丙烯塔的化学清洗

经验交流清洗世界20062X10)39-42Cleaning worle丙烯塔的化学清洗王巍大庆石化公司炼油厂,黑龙江大庆163711)摘要:丙烯塔內壁、塔盘旳腐蚀塔盘孔堵塞影响产品旳收率。采用硫酸化学清洗的方法效果很好。关键词:丙烯塔;腐蚀;分析;化学清洗中图分类号:TQ050.9文献标识码:CChemical cleaning for propylene towerWANG WerRefinery of Daqing Petrochemical Co., Daqing, Heilongjiang 163711)Abstract: The corrosion of plates and inside wall of propylene tower effeced the tower efficiency. The tower and inside walls were cleaned by sulfuric acid with good resultsKey words: propylene tower corrosion i chemical cleaning我厂一重油催化装置的丙烯塔000重主要表现为塔壁表面有2~4mm的腐蚀产物820mm×18mm绺塔盘层数为100层材质均为碳钢。塔盘、塔盘横梁、浮阀表面都存在较多的腐蚀产物塔盘形式为浮陬共40000个左右)操作温度为50腐蚀产物下面存在较多呈麻点状的蚀坑。另外浮60℃操作压力为1.9MPa。原料中含有H2S阀大部分已经锈死不起作用造成丙烯收率降低343mg/m3、C2≤2%、C5≤1.5%。产品质量要求为该塔进行检修时采用人工除锈十几个人工作G≥95%、(≥90%。其主要工艺特点是采用低沸几天只能对塔内的浮锈进行清扫因大部分的铁点烃类混合物的原料利用同一压力下具有不同的锈与金属表面有着较强的附着力,人在塔内狭小的沸点挥发度将其分离得到气液不同的两种产品。工作面清除锈蚀产物效率低,工作的质量、效率新塔刚使用时丙烯收率达到97%以上。当设备运都无法保证。特别是塔盘上的浮阀大部分与塔盘锈行半年以后丙烯的收率逯步下降,最后在90%左死,不能活动工处理费时、费力,效果不好。右,设备效率很低损失很大如果彻底,并存在一定的CNMHG设备在检修时发现塔内壁金属表面腐蚀很严不安全因系收稿日期:2006-04-13作者简擎据(195-3),男,辽宁沈阳市人,高级工程师,从事工业设备防腐工作。清洗世界从塔內壁的腐蚀现场可见到大量的黄色与黑色1腐蚀原因分析的腐蚀产物,就可证明这一点。所以说,在同时存由于该塔在运行时介质中除了油气以外还存在在硫化氢、水、氧的情况下发生的腐蚀是比较复杂水分及其它有害杂质属于H2S-HO腐蚀环境易的可以说是它们共同作用的结果。造成金属表面的腐蚀。当碳钢在250℃以下时在有H2S存在和与水共存时对金属将产生明显的腐2化学清洗原理蚀。硫化氢在水中发生离解1为了选择合适的清洗液,首先确定了锈蚀产物H2S→H++HS的种类。通过对腐蚀产物ⅹ射线衍射图谱分析其HS-→H++S2-中主要成分为FeS2、Fe2O3和Fe3O。根据锈蚀产物硫化氨水溶液对金属的腐蚀是一种电化学反应的成分认为采用化学清洗的方法较为合适。先后过程对几种清洗液进行对比试验,筛选岀用硫酸溶液加阳极反应:Fe→-Fe2++2e适当的缓蚀剂进行除锈的方法,效果比较理想。因二次过程Fe2++s2-→Fes硫酸对铁的氧化物有溶解作用其化学过程如下[2HS-→FeS+HFeO+H2SO4→·FeSO4+H2O阴极反应3H++3e→3HFe203+3H2SO4-Fe(S04)+3H,OH渗透+H2↑Fe3 O4 +4H,SO4-FeSO4 +Fe( SO4 )+4H20硫化氢引起钢铁的全面腐蚀是使整个金属表面Fe+H2SO4→FeSO4+H2均匀地减少厚度,将金属表面腐蚀得凹凸不平同其中Fe质地较软,易被硫酸溶解清除,Fe3O4时产生大量黑色硫化铁腐蚀产物。一般碳钢在室温及re2O3质地较硬,不容易被硫酸溶解。但反应发或50℃左右时生成的是无保护性的FeS腐蚀产物生的氬气使高价氧化物还原成低价氧化物而易于溶另外由于系统中存在水分及溶解氧在这种情解或因氢气的逸出而促使氧化物剥落,呈块状锈况下金属表面可以发生电化学的腐蚀。碳钢表面落到溶液中。化学的溶解过程如下腐蚀电池中的阴极反应主要是氧的还原而腐蚀电FeO+H2SO4·FeSO4+H2池中的阳极反应则使铁的阳极溶解。碳钢在该条Fe2O3+H2→2Fe0+H2O件下的腐蚀反应可以表示为2阳极反应2Fe→2Fe2++4Fe3O4+H2→-3FeO+H2O采用硫酸酸洗价格便宜一般以清洗铁锈为主的阴极反应20,+2HO+4e-4OH总反应2Fe+2H2O+O2→2FOH)↓清洗都采用该方法。硫酸是金属设备采用化学清洗即在腐蚀时,铁生成氢氧化亚铁从溶液中沉淀常用的一种无机酸对于铁的氧化物具有较高的溶解出来。可是这种亚铁化合物在水中是不稳定的速率和溶解能力清洗效率髙,生成的盐类溶解性好,操作简便、安全清洗后的设备表面状态良好。它将进一步氧化生成氢氧化铁。中国煤化工2F< OH)+H20+02--2F OH )vCNMHG之后氳氧化铁脱水生成铁锈3.1化学清洗前的准备2FdOH)→Fe2O3￥+3H2O清洗前对被清洗设备进行全面检查,垢样分析万方敵据H)→ FeOoh↓+H2O及溶垢试验。对不参与化学清洗管件、设备加盲板王巍等,丙烯塔的化学清洗41隔离或拆除。现场安装清洗配管,确保管路畅通。药剂质量要符合标准。采用喷淋方式高点进低点出防止造成循环死角清洗系统內设有碳钢挂片测量腐蚀速度。操及渣物堆积低点设置排污点。作人员做好清洗前的培训熟悉清洗流程及各种药本次采用浸泡、循环流动相结合的清洗方式清剂的性能。洗前检査好清洗系统。3.2化学清洗过程系统安装完毕后,用水进行试运0.5h,检查系3.2.1清洗程序统是否泄漏,循环泵是否正常流量和扬程是否达清洗程序为:水冲洗—酸洗一水洗一中和一水到要求阀门是否灵活可靠洗一钝化一排放一复位清洗时要有可靠的水、电、蒸汽等。清洗药剂化学清洗液成分及清洗条件见表1。酸、碱、缓蚀剂应按要求的品种数量提前送到现场表1化学清洗液成分及清洗条件序号清洗程序药剂名称药剂质量分数/%加药量/kg流速(ms-1)温度/℃清洗时间/h酸洗75002500缓蚀剂0.2~0.5e3+抑制剂0,2~0.58~120.2-0.5NaNo250这次清洗有效容积按50m进行中和与水冲洗当循环Ih后加入15%硫酸与5%的氬氟酸循用u(Na2CO3)%冲洗到pH到6~9为终点环清洗4h左右当测量酸的浓度维持1h左右稳定在酸洗除锈过程中,为了避免酸溶液对金属的不变时即可结束清洗。腐蚀必须向溶液中添加缓蚀剂。这样可以有效地酸洗过程中定时对酸洗液的浓度及Fe3、总铁抑制金属的腐蚀。缓蚀剂吸附于金属表面上所形含量、p进行分析分析频率为30min一次做好分成的膜能起到屏蔽酸性介质与金属表面接触的作析数据及投药量的记录。同时清洗中用与清洗材质用。也就是说,缓蚀剂能通过阻滞阴、阳极共轭过相同的金属挂片对清洗液进行腐蚀监测。排放时程而起作用有效地抑制了金属表面的腐蚀。要对酸液进行中和与稀释。3.2.2清洗过程及注意事项2)钝化处理清洗前的准备工作做好后先进行水冲洗把系经酸洗后的金属表面极易被腐蚀应进行钝化统中的脱离金属表面的腐蚀产物及其它杂物清除处理这样在金属表面生成一层较致密的化学钝化1)酸洗膜可以延长金属表面发生腐蚀的时间。向新打入水温控制在40℃左右因为硫酸是一种挥发性系统中的水溶液打入Na2CO3和NaNO2钝化处理时酸当温度超过60℃时大量蒸发造成用一般缓蚀间约中国煤化工友。CNMHG剂难以抑制的气相腐蚀并会引起酸溶液浓度下降影响清洗效果。清洗时先加入0.5%的Lan-826缓首先对清洗工程进行HSE风险评价。熟悉清洗蚀剂循环1h。同时加入Fe3抑制剂用来抑制金系统中的阀门位置流程并由专人核对无误。现场属Fe3+的腐棰酸洗过程中金属不产生孔蚀应备齐救护药品操作人员穿工作服带安全帽及各清洗世界种劳保用品如手套、口罩、眼镜等。操作人员要严的所以该设备运行后效果很好,丙烯收率达到了格按HSE作业指导卡执行实行监护制度。清洗排97%以上效益分析表明清洗后比清洗前毎天可以放酸液应符合环保规定标准,结束后做到工完、料净获3万元的利润。净、场地清。5结束语4清洗效果1)采用硫酸与缓蚀剂进行化学清洗不腐蚀设4.1直接效果备本体对铁的氧化物具有较高的溶解能力。清洗后对设备打开进行了检查,达到了预期效2)化学清洗与人工清理相比质量好、效率高果。被清洗的金属表面腐蚀产物全部脱落,表面光减轻了工人的劳动强度。滑清洁、无锈痕金属表面形成了均匀的钝化膜。现但是在酸洗过程中应严格控制酸洗温度不能超场測量腐蚀试片计算结果表明清洗的金属腐蚀速过60℃因超过该温度时酸开始挥发污染环境并率小于6g(m3h)符合国家标准。用锤子敲击塔会引起酸液浓度下降使缓蚀剂效果变差。盘检査浮阀的清洗效果,听声音,毎一个浮阀与塔参考文献盘都完全分离了。这是人工清理根本无法解决的。另外通过清洗彻底清除了金属表面的腐蚀产[1]中国腐蚀与防护学会.缓蚀剂M]北京北化学工业出版社198物同时金属表面形成了一层钝化膜这对延长设[2]中国腐蚀与防护学会.工业冷却水系统中金属的腐蚀备的使用寿命有很大的好处。与防抗M].北京北学工业出版社19934.2间接效果[3]北京钢铁学院.金属腐蚀学[M].北京:北京钢铁学院清洗后金属表面的状态与新塔的效果是一样出版社198400000000000000000000000000000000000(上接第20页)由于不能观察到内部状况仅能从总铁离子浓度分体现腐蚀控制不确定性。分析原因可能是缓蚀覆盖析得岀。相应地清洗除垢率判定也不确切,管口膜形成与清洗流动状态、温度、反应生成物和挂片头清洁,头仍覆盖有Im左右的污垢这与清洗位置有关前两头结垢不均有关。3)污垢堆积物实际很难清洗彻底,由于高温换2)腐蚀率热器不可修复性本次清洗时加药量不是很足,以试片号53425343534453595350及溶垢反应缓慢渐进并不像其它清洗反应那样快腐蚀速度Agm-2h-1)3.664.350.022.870.02最终也出现了清洗效果两头不均的现象。从上述组甲方提供的腐蚀试片测出的腐蚀速度4)本次清洗的成功点是使用了水浴控制,使清看总体比实验室结果好但是出现数据差异较大,洗温度相对移定中国煤化工CNMHG