CN106011892B - 清洗剂及利用其清洗全焊板式换热器的方法 - Google Patents
清洗剂及利用其清洗全焊板式换热器的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种清洗剂,该清洗剂包括除焦复合清洗液和除氧化铁复合清洗液。其中,除焦复合清洗液由0.4%~0.8%质量百分含量的除焦活性剂、1%~5%质量百分含量的渗透剂、1%~3%质量百分含量的除焦剂和余量的水组成。除氧化铁复合清洗液由0.3%~1%质量百分含量的缓蚀剂、2%~8%质量百分含量的中性络合剂、1%~2%质量百分含量的除氧化铁活性剂和余量的水组成。本发明还提供一种利用上述清洗剂清洗全焊板式换热器的方法。上述清洗剂用于清除全焊板式换热器中的铵盐、焦质及氧化铁,能有效提高重整装置大型、全焊板式换热器的换热效果,腐蚀速率和腐蚀总量均低于国家标准。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域,特别是涉及清洗剂及利用其清洗全焊板式换热器的方法。
背景技术
重整装置PACKINOX——三膨胀节进/出料换热器,俗称大型、全焊板式换热器,是特殊的大型换热设备,设计精密、换热效率高,利用它可以有效的进行重整反应产物与原料混合物之间的热交换,从而达到降低反应产物温度及提高原料混合物温度的目的。
重整装置大型、全焊板式换热器运行过程中,板程和壳程均会结垢结焦,使换热效果下降,其结垢结焦产物为:铵盐、焦质及氧化铁等。
由于重整装置大型、全焊板式换热器换热部分材料超薄(1.5mm左右),化学清洗腐蚀率控制要求十分严格,因此需采用特殊的清洗剂。此外,由于重整装置大型、全焊板式换热器结构特殊,施工过程中要求(壳体+混合进料侧)压力必须总是高于反应产物侧压力,否则会使设备遭受破坏,因此需采用特殊的清洗工艺。
发明内容
基于此,有必要针对背景技术中存在的问题,提供一种适用于重整装置大型、全焊板式换热器的清洗剂。
此外,本发明还提供一种利用上述清洗剂清洗全焊板式换热器的方法。
一种清洗剂,包括除焦复合清洗液和除氧化铁复合清洗液;
所述除焦复合清洗液,以质量百分含量计,由以下组分组成:
除焦活性剂 0.4%~0.8%;
渗透剂 1%~5%;
除焦剂 1%~3%;及
余量的水;
所述除氧化铁复合清洗液,以质量百分含量计,由以下组分组成:
缓蚀剂 0.3%~1%;
中性络合剂 2%~8%;
除氧化铁活性剂 1%~2%;及
余量的水。
在其中一个实施例中,以质量百分含量计,所述除焦复合清洗液由以下组分组成:
除焦活性剂 0.5%~0.7%;
渗透剂 2%~3%;
除焦剂 1.5%~2%;及
余量的水。
在其中一个实施例中,以质量百分含量计,所述除氧化铁清洗液由以下组分组成:
缓蚀剂 0.3%~0.5%;
中性络合剂 5%~6%;
除氧化铁活性剂 1%~2%;及
余量的水。
在其中一个实施例中,所述除焦活性剂为为仲辛基聚氧乙烯醚,所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚,所述除焦剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和磷酸氢二钠的混合物;所述缓蚀剂为Lan-826或乌洛托品,所述中性络合剂为乙二胺四乙酸二钠或柠檬酸胺,所述除氧化铁活性剂为十二烷基脂肪酸纳、脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。
在其中一个实施例中,所述除焦剂中三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和磷酸氢二钠的质量比为1:1:3。
一种利用上述清洗剂清洗全焊板式换热器的方法,包括以下步骤:
采用除盐水对全焊板式换热器进行水冲洗,直至出水澄清;
在70℃~80℃,采用除焦复合清洗液对全焊板式换热器进行一次清洗,直至一次清洗洗出液的pH值为10~11;
采用除盐水对所述一次清洗洗出液进行一次置换,直至一次置换液的pH值为6~8;
在60℃~65℃,采用除氧化铁复合清洗液对全焊板式换热器进行二次清洗,直至二次清洗洗出液中Fe2+和F3+浓度趋向平衡;
采用除盐水对所述二次清洗洗出液进行二次置换,直至二次置换液的pH值为6~8;
采用氮气对所述全焊板式换热器进行吹扫,直至无水。
在其中一个实施例中,所述水冲洗的时间为10~12小时,所述一次清洗的时间为13~15小时,所述一次置换的时间为10~12小时,所述二次清洗的时间为13~15小时,所述二次置换的时间为10~12小时,所述吹扫的时间为10~12小时。
在其中一个实施例中,采用除盐水对全焊板式换热器进行水冲洗,直至出水澄清的步骤具体为:将除盐水先注入全焊板式换热器的壳体,再注入全焊板式换热器的板束进行水冲洗,直至出水澄清,先排空所述板束中的除盐水,再排空所述壳体中的除盐水;
采用除焦复合清洗液对全焊板式换热器进行一次清洗,直至一次清洗洗出液的pH值为10~11的步骤具体为:将除焦复合清洗液先注入全焊板式换热器的壳体,再注入全焊板式换热器的板束进行一次清洗,直至一次清洗洗出液的pH值为10~11,先排空所述板束中的除焦复合清洗液,再排空所述壳体中的除焦复合清洗液;
采用除盐水对所述一次清洗洗出液进行一次置换,直至一次置换液的pH值为6~8的步骤具体为:将除盐水先注入所述壳体,再注入所述板束进行一次置换,直至一次置换液的pH值为6~8,先排空所述板束中的除盐水,再排空所述壳体中的除盐水;
采用除氧化铁复合清洗液对全焊板式换热器进行二次清洗,直至二次清洗洗出液中Fe2+和F3+浓度趋向平衡的步骤具体为:将除氧化铁复合清洗液先注入全焊板式换热器的壳体,再注入全焊板式换热器的板束进行二次清洗,直至二次清洗洗出液中Fe2+和F3+浓度趋向平衡,先排空所述板束中的除氧化铁复合清洗液,再排空所述壳体中的除氧化铁复合清洗液。
上述清洗剂,包括除焦复合清洗液和除氧化铁复合清洗液,用于清除全焊板式换热器中的铵盐、焦质及氧化铁,能有效提高重整装置大型、全焊板式换热器的换热效果,腐蚀速率和腐蚀总量均低于国家标准。
利用上述清洗剂清洗全焊板式换热器的方法,始终保持壳体压力>板束内压力,有效避免了板束中的反向压力,避免设备遭受损失。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
一种清洗剂,包括除焦复合清洗液和除氧化铁复合清洗液。
其中,除焦复合清洗液由0.4%~0.8%质量百分含量的除焦活性剂、1%~5%质量百分含量的渗透剂、1%~3%质量百分含量的除焦剂和余量的水组成。
除氧化铁复合清洗液由0.3%~1%质量百分含量的缓蚀剂、2%~8%质量百分含量的中性络合剂、1%~2%质量百分含量的除氧化铁活性剂和余量的水组成。
优选的,除焦复合清洗液由0.5%~0.7%质量百分含量的除焦活性剂、2%~3%质量百分含量的渗透剂、1.5%~2%质量百分含量的除焦剂和余量的水组成。
优选的,除氧化铁复合清洗液由0.3%~0.5%质量百分含量的缓蚀剂、5%~6%质量百分含量的中性络合剂、1%~2%质量百分含量的除氧化铁活性剂和余量的水组成。
其中,除焦活性剂为仲辛基聚氧乙烯醚。渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。除焦剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和磷酸氢二钠的混合物。
优选的,除焦剂中三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和磷酸氢二钠的质量比为1:1:3。
缓蚀剂为Lan-826或乌洛托品。其中Lan-826为一款性能优异的通用型酸洗缓蚀剂,适用于多种有机酸、无机酸的化学清洗,具有优良的抑制钢在酸洗时吸收氢的能力和抑制F3+加速腐蚀能力。
中性络合剂为乙二胺四乙酸二钠或柠檬酸胺。除氧化铁活性剂为十二烷基脂肪酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。
上述清洗剂,包括除焦复合清洗液和除氧化铁复合清洗液,配方组分简单、制备方便、对环境无污染,能有效清除重整装置大型、全焊板式换热器中的铵盐、焦质及氧化铁,提高重整装置大型、全焊板式换热器的换热效果,为重整装置的安稳长期运行提供保证。
一种利用上述清洗剂清洗全焊板式换热器的方法,包括以下步骤:
S110、采用除盐水对全焊板式换热器进行水冲洗,直至出水澄清。
由于重整装置大型、全焊板式换热器在任何情况下,不允许有反压,即壳体压力>板束内压力,因此步骤S110具体为:
将除盐水先注入全焊板式换热器的壳体,再注入全焊板式换热器的板束进行水冲洗,直至出水(水冲洗后的除盐水)澄清,先排空板束中的除盐水,再排空壳体中的除盐水。
优选的,水冲洗的时间为10~12小时。
可以理解,水冲洗的时间不限于以上所限制的时间,只要能够达到出水澄清即可。
S120、在70℃~80℃,采用除焦复合清洗液对全焊板式换热器进行一次清洗,直至一次清洗洗出液的pH值为10~11。
同理,由于壳体压力>板束内压力,步骤S120具体为:
在70℃~80℃,将除焦复合清洗液先注入全焊板式换热器的壳体,再注入全焊板式换热器的板束进行一次清洗,直至一次清洗洗出液(一次清洗后的除焦复合清洗液)的pH值为10~11,先排空板束中的除焦复合清洗液,再排空壳体中的除焦复合清洗液。
优选的,一次清洗的时间为13~15小时。
可以理解,一次清洗的时间不限于以上所限制的时间,只要能够达到一次清洗洗出液的pH值为10~11即可。
S130、采用除盐水对一次清洗洗出液进行一次置换,直至一次置换液的pH值为6~8。
同理,由于壳体压力>板束压力,步骤S130具体为:
将除盐水先注入壳体,再注入板束进行一次置换,直至一次置换液(一次置换后的除盐水)的pH值为6~8,先排空板束中的除盐水,再排空壳体中的除盐水。
优选的,一次置换的时间为10~12小时。
可以理解,一次置换的时间不限于以上所限制的时间,只要能够达到一次置换液的pH值为6~8即可。
S140、在60℃~65℃,采用除氧化铁复合清洗液对全焊板式换热器进行二次清洗,直至二次清洗洗出液中Fe2+和F3+浓度趋向平衡。
同理,由于壳体压力>板束压力,步骤S140具体为:在60℃~65℃,将除氧化铁复合清洗液先注入全焊板式换热器的壳体,再注入全焊板式换热器的板束进行二次清洗,直至二次清洗洗出液(二次清洗后的除氧化铁复合清洗液)中Fe2+和F3+浓度趋向平衡,先排空板束中的除氧化铁复合清洗液,再排空壳体中的除氧化铁复合清洗液。
优选的,二次清洗的时间为13~15小时。
可以理解,二次清洗的时间不限于以上所限制的时间,只要能够达到二次清洗洗出液中Fe2+和F3+浓度趋向平衡即可。
S150、采用除盐水对二次清洗洗出液进行二次置换,直至二次置换液的pH值为6~8。
同理,由于壳体压力>板束压力,步骤S150具体为:
将除盐水先注入壳体,再注入板束进行二次置换,直至二次置换液(二次置换后的除盐水)的pH值为6~8,先排空板束中的除盐水,再排空壳体中的除盐水。
优选的,二次置换的时间为10~12小时。
可以理解,二次置换的时间不限于以上所限制的时间,只要能够达到二次置换液的pH值为6~8即可。
S160、采用氮气对全焊板式换热器进行吹扫,直至无水。
需要说明的是,上述清洗方法对板程和壳程的压力平衡要求十分严格,需按重整装置大型、全焊板式换热器的具体构造设计清洗回路。
在本实施方式中,第一回路为:清洗水箱→清洗泵→循环氢入口→圆柱形壳体→壳体顶部放空口→清洗水箱。
第一回路循环建立正常后再建立第二回路,该第二回路为:清洗水箱→清洗泵→循环氢入口→混合原料出口→反应产物入口→反应产物出口→清洗水箱。
第二回路循环建立正常后再建立第三回路,该第三回路为:清洗水箱→清洗泵→循环氢入口→反应物出口→清洗水箱。
可以理解,在第三回路循环建立正常后,进行上述步骤S110~S160。
上述利用清洗剂清洗全焊板式换热器的方法,始终保持壳体压力>板束内压力,有效避免了板束中的反向压力,避免设备遭受损失。
以下为具体实施例。
实施例1
(1)除焦复合清洗液的制备:在搅拌釜内加入1000kg水,开启搅拌,分别依次加入仲辛基聚氧乙烯醚5kg、脂肪醇聚氧乙烯醚20kg、三聚磷酸钠3kg、六偏磷酸钠3kg和磷酸氢二钠9kg,混合搅拌0.5小时,得到除焦复合清洗液,该除焦复合清洗液为无色粘稠液体。
(2)除氧化铁复合清洗液的制备:在搅拌釜内加入1000kg水,开启搅拌,分别依次加入Lan-826缓蚀剂4kg、乙二胺四乙酸二钠50kg、十二烷基脂肪酸纳12kg,混合搅拌0.5小时,得到除氧化铁复合清洗液,该除氧化铁复合清洗液为淡黄色粘稠液体。
清洗剂包括上述除焦复合清洗液和除氧化铁复合清洗液。
利用上述清洗剂清洗全焊板式换热器,数据分析如表1所示:
表1 利用清洗剂清洗全焊板式换热器各步骤数据分析
全焊板式换热器清洗前后各阶段总传热系数见表2。
表2 利用清洗剂清洗全焊板式换热器前后各阶段总传热系数分析
质量流速kg/s | 比热kJ/kg·℃ | 介质的进出口温度差 ℃ | 传热面积 m<sup>2</sup> | 对数平均温差 | 总传热系数W/m<sup>2</sup>·℃ | |
开工初期数据采集 | 17.44 | X | 388 | A | 29.8 | 227.07·X/A |
清洗前数据采集 | 11.94 | X | 317 | A | 37.3 | 101.47·X/A |
清洗后数据采集 | 13.89 | X | 327 | A | 20.4 | 222.65·X/A |
表2中对数平均温差Lg△tm=(Lg△t1+Lg△t2)/2;表2中假定各阶段介质比热均为X(kJ/kg ℃)。
表2中总传热系数=(质量流速*比热*介质的进出口温度差)/(传热面积*对数平均温差)。
从表2中计算出清洗后总传热系数是清洗前总传热系数的(222.65·X/A)/(101.47·X/A)=2.19(倍)。
从表2中计算出清洗后总传热系数是开工初期总传热系数的(222.65·X/A)/(227.07·X/A)=0.98(倍)。
实施例2
(1)除焦复合清洗液的制备:在搅拌釜内加入1000kg水,开启搅拌,分别依次加入仲辛基聚氧乙烯醚5kg、脂肪醇聚氧乙烯醚20kg、三聚磷酸钠3kg、六偏磷酸钠3kg和磷酸氢二钠9kg,混合搅拌0.5小时,得到除焦复合清洗液,该除焦复合清洗液为无色粘稠液体。
(2)除氧化铁复合清洗液的制备:在搅拌釜内加入1000kg水,开启搅拌,分别依次加入乌洛托品4kg、柠檬酸胺60kg、脂肪醇聚氧乙醚12kg,混合搅拌0.5小时,得到除氧化铁复合清洗液,该除氧化铁复合清洗液为淡黄色粘稠液体。
清洗剂包括上述除焦复合清洗液和除氧化铁复合清洗液。
利用上述清洗剂清洗全焊板式换热器,数据分析如表3所示:
表3 利用清洗剂清洗全焊板式换热器各步骤数据分析
全焊板式换热器清洗前后主要工艺参数对比见表4。
表4 利用清洗剂清洗全焊板式换热器前后主要工艺参数对比
相关参数 | 清洗前 | 清洗后 | 设计值 |
装置负荷 | 100% | 100% | —— |
进料量 | 43t/h | 52t/h | 55t/h |
循环氢量 | 16700nm<sup>3</sup>/h | 17000 nm<sup>3</sup>/h | 18000 nm<sup>3</sup>/h |
板换板程压差 | 145kPa | 43kPa | 45kPa |
板换壳程压差 | 72kPa | 69kPa | 71kPa |
从表4可以看出,清洗前该换热器板程压差偏高严重,清洗后基本恢复到设计值,说明清洗效果良好。进一步表明,该清洗剂及利用其清洗全焊板式换热器的方法,可以明显提高重整装置大型、全焊板式换热器换热效果。
实施例1、2结果表明:清洗前,重整装置大型、全焊板式换热器换热效率变差,板程压差偏高严重,清洗后基本恢复到设计值,说明该清洗剂及利用其清洗全焊板式换热器的方法,可以明显提高重整装置大型、全焊板式换热器换热效果。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种清洗全焊板式换热器的清洗剂,其特征在于,包括除焦复合清洗液和除氧化铁复合
清洗液;
所述除焦复合清洗液,以质量百分含量计,由以下组分组成:
除焦活性剂 0.4%~0.8%;
渗透剂 1%~5%;
除焦剂 1%~3%;及
余量的水;
所述除氧化铁复合清洗液,以质量百分含量计,由以下组分组成:
缓蚀剂 0.3%~1%;
中性络合剂 2%~8%;
除氧化铁活性剂 1%~2%;及
余量的水;
所述除焦活性剂为仲辛基聚氧乙烯醚,所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚,所述除焦剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和磷酸氢二钠的混合物;所述缓蚀剂为Lan-826或乌洛托品,所述中性络合剂为乙二胺四乙酸二钠或柠檬酸胺,所述除氧化铁活性剂为十二烷基脂肪酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。
2.根据权利要求1所述的清洗剂,其特征在于,以质量百分含量计,所述除焦复合清洗液由以下组分组成:
除焦活性剂 0.5%~0.7%;
渗透剂 2%~3%;
除焦剂 1.5%~2%;及
余量的水。
3.根据权利要求1所述的清洗剂,其特征在于,以质量百分含量计,所述除氧化铁清洗液由以下组分组成:
缓蚀剂 0.3%~0.5%;
中性络合剂 5%~6%;
除氧化铁活性剂 1%~2%;及
余量的水。
4.根据权利要求1所述的清洗剂,其特征在于,所述除焦剂中三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和磷酸氢二钠的质量比为1:1:3。
5.一种利用权利要求1所述的清洗剂清洗全焊板式换热器的方法,其特征在于,包括以下步骤:
采用除盐水对全焊板式换热器进行水冲洗,直至出水澄清;
在70℃~80℃,采用除焦复合清洗液对全焊板式换热器进行一次清洗,直至一次清洗洗出液的pH值为10~11;
采用除盐水对所述一次清洗洗出液进行一次置换,直至一次置换液的pH值为6~8;
在60℃~65℃,采用除氧化铁复合清洗液对全焊板式换热器进行二次清洗,直至二次清洗洗出液中Fe2+和Fe3+浓度趋向平衡;
采用除盐水对所述二次清洗洗出液进行二次置换,直至二次置换液的pH值为6~8;
采用氮气对所述全焊板式换热器进行吹扫,直至无水。
6.根据权利要求5所述的利用清洗剂清洗全焊板式换热器的方法,其特征在于,所述水冲洗的时间为10~12小时,所述一次清洗的时间为13~15小时,所述一次置换的时间为10~12小时,所述二次清洗的时间为13~15小时,所述二次置换的时间为10~12小时,所述吹扫的时间为10~12小时。
7.根据权利要求5所述的利用清洗剂清洗全焊板式换热器的方法,其特征在于,采用除盐水对全焊板式换热器进行水冲洗,直至出水澄清的步骤具体为:将除盐水先注入全焊板式换热器的壳体,再注入全焊板式换热器的板束进行水冲洗,直至出水澄清,先排空所述板束中的除盐水,再排空所述壳体中的除盐水;
采用除焦复合清洗液对全焊板式换热器进行一次清洗,直至一次清洗洗出液的pH值为10~11的步骤具体为:将除焦复合清洗液先注入全焊板式换热器的壳体,再注入全焊板式换热器的板束进行一次清洗,直至一次清洗洗出液的pH值为10~11,先排空所述板束中的除焦复合清洗液,再排空所述壳体中的除焦复合清洗液;
采用除盐水对所述一次清洗洗出液进行一次置换,直至一次置换液的pH值为6~8的步骤具体为:将除盐水先注入所述壳体,再注入所述板束进行一次置换,直至一次置换液的pH值为6~8,先排空所述板束中的除盐水,再排空所述壳体中的除盐水;
采用除氧化铁复合清洗液对全焊板式换热器进行二次清洗,直至二次清洗洗出液中Fe2 +和Fe3+浓度趋向平衡的步骤具体为:将除氧化铁复合清洗液先注入全焊板式换热器的壳体,再注入全焊板式换热器的板束进行二次清洗,直至二次清洗洗出液中Fe2+和Fe3+浓度趋向平衡,先排空所述板束中的除氧化铁复合清洗液,再排空所述壳体中的除氧化铁复合清洗液;
采用除盐水对二次清洗洗出液进行二次置换,直至二次置换液的pH值为6~8的步骤具体为:将除盐水先注入所述壳体,再注入所述板束进行二次置换,直至二次置换液的pH值为6~8,先排空所述板束中的除盐水,再排空所述壳体中的除盐水。
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