高效清洗剂在线清洗技术在石化装置中的应用

李晨光

（中国石油化工股份有限公司天津分公司，天津300271）

高效清洗剂在线清洗技术在石化装置中的应用

李晨光

（中国石油化工股份有限公司天津分公司，天津300271）

介绍了采用高效清洗剂对单台结垢换热器进行在线清洗的技术，实践表明，该高效清洗剂在线清洗技术可实现装置不停车清洗，具有耗时少、费用低、操作简便的特点，并且在线清洗后的换热器恢复了正常运行，达到了预期的效果。

换热器；在线清洗；循环冷却水

在工业循环冷却水系统中，水冷换热器经过长时间使用后，在水侧表面会有垢层和腐蚀产物的沉积，不仅大幅度降低了换热器的换热效率，而且由于垢下腐蚀的产生，缩短了换热设备的使用寿命，且沉积物会堵塞管束，降低流速，给生产带来极大危害〔1〕。因此，对换热器进行化学清洗十分重要。

天津某石化厂PTA生产装置中有4台并联的水冷换热器，主要材质为不锈钢，循环水流经管程，对PTA中间产物进行冷却。由于多种原因，其中1台换热器TE-253结垢严重，换热效率低，严重影响了正常生产。若将换热器拆开清洗约需花费10 d左右的时间和极高的费用，此外非正常停车会给生产带来一定的经济损失〔2〕。因此，为最大程度地降低因换热器结垢所造成的损失，需对换热器进行连续的单台在线清洗。换热器TE-253的运行参数如表1所示。

表1 TE-253运行参数

1 在线清洗技术简介

1.1 清洗装置的设备构成

在线清洗技术即为在不停车的情况下，对换热器进行有效的除垢清洗〔3〕。清洗装置的设备构成见图1。

图1 清洗装置的设备构成

成套在线清洗设备在换热器循环水入口处，利用马达泵将清洗剂随同循环水送至管程中，使其在换热器中发挥作用，然后将清洗废液排入循环水大系统中进行稀释，由此对整个循环水系统并不造成影响。监测槽中放入材质为不锈钢和碳钢的监测挂片，对设备腐蚀状况进行监测。为了保证清洗效果，以免循环液走短路造成清洗死角，选用低进高出的进液方式。

1.2 在线清洗技术特点

在线清洗技术特点：（1）实行在线清洗，可避免停车带来的损失；（2）在线清洗周期短，可减少人工费用；（3）在线清洗设备安装容易，操作简便，清洗费用低；（4）在线清洗对被清洗的设备无损害，且除垢效果好。

2 单台设备在线清洗作业程序

2.1 垢样分析

将取自水冷器的结垢样品研细后置于105℃的烘箱内烘干，再将烘干后的样品进行仔细研磨。取一部分样品进行EDAX能谱分析扫描，另一部分样品经酸溶后配成水溶液进行ICP离子色谱分析，以判断样品所含元素种类。垢样分析结果如图2和表2所示。

图2 EDAX能谱

表2 ICP离子色谱分析结果

从EDAX能谱中可以清楚地看出，垢样中含有大量的Ca、C和O元素；而ICP离子色谱分析结果同样表明，Ca2+占据主要地位，说明水冷器中主要为CaCO3水垢。

2.2 药剂选择

为了不对整个生产产生任何冲击，需采用合理的溶垢药剂和溶垢速度将设备内的水垢溶解并随设备出水排出系统，即清洗过程中不能产生大块污垢脱落而堵塞设备管束，另外清洗过程中清洗液对金属材质设备的腐蚀作用应最小。为此，选用由中海油天津化工研究设计院有限公司开发的络合清洗剂TS-1089A和强力清洗剂TS-209对其进行交替清洗，以确保达到预期的清洗效果。2种清洗剂的特点见表3。

表3 清洗剂特点

2.3 在线清洗作业注意事项

在线清洗作业注意事项：

（1）对换热器进行单台在线清洗之前，需按照图1将成套在线清洗设备与换热器冷却水系统进行连接。清洗作业时，首先将加药罐内注满清洗剂，开启马达泵，依次打开阀门A、B，将清洗液送入循环水系统，使其在换热器中发挥作用。

（2）清洗时首先加入络合清洗剂TS-1089A，控制设备出口水的pH在3.0左右，运行时间约2 h；随后进行药剂调整，加入强力清洗剂TS-209，控制设备出口水的pH在1.5左右，运行时间约2 h。以此反复3～4次。

（3）为了实现除垢功能，必须保证换热器管束中循环水流速在0.8m/s以上，使水流产生强烈的涡流，以对管壁进行清洗及冲刷。

（4）为保证清洗剂顺利投加，泵出口压力必须大于管程中供水压力。

（5）成套在线清洗设备中设置回流管线，待清洗结束后，使部分循环水回流至加药罐中，以防阀门处药剂浓度过高，产生腐蚀。

2.4 在线清洗效果监测

设备TE-253清洗前后的运行参数变化如表4所示，清洗过程中设备出口端水的pH和Ca2+的变化如图3、图4所示。

表4 设备TE-253清洗前后运行参数变化

清洗结果表明，设备压缩空气排气温度明显降低，设备出口端水的Ca2+明显升高。说明管束内水垢被洗下，换热效率升高。

对设备进行清洗时，大部分清洗液随循环水回水进入循环水池，由于清洗液占系统整体水量的万分之一，对整个循环水系统几乎没有产生冲击式影响。

图3 清洗中设备出口端水的pH变化

图4 清洗中设备出口端水的Ca2+变化

大循环水系统的监测结果见表5。

表5 大循环水系统监测结果

由表5可以看出，循环水系统未发生较大水质波动，运行正常。

2.5 腐蚀监测

如图1所示，在监测槽中放入监测挂片对清洗过程中设备的腐蚀状况进行监测，结果见表6。

表6 设备腐蚀量监测数据

结果表明，该清洗操作对设备本体的腐蚀均控制在合理指标范围内。

3 结论

（1）采用高效清洗剂对设备进行化学除垢在线清洗，将设备内的污垢清洗剥离后，设备工艺侧物料——压缩空气的排气温度明显降低，恢复了设备的稳定运行状态，化学清洗工作达到了预期目的。

（2）在线化学清洗作业耗时少、费用低、操作简单，是单台设备除垢清洗的首选操作方法。

（3）单台设备在线化学清洗药剂并不会对整个循环水系统造成影响。

（4）单台设备在线化学清洗过程中所使用的2种清洗剂能够相辅相成，同时发挥高效的作用，并且能够有效防止对设备的腐蚀以及污垢的二次沉积，达到预期效果。

［1］易动生，杨大明，曹志国，等.换热器在线清洗［J］.工业水处理，2007，27（2）：80-81.

［2］贺运初，彭德其.套管式换热器管间污垢循环流态化在线清洗技术［J］.化工装备技术，1999，20（5）：24-26.

［3］杨晓良.换热器清洗技术［J］.清洗世界，2010，26（8）：14-20.

App lication ofhigh-efficient cleaning agenton-line cleaning technology to petrochem ical facilities

LiChenguang
（SINOPECTianjin Branch，Tianjin 300271，China）

The high-efficient cleaning agent for the on-line cleaning of single heat exchanger is introduced.The practice shows thaton-line equipment clearing can be realized by this high-efficientcleaning agenton-line cleaning technique.It is characterized by less time consumption，low costand simple operation.The on-line cleaned heatexchanger can resume itsnormaloperation，achieving the predicted effects.

heatexchanger；on-line cleaning；circulating coolingwater

TK228

B

1005-829X（2016）06-0106-03

李晨光（1969—），工程师。电话：022-63804641，E-mail：lichenguang.tjsh@sinopec.com。

2016-02-26（修改稿）