浅析石化设备油垢焦垢化学清洗技术

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1、石化设备油垢焦垢化学清洗技术分析石油化工生产中主要是炼油生产常减压蒸馏装置及其深度加工的后续装置，如乙烯裂解、催化裂化、延迟焦化、芳烃联合、加氢精制等装置的较多设备会积聚和生成油垢焦垢.化纤生产中某些炉子与管道由于接触热媒油也会产生油垢焦垢.化肥生产中某些炉子、换热器、塔器同样存在油垢焦垢.甚至一些压缩机采用润滑油因泄漏也会产生油垢.还有原油罐沉积淤垢及输油管道壁粘附油垢等.因而石化生产中普遍存在油垢焦垢问题.油垢焦垢可使管壁热阻增加，生产过程能耗增加，设备寿命缩短，垢层也使设备内径变小，物料流动压降增大，收率降低，

2、操作周期缩短，严重影响生产，为此必须进行清洗除垢.由于设备工艺条件千差万别，导致结垢情况也不尽一致，因而应根据设备不同结垢情况，采用不同的清洗方法与工艺. 1．油垢类型与形成原因石化生产由于采用原油为原料，其主要成分为烃(w=98%)，还有少量含氮、硫、氧等化合物.通过常减压蒸馏生成汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡与沥青等.对煤柴油进行热裂解生成烯烃，随后进行去氢、聚合、加成、异构化、烷基化等工艺反应，生产出化工、化纤、化肥、塑料、橡胶等多种产品.在这些生产过程中，设备与管道难免会生成与积聚各类油垢，由于处于不同生产装

3、置与不同工艺环境，从常温至高温，故形成不同类型油垢.这里统称“油垢”，实际上根据形态与组成可分为轻油垢、重油垢、胶油垢、焦油垢、焦碳垢、含硫化铁油垢、含催化剂油垢等.油垢主要由蜡质、胶质、焦质、沥青、碳化物、炭分、硫化铁、氧化铁、无机盐、有机聚合物、催化剂等组成.根据上述组成配比的不同，形成不同类型的油垢，油垢属憎水型有机混合物膜状污垢.1.1轻油垢轻油垢指金属表面上附着一层较薄的油脂与蜡膜，并混有少量其它杂质与灰尘，一般是在低温(＜100℃)下形成的.如新设备内壁制造后涂刷了防锈油膏，投运前安放在外氧化而形成轻油

4、垢.1.2重油垢重油垢指金属表面上有一层附着力强的渣油蜡油层，其中含有一些焦油沥青，并混有一些其它杂质，一般是在100～300*!℃时形成的.1.3胶油垢胶油垢指附着力较强的高分子粘结体油垢，既含有焦油沥青，又含有较多的有机聚合物.某些胶油垢有弹性.这是在高温条件(100～300℃)下的烷烃、烯烃、芳烃与氧发生反应，生成游离基聚合母体，并进一步聚合缩合，生成结构复杂的高分子胶体，粘结于设备表面.1.4焦油垢焦油垢指附着力强的结焦与碳化的油垢，大部分是焦质与沥青，并含有少量有机聚合物与腐蚀产物.这是在高温(200～40

5、0℃)条件下或在冷却冷凝时，烷烃烯烃发生自聚环化，并逐步脱氢缩合，由低级芳烃转化为多环芳烃，进而转化为稠环芳烃，由液状焦油转化为固体沥青，并进而形成焦垢；或在工艺物料中的自由基(甲基、乙基与苯基)与烯炔自身聚合成微粒，反应生成多环芳烃，再进一步脱氢缩合而形成结焦.1.5焦碳垢焦碳垢指金属器壁上有一层附着力很强的积炭，这是在更高温度(＞400℃)下，上述通过脱氢缩合的焦油垢继续脱氢缩合，逐步石墨化，从疏松的积炭，逐步转化成较硬的碳垢.当然设备表面上由于Fe、Ni离子起催化作用，可先生成金属碳化物，再逐步转变成焦垢与碳垢

6、.1.6含硫化铁油垢随着采用原油含硫量增加，物料中硫化氢、硫醇在一定条件下与钢铁器壁发生腐蚀反应生成硫化铁.这些硫化铁针对不同设备不同环境可分别与轻油、重油、蜡油、焦油混杂一起，形成含硫油垢. 1.7含催化剂油垢炼油及后续深加工生产过程中均需要油浆中加入催化剂，催化剂能促进聚合反应进行，并在设备表面上聚合沉积粘稠状油垢.另外，由催化剂微粒形成的沉积物，也可在热交换过程中在管壁上形成焦油垢.实际上石化装置不同设备中生成的油垢，并不总是上述单一类型油垢，很多是两种以上类型油垢组成，如高温换热器管壁外层是重油垢，中层是焦油

7、垢，内层是焦碳垢.如需进行多层次清洗，就会给制定清洗工艺增加困难.2．化学清洗剂选用根据被清洗设备结构及所生成的油垢情况，可以选用物理清洗与化学清洗，本文重点讨论化学清洗.2.1碱性水溶液常用碱性物有氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠与硅酸钠等，一般有几种碱性物组成碱性清洗剂.但碱性清洗剂对动植物油起皂化反应清除能力好，而除硅酸钠外对矿物油清除能力大多较差，因而常作传统的日用除油剂，工业上仅用于一般脱脂.碱性清洗剂价格便宜，缺点是强碱会使机械部件受到损伤，有色金属部件只能使用硅酸钠等配成的水溶液.2.2有机溶剂常用石油类溶剂、

8、卤代烃溶剂与醇类溶剂等，靠对油类较强的溶解反应以清除重油垢、焦油垢与焦碳垢.低沸点石油类溶剂汽油对矿物油垢溶解性好，但易燃，应用受到限制，高沸点石油类溶剂煤油、柴油对矿物油垢清洗力稍差，但价廉、不易燃，应用较广.卤代烃四氯化碳、三氯乙烯等，不燃或难燃，但易挥发且有毒，因对油垢溶解力大，脱脂力比石油溶剂强10倍，虽价贵，但仍有应用.氯氟烃对大气臭