SU997850A1 - Способ очистки емкости от серусодержащих углеводородных отложений - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к очистке и может быть испольэо вано на предпри ти х газовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. при очистке емкостей и аппаратов, эксплуатируемых в услови х воздействи  серосодержапшх углеводородных продуктов.

Известен способ очистки емкостей, на внутренней поверхности которых имеютс  отложени  пирофорных веществ, например, сульфидов железа, образовавшихс  в результате воздействи  на металлические поверхности серосодержащих углеводородных продуктов, включающий обработку емкости паром (освобождение внутренней поверхности емкости от углеводородных продуктов), заполнение ее водой и последующее снижение уровн  воды со скоростью 0,5-1 м/ч дл  обеспечени  медленного окислени  пирофорных отложений кислородом воздуха по.мере их высыхани  С1,3«

Однако применение указанного способа очистки требует значительных затрат времени, что приводит к длительному простою оборудовани  в ре- , жиме дезактивации пирофорных отложеНИИ и не обеспечивает надежной де ,зактивации отложений, вследствие чего возникает необходимость повторно го проведени  всего комплекса работ,

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу очистки емкости  вл етс  способ, включающий обработку паром, паровоздушную обработку смесью, содержащей. 0,1-2% воздуха, заполнение водой и

10 последующее снижение уровн  воды со скоростью 0,5-1 м/ч дл  обеспечени  медленного окислени  пирофорных отложений по мере их высыхани  t2 .

15

Применение указанного способа обеспечивает более надежное окисление пирофорных отложений за счет об работки паровоздушной «смесью, подаваемой в емкость после прогревани 

20 их паром. Однако подача воздуха после непродолжительной обработки паром (-1 ч), когда в емкости, аппарате содержитс  еще значительное количество серосодерЛаищх углеводо25 родных продуктов, весьма опасна в св зи с высокой взрывоопасностью такого компонента как сероуглерод. Известно , что воспламенение паровозД5ПИНЫХ смесей, содержащих сотые и

30 лаже тыс чные доли процента сероуглеродй , во;-1можно при 100-120°С и даже при .

Кроме того, подача паровоздушной смеси после непродолжительной обработки паром недостаточно эффективна так как в течение первых 10-12 ч обработки паром пирофорные отложени  на внутренних поверхност х оборудовани  еще закрыты слоем углеводородных продуктов, что преп тствует их окислению кислородом воздуха. Поэтому парово&душна  обработка в известном способе недостаточно эффектна и после ее проведени  необходимо выполнение операции, требующей больших затрат времени, а именно, заполнение емкости водой и ее медленный слив с целью обеспечени более полного окислени  пирофорных отложений по мере высыхани .

Целью изобретени   вл етс  сокращение продолжительности процесса очистки.

Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу -очистк емкости от серосодержащих углеводородных отложений, включающему последовательную обработку емкости паром и паровоздушной смесью, обработку паром осуществл ют до удалени  углеводородных продуктов,- а паровоздушную обработку ведут смесью, содержащей 15-50% воздуха, в течение 2,56 часов .

На фиг. 1 изображены кривые температуры саморазогревани  пирофорных сульфидов железа в зависимости от времени контакта с воздухом в исходном состо нии при начальных температурах 20,50 и 80°С (кривые со .ответственно 1-3) и дезактивированных паровоздушной обработкой при проверке активности в тех же услови х с дополнительной продувкой чистым кислородом (кривые 1-3),- на фиг. 2 - крива  зависимости времени дезактивации пирофорных .сульфидов железа от концентрации кислорода в паровоздушной смеси.

Способ реализуетс  следующим образом.

В емкость, подлежащую очистке, подают пар, выдерживают его в емкости в течение 13-15 ч при поддержании посто нной температуры, а затем ввод т паровоздушную смесь, подава  ее непрерывно в течение 2,5-6 ч.

В лабораторных услови х отложени  в виде пирофорных сульфидов железа высокой активности получали путем барботажа сероводородом стабильного газового конденсата при в колбе, содержащей также п ти граммовую навеску окислов железа ел дующего состава, вес.%: окись железа (ij) 15, окись железа (Ш) 85.Част продуктов, полученных при экспозиции -28 ч помещали в герметично закрвающуюс   чейку из инертного материала , пропаривали паром с температурой 110°С дл  удалени  углеводородных продуктов, высушивали в течение 1 часа в токе гели  при 90-95с, охлаждали в среде гели  до 20,50 и 80°С, после чего определ ли их активность путем продувки воздухом с расходом 1 л/мин. Температуру саморазогревани  регистрировали термопарой и самопишущим потенциометром КСП-4. При этом максимальна  температура саморазогревани  пирофорных соединений находилась в интервале 260-310 с, что указывает на их высокую активность.

Одновременно другую часть пирофорных продуктов помещали в аналогичную  чейку, про аривсши в течение 5 ч паром с температурой 110°С дл  удалени  углеводородных продуктов и обрабатывали паровоздушной смесью с температурой 90-ИОс и содержанием воздуха 15% в течение 6 ч, Затем дезактивированные пирофорные соединени  высушивали в течение 1 ч в токе гели  при 90-95°С, и провер ли их активность продувкой воздухом как и в первом случае и, после этого продувкой технически чистым кислородом с расходом 1 л/мин. При этом установлено отсутствие заметного повышени  температуры, что свидетельствует об обеспечении полной дезактивации пирофорных соединений.

Третью часть, полученных указанным способом пирофорных соединений обрабатывали паровоздушной смесью с температурой 120-125°С и содержанием воздуха 50% в течение 2,5 ч.

Заметного повышени  температуры пирофорных соединений в процессе их паровоздушной обработки не наблюдалось . После этого пирофорные соединени  высушивали и провер ли их активность продувкой воздухом и технически чистым кислородом. При этом установлено отсутствие активности, что свидетельствует об .обеспечении надежной дезактивации пирофорных отложений при использовании предлагаемого способа.

Из приведенных результатов исследований видно, что предлагаемый способ обеспечивает надежную дезактивацию пирофорных сульфидов железа во всем исследованном диапазоне температур i При этом экспериментально установлено (фиг, 2, что зона безопасных и наибсхлее экономичных режимов дезактивации расположена в интервале от 3 до 10% кислорода, что соответствует 15-50% воздуха, и от 6 до 2,5 ч продолжительности паро .воздушной обработки соответственно.

Промышленные испытани  способа проводились на аппаратах Д-401 (сепаратор кислых гаэов, объем 18 ,85 м ) и Д-402 (емкость кислой

воды, объем - 2,18 м) установки дл  производства элементарной серы.

Промышленные испытани  проводились с целью определени  степени очистки пирофорных отложений на внутренней поверхности емкостей, аппаратов от покрываю1цих их углеводородных продуктов в зависимости от продо жительности обработки паром, эффективности дезактивации пирофорных отложений при обработке паровоздушной смесью, определени  затрат времени на каждую операцию и общих затрат времени на проведение предлагаемого способа в сравнении с известным.

В ходе промышленных испытаний последовательно производили обработку аппаратов паром в течение 20 ч, вскрытие смотрового люка в аппарате, и отбор проб дл  контрол  активности пирофорных отложений со стенок и дна аппарата, герметизацию смотрового люка и дезактивацию пирофорных отложений в аппаратах путем их окислени  паровоздушной смесью, содержащей nai и воздух в соотношении 2,5:1 (8% кислорода) в течение трех часов вскрытие смотрового люка и отбор проб пирофорных отложений со стенок и дна аппарата дп  контрол  активности .

Кроме этого осуществл ли отбор проб водного конденсата из дренажных коллекторов аппаратов с интервалом 2 ч в течение 20 ч обработки паром и с интервалом 30 мин в течение 3 ч паровоздушной обработки. В пробах водного конденсата определ ли рН, ХПК ( химическое потребление кислорода ), общее содержание железа , свободной серы и недоокисленных серосодержащих окислов. ;

Проведенные промышленные испытани  и выполненные химические анализы позвол ют установить, что освобождение пирофорных отложений от углеводородных продуктов достигаетс  через 13-15 ч обработки паром ( на указанных аппаратах), а последующа  обработка паровоздушной смесью, содержащей , например, 8% кислорода, безопасна и обеспечивает полную дезактивацию пирофорных продуктов.

При лабораторных исследовани х предлагаемого способа использовали пар низкого давлени  с диапазоном 110-130°С и воздух с температурой 21-25 С, а при опытно-промышленной проверке - пар с диапазоном 150 , характерным дл  сетей пара низкого давлени  про1ллшленных предпри тий , и воздух с температурой +530 с , При этом экспериментально вы влено , что колебани  температуры пара и воздухав этих диапазонах не оказывают существенного вли ни  на эффективность паровоздушной обработ .ки. Обработка пирофорных отложений .паровоздушными смес ми, температуры которых наход тс  в интервале 90ЛТО : позвол ет обеспечить в равной степени эффективную дезактивацию пирофорных отложений. Таким обг-азом, температура паровоздушной смеси не вли ет на ход технологического процесса и, соответственно, не взаимосв зана с другими параметрами предлагаемого способа. Это объ сн етс  тем, что хот  активность пирофорных отложений с увеличением температу0 ры и несколько увеличиваетс  (.фиг.), окисление их кислородом воздуха, а следовательно, и дезактиваци  происходит при любой темпегЗатуре окружаювдей среды. Скорость же окислени 

5 ( дезактивации ) пирофорных отложен 1й при осуществлении предлагаемого способа лимитируетс  не температурными услови ми реакции, а скоростью подвода в зону реакции, т.е. к слою

0 пирофорных отложений, окислител  кислорода . В свою очередь, скорость подвода кислорода.в зону реакции определ етс  парциальным содержанием кислорода в паровоздушной смеси 5 или, другими словами, концентрацией воздуха в паровоздушной смеси, подаваемой в емкость. Таким .образом, скорость окислени  пирофорных отложений (, эффективность их дезактива .ции) зависит не от температур ис0 пользуемых агентов или их смесей, а от содержани  воздуха в паровоздушной смеси и длительности процесса обработки, которые в предлагаемом способе определены и предложены с

5 учетом обеспечени  эффективности процесса.

Воспламенение паровоздушной смеси при осуществлении предлагаемого способа невозможно вследствие отсут0 стви  в ней горючих материалов. Однако даже при наличии некоторого количества горючих материалов, нешример при несоблюдении режима пропарки, воспламенение невозможно вследствие, отсутстви  источника зажигани , так

5 как предлагаемый способ предусматривает окисление пирофорных отложений без значительного повышени  иг температуры , что достигаетс  ограниченН1ЛМ содержанием воздуха в паровоздуш0 ной смеси К, соответственно, ограничением скорости реакции окислени  пирофорных отложений до величин, обеспечивающих достаточно малую интенсивность тепловыделени  в процес5 се дезактивации пирофорных отложений.

Указанные пределы содержани  воздуха (кислорода) в паровоздушной смеси и времени паровоздушной обработки определены с учетом обеспечени 

0 эффективности, безопасности и ,Нсщеж-, нести технологического процесса.

Так, верхний предел содержани  воздуха в паровоздушной смеси i50%) определен из соображений обеспече5 ни  безопасности процесса как предельна  величина, при которой дезактиваци  паровоздушной смесью происходит без заметного увеличени  температуры пирофорных отложений за весь период обработки. Нижний предел содержани  воздуха в паровоздушной смеси (15%) определен из соображений эффективности и надежности процесса как на.чальный предел, при котором обеспечиваетс  полна  дезактиваци  пирофорных отложений. При этом достижением полной дезактивации считали отсутствие зс1метного повышени  температуры при взаимодействии дезактивированных паровоздушной смесью пирофорных отложений с технически чистым кислородом при 20-80°С.

Пределы времени паровоздушной обработки определены экспериментально дл  всего интервала содержани  воздуха в паровоздушной смеси как величины , при которых достигаетс  надеж на  дезактиваци  пирофорных отложений , причем верхний предел времени обработки соответствует нижнему пределу содержани  воздуха в паровоздушной смеси и наоборот. Минимальное врем , необходимое дл  паровоздушJ ной обработки при содержании возду-ха в паровоздушной смеси между верхним и нижним пределами, может быть определено (фиг. 2) либо с меньшей точностью, но без ущерба дл  бе эпасности и эффективности способа пр мой экстропол цией.

Экспериментальными исследовани ми установлено, что предлагаемый способ подготовки оборудовани  к очистке и ремонту позвол ет в сравнении

5 с известным сократить количество подготовительных операций и общие Затраты времени на их проведение. Затраты времени на выполнение подготовительных операций по известному

0 и предлагаемому способам на примере аппарата Д-401 приведены в таблице.

Обработка паром

Паровоздушна  обработка

Заполнение аппарата водой и ее медленный слий

Использование предлагаемого способа очистки емкости обеспечивает сокращение продолжительности просто  оборудовани  в режиме дезактивации пирофорных отложений, значительное сокращение расхода технической воды и снижение вредного воздействи  загр зненных прок лшленных стоков на окружающую среду.

Claims (2)

1.Справо- ник по охране труда и технике безопасности в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промыш0 ленности. Новые и пересмотренные правила, нормативы и инструкции. М.,,Хими , 1976, с.78-94.

2.эстрин Р.Я. Техника безопасности в газовом хоз йстве.Изд.2-е М., Недра, 1972, с. 216-217.

10

%

tf I

«6

брем  дезактивации

Фиг.2