當(dāng)漂洗液濃度和總銖離子法基奉到達平衡即可結(jié)束漂洗,漂洗時間約23h.中和鈍化工序中和目的是去除剩余酸液,鈍化是為了

9、預(yù)防酸洗后處于活化狀態(tài)的金屬外表重新氧化而產(chǎn)生二次浮銹.鈍化液配方為：亞硝酸鈉1%2%,純堿0.5%1.0%氨水是用來調(diào)節(jié)pH值的.漂洗結(jié)束后,如溶液中鐵離子含量小于500mg/kg時可直接用氨水調(diào)節(jié)pH=910,參加鈍化液進行鈍化處理.假設(shè)鐵離子含量大于500mg/kg時應(yīng)更換漂洗液至溶液中鐵離子含量小于50(mg/kgi再參加氨水和鈍化液.鈍化溫度維持在4060C,鈍化處理過程中要不斷進行高點放空,低點排污以排除氣阻、預(yù)防死角,保證鈍化效果.鈍化過程每30mm檢測一次pH值和溫度.鈍化時間一般為46h.檢查人工處理工序的目的是對清洗后的設(shè)備進行最后檢查,對局部鈍化破損出現(xiàn)銹霜的地方采用人工

10、修補處理.整個清洗過程通過建立清洗站進行,圖272為清洗站示意圖.圖272清洗站流程示意圖二、開工后的清洗1 .污垢的情況已運動12年以上的化工裝置常會粘有鐵的氧化物垢屑或含鋼的垢屑,銅垢中含有氧化銅(CuO)、堿式碳酸銅Cu2(OH)2CO3和金屬銅.對開車后化工設(shè)備中銹垢的分析結(jié)果如表273所示.表27-3說明化工設(shè)備開車后銹垢主要的鐵和銅氧化垢.表27-3化工設(shè)備銹垢分析成分含量/%成分含量/%垢樣A垢樣B垢樣A垢樣BCaOFe2O+Al2O3CuOSiO21.181.713.76.21.731.567.51.0I其他灼燒減量及ZnO,NiO,SO3,P2O5,CO2,MgO00鐵銹垢一

11、般可用酸洗去除.酸洗的方法和步驟與開工前的清洗裝置的方法根本相同.當(dāng)污垢中銅含量較多時,僅用酸洗是除不掉的,需用氨水除去銅的成分后,再進行酸洗.銅和銅氧化物垢屑經(jīng)常與鐵的氧化物形成層狀附著物,這種多層附著物清洗很費事,應(yīng)當(dāng)在層狀物形成前加以清洗.對銅和其氧化物可采用以下方法清洗.2 .銅垢清洗方法page(1)氨水一鹽酸兩段清洗法它的原理是先用氨水把銅離子絡(luò)合,形成銅一氨絡(luò)離子而溶解.Cu2+4NH2=Cu(NH3)42+銅垢溶解后,經(jīng)水沖洗干凈再用鹽酸把鐵銹和其他水垢溶解去除.Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2.用水沖洗之后,要進行防銹處理.這種方法的缺點是消耗時間較長,用水量較大.

12、表274列有兩段法清洗液的組成.表27-4氨水一鹽酸兩段清洗法洗液組成工序名稱使用藥品成分/%處理條件堿洗氨水過硫酸鏤銅溶解助劑1.50.50.260C溫度下處理至溶液中銅離子濃度不變?yōu)橹果}酸酸洗鹽酸腐蝕抑制劑銅離子絡(luò)合劑復(fù)原劑5.00.51.00.360C溫度下處理至溶液中鐵離憶濃度保持不變?yōu)橹狗冷P處理氨聯(lián)氨(曲防銹劑T0.10.10.180c溫度下處理23hSII、一一.、-一一.一,一、.一一、,»,一、(2)硫服一鹽酸法硫服(H2NC-NH2)也是銅離子的一種絡(luò)全劑,能與銅離子形成穩(wěn)定的配位化合物.Cu2+2(NH2)2CS=Cu(N2H4CS)22+使用時把硫服溶于鹽酸中并

13、用過硫酸鏤(NH4)2S2O8作氧化助劑,配成洗液使水垢中各種離子成分一次全部溶解去除.由于只用一次洗液處理使工作效率大為提升.3堿洗除銅法ACR法是一種應(yīng)用較普遍的有機螯合劑去掉銅、鐵銹垢的新工藝.其優(yōu)點是用一種洗液對銅垢進行處理還可到達同時防銹的目的,所需時間短、用水量少.ACR法工藝流程如圖273所示.此工藝包括JeEDTA螯合清洗劑加熱到120160c在pH=99.2范圍循環(huán)?t洗約68h,利用EDTA螯合作用去除氧化鐵后,然后熄火降溫至90C,通人氧氣把銅氧化成氧化銅.在去除銅垢的同時在金屬外表生成三價鐵鹽的鈍化膜起到防銹效果.其反響機理為鐵銹垢與EDTA鏤鹽反響而被螯合溶解.圖27

14、3ACR法清洗工藝Fe3O4+3Y4-+8NH+4=2FeY-+FeY2-+8NH3+4H2O銅單質(zhì)是較難被O2氧化的,但形成螯合物后易被氧化,由于Cu2+/Cu的電極電位要比CuY2-/Cu的電位高得多,因此在含有螯合劑時EDTA溶掖中銅容易被Oj氧化.二價鐵離子的螯合物FeY'易被空氣中氧化成FeY-,而FeY-較易把Cu單質(zhì)氧化.因此在通人氧氣盯；page首先發(fā)生2FeY2-+O2+H2O=2FeY-+20H-的反響,生成的FeY又參加銅單質(zhì)的氧化反響：Cu+2FeY-+Y4-=CuY2-+2FeY2-,產(chǎn)生的FeY又被循環(huán)應(yīng)用到前一反響被氧化成FeY-.由于FeY2-的參與使銅

15、單質(zhì)的氧化要比直接被空氣氧化快得多,使通入氧氣把銅單質(zhì)氧化成為可能.三、設(shè)備管線的清洗清洗化工生產(chǎn)設(shè)備通常采用化學(xué)清洗或物理清洗方法.1 .化學(xué)清洗工藝根據(jù)管線中污垢的種類及清洗的目的可采用不同的清洗工藝.這些工藝的原理已在前面有關(guān)章節(jié)中介紹過,在此僅把有關(guān)工藝列在表275中供讀者參考.表27-5根據(jù)不同清洗目的采用的化學(xué)清洗工藝清洗目的清洗方法清洗條件清洗劑組成/%處理溫度/'C時間/h去除油脂溶劑清洗碳系溶劑、氯系溶劑常溫100210乳化清洗乳化清洗劑或酸、堿混合液常溫8068堿清洗Na2CO30.10.2Na3PO40.10.2外表活性劑0.10.260901224去除SiO2有

16、機聚合物堿煮Na2CO30.2Na3PO40.2亞硫酸鈉0.030.1外表活性劑0.20.51502201224去除SiO2有機聚合物潤化處理Na2CO315NaOH15外表活性劑0.10.3>801024去除氧化鐵皮鹽酸清洗HCl緩蝕劑0.30.5復(fù)原劑0.20.5銅溶解劑0.53溶解促進劑0.52506048有機酸清洗檸檬酸、有機酸2585+548羥基乙酸、檸檬氨酸緩蝕劑0.30.5復(fù)原劑銅溶解劑、溶解促進劑0.10.3氨合清洗螯合鹽EDTA鹽110緩蝕劑0.30.5復(fù)原劑及其他0.10.3120150612去除銅垢氨清洗氨水310銅溶解劑0.11406046去除泥渣剝離泥渣排泥處理

17、過氧化氫系藥劑13抑制劑、氧化劑、復(fù)原劑常溫315page2 .物理清洗工藝通過物理或機械方法對管線外表的污垢給予一定沖擊力使其剝離脫落.采用的方法有高壓水射流清洗、PIG清洗、噴砂清洗、旋轉(zhuǎn)機械清洗、吸引清洗及超聲波清洗等,這些方法的原理在第二篇中已有詳細介紹,在這里只對具體的清洗設(shè)備做些介紹.1高壓水射流清洗用小口徑的噴嘴以高壓水連續(xù)噴射,靠射流的沖擊力可以去除管道中的污垢和堵塞物.肩壓水射流清洗裝置主要由高壓泵j動力裝置,壓力調(diào)節(jié)裝置,高壓管,各種噴槍,噴嘴組成,可裝在工程車上,便于現(xiàn)場施工.根據(jù)管線內(nèi)壁附著物的硬度,粘著性,油性等形態(tài)特點選用不同壓力與不同類型的噴槍或噴嘴.對油性,粘著

18、性附著垢一般選用2030MPa壓力,硬質(zhì)垢選用3070MPai對特硬垢或近乎堵塞的管道可采用150MPa或更高壓力.根據(jù)清洗對象不同可采用剛性噴桿或柔性噴桿,前者適用于清洗直管,后者適用于曲管.噴桿頭部接有噴嘴.噴嘴有多孔固定型和旋轉(zhuǎn)型見第十章有關(guān)圖形,通過改變噴嘴孔的大小、形狀、數(shù)量、噴射角度、方向可以改變和提升清洗水平.對彎曲形狀的熱交換器傳熱管,一般靠人工使用柔性噴桿,一根接+根地進行作業(yè),近年來也采用機械化噴桿作業(yè)系統(tǒng).2機械清洗是用電機或壓縮空氣、高壓水驅(qū)動使前端的鉆頭發(fā)生旋轉(zhuǎn)來去除管內(nèi)硬質(zhì)或軟質(zhì)污垢的方法.在鉆頭附近噴射出的低壓的水起到冷卻鉆頭、排除污垢的作用.對于不宜用水或酸清洗

19、的污垢可用加壓空氣去除,可燃性污垢不能用加壓空氣可通氮氣去除.清洗硬質(zhì)污垢要用超硬金屬制造的鉆頭,但應(yīng)注意選擇好與管道內(nèi)徑相適合的鉆頭以免造成管道內(nèi)壁損傷.為提升清垢效率,鉆頭的刀刃有不同形狀,操作時間轉(zhuǎn)數(shù)可達10000r/mln以上.圖274機械法清洗U形熱交換器管道清洗軟質(zhì)污垢時,鉆桿外徑相對要細些,保證有足夠的排污空間.機械清洗中鉆頭的旋轉(zhuǎn)是靠撓性軸傳遞的,軸的中央是高壓管,用這種方法可清洗完全堵塞的U型熱交換器如圖274o也可以用穗形鋼絲刷代替鉆頭清洗管道,同時用水把脫落的污垢排掉,見圖275.page3PIG清洗是用塑料制成的彈丸清洗管道的方法.把彈丸用水壓經(jīng)漸縮管發(fā)射裝置壓人被清洗

20、管內(nèi),利用彈丸與管壁的摩擦作用去除內(nèi)壁的污垢.再利用管壁與彈丸接觸面的泄漏反壓水把除去的污垢向前輸送,并從裝在另一側(cè)的漸縮管接受裝置排出.其后再給漸縮管接受裝置加壓,彈丸反向壓入管中并對管道進行清洗.彈丸在清洗管中反復(fù)進行往返運動到達清洗污垢目的；目前使用的彈丸是富有彈性可壓縮的高發(fā)泡性聚氨酯材料制成的炮彈狀或球狀體.在其外表可嵌植磨料、鋼絲刷和鐵釘.類似的還有在煉化廠冷凝冷卻器中使用的在線膠球連續(xù)清洗系統(tǒng),見圖276.膠圖275穗形刷清污裝置球隨循環(huán)冷卻水送人冷凝管內(nèi),膠球外徑比管內(nèi)徑稍大,利用膠球?qū)鼙诘膲浩茸饔胠在行進中摩擦去除積垢,隨水流膠球進入循環(huán)水出水口吸球網(wǎng)中并重復(fù)上述清洗過程,直至完成清洗.如果在管線中參加少量清洗藥劑可用PIG機清洗、去除長距離管線中的積垢,如在輸油管線中參加脫脂劑或脫蠟溶劑,用PIG清洗可去除管壁的油污.PIG清洗最易出現(xiàn)的故障是卡徑式堵塞,這個問題可用逆方向吹送解決.在單純用化學(xué)清洗劑不能完全去除掉管內(nèi)污垢時可用化學(xué)清洗與PIG清洗相結(jié)合的方法.具體裝置見圖277.在清洗劑、罐中混入彈丸PIG,然后用泵以較高速度把清洗液打人清洗管中,在清洗管內(nèi)由