循环水管网分系统清洗预膜工艺探讨

循环水管网分系统清洗预膜工艺探讨摘要：我厂第Ⅰ循环水系统包括I催循环水系统和I常循环水系统两部分，前者分别向I催化裂化、气体分离等生产装置提供循环水冷却水；后者向I常压减压分馏、二联合等装置供水。考虑对循环水水质的控制；两部分循环水可以联通运行也可以分开运行。关键字：清洗预膜循环水水质前言我厂第Ⅰ循循环水系统包包括I催循环水系系统和I常循环水系系统两部分，前前者分别向I催化裂化、气气体分离等生生产装置提供供循环水冷却却水；后者向向I常压减压分分馏、二联合合等装置供水水。考虑对循循环水水质的的控制；两部部分循环水可可以联通运行行也可以分开开运行。I催化裂化装装置按计划于于1999年9月中旬完成成了装置检修修工作，历时时40天。其循环环水系统换热热器管束在经经过机械清洗洗后，长时间间裸露在空气气中，表面覆覆盖了一层厚厚薄不一的氧氧化膜及锈垢垢。为有效防防止I催化裂化装装置开工运行行后该循环水水系统水冷器器迅速产生腐腐蚀或结垢，我我们采用了分分系统清洗、预预膜方式，单单独对I催循环水系系统进行了冷冷态预膜，取取得了较好的的成膜效果，为I催循环水系统长周期平稳运行创造了良好的前提条件。与此同时，I催循环水系统的清洗预膜未影响I常压减压分馏等装置的正常运行。第1循环水系统实现了两个子系统清洗预膜与正常运行同步进行的目标。1清洗预膜的的作用机理1.1化学清清洗化学学清洗由清洗洗剥离与酸洗洗两个过程组组成，由于I催循环水系系统管路及已已进行过机械械清洗的换热热器管束内壁壁多为铁锈及及残垢，故只只需采用酸洗洗，即通过无无机酸或有机机酸与铁锈及及钙垢发生化化学反应，将将Fe2O3、Fe3O4或CaCO3等物质去除除。常用的酸酸有盐酸、硫硫酸、硝酸、柠柠檬酸、氨基基磺酸等。11.2预膜酸洗结束后后，管道及换换器管束呈现现出金属本色色，这种状态态极易发生腐腐蚀。应立即即投加具有缓缓蚀效果的预预膜剂，易与与水中的两价价金属离子(如Ca2+、Mg2+、Zn2+)等形成络合合物(反应方程式式见下)，发生电沉沉积过程而形形成沉淀性保保护膜，均匀匀地覆盖在金金属表面，从从而将冷却水水中具有腐蚀蚀性的离子与与金属表面隔隔开，阻止腐腐蚀的发生。同同时，预膜后后，还可控制制结垢的增长长，以避免导导致垢下腐蚀蚀。常用的预预膜剂有无机机磷和有机磷磷两大类。2Na5P3O10+5Caa2+→Ca5(P3O10)2+10Naa+Ca5(P3O10)2+3Na5P3O10→5Na3CaP3O102清洗预膜方方案的选择2.1第I循循环水系统的的特点我我厂第I循环水系统统设计处理能能力为125000t／hr，由上述两两个子系统组组成，两个子子系统间设连连通阀。在所所有生产装置置投入正常运运行的工况下下，第I循环水系统统采用混和运运行方式供、回回水，即将两两个子系统间间供水、回水水母管及吸水水井之间的联联通阀打开，以以便合理分酝酝装置回水的的热负荷，充充分发挥凉水水塔的热交换换效率，达到到降低出水温温度的目的。2.2预膜方案的确定根据第I循环水系统的特点，对I催循环水系统的清洗预膜可以采用以下两种方案：一是不停车热态法清洗预膜；二是分系统运行，单独对I催循环水系统进行冷态法清洗、预膜。热态法预膜的优点是可以使I催化裂化装置的投运时间提早3天。其缺点：1.对预膜剂的耐温要求高;2.腐蚀率较大，难以控制；3.费用高。而冷态法预膜具有效果好，腐蚀率较小，费用低的特点。因此，为确保预膜效果，采用方案二，即单独对1催循环水系统进行冷态法清洗预膜，较为合理。在我厂以往的清洗和预膜过程中，也采用冷态法预膜，只使用单一的无机磷预膜剂即可满足生产要求，当时的工况条件是第一循环水系统所有生产装置同时处于停工状态。而这次I催循环水系统中仍有气体分离装置在正常生产。所以对冷态法的预膜剂进行了筛选，选用无机磷和有机磷预膜剂同时作为预膜剂，并对清洗预膜的全过程进行了仔细的跟踪观察，总结经验。3酸洗与预膜膜3.1酸洗酸洗过程程采用有机酸酸与无机酸相相结合的方法法，由无机酸酸来协助调节节PH值。当I催循环水系系统与I常循环水系系统完全分隔隔，单独运行行后，将其循循环水的浊度度控制在8mg/l以内，于9月17日17：30投加固体清清洗剂氨基磺磺酸1800KKg，并连续投投加98％的工业硫硫酸，控制系系统PH值在4.5---5.5之间。酸洗洗过程中，在在取样箱内安安装了挂片监监测腐蚀率，并并对循环水浊浊度、PH值、钙离子子、总铁等过过程监测项目目定时分析，其其中PH值为连续在在线监测。至至18日20：00，根据总铁铁浓度趋于稳稳定及钙离子子浓度呈明显显下降趋势，并并且变化不大大的情况判断断，已到达酸酸洗终点，共共历时23小时。其间间分析数据如如下。见见表1日期时间PH值总铁PPm钙离子PPm以以CaCO3计浊度mg/l19：004.353.3183.75.517日21：005.327.3210.19.523：005.617.22213.610.81：005.2810.0234.612.03：005.5414.0247.412.56：355.4812.9255.210.88：004.9015.1242.810.018日10：004.8011.9236.010.014：005.3117.3211.510.517：005.04—198.612.018：005.2118.0187.411.519：005.2317.3—9.820：005.4016.8183.212.53.2预膜酸洗于18日20：00结束后，立立即对系统进进行置换操作作，排污水呈呈黄白色，浊浊度高达55mg//l。整个置换换过程持续了了21个小时，排排污水浊度稳稳定在20mg//l左右时，于19日17：30向系统投加加预膜剂N-73550及三聚磷酸酸钠共计1800kkg，同时，通通过滴加浓度度为98％硫酸，调调节系统PH值在5.5—7.0之间，以帮帮助成膜。期期间，共消耗耗硫酸150Kg。顶膜42小时后，水水中总铁及总总磷浓度趋于于稳定，变化化幅度均在10％以内，且且通过取出试试片检查，表表面无锈蚀，碳碳钢表面有明明显的彩色色色晕，已到达达预膜终点。预预膜运行分析析数据如下。见表2日期时间PH值总磷mg/l总铁PPm浊度PPm18：306.4174.90--19.519日20：006.4574.90--21.022：006.6970.304.2422.52：006.84----19.54：006.8664.203.8514.66：006.8860.863.5021.08：006.8957.353.3917.5010：006.87----18.020日12：006.9256.243.2818.214：006.94----19.516：006.8956.423.5720.024：007.0552.913.2519.88：006.9235.152.4420.010：006.9033.022.2120.212：006.7030.102.1120.53.3正常运运行通过过大量补水置置换操作，将将系统内总无无机磷由预膜膜结束时的30.1mmg/l降至10mg//l左右，已具具备切换至正正常运行的条条件。向系统统投加406Kgg/l固体碱，将PH值调至7.5---8.0之间，并投投加XJ—221水稳剂200kg，将I催循环水系系统重新切换换至正常运行行状态。4清洗预膜效效果评价与分分析讨论4.1清舱顿顿膜效果评价价预膜试试片，表面无无锈蚀，成膜膜均匀、致密密，肉眼可见见，呈五彩蓝蓝紫色；经硫硫酸铜法检验验，显色时间间为10--330秒之间，表表明预膜效果果较好，达到到系统内金属属表面均匀成成膜的要求。清洗过程程中，共洗掉掉铁锈及钙垢垢约310Kgg;其试片腐蚀蚀率为4.95gg/m3.h，低于碳钢钢腐蚀率10g/mm3.h的国家清洗洗标准。达到到标准中的较较好级。4..2分析与讨论论预膜前的的浊度达19.5mmg/l，偏高。因因为浊度提高高，腐蚀串相相应有所增加加；同时在设设备表面沉积积物增多，产产生较多的斑斑点，易形成成局部腐蚀或或孔蚀。因此此，预膜时的的循环水浊度度应尽可能控控制低一些；；控制在10mg//l以内较适宜宜。其次，酸酸洗结束后的的置换时间应应尽可能短一一些，以10-12小时为宜，可可降低金属的的腐蚀机率。预膜过程中PH值在6.5～7.0之间，偏高高。因为预膜膜剂中三聚磷磷酸钠占有一一定比例，且且在I催循环水系系统清洗预膜膜期间，气体体分离装置仍仍在正常生产产，因而I催循环水系系统水温较高高，达28-32℃。加之较高高的PH值；极易使使三聚磷酸钠钠分解，形成成磷酸钙垢，从从而影响预膜膜效果。从本本次预膜挂片片显色时间来来看，略微偏偏短，与PH值的控制有有关。建议实实际操作时，在在控制循环水水浊度的基础础上，PH值在5.5～6.5区域较好。根据预膜的的机理，预膜膜剂易与水中中的Ca2+、Mg2+等二价金金属离子发生生络合反应，形形成沉积物覆覆盖在金属表表面而抑制腐腐蚀。因而建建议在预膜过过程中，应定定时监测C2+浓度变化化，并作为判判断预膜终点点的一项分析析指标。有资资料表明，当当预膜水中Ca2+浓度在50Ppm时，缓蚀效效果已非常明明显，当大于于100Pppm时已出现大大量沉积物，因因而预膜时水水中的Ca2+维持在50-700Ppm为宜。清洗预膜过过程中，应尽尽可能地将I催循环水系系统中正在运运行的I套气分系统统切换至第11循环水系统统，这样可以以避免处于热热态状况下的的换热器受到到腐蚀，并且且不会因高温温使预膜剂分分解而影响系系统预膜效果果。5结论5.1根据II催循环水系系统内主要换换热器已进行行机械清洗，系系统内细菌，藻藻类粘泥少的的特点，采用用有机酸与无无机酸结合清清洗的方法，将PH值控制在4.5-5.5，不仅洗出了金属本色，同时使腐蚀率达标；而且耗骏量少，有效降低了清洗成本。5.2