國內(nèi)大、中型化工生產(chǎn)裝置清洗現(xiàn)狀
國外對設(shè)備、管道的清洗十分重視，有專門從事清洗的研究機(jī)構(gòu)。再國外，設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)化工工藝流程及要求時(shí)酒意將清洗考慮了進(jìn)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(diào)發(fā)展到化學(xué)清洗、機(jī)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(gè)零件到整個(gè)裝置的清洗，既有專業(yè)化學(xué)清洗公司，也有企業(yè)自行組織的清洗隊(duì)伍。有的設(shè)備、管道及零部件需經(jīng)常定期清洗，并且部分生產(chǎn)設(shè)備本身就裝有固有的清洗裝置，清洗技術(shù)的應(yīng)用有了很大的進(jìn)步。
生產(chǎn)甲醇的工藝較多，各個(gè)國家生產(chǎn)廠家在開發(fā)新技術(shù)、進(jìn)行技術(shù)改造的同時(shí)，通過對設(shè)備的清洗來降低能耗，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，延長使用壽命，爭取以最低的能耗，生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品
我國過去對化工設(shè)備的清洗認(rèn)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(shè)備和發(fā)電機(jī)設(shè)備的引進(jìn)，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(guān)廠家及主管單位的注意和重視。
三、甲醇裝置開車前化學(xué)清洗的意義
新建化工裝置中的設(shè)備、管線在制造、儲存、運(yùn)輸和安裝過程中會產(chǎn)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(jī)物。引進(jìn)的二手設(shè)備，在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會產(chǎn)生一些物料垢，從原生產(chǎn)線退下來以后，管道、塔器在運(yùn)輸過程中可能產(chǎn)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(shè)備內(nèi)的污物和鐵銹等，達(dá)到生產(chǎn)工藝的要求。
新建設(shè)備進(jìn)行化學(xué)清洗，不僅要進(jìn)行除油脂處理，而且還要進(jìn)行化學(xué)清洗。隨著緩蝕技術(shù)的發(fā)展，金屬設(shè)備在化學(xué)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(shè)備運(yùn)行中的腐蝕。另外，同酸洗時(shí)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(shè)備運(yùn)行事故更加具有危險(xiǎn)性。由于化學(xué)清洗之后，得到了干凈的金屬表面，因而能更快的生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，工廠由此獲得的經(jīng)濟(jì)效益將大大超過清洗的投資費(fèi)用。目前，各種新建裝置尤其是高溫、高壓設(shè)備、大型設(shè)備和生產(chǎn)工藝要求比較高的設(shè)備和管線，再投產(chǎn)前都要進(jìn)行化學(xué)清洗。不僅要清洗設(shè)備本體，而且要清洗那些與設(shè)備連接有可能把污物帶入的其他管道和設(shè)備。近年來，我國陸續(xù)從國外引進(jìn)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(jìn)行化學(xué)清洗。國內(nèi)多家清洗公司曾承接過多套大型化工裝置的化學(xué)清洗，都非常成功。同樣，我們認(rèn)為大、中型化工裝置的化學(xué)清洗也是十分必要的。
下面就中壓合成甲醇裝置化學(xué)清洗的必要性：
1、 合成甲醇的工藝簡介
天然氣經(jīng)氣體凈化系統(tǒng)脫硫后，送入蒸汽轉(zhuǎn)化爐，天然氣中所含的甲烷在鎳基催化劑作用下轉(zhuǎn)化成含有一氧化碳、二氧化碳及氫氣等的合成氣。合成氣經(jīng)冷卻后，送入離心式透平壓縮機(jī)，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(yīng)生成甲醇。合成甲醇的反應(yīng)熱用以生產(chǎn)高壓蒸汽，并作為透平壓縮機(jī)的動力。合成塔出口含甲醇的氣體經(jīng)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(jīng)閃蒸罐閃蒸后，送至精餾塔中精制，最后得精甲醇產(chǎn)品。
2、 凈化系統(tǒng)化學(xué)清洗得意義
甲醇生產(chǎn)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(zhì)。殘存于管道和設(shè)備中的污物，其中的某些成份極易同脫硫液發(fā)生反應(yīng)，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(jìn)一步轉(zhuǎn)化和以后的合成將極其有害。具體說危害有腐蝕設(shè)備、管道，使轉(zhuǎn)化合成用的催化劑中毒。因此，甲醇生產(chǎn)裝置的氣體凈化系統(tǒng)必須進(jìn)行化學(xué)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(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。
不僅如此，從凈化系統(tǒng)到下一工序，天然氣將要經(jīng)過的所有路線都需清洗，否則，管線及設(shè)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(gè)工序的生產(chǎn)和產(chǎn)品的純度。
3、 轉(zhuǎn)化和合成系統(tǒng)化學(xué)清洗得意義
某些污物的導(dǎo)熱系數(shù)和碳鋼比較如下：
項(xiàng)目 導(dǎo)熱系數(shù)（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(dǎo)熱系數(shù)很小，它們的存在大大降低了其傳熱效率，同時(shí)也意味著將白浪費(fèi)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(zhuǎn)化和合成系統(tǒng)中的高溫、高壓設(shè)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(shè)備的溫度強(qiáng)度分布不均勻，甚至局部過熱。這就要求設(shè)備材質(zhì)有更高的耐溫、耐壓性能，否則金屬設(shè)備的強(qiáng)度將大為削弱。當(dāng)燃料、煙氣、反應(yīng)物等一定時(shí)，局部過熱也意味著設(shè)備內(nèi)必然有局部過冷，造成的后果也是嚴(yán)重的，如轉(zhuǎn)化率低、設(shè)備發(fā)生應(yīng)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(zhì)，并有可能使催化劑中毒。進(jìn)而影響產(chǎn)品的品質(zhì)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(zhì)對設(shè)備和管線的腐蝕。徹底清除設(shè)備和管線中的污物，無論對設(shè)備、管線、還是產(chǎn)品都是很有益的。
透平壓縮機(jī)是該系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，轉(zhuǎn)化氣經(jīng)壓縮后壓力升高，同時(shí)溫度也會同步上升，進(jìn)而也使壓縮機(jī)本體的溫度上升。為保證壓縮機(jī)的正常運(yùn)行，必須在壓縮機(jī)夾套中通入冷卻水，用以帶走壓縮機(jī)工作使產(chǎn)生的大量熱量。但是，壓縮機(jī)在加工、運(yùn)輸、安裝過程中，壓縮機(jī)夾套中換熱面上不可避免的附有塵埃雜質(zhì)、油膜等熱的不良導(dǎo)體。若壓縮機(jī)過程中的熱量不能及時(shí)帶走，壓縮機(jī)本體溫度升高會使汽缸受熱膨脹而磨損，以及使壓縮機(jī)潤滑油年度下降，造成軸瓦磨損，從而使壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常。因此壓縮機(jī)夾套必須徹底清洗，而且以后生產(chǎn)過程中還要定期清洗，這些對設(shè)備的正常生產(chǎn)十分重要。
4、 精餾系統(tǒng)化學(xué)清洗的意義
甲醇在整個(gè)精餾過程中，操作溫度對甲醇的品質(zhì)和收率起著非常重要的作用。每個(gè)塔的換熱設(shè)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(yùn)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(shè)備的傳熱效率。因此，必須對換熱器換熱面進(jìn)行化學(xué)清洗，使設(shè)備處在良好的狀態(tài)下運(yùn)行，才能保證分餾塔的溫度控制在最佳范圍內(nèi)，從而確保產(chǎn)品的品質(zhì)和收率。
該系統(tǒng)的分離器、閃蒸罐、三組塔內(nèi)、塔與塔之間的聯(lián)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(yùn)輸和安裝過程中，其內(nèi)表面上均沾有不少污物，這些污物如不及時(shí)清除會污染半成品合成品。輕者影響產(chǎn)品的色澤和濁度；重者，雜質(zhì)中的某些組分有可能會同產(chǎn)品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成其它物質(zhì)。而且將該物質(zhì)作為其他產(chǎn)品的原料，將會出現(xiàn)很多工藝上的問題。因此上述設(shè)備和管線一定要進(jìn)行化學(xué)清洗，徹底清除金屬表面的污物才能得到合格的產(chǎn)品。
5、 工藝水、冷卻水系統(tǒng)化學(xué)清洗的意義
甲醇生產(chǎn)工藝流程中換熱器占有很大的比例，其換熱介質(zhì)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(dǎo)致設(shè)備腐蝕、結(jié)垢和微生物粘泥附著。通常采用水處理技術(shù)和化學(xué)預(yù)膜技術(shù)來防止設(shè)備的腐蝕、結(jié)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(zhì)穩(wěn)定劑和預(yù)膜劑發(fā)生反應(yīng)，影響水處理和預(yù)膜效果。其結(jié)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(nèi)表面、輸水管線進(jìn)行化學(xué)清洗是非常必要的。而且在以后生產(chǎn)過程中也要定期對換熱器的傳熱面進(jìn)行化學(xué)清洗，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行。
沿著甲醇生產(chǎn)工藝流程，縱觀甲醇生產(chǎn)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(rèn)為化學(xué)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(yùn)行的安全性、平穩(wěn)性。
四、裝置開車前化學(xué)清洗同蒸汽吹掃的比較
60年代以前，為保證設(shè)備和管道內(nèi)的清潔，廠方在裝置開車前都要對管道系統(tǒng)進(jìn)行吹掃。下面就幾個(gè)方面比較一下蒸汽吹掃和化學(xué)清洗的優(yōu)劣：
1、 甲醇設(shè)備化學(xué)清洗和蒸汽吹掃的時(shí)間比較
蒸汽吹掃具有分段吹掃、反復(fù)吹掃、升溫、恒溫、降溫交替進(jìn)行的特點(diǎn)，決定了吹掃時(shí)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(chǎn)過程中殘留污物較多，內(nèi)表面較臟，到打靶合格竟要半年時(shí)間之久。而化學(xué)清洗具有除垢迅速、時(shí)間少、工期短等特點(diǎn)。一般情況下，清洗一個(gè)100立方米的系統(tǒng)，化學(xué)清洗的時(shí)間僅需三天。蒸汽吹掃的時(shí)間不僅局限于蒸汽吹掃本身的特點(diǎn)，更受到蒸汽發(fā)生系統(tǒng)額定蒸汽量的限制，一般很難進(jìn)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(xué)清洗和蒸汽吹掃時(shí)曾作過比較，經(jīng)化學(xué)清洗過的設(shè)備和管線只用了幾天時(shí)間就檢驗(yàn)合格，而未經(jīng)化學(xué)清洗的設(shè)備和管線蒸汽吹掃了約27天才打靶合格。也就是說經(jīng)化學(xué)清洗的設(shè)備和管線可提前20天投產(chǎn)。所以，在時(shí)間上化學(xué)清洗比蒸汽吹掃更迅速、更省時(shí)。提前開車所帶來的經(jīng)濟(jì)效益是非常可觀的，并遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過清洗的費(fèi)用。
2、 甲醇設(shè)備化學(xué)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(xué)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(yīng)釜、容器等都可以進(jìn)行化學(xué)清洗。特別對某些龐大的容器、球罐等若采用噴淋法進(jìn)行化學(xué)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(xué)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(zhì)、污物，而不能清除結(jié)在管道中的焊皮、焊藥、焊瘤等。而化學(xué)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(xué)清洗過程中添加酸洗緩蝕劑，對金屬表面起到保護(hù)作用。因此對裝置進(jìn)行化學(xué)清洗不僅迅速、徹底，而且很安全。
4、 甲醇廠化學(xué)清洗與蒸汽吹掃經(jīng)濟(jì)效益的比較
對廠家來說，時(shí)間就是效益?；瘜W(xué)清洗比蒸汽吹掃更省時(shí)，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(chǎn)就可以多生產(chǎn)500噸精甲醇（按設(shè)計(jì)能力計(jì)算），折合人民幣100萬元（2000元/噸計(jì)）。況且一般來說可提前十幾天，甚至更長時(shí)間投產(chǎn)，這些收益同化學(xué)清洗的費(fèi)用比較，應(yīng)該是很經(jīng)濟(jì)合算的。從這個(gè)意義上來講，化學(xué)清洗比蒸汽吹掃更經(jīng)濟(jì)，能為廠家?guī)盹@著的效益。
5、 甲醇裝置化學(xué)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(zhì)的，無疑要消耗大量的高品質(zhì)蒸汽，對廠家來說，蒸汽吹掃要消耗大量的能量。同時(shí)，由于蒸汽吹掃需要大量的蒸汽，對蒸汽產(chǎn)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(yīng)量，影響其它方面生產(chǎn)的正常進(jìn)行，而化學(xué)清洗不存在這些問題。
先進(jìn)的化學(xué)清洗技術(shù)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(bǔ)短，將二者有機(jī)的結(jié)合起來，在裝置開車前對全系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗的同時(shí)，再有選擇、有重點(diǎn)的進(jìn)行個(gè)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(xué)清洗的范圍
根據(jù)甲醇生產(chǎn)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(xué)清洗
3、蒸汽管線化學(xué)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(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)率，關(guān)系到生產(chǎn)效率高低，或者那些對設(shè)備裝置的安全、平穩(wěn)、正常運(yùn)行關(guān)系密切的設(shè)備、管線及容器都需要進(jìn)行清洗。但在實(shí)際生產(chǎn)中，廠家可以根據(jù)自己的實(shí)際情況有重點(diǎn)、有選擇的對裝置進(jìn)行清洗，同樣也能獲得好的效益。
六、化學(xué)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(jù)設(shè)備的不同情況分為：
1、 裝置開車前的清洗工藝
2、 運(yùn)行裝置的清洗工藝
3、 壓縮機(jī)油系統(tǒng)的清洗工藝
4、 蒸汽管網(wǎng)的清洗工藝
