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1、炼油装置油浆换热器的化学清洗王新1，左理胜2, 曾蔚然2（1中国石油乌鲁木齐分公司 新疆乌鲁木齐 830019 2.岳阳宇翔科技，湖南岳阳，414000）摘要：对重油催化裂化装置油浆换热器管壁污垢垢样主要组份进行分析，并采用水基清洗剂、柴油和环保溶剂对污垢进行清洗，介绍了三种清洗方法的优缺点，提出用环保溶剂清洗后用大水量正反向冲洗彻底清除污垢的方法。关键词：炼油装置 换热器 化学清洗Chemical Cleanign of Slurry Heat Exchanger in Refining UnitsWang Xin1 Zuolisheng2 Zengweiran2(1 PetroChina
2、Urumuqi Petrochemical Company Wulumuqi Xinjiang 830019 2 Yueyang yuxiang Technology Co.，Ltd. Yueyang Hunan, 414012)Abstract: The main componets of the fouling sample on the pipe wall of RFCC Unit were analysized by the author. We used water-based degreasing agent, diesel and environment friendly sol
3、vent to clean the fouling.The article introduces the advantages and disadvantages of these three methods and puts away a new method which is using a quantity of water to wash forward and reverse after environment friendly solvent cleaning.Key words: refining units；heat exchanger；chemical cleaning催化裂
4、化油浆富含多环芳烃胶质、沥青质、重金属、催化剂固体粉末等物质，在高温作用下其中的不饱和烃被氧和金属引发催化作用，通过自由基链反应产生高分子聚合物、脱氢缩合成大分子缩合物和焦碳脱氢产生芳环自由基，相匀结合形成分子量更大的缩合物，直至形成焦碳，集结在设备表面。随时间延长，必然会使油浆系统换热效果变差，甚至发生堵塞。中石油乌鲁木齐石化公司炼油厂重油催化裂化装置自与常减压装置扩能改造实施热联合并采用螺旋折流板换热器以来，由于装置油浆系统结垢结焦严重，导致换热设备换热效果下降较快、油浆换热后温度上升，温差下降，高温余热回收减少，导致与其热联合的常减压装置换热终温下降，加热炉超负荷，甚至发生管线堵塞，严重
5、影响了装置的长周期安全运行，增加装置能耗。为了使换热器能保持高效运行，就必须对其进行处理，现在主要采用的处理方法是化学清洗和高压水射流清洗。高压清洗能迅速有效的除去换热器管束内的油泥、油垢及其它污垢，但对于换热器壳程，则效果不理想；而且由于换热器体积大，抽芯换垫的工作量大，费用高；化学清洗一般采用溶剂浸泡或复合表面活性剂循环清洗，全溶剂清洗如果不回收溶剂则成本高、污染大，而复合表面活性剂清洗往往效果不理想1-3。为解决这一问题，我们分别采用柴油、环保溶剂及水基清洗剂等不同的化学清洗药剂对设备进行清洗。1、设备基本情况及结垢情况设备名称：炼油厂炼油二车间重油催化裂化装置油浆和常压初底油换热器，编
6、号：E2218，设备型号：BES1400-1.98-2.59-515-6/25-6，设备材质：碳钢。从换热器管束取得的垢样经过550烘干失重29.47%，经过950烘干失重66.4%，残渣酸不溶物：2.67%。垢样用CCl4萃取后对萃取液进行液-质检测谱图如图1。 图1、污垢的CCl4萃取液液-质检测谱图液-质测试结果表明，萃取液主要组分为重质油。综上所述，垢样主要组成：重质油：29.47%，油焦：66.4%，锈蚀物：1.46%，酸不溶物（催化剂粉末等）：2.67%。2、清洗试验与清洗工艺 根据污垢分析结果，我们用柴油、环保溶剂和水基清洗剂进行污垢溶解试验。2.1清洗试验 在500mL烧杯中加
7、入清洗剂样品200g，加入垢样20g在不同温度下静置24h后搅拌5min，静置后用滤纸过滤，120烘干测定滤渣的固含量，计算污垢溶解能力。试验结果如表1所示。表1 不同清洗剂溶解污垢效果编号清洗剂清洗温度/滤渣重/g除垢率/%1柴油常温17.114.52柴油5015.323.53柴油8011.940.54环保溶剂常温4.378.55环保溶剂504.2796环保溶剂804.4787水基清洗剂常温18.38.58水基清洗剂5016.219.99水基清洗剂8010.348.5 从试验结果可以看出：柴油和水基清洗剂在高温下溶垢效果更好，环保溶剂在不同温度下溶垢效果基本一致；污垢溶解效果从差到好依次为水
8、基清洗剂、柴油、环保溶剂。2.2对碳钢的腐蚀在1000mL烧杯中加入清洗剂样品500mL，调整搅拌速度为72转/min，将按照HG/T 2387-2007 工业设备化学清洗质量标准“6.1 腐蚀率及腐蚀量的测定”方法处理和称重后的试片浸入清洗液中，不同温度下搅拌4h，将试片取出后处理并称重，计算腐蚀率4。测试结果如表2。表2 腐蚀率测定结果清洗剂温度，初始重，g试验后重，g失重，g腐蚀率,g/.h水基清洗剂8017.647317.64060.00670.598柴油8018.092118.09200.00010.007环保溶剂常温17.241317.24110.00020.013从实验结果可以看
9、出：试片在柴油及环保溶剂中基本没有腐蚀，在水基清洗剂中的腐蚀比较轻微。2.3清洗工艺柴油清洗采用浸泡的方法进行。环保溶剂和水基清洗剂清洗工艺分别如图2、图3所示。 溶剂回收罐 冷却器 换热器E2218 蒸馏塔 清洗槽 清洗泵 图2、环保溶剂清洗流程示意图流程说明：清洗：清洗药剂通过清洗泵对换热器进行低进高出返回清洗车，循环清洗；药剂再生：清洗药剂通过循环泵打入蒸馏塔，通过蒸汽加热使药剂蒸发，蒸汽经过冷却器冷却后返回清洗车使溶剂在边清洗时边再生，提高药剂的溶垢能力。溶剂回收：清洗结束后将清洗药剂通过循环泵打入蒸馏塔，通过蒸汽加热使药剂蒸发，蒸汽经过冷却器冷却后进入溶剂回收罐。 图3、水基清洗剂清
10、洗流程示意图流程说明：清洗药剂加入到清洗槽中，蒸汽加热后通过清洗泵对换热器进行低进高出返回清洗车，循环清洗；管程、壳层分开清洗。3、清洗操作三种清洗方法中以柴油浸泡最为简便，溶剂清洗如果不回收溶剂则存在费用高、溶剂处理困难等问题因此需要进行溶剂回收操作，具体情况如下：3.1柴油浸泡 将柴油打入设备中升温浸泡24 h排出。3.2溶剂清洗准备工作停工时用蒸汽对换热器进行吹扫，尽量减少污垢降低清洗的难度。按照工艺要求连接进出口管线，同时连接溶剂再生系统的设备，连接水、电、蒸汽等。连接管线后注水，开动清洗设备和循环设备试漏，观察设备连接处是否存在泄漏，存在泄漏则进行整改，无泄漏后进入下一步。清洗注入清
11、洗药剂，开启清洗泵进行清洗。药剂再生开启循环泵将药剂打入蒸馏塔，打开蒸汽阀门，同时打开冷却器冷却水，根据再生回流温度高低调节蒸汽大小，控制回流温度不高于40。3.2.4污垢清理与排污在清洗过程中根据蒸馏塔的情况进行污垢清理和排污：当蒸馏塔内的污垢达到规定高度时停循环泵、停蒸汽，打开排污口排放重质油垢废液，废液主要是重质油垢和焦垢，冷却后一般是凝固状态可以作为重油回用。3.2.5检测与终点判断当再生设备一直正常运行而存在蒸馏塔的污垢基本不再增加时即说明污垢基本清理完毕。药剂回收到达清洗终点后继续运行再生设备，并将回流液用回收罐回收。3.3水基清洗剂清洗准备工作准备工作同。清洗计量注入清洗药剂，开
12、启清洗泵进行清洗。升温至80停止升温。3.3.3检测与终点判断每2小时测定一次固含量，当固含量基本不变化后停止清洗。3.2.4冲洗与排污清洗废液排放到含油污水井。清洗后用大量清水正反向冲洗换热器，既把设备内的清洗残液冲洗干净，同时把换热器浮头内沉积的固体污垢冲洗干净。4、清洗效果环保溶剂清洗后打开设备进行检查，清洗后照片如图4、图5所示。由于生产需要，水基清洗剂清洗和柴油清洗后没有打开设备。图4、溶剂清洗后换热器面板 图5、溶剂清洗后换热器管束 图6、清洗后换热器浮头沉积的污垢从图中可以看出：溶剂清洗后换热器面板及管束外表面污垢基本清除干净，但大块的硬垢仍然堵塞了部分管子，同时清洗后的固体污垢
13、留在浮头内没有冲洗出来。清洗后投用的效果及三种清洗方法对比如表3所示。表3 三种清洗方法对比水基清洗剂清洗柴油清洗溶剂清洗清洗效果清洗后温度提高8，效果不明显清洗后温度提高8，效果不明显，且很快回升清洗并清理固体污垢后温度提高18，效果理想施工较繁琐简便繁琐费用较高低高（溶剂回收再用则清洗费用与水基清洗剂相当）环保有排放无排放药剂回收、无排放存在问题效果不理想效果不理想固体污垢没有冲洗出来 从表3可以看出：水基清洗剂清洗效果差、操作繁琐，柴油清洗尽管操作简便成本低但效果不理想，溶剂清洗能有效清除污垢，效果很好，但存在固体污垢留存在浮头内的问题，可以在清洗后用大水量正反向冲洗将固体污垢冲洗出来，
14、从而解决这一问题。5、结论 重油催化裂化装置油浆换热器管壁污垢垢样主要由重质油、油焦、锈蚀物和催化剂粉末等组成；采用水基清洗剂清洗和柴油浸泡清洗效果都不理想；环保溶剂清洗能有效清除污垢，但固体污垢仍然留存在浮头内，需要在清洗后用大水量正反向冲洗将固体污垢冲洗出来，从而解决这一问题。参考文献1文年英.炼油装置的化学清洗. J.石油化工设备技术，1992,13(4) :53-54.2余存烨.简述烯烃设备焦垢的形成与清洗.J.化学清洗，1996,12(3):12-15.3余存烨.石化设备油垢焦垢化学清洗技术分析.J.化学清洗，2000,16(1):21-27.4国家发改委.HG/T 2387-2007，工业设备化学清洗质量标准S .北京：化学工业出版社，2008，4-5。作者简介：王新：男，高级工程师， 1986年毕业于西安石油学院，主要从事炼油装置设备及生产管理，现任中石油乌鲁木齐石化公司炼油厂厂长。通信联系人：左理胜， 07308828028，zuolisheng126 。