炼油循环水系统的不停车清洗.doc

炼油循环水系统的不停车清洗、预膜摘要：广州石化炼油循环水系统国系统腐蚀、结垢等影响，需进行清洗、预膜.并针对该系统的情况确定了化学清洗、预膜方案，运行结果表明清洗、预膜效果良好。 关键词：循环冷却水 清洗 预膜 中图分类号：X742；TU991.38 文献标识码：B 文章编号：川092455（2003）01002303 广石化炼油循环水系统共有2套装置，即：一循、二循装置。其中二循装置担负向蒸馏（二）、重催、重整、气体分馏、烷基化等十几套新区炼油装置提供循环冷却水的任务，系统内有水冷器过百台，换热器材质多为碳钢，极少数为不锈钢。系统设计循环水量 14000 m3/h，系统容量7800 m3。正常生产时，二循系统所采用的水稳药剂用的是“有机磷+锌盐”配方，pH值范围为7.08.5。杀菌方案是日常投加液氯；并交替冲击式投加氧化性和非氧化性杀生剂。 1 循环水系统存在问题 由于炼油装置换热器运行时间由原来的2a修改为3a修，以及掺炼含硫高、密度大腐蚀性中东原油的比例增大，自2001年1月以来，新区炼油装置换热器因腐蚀泄漏的频次增多，二循系统受炼油装置的换热器泄漏等诸多因素的影响，致使水质时好时坏，整个管网系统粘泥量较高，腐蚀速率增大，异养菌难以控制。为改善水质，对二循系统不得不增大排污量，进而造成水稳药剂的流失，导致系统中的缓蚀阻垢剂和杀佳剂的浓度经常达不到要求。从1月份开始，二循系统运行和监测过程中发现系统状况较差，水质开始恶化。主要表现在：全年浊度多数超标（指标为20 mgL），最高达112.3 mgL。循环水中总铁的质量浓度较高，最高达3.38 mgL。二循系统异养菌经常超标（指标为1.O105个mL），最高达 6.2 106个mL。监测挂片有较明显的腐蚀倾向，挂片腐蚀速率最高达0.29 mma（指标为0.01mma）。系统中存在大量的生物粘泥，8月份平均值高达 84.3 mLm3二循管网系统换热器污垢组分分析见表l。 表 1 二循管网系统换热器污垢组分分析分析项目w(550灼减)w(950灼减)酸不溶物w（SiO2）w(Fe2O3)w(Al2O3)w(ZnO)w（CaO）w（MgO）w(P2O5)平均29.462.983.4154.444.732.620.321.623.68最大87.755.077.0573.8712.0911.893.636.215.89最小8.160.960.125.172.040.3700.390.18注：垢样外观为棕色2002年3月份，我们利用炼油装置大修时机，对二循装置进行了检修，并在二循管网系统采用不停车化学清洗、预膜方案1等，故不能对循环水系统进行常规的清洗预膜。 2 化学清洗 化学清洗过程由清洗剥离、酸洗两过程组成，由于二循管网系统换热器管束内壁除积累较多的粘泥外，内层仍沉积有较多的铁锈及残垢，只有先将管壁浅层的粘泥剥离后，再经酸洗，才能较彻底地将管壁上的铁锈及残垢除去。2.1 粘泥剥离清洗剂中的主要成分：有机磷、聚磷、表面活性剂、高效清洗缓蚀剂、整合除锈剂等。因二循管网系统换热器油品泄漏频繁，清洗时，我们先投加了适量的除油剂 CQ103及消泡剂CQ110，投加量分别为 100 mgL，80 mgL，运行48 h，浊度平均升高200，边换水边补水使浊度降至 10 mgL以下，再进行粘泥剥离，先投加双烷基季胺，然后投加消泡剂CQ110，投加量分别为 100 mgL，50 mgL，运行48 h，浊度平均升高 124，换水降低浊度至 10 mgL以下。2.2 酸洗酸洗过程投加六偏磷酸钠，HEDP，JH970（磺化共聚物）药剂，投加量分别为 100 mgL，50mgL，30 mgL，并投加适量浓硫酸（98）以调节酸洗过程的pH值。22.l pH值变化酸洗过程历时50 h，pH值控制为 34，以利于化学清洗剂充分发挥作用。硫酸的投加视pH值情况调节。酸洗pH值控制效果见表2。酸洗后，对系统进行置换，浊度降至 10 mgL以下，pH值升至7.0以上。 表2 酸洗过程pH值变化清洗历时/hpH值清洗历时/hpH值05.8284.343.2324.883.3365.0123.647.755.923.754.2495.9254.2 2.2.2 浊度变化酸洗过程浊度变化见表3。 表 3 酸洗过程浊度变化 清洗历时/h(浊度)/(mgL-1)清洗历时/h(浊度)/(mgL-1)07.52522.518.52823.347.23236.2810.43643.21015.64869.322.7524.9 由表3可见，8h后，酸洗明显开始发挥作用，池水浊度从第8小时的 10.4 mgL上升到第48小时的69.3 mgL。说明系统较“脏”，粘附在系统中的大量粘泥、腐蚀产物被剥离、清洗效果明显。2.2.3 总铁变化酸洗过程总铁变化见表4。表4 酸洗过程总铁变化清洗历时/h总铁（Fe）/（mgL-1）清洗历时/h总铁（Fe）/（mgL-1）00.48277.896.53.27488.6110.55.92507.6246.35607.05由表4可见，酸洗过程中，总铁从酸洗前的0.48 mg/L上升到第48小时的 8.61 mgL。说明系统有较多的腐蚀产物，清洗剂中的除锈螫合剂充分发挥了除锈作用。 3 预膜 本次化学清洗结束后的预膜是在热负荷下进行。预膜过程所投加的药剂及浓度见表5。 表5 预膜过程药剂浓度 mgL-1药剂六偏磷酸钠 WP-4Z预膜剂ZnSO47H2OCaCl2质量浓度100101012202505预膜过程投加药剂时，先投加氯化钙，系统运行lh后，再投加六偏磷酸钠和WP4Z预膜剂，最后投加硫酸锌，过程中投加工业硫酸，调节PH值在6.07.0之间；每sh分析一次六偏磷酸钠及Zn2+浓度，若小于指标，则适量补加，预膜全过程时间为48 h。预膜过程应进行以下控制。3.1 浊度控制预膜过程浊度变化见表6。 表6 预膜过程浊度变化 预膜历时/h（浊度）/（mgL-1）预膜历时/h（浊度）/（mgL-1）2410.43318.62913.83718.6预膜过程中，因蒸馏二装置检修要求工期太短，换热器检修质量较差，刚好在二循系统酸洗过程结束后换热器发生了泄漏，因此预膜过程循环水的浊度过高。M循系统此次预膜前的浊度达10.4mgL，整个预膜过程中，循环水的平均浊度亦达17.lmgL，在监测挂片边缘有许多斑点产生。以后系统的预膜期应尽可能错开换热器的泄漏期，并要加强旁滤池的反洗操作，将循环水的浊度控制在10 mgL以内。3.2 pH值控制预膜过程pH值变化见表7。 表7 预膜过程pH值变化 预膜历时/hpH值预膜历时/hpH值2.57.0297.257.4337.097.5377.0137.3487.2247.3预膜过程中，由于酸罐操作故障，而且预膜过程硫酸的备料也略嫌不足。导致叫值控制不理想。循环水的pH值在预膜过程中对预膜效果具有较大的影响，见表8。 表8 不同pH值预膜水质中挂片腐蚀率与外观 pH值水温腐蚀率/（mma-1）挂片外观5.0常温0.174色晕不明显，试片清洁6.0常温0.119色晕清晰，试片清洁7.0常温0.105色晕较明显，有沉积物此次在预膜过程中pH值一直在7.07.5之间，偏高。因为在二循环装置预膜时，新区多套装置如气分、蒸馏、重催等已投人生产，循环水回水温度已达30以上，预膜剂中聚磷酸盐占有一定的比例，较高的pH值，使聚磷酸盐水解率提高，预膜水中的PO43-含量升高，易形成磷酸钙垢沉淀于金属表面，影响膜的致密性和膜与金属表面的结合力，从本次预膜挂片上有少量沉积物来看，pH值控制偏高对预膜效果存在一定影响2。上表列出了不同pH值预膜水质对挂片腐蚀率的影响情况。3.3 Ca2+浓度控制根据预膜的机理，预膜剂易与水中的Ca2+。Mg2+等二价金属离子发生络合反应，形成沉积物覆盖在金属表面而抑制腐蚀3。因而在预膜过程中，应定时监测Ca2+浓度变化，并作为判断预膜终点的一项分析指标。有资料表明，当预膜水中Ca2+的质量浓度低于 50 mgL时，预膜时难以生成密实的保护膜；当大于50 mgL时，开始出现沉积物，因而预膜时水中Ca2+的质量浓度应维持在 50100 mg/L为宜4。二循系统本次预膜，Ca2+浓度只是在投加无水氯化钙后lh进行了分析，此后，没有再进行Ca2+浓度的控