國內大、中型化工生產裝置清洗現狀
國外對設備、管道的清洗十分重視，有專門從事清洗的研究機構。再國外，設計單位在設計化工工藝流程及要求時酒意將清洗考慮了進去，并做了概算及投資。清洗方式也有單一的水力清洗發(fā)單調發(fā)展到化學清洗、機械清洗等。世界各國對清洗行業(yè)的組織形式是多種多樣的，從單個零件到整個裝置的清洗，既有專業(yè)化學清洗公司，也有企業(yè)自行組織的清洗隊伍。有的設備、管道及零部件需經常定期清洗，并且部分生產設備本身就裝有固有的清洗裝置，清洗技術的應用有了很大的進步。
生產甲醇的工藝較多，各個國家生產廠家在開發(fā)新技術、進行技術改造的同時，通過對設備的清洗來降低能耗，提高設備運轉率，延長使用壽命，爭取以最低的能耗，生產出更多的產品
我國過去對化工設備的清洗認識不足，七十年代隨著13套大型化肥裝置、8套石油化工及大型煉鋼設備和發(fā)電機設備的引進，國外的清洗公司圍繞著上述工程相繼來中國承包清洗工程，這才引起了有關廠家及主管單位的注意和重視。
三、甲醇裝置開車前化學清洗的意義
新建化工裝置中的設備、管線在制造、儲存、運輸和安裝過程中會產生大量的污物。這些污物主要有：扎制鱗片、氧化鐵銹皮、泥沙、焊渣、焊藥、防銹油及表面涂層等。其中焊渣、焊藥的主要成分為鈦、錳、鉻、鐵等金屬氧化物，而防銹油及表面涂層則是一些高分子有機物。引進的二手設備，在生產過程中經常會產生一些物料垢，從原生產線退下來以后，管道、塔器在運輸過程中可能產生程度不同的污物及銹蝕，要使新裝置順利開車和二手裝置重新啟用，必須清除管道和設備內的污物和鐵銹等，達到生產工藝的要求。
新建設備進行化學清洗，不僅要進行除油脂處理，而且還要進行化學清洗。隨著緩蝕技術的發(fā)展，金屬設備在化學清洗過程中的腐蝕損失已降到了很小，最終的鈍化處理將有助于減小設備運行中的腐蝕。另外，同酸洗時的腐蝕相比，軋制鱗片、氧化鐵銹皮、泥沙、焊渣、防銹油及涂層等引起的設備運行事故更加具有危險性。由于化學清洗之后，得到了干凈的金屬表面，因而能更快的生產出合格的產品，工廠由此獲得的經濟效益將大大超過清洗的投資費用。目前，各種新建裝置尤其是高溫、高壓設備、大型設備和生產工藝要求比較高的設備和管線，再投產前都要進行化學清洗。不僅要清洗設備本體，而且要清洗那些與設備連接有可能把污物帶入的其他管道和設備。近年來，我國陸續(xù)從國外引進了許多套大型化工裝置，外商規(guī)定這些裝置再開車前都要進行化學清洗。國內多家清洗公司曾承接過多套大型化工裝置的化學清洗，都非常成功。同樣，我們認為大、中型化工裝置的化學清洗也是十分必要的。
下面就中壓合成甲醇裝置化學清洗的必要性：
1、 合成甲醇的工藝簡介
天然氣經氣體凈化系統(tǒng)脫硫后，送入蒸汽轉化爐，天然氣中所含的甲烷在鎳基催化劑作用下轉化成含有一氧化碳、二氧化碳及氫氣等的合成氣。合成氣經冷卻后，送入離心式透平壓縮機，將其壓至100—270atm后送入合成塔。在合成塔中合成氣在銅系催化劑作用下反應生成甲醇。合成甲醇的反應熱用以生產高壓蒸汽，并作為透平壓縮機的動力。合成塔出口含甲醇的氣體經冷凝器冷卻，使粗甲醇冷凝，并在分離器中分離。冷凝的粗甲醇經閃蒸罐閃蒸后，送至精餾塔中精制，最后得精甲醇產品。
2、 凈化系統(tǒng)化學清洗得意義
甲醇生產工藝中的氣體凈化主要是指脫除天然氣中的含硫氣體雜質。殘存于管道和設備中的污物，其中的某些成份極易同脫硫液發(fā)生反應，從而影響了原料氣的凈化效果。如果天然氣中的含硫氣體除不干凈，那么對氣體的進一步轉化和以后的合成將極其有害。具體說危害有腐蝕設備、管道，使轉化合成用的催化劑中毒。因此，甲醇生產裝置的氣體凈化系統(tǒng)必須進行化學清洗，以使氣體凈化裝置表面清潔無污，從而得到干凈的天然氣原料，為甲醇的生產打下良好基礎。
不僅如此，從凈化系統(tǒng)到下一工序，天然氣將要經過的所有路線都需清洗，否則，管線及設備中的污物就易混入已凈化好的氣體中，形成二次污染，影響以后各個工序的生產和產品的純度。
3、 轉化和合成系統(tǒng)化學清洗得意義
某些污物的導熱系數和碳鋼比較如下：
項目 導熱系數（kcal/m.h.oC）
碳鋼 40—50
一般水垢 1—2
硫酸鹽垢 0.52
碳酸鹽垢 0.4—0.6
硅酸鹽垢 0.2—0.4
油脂膜 0.1
灰煤 0.05—0.1
空氣 0.04
灰塵和油脂膜的導熱系數很小，它們的存在大大降低了其傳熱效率，同時也意味著將白浪費掉許多燃料，廠方也將為此多增加不必要的投資。更主要的是轉化和合成系統(tǒng)中的高溫、高壓設備及高、中、低壓蒸汽管線和物料輸送管線，它們的防銹涂層、油膜和灰塵的分布很不均勻，容易造成這些設備的溫度強度分布不均勻，甚至局部過熱。這就要求設備材質有更高的耐溫、耐壓性能，否則金屬設備的強度將大為削弱。當燃料、煙氣、反應物等一定時，局部過熱也意味著設備內必然有局部過冷，造成的后果也是嚴重的，如轉化率低、設備發(fā)生應力腐蝕等不良后果。
另外，這些污物若不清除，將會影響物料、合成氣及蒸汽的品質，并有可能使催化劑中毒。進而影響產品的品質和收率。更有甚者，污物中的某些成分在高溫下會加速含硫氣體雜質對設備和管線的腐蝕。徹底清除設備和管線中的污物，無論對設備、管線、還是產品都是很有益的。
透平壓縮機是該系統(tǒng)中最重要的設備之一，轉化氣經壓縮后壓力升高，同時溫度也會同步上升，進而也使壓縮機本體的溫度上升。為保證壓縮機的正常運行，必須在壓縮機夾套中通入冷卻水，用以帶走壓縮機工作使產生的大量熱量。但是，壓縮機在加工、運輸、安裝過程中，壓縮機夾套中換熱面上不可避免的附有塵埃雜質、油膜等熱的不良導體。若壓縮機過程中的熱量不能及時帶走，壓縮機本體溫度升高會使汽缸受熱膨脹而磨損，以及使壓縮機潤滑油年度下降，造成軸瓦磨損，從而使壓縮機運轉不正常。因此壓縮機夾套必須徹底清洗，而且以后生產過程中還要定期清洗，這些對設備的正常生產十分重要。
4、 精餾系統(tǒng)化學清洗的意義
甲醇在整個精餾過程中，操作溫度對甲醇的品質和收率起著非常重要的作用。每個塔的換熱設備決定了各自處在適宜的操作溫度下工作。由于換熱器在加工、制造、保存、運輸和安裝過程中不可避免的在傳熱面上占有污物，特別是油污和灰塵，會大大降低設備的傳熱效率。因此，必須對換熱器換熱面進行化學清洗，使設備處在良好的狀態(tài)下運行，才能保證分餾塔的溫度控制在最佳范圍內，從而確保產品的品質和收率。
該系統(tǒng)的分離器、閃蒸罐、三組塔內、塔與塔之間的聯接管線、換熱器的殼程、回溜槽、儲罐及外送管線等，在加工制造、保存、運輸和安裝過程中，其內表面上均沾有不少污物，這些污物如不及時清除會污染半成品合成品。輕者影響產品的色澤和濁度；重者，雜質中的某些組分有可能會同產品發(fā)生化學反應，生成其它物質。而且將該物質作為其他產品的原料，將會出現很多工藝上的問題。因此上述設備和管線一定要進行化學清洗，徹底清除金屬表面的污物才能得到合格的產品。
5、 工藝水、冷卻水系統(tǒng)化學清洗的意義
甲醇生產工藝流程中換熱器占有很大的比例，其換熱介質有工藝氣、蒸汽及工業(yè)用水（工藝水、循環(huán)冷卻水、冷激水），而工業(yè)水中常含有鈣鎂離子、碳酸氫根離子、溶解氧及各類微生物等。它們的存在往往導致設備腐蝕、結垢和微生物粘泥附著。通常采用水處理技術和化學預膜技術來防止設備的腐蝕、結垢和微生物粘泥附著，而殘留于輸水管道中的污物很容易與所用的水質穩(wěn)定劑和預膜劑發(fā)生反應，影響水處理和預膜效果。其結果是使換熱器效率下降，甚至被腐蝕、堵塞，使水泵輸水壓力上升，流量減小，還可能發(fā)生事故性停車。因此，開車前對換熱器內表面、輸水管線進行化學清洗是非常必要的。而且在以后生產過程中也要定期對換熱器的傳熱面進行化學清洗，保證生產正常進行。
沿著甲醇生產工藝流程，縱觀甲醇生產中所用到的塔、樓、爐、容器、換熱器、泵以及連接它們的管線和蒸汽發(fā)生系統(tǒng)等，我們認為化學清洗直接影響甲醇裝置開車成功率，甚至影響到以后裝置運行的安全性、平穩(wěn)性。
四、裝置開車前化學清洗同蒸汽吹掃的比較
60年代以前，為保證設備和管道內的清潔，廠方在裝置開車前都要對管道系統(tǒng)進行吹掃。下面就幾個方面比較一下蒸汽吹掃和化學清洗的優(yōu)劣：
1、 甲醇設備化學清洗和蒸汽吹掃的時間比較
蒸汽吹掃具有分段吹掃、反復吹掃、升溫、恒溫、降溫交替進行的特點，決定了吹掃時間較長，對于一般大型的裝置至少要1-2月。有的管線由于制造、生產過程中殘留污物較多，內表面較臟，到打靶合格竟要半年時間之久。而化學清洗具有除垢迅速、時間少、工期短等特點。一般情況下，清洗一個100立方米的系統(tǒng)，化學清洗的時間僅需三天。蒸汽吹掃的時間不僅局限于蒸汽吹掃本身的特點，更受到蒸汽發(fā)生系統(tǒng)額定蒸汽量的限制，一般很難進一步縮短。某化肥廠30萬噸/年合成氨、52萬噸/年尿素裝置在化學清洗和蒸汽吹掃時曾作過比較，經化學清洗過的設備和管線只用了幾天時間就檢驗合格，而未經化學清洗的設備和管線蒸汽吹掃了約27天才打靶合格。也就是說經化學清洗的設備和管線可提前20天投產。所以，在時間上化學清洗比蒸汽吹掃更迅速、更省時。提前開車所帶來的經濟效益是非?？捎^的，并遠遠超過清洗的費用。
2、 甲醇設備化學清洗與蒸汽吹掃使用范圍的比較
蒸汽吹掃一般多用于管道、工藝管線，而化學清洗適用的范圍更廣泛，無論是管道、工藝管線、換熱器還是反應釜、容器等都可以進行化學清洗。特別對某些龐大的容器、球罐等若采用噴淋法進行化學清洗也能收到滿意效果。而這些是蒸汽吹掃無法可比的。
3、 甲醇裝置化學清洗與蒸汽吹掃效果的比較
蒸汽吹掃只是清除了殘存在管線中的松散、游離的雜質、污物，而不能清除結在管道中的焊皮、焊藥、焊瘤等。而化學清洗則可以徹底清除焊皮、焊渣焊藥等，且在金屬表面形成一層致密的鈍化膜。另外，在化學清洗過程中添加酸洗緩蝕劑，對金屬表面起到保護作用。因此對裝置進行化學清洗不僅迅速、徹底，而且很安全。
4、 甲醇廠化學清洗與蒸汽吹掃經濟效益的比較
對廠家來說，時間就是效益?；瘜W清洗比蒸汽吹掃更省時，也就意味著能更快的創(chuàng)造效益，對18萬噸/年精制甲醇而言，提前一天生產就可以多生產500噸精甲醇（按設計能力計算），折合人民幣100萬元（2000元/噸計）。況且一般來說可提前十幾天，甚至更長時間投產，這些收益同化學清洗的費用比較，應該是很經濟合算的。從這個意義上來講，化學清洗比蒸汽吹掃更經濟，能為廠家?guī)盹@著的效益。
5、 甲醇裝置化學清洗與蒸汽吹掃其它方面的比較
蒸汽吹掃是以蒸汽為介質的，無疑要消耗大量的高品質蒸汽，對廠家來說，蒸汽吹掃要消耗大量的能量。同時，由于蒸汽吹掃需要大量的蒸汽，對蒸汽產量固定的蒸汽發(fā)生裝置而言，必然為此要消減對其它蒸汽用戶的蒸汽供應量，影響其它方面生產的正常進行，而化學清洗不存在這些問題。
先進的化學清洗技術比傳統(tǒng)的蒸汽吹掃方法更有優(yōu)勢，但蒸汽吹掃在某些方面也有優(yōu)勢。如果能夠取長補短，將二者有機的結合起來，在裝置開車前對全系統(tǒng)進行化學清洗的同時，再有選擇、有重點的進行個別管線的蒸汽吹掃，并輔以物理清洗，那么裝置開車前的清洗就能作到盡善盡美。
五、甲醇裝置化學清洗的范圍
根據甲醇生產的具體工藝，甲醇裝置開車前的清洗一般分為一下范圍：
1、開工鍋爐清洗
2、換熱器化學清洗
3、蒸汽管線化學清洗
4、水系統(tǒng)管線
5、工藝要求比較高的物料管線
6、容器類
7、甲醇衍生裝置
理論上要求對那些直接影響產品質量及產率，關系到生產效率高低，或者那些對設備裝置的安全、平穩(wěn)、正常運行關系密切的設備、管線及容器都需要進行清洗。但在實際生產中，廠家可以根據自己的實際情況有重點、有選擇的對裝置進行清洗，同樣也能獲得好的效益。
六、化學清洗工藝
一般化工裝置的清洗工藝為：水沖洗及試壓—堿洗—酸洗—水沖洗—漂洗—中和鈍化—廢液處理
甲醇裝置根據設備的不同情況分為：
1、 裝置開車前的清洗工藝
2、 運行裝置的清洗工藝
3、 壓縮機油系統(tǒng)的清洗工藝
4、 蒸汽管網的清洗工藝
