1 清洗的范围

　　从裂解炉开始的乙烯生产装置的主体或关键部分的反应器 、 容器塔器 、 换热器 、 管线都是清洗的主要对象,同时为之配套的高、 低压蒸汽系统、高压氧气系统 、 高压氮气系统 、 循环冷却水系统、开工锅炉和原料气 、 中间产品 、 最终产品储存系统、外输系统 ,以及与之配套的电力锅炉和蒸汽系统也是清洗的主要对象 。

　　2 清洗的重要性和必要性

　　大型乙烯成套装置在加工制造 、 包装运输、安装组合和存放待用的各个环节中, 都难免产生各种类型的污染物,如油污 、 铁锈、 铁鳞、 焊渣、泥土 、 砂粒 、 灰尘等 。对碳钢设备而言 ,污染物的覆盖面大于 95%。

　　2. 1 乙烯生产工艺的要求

　　乙烯生产设备的开车前清洗 ,是达到满负荷生产工艺设计的要求 、 创造良好的开车生产条件、保证投料开车和生产顺利进行的必要手段。催化反应是乙烯生产中常见的重要工艺过程, 催化反应依靠的催化剂是一种具有独特反应选择性的特殊物质, 价格昂贵。大多数催化剂极易因污染物( 金属离子、氯离子、有机官能团等) 的作用 , 使催化剂催化活性降低甚至使其丧失反应活性, 导致 “催化剂中毒 ”。 “催化剂中毒”将使乙烯装置生产效率降低 ,或者无法进行 。另外 ,污染物中的 F e3+ 、 氯离子、有机官能团等还能使吸附剂或解吸剂失效 ,使吸附工艺无法正常进行 。开车前乙烯生产系统内存在污染物, 还严重影响分馏工艺的正常进行 。例如分馏塔内若存在油脂、铁锈等污物,将造成浮阀塔浮阀失灵、 筛板塔筛孔堵塞、溶剂变稠变粘、 溶剂夹带量增加、塔底液面不稳定等

　　现象, 使分馏塔操作效率下降 ,甚至造成 “泛塔 ”、“冲塔 ”而导致停车。苯乙烯 、 丁二烯和氨基甲酸乙酯等生产装置, 附着在其中的锈蚀产物会吸收水分 ,造成干燥困难, 产品难以达到露点要求 ,延长了开车试生产时间 。

　　乙烯生产需要消耗大量的能量, 为减少总的能量消耗, 在生产过程中采用了串级重沸作业技术工艺,实施了大量的热联合 。这就要求整个生产过程的所有设备和装置的传热效率良好 , 如果装置内附着锈垢 、 油脂或其他污染物 ,将使废热锅炉 、 塔器、 换热器、再沸器等换热面的热传导效率大幅劣变, 系统热损失增大, 总能量不能满足生产工艺设计需要 ,影响开车生产, 使生产效率下降 。同时,附着在乙烯生产装置中的锈垢 、 油脂 、 焊渣以及尘土,在投料开车生产过程中随物料和介质流动转移,不断汇集于过滤器等处,使过滤器频繁堵塞 ,也将影响开车生产的顺利进行。

　　2. 2 消除安全隐患,延长设备寿命

　　实施开车前清洗 , 是杜绝乙烯投料开车生产事故 ,消除安全隐患 , 延长生产装置使用寿命的有效手段 。乙烯生产过程中有数量较多的工艺气压缩机 ,工艺气一般易燃、 易爆, 当工艺气管道、压缩机内附着铁锈 、 油脂,开车后可能引起爆炸 、燃烧等重大安全事故 。例如高压氧气管道、 氧器压缩机对内表面的含油量要求极高 。许多转动设备,它们工作时承载大、 转速高 ,在这些转动设备上附着污垢,会破坏其动平衡使设备出现偏振, 给投料开车造成安全隐患 。

　　2. 3 节约能源、降低污染

　　实施开车前清洗是节约能源 、 降低污染的重要手段 。早期的石化装置 ,其蒸汽管线一般只采用蒸汽吹扫的方法,这种方法可以吹除残存在管道内的轧制鳞片 、 锈皮 、 焊渣等 ,但不能彻底吹除管道内的铁锈。蒸汽吹扫时一般按照主管、支管分次吹扫 、 反复吹扫直至打靶合格 。吹扫步骤一般是: 预热 、 恒温 、 第一次吹扫 ,降温、升温、恒温 、第二次吹扫, 如此反复, 这就决定了蒸汽吹扫的时间较长, 甚至需要一个月的时间,如遇到蒸汽量不足、管线过于复杂等原因 ,吹扫时间可能会更长 。而且蒸汽吹扫时, 会产生很强的噪音污染 ,有时高达 200 ～ 300 d B , 给现场施工造成严重影响 ,伤害现场人员的身心健康, 不符合 H S E 的要求。吹扫时带出的污物也会造成很大的大气污染。如某装置的高压蒸汽管线 ,采用蒸汽吹扫约 27 d才打靶合格 ,消耗蒸汽 9 720 t , 化学清洗后的管线经过短时间的蒸汽吹扫之后, 打靶即合格 ,消耗蒸汽量仅为 720 t 。多消耗的蒸汽 9 000 t , 以每吨蒸汽 138元计, 能节约蒸汽费用一百多万元。清洗具有除污彻底 、清洗时间短、效率高、质量优 、 不产生噪音污染等特点, 同样的工作量是蒸汽吹扫时间的 1/6, 甚至更短 。

　　3 清洗的特点和难点分析

　　大型成套装置的化学清洗 , 具有许多独特的特点 : 例如管道 、 设备构造和布局的特殊性; 金属材质的复杂性 ; 设备高低位差大 ,死角多; 装置总容积大、清洗药剂耗量高,人工加药劳动强度大 ; 配药过程中设备等受酸液浸蚀时间长; 清洗后如不立即投入运行容易返锈等。

　　3. 1 清洗方法的多样性

　　乙烯装置清洗范围大、设备和管线多 、 材质复杂,各系统的清洗要求也不尽相同, 因此不同的系统就要采用不同的清洗方法和清洗工艺。

　　1) 对于重要设备需要进行要求严格的全套化学清洗: 水冲洗 ※ 除油脱脂※水冲洗※酸洗 ※ 漂洗※钝化 ※ 净风吹扫 ※装置投产前的防锈处理 ( 或干燥处理 ) 。例如丁二烯全套装置的清洗工艺要求为: 水冲洗 ※ 除油脱脂※水冲洗 ※酸洗※漂洗 ※钝化 ※净风吹扫※复位 ※装置投产前的二次钝化处理 ( 目的是除氧) 。

　　2) 对于高压氧气系统, 则工作重点是除油脱脂,清洗工艺要求非常严格,为此应采用强力除油配方和相配套的酸洗钝化工艺,清洗后要求用波长为 320 ～380 n m的紫外光检查清洗表面 , 达到无荧光方为合格 。

　　3) 对于 O S B L 系统的工艺管线分不同用途采用不同的清洗工艺, 不锈钢部分一般采用除油工艺即可 ,对碳钢部分则需要: 水冲洗 ※除油脱脂 ※水冲洗※酸洗 ※ 漂洗※钝化 ※ 净风吹扫清洗工艺

　　4) 对于部分不锈钢容器和管线则只采用工作压力为 50 ～ 80 M P a 的高压水射流清洗。部分大型不锈钢容器则需要采用化学除油剂配合洗舱机 , 在 2 ～ 6M P a 的压力条件下进行喷淋清洗。

　　5) 对于某些特殊的设备 , 如无法加热的大型碳钢储罐 ,则选用除油除锈钝化三步合一的清洗剂实施清洗更为有效。

　　6) 对于无法排液地下管线系统则采用除油除锈两步合一的连续推进清洗剂及清洗工艺, 可以达到最佳清洗效果 。

　　7) 对于长距离大容积的外输管线系统应采用P I G 清洗技术和化学清洗技术相结合的清管列车技术清洗 ,具有省时 、 省料、 效果好 、 废液少等很多优点 。

　　8) 对于汽轮机叶轮等油污重 、面积小 、结构复杂 ,清洗质量要求高的设备, 采用绿色环保的干冰清洗技术进行清洗具有很多优越性。

　　3. 2 清洗工艺的复杂性大型乙烯装置的管线错综复杂、回路繁多、死区多 、 容积大、材质变化大、 液位差别大 ,流速变化大 ,极易发生短路和重洗现象,因此在清洗系统的设计和施工中, 必须重视清洗工艺的复杂性, 从而保证各回路的所有管线既不漏洗、也不重洗, 达到均匀一致的良好的清洗效果。

　　3. 3 清洗工作强度高 、 废液处理工作量大乙烯装置开车前化学清洗时 ,大容积系统是非常常见的 ,几百或几千立方米的系统比比皆是, 清洗原材料的用量一般为数百吨 ,药剂的存放和使用危险性高 ,劳动强度大 ,清洗后产生的清洗废液量多 。所以合理设计清洗系统 、 废水回收利用系统、 废水处理排放系统,对降低清洗劳动强度、 节约清洗成本意义重大。

　　3. 4 Q H S E 的要求非常严格近年来建设的大型乙烯装置一般是中外合作项目 ,项目预评价之初, 就对 Q H S E 方面的内容提出了很高的要求 ,作业现场对质量、健康、安全、环境的管理必须一丝不苟地做到位 ,并且要求有相应的管理体系和切实可行的管理办法。清洗过程中的各种工作都会在业主或外方技术人员的监控下完成, Q H S E 管理工作必须步步为营 ,一步一个脚印 ,在安全、环保、高质量地完成清洗工作的同时, 留下一整套的可追溯的记录资料 。同时在清洗大型乙烯装置时 ,会出现很多与传统清洗不同的问题, 发生很多 H S E 方面的支出 ,在报价时应充分考虑到并计入其中。尤其是开车前清洗时, 一般厂方的废水处理系统尚未建成投用,各种清洗废水必须用管线或汽车运至具有处理资格的污水处理厂处理排放 ,其运输费用和废水处理费用也应充分考虑。

　　3. 5 语言沟通问题

　　近年来建设的大型乙烯装置一般是中外资合作项目,一般施工现场及工程管理人员很多都是外方工作人员 ,这就要求我们清洗队伍提交的所有文件、资料和记录必须是英文或中英文对照版本 。厂方给我们的资料和图纸同样也是英文, 清洗期间的双方沟通采用的通用语言也是英文, 与甲方的来往邮件、传真等都是英文 。国内清洗行业从业人员的特点是平均受教育水平较低 ,用外语沟通对大多数清洗人员来说是一大障碍 ,有时语言障碍会直接影响清洗工作的顺利进行甚至无法进行, 成为清洗工程施工的瓶颈问题 ,应引起行业人士的高度重视 |

　　四川翔光清洗技术部