化学清洗技术在芳烃抽提装置应用分析

2019-09-25韩文举王丽红

中国洗涤用品工业 2019年9期

韩文举王丽红

（1. 朔州师范高等专科学校，山西朔州，036000；2. 朔州市第一中学，山西朔州，036000）

目前的芳烃抽提装置在石油化工领域应用比较多，更多的是被用来从C6以及C7烃类混合物进行高纯度的苯、甲苯以及二甲苯等类型的芳烃获取。这一芳烃抽取装置的专利商对于这一装置的规范要求中，包含了对于这一装置的有效化学清洗规定，在完成相应化学清洗工作后，不仅能够提升水运、油运的工作效率，还能够有效的提供开车条件，因此，必须要掌握有效的化学清洗方法应用，提升清洗工作效率。

1 化学清洗的主要工作量

在对芳烃抽提装置的化学清洗过程中，首先应该要保证清洗设备能够吊装准备就绪，检查相关的管线焊接和布置效果，进行塔器系统盲板的隔离，并进行化学清洗和废液拉运，对于塔器设备进行拆除和恢复，最后在完成全部清洗工作后，将清洗设备拆除完毕。

芳烃装置中包含了一些专利设备、关键转机以及特殊设备，还有一部分是国内生产的组织配件，其中国内的配套设施以及构件占据主要部分，大约占据整个装置的85%左右。在芳烃装置的制造、运输、贮存、安装过程中，会产生一定的油污、铁锈、泥沙、焊渣以及其他机械污染物等，所以，需要对装置的塔器设备进行定期检查，如果发现塔器内壁、格栅等部位的腐蚀情况严重，则需要对换热器进行抽芯打压，如果出现换热器列管、管板等腐蚀以及杂质情况比较严重，则需要采用有效的化学清洗方法来清洗。因为不及时进行有效清洗，很可能造成污染物对于开车以及生产的影响，造成过滤器堵塞、机泵运转不畅、操作困难等，影响整体的装置生产效率，如果装置内部的锈垢比较严重，也会造成溶剂分解问题，变稠或者变黏，导致系统压力增大，抽提塔底液面不稳定，导致整体汽提塔以及回收塔也会发生变化，这些对于装置的有效作用发挥都有不利的影响。对此，需要针对芳烃抽提装置的循环系统保持清洁，在装置开车前需要对于相应部位做好化学清洗，避免上述问题出现。

2 工程概况

2017年，停检重整装置芳烃抽提化学清洗剂招标项目的使用功能主要是重整装置芳烃抽提化学清洗剂。针对这一项目开展化学清洗工作的招标，其主要的服务目标包含以下几点：① 投标方所提供化学清洗剂用在招标方220万重整芳烃抽提单元、60万重整芳烃抽提单元，主要是清除系统内降解溶剂、杂质、积垢，投标方保证清洗效果显著，设备打开后清洁干净，可以直接交付检修，清洗过程不产生其他风险。② 投标方同时对作业范围内的设备进行硫化亚铁钝化除臭工作，投标方要保证钝化方式成熟可靠，钝化效果显著，设备打开后无味、不发生硫化亚铁自燃，所产生的污水符合排放标准。

根据这一招标工程的芳烃抽提化学清洗工作需要，设定相应的清洗流程和方案，为实现有效的化学清洗目标奠定基础。

3 具体的化学清洗工艺流程

3.1 化学清洗工艺流程

在该化学清洗装置招标项目中，装置主要是以C6、C7芳烃混合物为主要原料的，其中装置中使用了美国UOP公司的环丁砜抽提专利技术，具体原料中的芳烃和少量非芳烃组分在环丁砜作用下溶解成富溶剂，这类溶剂从塔底被抽入汽提塔中，在汽提蒸馏作用下将富溶剂中的轻质烃类物质蒸出来，这类轻质烃以及苯基相关水汽提塔一起进行抽提塔回流。汽提塔底芳烃以及环丁砜溶剂混合物最后被回收到塔中实施分离，相应的回收塔在使用真空精馏方法下实现轻质芳烃输出，再将芳烃输送到下一个加工环节中，这样，塔底溶剂返回抽提塔，得以循环利用。

在这一过程中，抽提塔顶会排出少许环丁砜溶剂，剩余油在抽余油水洗塔中使用化学水洗来进行溶剂回收，在水洗后非芳烃送出装置充当副产品，在抽余油水洗塔底出现积水以及汽提塔中出现的少量废芳烃水都被送到水汽提塔中进行处理，借助汽提法来对于水中所含的轻质废芳烃物质进行去除，避免因为非芳烃系统聚集造成的芳烃质量受损问题发生，提升整体芳烃抽提系统的循环使用效益。

3.2 清洗前准备工作

按照美国UOP公司对于芳烃装置工艺管线以及仪表流程图中的相关规定，针对芳烃抽提系统实施化学清洗，结合该工程中的300单元划分，可以分成两个清洗系统，考虑到相应装置的清洗环境中的气密性、换热器打压情况、设计变更、施工尾项等情况，具体的清洗系统可以划分成三个部分，按照化学清洗系统的划分来看，对于相应系统中不能添加清洗的孔板、调节阀、过滤器等进行拆除，要保证拆除的部位和相应部件相对应，方便对号复位，保持玻璃板液位计阀门的开合，对于芳烃装置中和清洗相关的工艺泵进口可以添加盲板隔离，对于相应的塔底浮筒也需要进行拆除和清洗。针对装置玻璃板液位进行把握，达到近塔位置的情况下，关闭截止阀，并启动排放阀，要确保法兰连接外加盲板或是直接将隔离断开。在化学清洗液进入装置以前需要按照相应的规范要求来进行现场检查，保证符合清洗标准后才能够安排后续的清洗工作。

图1 化学清洗芳烃抽提装置流程图

3.3 具体清洗过程

在相应的装置清洗过程中，需要对于塔器、罐和管线等使用循环清洗模式，保证清洗液能够实现有效循环，借助相应系统部位控制，避免出现气阻现象，并在相应塔顶部位及排气阀门安装。图1为化学清洗芳烃抽提装置的具体流程图。

在开展芳烃抽提装置的化学清洗过程中，相关清洗人员要把握好具体的化学清洗药剂的使用以及处理的工艺条件，这样才能保证药剂作用能够最大化发挥，实现清洗目标。首先需要对于装置进行脱脂，这里需要使用的药剂包含了碳酸钠、磷酸三钠、润湿剂、氢氧化钠这四种药剂，在脱脂中，需要保证温度控制在76～85℃，具体的脱脂时间要达到10h。第二步，进行装置酸洗，需要用到氨水、还原剂、缓蚀剂、柠檬酸等药剂，酸洗温度应该控制在74～85℃，基本和脱脂过程中的温度保持一致，酸洗时间一般要达到8h左右。第三步，进行装置漂洗，主要药剂是酸洗过程的还原剂去除后的其他药剂，漂洗过程温度要控制在77～81℃，漂洗时间相对较短，一般为2～2.5h即可。第四步，进行中和钝化，这一过程中需要用到磷酸三钠、亚硝酸钠以及氨水，中和反应时间要达到4～5h。这样就基本完成了整个的化学清洗流程，在这一过程中，需要对于相应的测试参数进行记录，在脱脂和酸洗过程中要重点对于测试的酸碱度、温度、Fe2+、Fe3+等参数进行记录，在清洗中，一般间隔一小时就要取样一次，在漂洗的过程中，也需要对于测试的酸碱度、温度、Fe2+、Fe3+等参数进行记录，取样间隔时间为半小时一次。在取样主要来源于不同步骤中的循环清洗系统的进液以及回液的位置。

完成化学清洗后，要保证装置内部没有异味，塔盘和塔壁的金属本色能够被看见，塔盘上没有其他异物。在装置的溢流堰位置以及人孔位置也没有异物，不存在塔盘的浮阀卡涩和腐蚀问题，塔器钝化层膜状分布均匀。这样才能保证化学清洗工作达到要求，成功完成清洗任务。

表1 腐蚀速度测试

3.4 清洗结果

表1为在使用化学清洗过程中，相应溶液对于装置的腐蚀情况检查。

就此次项目化学清洗的具体流程来看，其主要清洗步骤如下：第一步是进行酸洗，然后是清洗、再进行碱洗、最后是中和清洗和钝化。在这个化学清洗的过程中，第一步的酸洗、后续的碱洗、中和以及钝化清洗后，会产生相应的钝化液，这些就是生产过程中的废液产生过程，这一过程中需要进行三次排液，会产生较多的废液，针对这些产生的废液，需要反复使用车辆来拉运，作业风险也相对较大，在具体的清洗过程中，保证清洗系统和工艺流程的科学设计很重要，这样才能保证相应系统在清洗过程中的流量能够实现均匀分配，便于对于相应循环回路进行切换和控制。在具体的清洗工艺以及化学溶剂的使用中，还要确保化学清洗剂的质量，减少对于金属装置的腐蚀，这样才能避免清洗中造成的装置金属部位的功能减退，影响整体装置使用效果。从上表1统计的相关清洗部位的腐蚀速度变化来看，整体腐蚀性比较小，化学清洗中基本没有对于装置表面产生明显的腐蚀影响。