设备清洗方法|设备清洗方案|欣格瑞

 
国内大、中型化工生产装置清洗现状
国外对设备、管道的清洗十分重视，有专门从事清洗的研究机构。再国外，设计单位在设计化工工艺流程及要求时酒意将清洗考虑了进去，并做了概算及投资。清洗方式也有单一的水力清洗发单调发展到化学清洗、机械清洗等。**对清洗行业的组织形式是多种多样的，从单个零件到整个装置的清洗，既有专业化学清洗公司，也有企业自行组织的清洗队伍。有的设备、管道及零部件需经常定期清洗，并且部分生产设备本身就装有固有的清洗装置，清洗技术的应用有了很大的进步。
生产甲醇的工艺较多，各个国家生产厂家在开发新技术、进行技术改造的同时，通过对设备的清洗来降低能耗，提高设备运转率，延长使用寿命，争取以较低的能耗，生产出更多的产品
我国过去对化工设备的清洗认识不足，七十年代随着13套大型化肥装置、8套石油化工及大型炼钢设备和发电机设备的引进，国外的清洗公司围绕着上述工程相继来中国承包清洗工程，这才引起了有关厂家及主管单位的注意和重视。
三、甲醇装置开车前化学清洗的意义
新建化工装置中的设备、管线在制造、储存、运输和安装过程中会产生大量的污物。这些污物主要有：扎制鳞片、氧化铁锈皮、泥沙、焊渣、焊药、防锈油及表面涂层等。其中焊渣、焊药的主要成分为钛、锰、铬、铁等金属氧化物，而防锈油及表面涂层则是一些高分子**物。引进的二手设备，在生产过程中经常会产生一些物料垢，从原生产线退下来以后，管道、塔器在运输过程中可能产生程度不同的污物及锈蚀，要使新装置顺利开车和二手装置重新启用，必须清除管道和设备内的污物和铁锈等，达到生产工艺的要求。

新建设备进行化学清洗，不仅要进行除油脂处理，而且还要进行化学清洗。随着缓蚀技术的发展，金属设备在化学清洗过程中的腐蚀损失已降到了很小，较终的钝化处理将有助于减小设备运行中的腐蚀。另外，同酸洗时的腐蚀相比，轧制鳞片、氧化铁锈皮、泥沙、焊渣、防锈油及涂层等引起的设备运行事故更加具有危险性。由于化学清洗之后，得到了干净的金属表面，因而能更快的生产出合格的产品，工厂由此获得的经济效益将大大**过清洗的投资费用。目前，各种新建装置尤其是高温、高压设备、大型设备和生产工艺要求比较高的设备和管线，再投产前都要进行化学清洗。不仅要清洗设备本体，而且要清洗那些与设备连接有可能把污物带入的其他管道和设备。近年来，我国陆续从国外引进了许多套大型化工装置，外商规定这些装置再开车前都要进行化学清洗。国内多家清洗公司曾承接过多套大型化工装置的化学清洗，都非常成功。同样，我们认为大、中型化工装置的化学清洗也是十分必要的。
下面就中压合成甲醇装置化学清洗的必要性：
1、 合成甲醇的工艺简介
天然气经气体净化系统脱硫后，送入蒸汽转化炉，天然气中所含的甲烷在镍基催化剂作用下转化成含有一氧化碳、二氧化碳及氢气等的合成气。合成气经冷却后，送入离心式透平压缩机，将其压至100—270atm后送入合成塔。在合成塔中合成气在铜系催化剂作用下反应生成甲醇。合成甲醇的反应热用以生产高压蒸汽，并作为透平压缩机的动力。合成塔出口含甲醇的气体经冷凝器冷却，使粗甲醇冷凝，并在分离器中分离。冷凝的粗甲醇经闪蒸罐闪蒸后，送至精馏塔中精制，最后得精甲醇产品。
2、 净化系统化学清洗得意义
甲醇生产工艺中的气体净化主要是指脱除天然气中的含硫气体杂质。残存于管道和设备中的污物，其中的某些成份较易同脱硫液发生反应，从而影响了原料气的净化效果。如果天然气中的含硫气体除不干净，那么对气体的进一步转化和以后的合成将较其有害。具体说危害有腐蚀设备、管道，使转化合成用的催化剂中毒。因此，甲醇生产装置的气体净化系统必须进行化学清洗，以使气体净化装置表面清洁无污，从而得到干净的天然气原料，为甲醇的生产打下良好基础。
不仅如此，从净化系统到下一工序，天然气将要经过的所有路线都需清洗，否则，管线及设备中的污物就易混入已净化好的气体中，形成二次污染，影响以后各个工序的生产和产品的纯度。
3、 转化和合成系统化学清洗得意义
某些污物的导热系数和碳钢比较如下：
项目 导热系数（kcal/m.h.oC）
碳钢 40—50
一般水垢 1—2
硫酸盐垢 0.52
碳酸盐垢 0.4—0.6
硅酸盐垢 0.2—0.4
油脂膜 0.1
灰煤 0.05—0.1
空气 0.04
灰尘和油脂膜的导热系数很小，它们的存在大大降低了其传热效率，同时也意味着将白浪费掉许多燃料，厂方也将为此多增加不必要的投资。更主要的是转化和合成系统中的高温、高压设备及高、中、低压蒸汽管线和物料输送管线，它们的防锈涂层、油膜和灰尘的分布很不均匀，*造成这些设备的温度强度分布不均匀，甚至局部过热。这就要求设备材质有更高的耐温、耐压性能，否则金属设备的强度将大为削弱。当燃料、烟气、反应物等一定时，局部过热也意味着设备内必然有局部过冷，造成的后果也是严重的，如转化率低、设备发生应力腐蚀等不良后果。
另外，这些污物若不清除，将会影响物料、合成气及蒸汽的品质，并有可能使催化剂中毒。进而影响产品的品质和收率。更有甚者，污物中的某些成分在高温下会加速含硫气体杂质对设备和管线的腐蚀。彻底清除设备和管线中的污物，无论对设备、管线、还是产品都是很有益的。

透平压缩机是该系统中较重要的设备之一，转化气经压缩后压力升高，同时温度也会同步上升，进而也使压缩机本体的温度上升。为保证压缩机的正常运行，必须在压缩机夹套中通入冷却水，用以带走压缩机工作使产生的大量热量。但是，压缩机在加工、运输、安装过程中，压缩机夹套中换热面上不可避免的附有尘埃杂质、油膜等热的不良导体。若压缩机过程中的热量不能及时带走，压缩机本体温度升高会使汽缸受热膨胀而磨损，以及使压缩机润滑油年度下降，造成轴瓦磨损，从而使压缩机运转不正常。因此压缩机夹套必须彻底清洗，而且以后生产过程中还要定期清洗，这些对设备的正常生产十分重要。

4、 精馏系统化学清洗的意义

甲醇在整个精馏过程中，操作温度对甲醇的品质和收率起着非常重要的作用。每个塔的换热设备决定了各自处在适宜的操作温度下工作。由于换热器在加工、制造、保存、运输和安装过程中不可避免的在传热面上占有污物，特别是油污和灰尘，会大大降低设备的传热效率。因此，必须对换热器换热面进行化学清洗，使设备处在良好的状态下运行，才能保证分馏塔的温度控制在较佳范围内，从而确保产品的品质和收率。
该系统的分离器、闪蒸罐、三组塔内、塔与塔之间的联接管线、换热器的壳程、回溜槽、储罐及外送管线等，在加工制造、保存、运输和安装过程中，其内表面上均沾有不少污物，这些污物如不及时清除会污染半成品合成品。轻者影响产品的色泽和浊度；重者，杂质中的某些组分有可能会同产品发生化学反应，生成其它物质。而且将该物质作为其他产品的原料，将会出现很多工艺上的问题。因此上述设备和管线一定要进行化学清洗，彻底清除金属表面的污物才能得到合格的产品。
5、 工艺水、冷却水系统化学清洗的意义
甲醇生产工艺流程中换热器占有很大的比例，其换热介质有工艺气、蒸汽及工业用水（工艺水、循环冷却水、冷激水），而工业水中常含有钙镁离子、碳酸氢根离子、溶解氧及各类微生物等。它们的存在往往导致设备腐蚀、结垢和微生物粘泥附着。通常采用水处理技术和化学预膜技术来防止设备的腐蚀、结垢和微生物粘泥附着，而残留于输水管道中的污物很*与所用的水质稳定剂和预膜剂发生反应，影响水处理和预膜效果。其结果是使换热器效率下降，甚至被腐蚀、堵塞，使水泵输水压力上升，流量减小，还可能发生事故性停车。因此，开车前对换热器内表面、输水管线进行化学清洗是非常必要的。而且在以后生产过程中也要定期对换热器的传热面进行化学清洗，保证生产正常进行。
沿着甲醇生产工艺流程，纵观甲醇生产中所用到的塔、楼、炉、容器、换热器、泵以及连接它们的管线和蒸汽发生系统等，我们认为化学清洗直接影响甲醇装置开车成功率，甚至影响到以后装置运行的安全性、平稳性。
四、装置开车前化学清洗同蒸汽吹扫的比较
60年代以前，为保证设备和管道内的清洁，厂方在装置开车前都要对管道系统进行吹扫。下面就几个方面比较一下蒸汽吹扫和化学清洗的优劣：
1、 甲醇设备化学清洗和蒸汽吹扫的时间比较
蒸汽吹扫具有分段吹扫、反复吹扫、升温、恒温、降温交替进行的特点，决定了吹扫时间较长，对于一般大型的装置至少要1-2月。有的管线由于制造、生产过程中残留污物较多，内表面较脏，到打靶合格竟要半年时间之久。而化学清洗具有除垢*、时间少、工期短等特点。一般情况下，清洗一个100立方米的系统，化学清洗的时间仅需三天。蒸汽吹扫的时间不仅局限于蒸汽吹扫本身的特点，更受到蒸汽发生系统额定蒸汽量的限制，一般很难进一步缩短。某化肥厂30万吨/年合成氨、52万吨/年尿素装置在化学清洗和蒸汽吹扫时曾作过比较，经化学清洗过的设备和管线只用了几天时间就检验合格，而未经化学清洗的设备和管线蒸汽吹扫了约27天才打靶合格。也就是说经化学清洗的设备和管线可提前20天投产。所以，在时间上化学清洗比蒸汽吹扫更*、更省时。提前开车所带来的经济效益是非常可观的，并远远**过清洗的费用。
2、 甲醇设备化学清洗与蒸汽吹扫使用范围的比较
蒸汽吹扫一般多用于管道、工艺管线，而化学清洗适用的范围更广泛，无论是管道、工艺管线、换热器还是反应釜、容器等都可以进行化学清洗。特别对某些庞大的容器、球罐等若采用喷淋法进行化学清洗也能收到满意效果。而这些是蒸汽吹扫无法可比的。
3、 甲醇装置化学清洗与蒸汽吹扫效果的比较
蒸汽吹扫只是清除了残存在管线中的松散、游离的杂质、污物，而不能清除结在管道中的焊皮、焊药、焊瘤等。而化学清洗则可以彻底清除焊皮、焊渣焊药等，且在金属表面形成一层致密的钝化膜。另外，在化学清洗过程中添加酸洗缓蚀剂，对金属表面起到保护作用。因此对装置进行化学清洗不仅*、彻底，而且很安全。
4、 甲醇厂化学清洗与蒸汽吹扫经济效益的比较
对厂家来说，时间就是效益。化学清洗比蒸汽吹扫更省时，也就意味着能更快的创造效益，对18万吨/年精制甲醇而言，提**天生产就可以多生产500吨精甲醇（按设计能力计算），折合人民币100万元（2000元/吨计）。况且一般来说可提**几天，甚至更长时间投产，这些收益同化学清洗的费用比较，应该是很经济合算的。从这个意义上来讲，化学清洗比蒸汽吹扫更经济，能为厂家带来显着的效益。
5、 甲醇装置化学清洗与蒸汽吹扫其它方面的比较
蒸汽吹扫是以蒸汽为介质的，无疑要消耗大量的高品质蒸汽，对厂家来说，蒸汽吹扫要消耗大量的能量。同时，由于蒸汽吹扫需要大量的蒸汽，对蒸汽产量固定的蒸汽发生装置而言，必然为此要消减对其它蒸汽用户的蒸汽供应量，影响其它方面生产的正常进行，而化学清洗不存在这些问题。
先进的化学清洗技术比传统的蒸汽吹扫方法更有优势，但蒸汽吹扫在某些方面也有优势。如果能够取长补短，将二者**的结合起来，在装置开车前对全系统进行化学清洗的同时，再有选择、有重点的进行个别管线的蒸汽吹扫，并辅以物理清洗，那么装置开车前的清洗就能作到尽善尽美。
五、甲醇装置化学清洗的范围
根据甲醇生产的具体工艺，甲醇装置开车前的清洗一般分为一下范围：
1、开工锅炉清洗
2、换热器化学清洗
3、蒸汽管线化学清洗
4、水系统管线
5、工艺要求比较高的物料管线
6、容器类
7、甲醇衍生装置
理论上要求对那些直接影响产品质量及产率，关系到生产效率高低，或者那些对设备装置的安全、平稳、正常运行关系密切的设备、管线及容器都需要进行清洗。但在实际生产中，厂家可以根据自己的实际情况有重点、有选择的对装置进行清洗，同样也能获得好的效益。
六、化学清洗工艺
一般化工装置的清洗工艺为：水冲洗及试压—碱洗—酸洗—水冲洗—漂洗—中和钝化—废液处理
甲醇装置根据设备的不同情况分为：
1、 装置开车前的清洗工艺
2、 运行装置的清洗工艺
3、 压缩机油系统的清洗工艺
4、 蒸汽管网的清洗工艺