JP2982527B2 - 石油精製装置の化学洗浄方法 - Google Patents
石油精製装置の化学洗浄方法Info
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Description
る硫化鉄系スケールを溶解除去する方法に関するもので
ある。
高圧下、かつ大量の水素の存在下に触媒と接触させて、
分解と水素化を行う水素化分解装置、あるいは水素化に
より脱硫その他の反応を行う水素化脱硫装置およびその
他の水素化精製装置のように、水素の存在下に種々の処
理を行う水素化処理装置が設けられている。また、改質
その他の反応を行う接触改質装置等もある。
主体とするスケールが発生する。水素化処理装置には、
反応塔から流出する炭化水素で原料油を加熱するため、
あるいはその他の目的で、熱交換器が設けられている
が、特にこれらの熱交換器におけるスケールの発生は著
しい。このようなスケールが発生すると、流路が狭くな
るほか、熱交換器では熱交換効率が悪化するため、スケ
ールを除去する必要がある。
ェット洗浄法がある。この方法は例えば熱交換器のチュ
ーブバンドルを抜出し、チューブ内外面を対象に高圧水
によりジェット洗浄を行う方法であり、いわば物理洗浄
法である。
処理装置に発生する硫化鉄系スケールは硬質であるた
め、高圧ジェット洗浄法では剥離しにくい。また熱交換
器のチューブバンドルには、チューブの配列がちどり構
造の配列となっているものもあるため、管群の内部まで
ジェット流が到達せず、物理洗浄ではスケールを十分に
除去することができないという問題点がある。
酸等の無機酸、あるいはクエン酸等の有機酸を用いた化
学洗浄が採用されているが、このような化学洗浄を硫化
鉄系スケールの除去に適用すると、塩酸を用いる場合
は、スケール中に含まれるすべての硫化物による有毒な
硫化水素が発生するとともに、塩化物イオンによるオー
ステナイト系ステンレス鋼の応力腐食割れが発生する。
またスルファミン酸や有機酸を用いる場合は、スケール
の溶解が悪いなどの問題点がある。
食割れの発生を招くことなく、管群内部に至るまで硫化
鉄系スケールを効率よく除去することができる石油精製
装置の化学洗浄方法を提案することである。
置の化学洗浄方法である。 (1) 石油精製装置に付着する2層構造を有するスケ
ールを、5〜20重量%硝酸水溶液と温度20〜70℃
で4〜10時間接触させて、硝酸洗浄により外層の硫化
鉄系スケールを溶解除去し、外層のスケールが溶解した
段階で硝酸洗浄を終了させ、内層の鉄−クロム酸化物系
スケールの少なくとも一部を残留させることを特徴とす
る石油精製装置の化学洗浄方法。 (2) 石油精製装置に付着する2層構造を有するスケ
ールを、アルカリと接触させて油分を除去したのち、5
〜20重量%硝酸水溶液と温度20〜70℃で4〜10
時間接触させて、硝酸洗浄により外層の硫化鉄系スケー
ルを溶解除去し、外層のスケールが溶解した段階で硝酸
洗浄を終了させ、内層の鉄−クロム酸化物系スケールの
少なくとも一部を残留させることを特徴とする石油精製
装置の化学洗浄方法。
素化処理装置は、水素化分解装置、水素化脱硫装置、そ
の他の水素化精製装置および改質装置など、水素の存在
下に種々の処理を行う装置である。このような水素化処
理装置では、水素の存在下に処理が行われるため、還元
雰囲気となって硫化鉄を主体とする硫化鉄系スケールが
生成する。特に熱交換器におけるスケールの生成が著し
く、反応塔から流出する炭化水素で原料油を加熱する熱
交換器では、内外両面にスケールが生成する。
ステナイト鋼材を中心とするステンレス鋼が用いられて
おり、これらに付着するスケールは硫化鉄系で、2層構
造を有する。その内層は鉄−クロム硫化物を主体とし、
鉄−クロム酸化物その他を含み、約90μmの厚さに達
する。また外層は硫化鉄を主体とし、硫化ニッケルその
他を含み、約200μmの厚さに達する。このうち内層
は成分が構成材に起因しており、熱阻害は少なく、保護
皮膜として作用するため除去する必要はない。これに対
して外層は原料油に含まれる不純物に起因し、熱阻害が
大きいため、溶解除去の対象となる。
化鉄系スケールを硝酸と接触させて、外層の硫化鉄を主
体とするスケールを溶解除去する。内層は溶解させずに
残留させるが、均一であれば部分的に内層を溶解除去し
てもよい。
立ってアルカリ洗浄により、表面に付着した油分その他
の汚れを除去するのが好ましく、これにより硝酸洗浄に
よるスケール除去効果を高めることができる。また酸洗
浄後、中和処理その他の後処理を行うことができる。
ム、炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、これらの混合
液などが使用でき、油分等の濃度に応じて、0.05〜
1重量%の濃度で使用することができる。アルカリ洗浄
液には、膨潤剤、界面活性剤、その他の補助剤を添加す
ることができる。
応じて5〜20重量%の濃度で使用することができる。
この硝酸洗浄液には、必要に応じて、他の酸、腐食抑制
剤、界面活性剤、その他の補助剤を添加することができ
る。
ル付着部分をアルカリ洗浄液と接触させる。洗浄対象が
熱交換器に限定される場合は、チューブバンドルを抜出
して、仮設溶解槽内に設置し、チューブ内面および外面
にアルカリ洗浄液が接触するように液を循環攪拌して、
油分その他の不純物を溶解除去する。このときの温度は
40〜90℃、好ましくは60〜80℃、洗浄時間は1
〜12時間、好ましくは6〜8時間とするのが適当であ
る。
し、必要により水洗を行った後、硝酸洗浄液と接触させ
る。このとき洗浄部分は密閉構造とし、発生するガスを
抜出してガス処理装置で処理するのが好ましい。熱交換
器の場合は、抜出したチューブバンドルを浸漬する仮設
溶解槽にカバーを設け、チューブ内外面に洗浄液を接触
させて循環攪拌し、発生ガスをガス処理装置に導くよう
にする。
ましくは40〜60℃、洗浄時間は4〜10時間、好ま
しくは6〜8時間とするのが適当である。硫化鉄系スケ
ールと硝酸の反応は、硝酸濃度と温度、特に温度に影響
されるため、所定濃度の洗浄剤を注入して低温で洗浄を
行った後、酸濃度の低下に応じて温度を上昇させ、反応
速度をほぼ一定に保つことができる。例えば温度を20
℃→40℃→60℃のように段階的に上昇させることに
より、反応速度を調整し、スケール溶出量を常に一定に
することができる。これにより高濃度、高温による急激
な反応が抑えられるため、内層スケールの溶解および硫
化水素ガスの発生を抑えることができる。
する硫化鉄および硫化ニッケルその他の硫化物は硝酸に
溶解する。このとき生成するイオウイオンは硝酸によっ
て酸化されて硫酸イオンが生成し、有毒な硫化水素ガス
はほとんど発生しない。反応条件によっては、若干の硫
化水素ガスまたはNO2ガスが発生する場合があるが、
これらはガス処理装置に導いて除去される。ガス処理装
置としては、これらのガスを吸収、吸着または分解する
小容量装置が用いられる。
ケールに相当する量に達した時点、または予め実験によ
り設定した外層スケールが溶解する時間を経過した時点
で、硝酸洗浄を終了させ、洗浄液を排出する。その後必
要により水洗を行った後、中和処理を行う。中和処理は
水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウム
等のアルカリの0.1〜1重量%の水溶液を、接触させ
ることにより行う。さらに管群内部に未溶解の外層スケ
ールが残留している場合は、高圧ジェット洗浄等により
除去することができる。
の外層スケールは除去されて、熱交換効率は回復する。
そして内層スケールが残留しているため、以後の運転に
おける保護皮膜として作用し、熱交換器等の基材の腐食
は抑えられ、スケールの成長速度は低くなる。
て硫化鉄系スケールが付着するすべての部分に適用する
ことができるが、特に熱交換器の化学洗浄に適してい
る。
例中、%は言及しない限り重量%である。 実施例1 鉄−クロム硫化物および鉄−クロム酸化物を含む厚さ9
0μmの内層スケールと、硫化鉄および硫化ニッケルを
含む厚さ200μmの外層スケールとが形成されたSU
S材製の熱交換器チューブを、石油精製装置の水素化処
理装置から切出し、これを試料としてアルカリ洗浄およ
び硝酸洗浄を行った。
%、炭酸ナトリウム0.1%、膨潤剤スウエリンM(栗
田エンジニアリング(株)製、登録商標)0.1%の水
溶液を洗浄液として用い、60℃で6時間、洗浄液を循
環して洗浄を行った。その結果、22mg/lの油分が
溶出した。
洗浄液として用い、40℃で2時間、50℃で2時間、
60℃で4時間段階的に昇温して、洗浄液を循環して洗
浄を行った。その結果、温度上昇とともに、溶出鉄イオ
ンの増加および外層スケールの剥離傾向が見られ、6〜
8時間で外層スケールは完全に溶解、剥離して除去され
た。内層スケールは、金属顕微鏡観察の結果、最初90
μmのものが30μm残留していた。
304試験片を浸漬した腐食試験の結果は、いずれも
0.01mg/cm2の低い腐食減量であり、外観も金
属光沢を呈していた。また硝酸洗浄中、発生ガスとして
はH2Sは認められず、わずかにNO2臭があった。洗浄
液中には硫酸イオンが認められた。
洗浄を行った場合は、油分が除去されず、スケール除去
状態も悪かったが、スケール除去率は20面積%であっ
た。
塩酸5%水溶液、60℃、6時間(比較例1)、クエン
酸2%およびヒドロキシ酢酸2%水溶液、85℃、6時
間(比較例2)、スルファミン酸10%水溶液、60
℃、6時間(比較例3)、硫酸5%水溶液、60℃、6
時間(比較例4)に変更し、同様に試験した。
ールが完全に溶解、剥離して除去されたが、比較例2〜
4では溶解反応はほとんど起こらず、スケールは除去で
きなかった。SUS 321試験片を用いた腐食試験の
結果は、比較例1では腐食減量は0.88mg/cm2
と比較的小さかったが、試験片が黒化していた。比較例
2では0.09mg/cm2、比較例3では0.20m
g/cm2、比較例4では0.11mg/cm2であっ
た。発生ガスは、比較例1では多量のH2Sが発生し
た。比較例2〜4ではH2Sの発生は認められなかっ
た。
す。
は、比較例1の塩酸洗浄よりも酸化還元電位(ORP)
が高いため、イオウイオンが硫酸イオンまで酸化される
ためH 2Sが発生せず、外層スケールが効率よく除去で
き、基材の腐食も少ないことがわかる。
洗浄方法は、2層構造を有するスケールを硝酸水溶液と
接触させて硝酸洗浄することにより外層の硫化鉄系スケ
ールを溶解除去するため、硫化水素ガスの発生や応力腐
食割れの発生を招くことなく、管群内部に至るまで効率
よくスケールを溶解除去することができ、基材の腐食も
少ない。そして外層のスケールが溶解した段階で硝酸洗
浄を終了させ、内層の鉄−クロム酸化物系スケールの少
なくとも一部を残留させるため、以後の運転における保
護皮膜として作用し、熱交換器等の基材の腐食は抑えら
れ、スケールの成長速度は低くなる。
浄方法によれば、アルカリ洗浄後に硝酸洗浄を行うた
め、予め油分その他の不純物を除去して、スケール除去
効果を高めることができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 石油精製装置に付着する2層構造を有す
るスケールを、5〜20重量%硝酸水溶液と温度20〜
70℃で4〜10時間接触させて、硝酸洗浄により外層
の硫化鉄系スケールを溶解除去し、外層のスケールが溶
解した段階で硝酸洗浄を終了させ、内層の鉄−クロム酸
化物系スケールの少なくとも一部を残留させることを特
徴とする石油精製装置の化学洗浄方法。 - 【請求項2】 石油精製装置に付着する2層構造を有す
るスケールを、アルカリと接触させて油分を除去したの
ち、5〜20重量%硝酸水溶液と温度20〜70℃で4
〜10時間接触させて、硝酸洗浄により外層の硫化鉄系
スケールを溶解除去し、外層のスケールが溶解した段階
で硝酸洗浄を終了させ、内層の鉄−クロム酸化物系スケ
ールの少なくとも一部を残留させることを特徴とする石
油精製装置の化学洗浄方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4334707A JP2982527B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 石油精製装置の化学洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4334707A JP2982527B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 石油精製装置の化学洗浄方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06212172A JPH06212172A (ja) | 1994-08-02 |
JP2982527B2 true JP2982527B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=18280319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4334707A Expired - Lifetime JP2982527B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 石油精製装置の化学洗浄方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (4)
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---|---|---|---|---|
JP5246908B2 (ja) * | 2006-05-18 | 2013-07-24 | 伯東株式会社 | デポジット洗浄方法 |
JP5904703B2 (ja) | 2010-08-19 | 2016-04-20 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 反応器の洗浄方法 |
JP5907047B2 (ja) * | 2012-11-20 | 2016-04-20 | 栗田エンジニアリング株式会社 | 有機付着物の除去方法 |
JP2017109154A (ja) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | ソフタード工業株式会社 | アスファルトタンクの洗浄方法及び洗浄装置 |
-
1992
- 1992-12-15 JP JP4334707A patent/JP2982527B2/ja not_active Expired - Lifetime
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