《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》由会员分享，可在线阅读，更多相关《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（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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，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
2、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
3、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 100300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
4、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(200 400) 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
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。 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。
6、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
7、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、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。 氯氟烃对大气臭氧有破坏作用。虽去油能力强，但应慎用。 醇类溶剂多用乙醇、异丙醇，除亲水外，对油脂溶
8、解力强、对表面活性剂溶解力也大。一些特殊溶剂 N-甲基吡咯烷酮，二甲基甲酰胺等具有选择性高、溶解力强的特点，在国外 清洗剂专利中常用。 有机溶剂除单用外，常混合使用。如 CN1056524 的焦油去除剂组成为： 成分 苯乙烯 柴油 对苯二酚 三氯甲烷 香精 质量分数/% 1050 3060 0.013 1030 0.051 2.3 表面活性剂溶液 表面活性剂( 简称 SAA) 由于具有两亲结构( 亲油基与亲水基)，因而其低浓度水溶液具有减 少表面张力，润湿渗透，乳化分散与增溶等独特作用，故对液态油垢有良好清除能力，但 对固态油垢去除能力差。 常应用阴离子表面活性剂(a-SAA)，如烷基苯磺酸钠
9、，与非离子表面活性剂(n-SAA)，如烷 基酚聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚。商品金属清洗剂常用一种或多种 SAA 配伍，如 6501，即为椰子酸二乙醇酰胺或称尼纳尔；而 105，由 24%脂肪醇聚氧乙烯醚，12% 的烷 基酚聚氧乙烯醚与 24% 的 6501 组成。SP-1 由聚醚(2040、2070、2020)25%+1.5%+1.5%， 烷基酚聚氧乙烯醚 3% ，亚硝酸钠 3% 组成。JP2由于纺织工业通用的匀整剂( 平平加)， 即是脂肪醇聚氧乙烯醚；乳化剂(OP-10 或 TX-10)，即为烷基酚聚氧乙烯醚；渗透剂 JFC ， 即为仲辛醇聚氧乙烯醚较易在市场上买到，因而上述几种 SAA
10、最为常用。 2.4 碱与表面活性剂的混合溶液 为了改善单一碱与 SAA 溶液清洗能力的不足，适应多种油垢的清洗，往往把碱性物与 SAA 复配，通过它们的协同效应，使润湿渗透、分散乳化与增溶能力倍增，它广泛的代替 石油溶剂清洗轻油垢与重油垢，但对粘性更强的焦油垢、胶油垢、含催化剂或硫化铁油垢 清洗能力差。 国内商品清洗剂中多是这类产品。国外专利报道也不少.如前苏联专利 1273390，组成为： 成分 三聚磷酸钠 纯碱 烷基苯磺酸钠 三乙醇胺 亚硝酸钠 糊精 水 质量分数/% 1.52 22.5 510 0.31 0.30.6 0.010.1 余量 2.5 有机溶剂与表面活性剂溶液 由于单一有机溶
11、剂仅能去除油垢，为了弥补清除非油溶性污垢的不足，把有机溶剂与 SAA 混合复配，能产生更强更有效的清洗剂。可分为两类，一类是两相清洗剂，以乳化或增溶 状态存在，发挥两者的协同效应，使对粘附性强的重油垢、焦油垢、胶油垢及积炭有良好 的清洗能力，并且能同时去除水溶性与油溶性污垢。由于加入 SAA 水溶液，就可减少较贵 的有机溶剂用量，也可减少挥发，且不易燃烧，可在常温下清洗。另一类是由醇醚类溶剂 加 SAA 水溶液称含有两亲溶剂的清洗剂，由于增大了 SAA 与某些添加剂在水中的溶解度， 除油垢能力比 SAA 水溶液大有提高。 如罗专利 93275 用于槽车残油清洗，组成为： 成分 煤焦油蒸馏物 乳
12、化剂 APE 质量分数/% 90 10美专利 4854973 用于发动机除炭与脱漆，组成为： 成分 二氯甲烷 二甲基甲酰胺 n-SAA 与 a-SAA 混合物 水 质量分数/% 75 5 5 15 2.6 有机溶剂与碱混合溶液 通常在醇醚类两亲溶剂的水溶液中加入少量碱形成的清洗剂，其去油垢能力比原来溶剂水 溶液大有提高。 另外在所报导的除炭剂中，有较多的是在有机溶剂中加入氨类与胺类，因氨、胺类具有弧 对电子，对带正电性的炭分子具有较强的吸附作用。如美专利 4992187 用于发动机除灰与 脱漆，组成为： 成分 N- 甲基-2 吡咯烷酮 联氨 质量分数/% 496 496 2.7 碱、表面活性剂
13、与有机溶剂混合溶液 碱性 SAA 溶液虽具有润湿乳化分散与增溶等性能，对去除轻油垢、重油垢有较大能力，但 对含积炭沥青较多的焦油垢能力较差，这时应加入有机溶剂，一种是两亲的醇类，如异丙 醇，会使胶束增大，有利于非极性有机物插入胶束“栅栏”间，使清除焦油垢能力大大增强。 另一种是加入亲油性有机溶剂如卤代烃、酚类、二甲基甲酰胺等，对去除积炭、剥离涂层 有较大作用。 如 CN1095756(1944)用于清洗油垢，组成为： 成分 烷基苯磺酸 40%NaOH 硅酸钠 三聚磷酸钠 质量分数/% 612 48 12 00.5 成分 SP-1 CMC 分子筛 异丙醇 质量分数/% 15 0.51.5 11.
14、5 0.51 成分 C11-13 脂肪硫酸酯盐 Aeone 香精颜料 水 质量分数/% 0.010.05 0.51.5 少量 余量 又如 CN1101384A(1995)用于内燃机清洗，组成为： 成分 丁醇 平平加 油酸 乙醇胺 氨水 质量分数/% 812 69 1014 46 610 成分 煤油 机油 乙二醇丁醚 水 质量分数/% 2030 1030 615 810 2.8 络合剂与碱、表面活性剂和/或有机溶剂混合溶液 碱、SAA 和/或有机溶剂混合溶液虽对一些油垢与积炭清洗能力强，但对含腐蚀产物(硫化 铁，氧化铁) 、催化剂及某些非油溶性污垢的混合油垢焦垢清洗，还需添加络合剂或螯合剂， 由于这些垢物多含金属离子，通过 EDTA、NTA 、柠檬酸与葡萄糖酸及其盐类等加入产生 络合作用，同时还由于碱+SAA+ 有机溶剂协同作用，促使焦质与沥青质乳化与增溶，能加 速这种混合油垢的清洗，如果仅有碱性络合剂溶液清洗，由于上述垢物中金属离子微粒被 粘附性强的焦油层包裹而不易作用。如波兰专利 151165 用于油垢与积炭清洗，
