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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有机物。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,最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超过清洗的投资费用。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论述如下:
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,其中的某些成份极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极其有害。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,容易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最重要的设备之一,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最佳范围内,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容易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。 |
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