裂解炉超高压蒸汽发生系统的化学清洗

解云龙

摘要：裂解炉是乙烯装置的高温设备，运行过程中会因在废热锅炉的热量交换产生超高压蒸汽，此部分超高压蒸汽经裂解炉对流段过热后去超高压蒸汽总管，成为裂解气压缩机透平运转的部分动力源。根据规范要求需要对裂解炉超高压蒸汽发生系统进行化学清洗，以获得纯净优质的蒸汽。本文以BA-2114裂解炉为例，主要阐述裂解炉超高压蒸汽发生系统化学清洗的过程。

关键词：裂解炉 超高压蒸汽系统 化学清洗流程 工艺

齐鲁乙烯72万吨/年技术改造工程新建2台10万吨裂解炉（BA-2114/2115），工作压力为11.5MPa，属于高压蒸汽动力设备。为使蒸汽发生装置投产后安全经济运行并获得纯净优质的蒸汽，投运前必须对热力系统的受热面进行化学清洗，以除去设备在加工、运输、存放、安装等过程中金属表面产生的污染（如油垢、铁锈、砂石、尘土、焊渣等杂质）；同时对清洗后的金属表面进行钝化处理，使金属表面形成一次致密的保护膜，防止二次锈蚀。

1 清洗范围及系统水容积

2 清洗回路系统流程

化学清洗回路可分3个回路：见右图。

3 清洗泵的选择

为保证急冷锅炉上升管及高压过热器的清洗效果，急冷锅炉上升管及高压过热器管的清洗流速应保持在0.1m/s～0.3m/s范围内，以回路1的方式进行循环清洗，则清洗泵的流量为100m3/h～200m3/h，泵的扬程应大于汽包最高处的静液位和系统流动阻力之和，汽包最高处的标高为43m，系统流动阻力约为15mH2O，所以泵的扬程应大于58mH2O。为此选择两台流量为100m3/h，扬程为60mH2O的清洗泵。

4 清洗工艺条件的确定

因裂解炉超高压蒸汽发生系统中存在奥氏体不锈钢管道，因此采用清洗介质不能含有可能引起不锈钢应力腐蚀的成分。确定采用中性除油剂进行除油，缓蚀柠檬酸进行化学清洗，挥发性氨-联氨进行钝化，加入专用高价铁离子还原剂，还原清洗时出现的高价铁离子，以抑制高价铁离子对钢的腐蚀。

5 清洗前的准备工作

①清洗时所用盐水、电、氮气、蒸汽在清洗过程中应不间断提供，尤其电力供应应确保供给。

②排放系统畅通，清洗废水经过处理后能及时排放。

③不参加化学清洗的设备及系统应与化学清洗液可靠隔离。

④减温水、给水及过热器上的逆止阀在进行化学清洗前拆除阀心。

⑤为维持清洗液温度，应对参加清洗系统、设备进行保温。

⑥清洗现场必须备有通信设备，且通讯通畅，以便与供水、供汽部门联系。

⑦在汽包内装溢流管，将紧急放水管接高，底部割断并引入清洗箱。

⑧化学清洗临时系统焊接必须按正式管道焊接，焊口必须要打坡口，临时阀门盘根严密。清洗泵盘根为耐酸盘根。

⑨化学清洗药品要严格检验，确认无误，数量充足，品种齐全，并按其特征进行安全存放，分析仪器在使用前应调校，分析药品应满足检验测试项目要求。

⑩试片应严格按要求加工，精确测量尺寸，并做好记录，用丙酮或无水酒精去除油污及水分，再放入30°C～40°C烘箱烘干，放入干燥器内1小时，然后称重，准确至0.1mg，待用。监视管段及监测仪器应准备齐全，监视管段安装在进、回清洗管支线上，汽包和清洗箱内安装标准试片。

6 清洗工艺步骤

①临时系统试运，水冲洗及水压试验，水压试验压力为0.6MPa。

②系统水冲洗及预热循环：首先用除盐水冲洗临时系统，然后整个系统进行除盐水冲洗，并且分组冲洗至出水透明浊度<10mg/L，电导率基本不变为止，冲洗时同时投加热蒸汽升温并且测试加热器。

③升温：水冲洗后清洗泵进行系统循环，并投入混合式蒸汽加热器，将系统升温至80°C。

④脱脂：用1%JX—1中性除油剂进行脱脂，维持温度80°C～90°C，循环8～12小时，每小时分析一次PH值，并记录系统流量、压力、温度。

⑤脱脂后水冲洗：脱脂结束排放完后，用除盐水冲洗至PH<8.5，无酚酞碱度时即可结束。

⑥加热升温及预缓蚀：水冲洗结束后，一台清洗泵运行进行系统循环，并投入温合式蒸汽加热器，将系统升温至60°C加入缓蚀剂、助溶剂及高价铁离子腐蚀抑制剂，溶液浓度为：0.5%～0.6%柠檬酸1号缓蚀剂+0.2%～0.3%NaF+0.15%～0.2%高价铁离子腐蚀抑制剂，预缓蚀时间为一小时。

⑦酸洗：开启加热器，将水升温到80°C时加入4%～5%柠檬酸，4%酸洗促进剂，3%的润湿剂，同时加入氨水调节PH值在3～3.5之间，维持温度在85°C～90°C，循环清洗6～10个小时，每小时记录一次PH值，酸浓度、铁离子（Fe3+和Fe2+）浓度。当铁离子浓度和酸度无明显的变化时，即为酸洗结束。酸洗中应严格控制Fe3+的含量<300mg/L。酸洗结束后，取出循环药箱中的腐蚀试片，立即用水冲洗。用PH值9.5的氨水浸泡3分钟后取出，放干燥器内，称重后计算腐蚀速度。

⑧酸洗后冲洗：酸洗后排酸采用无油无尘，纯度为99%以上的氮气顶酸；然后用除盐水冲洗置换并且底冲洗至出水∑Fe<50mg/L结束。酸洗废液加入4%氢氧化钠中和到PH值6～9之间排放。

⑨漂洗：为防止酸洗后活化的金属表面产生二次锈蚀，在酸洗水冲洗后应进行漂洗，采用0.3%柠檬酸+0.2%柠檬酸1号缓蚀剂+0.2%酸洗促进剂+1%的润湿剂+氨水调节PH值在3～3.5的漂洗液，在70～80°C下漂洗2小时，当漂洗液中∑Fe≥300mg/L时用除盐水置换至∑Fe<200mg/L，并且氨水调PH值在9～10之间。

⑩钝化：加入300mg/L～500mg/L联氨，控制保持温度在85°C～95°C之间，循环6～10小时，钝化期间每二小时测PH值、N2H4浓度一次、温度一次。钝化结束后用氮气顶出钝化液。在中和槽内用酸中和PH值至6～9，加入少量对苯二酚并爆气处理联氨，达标后排放。

化学清洗要求：脱脂、酸洗、漂洗、钝化时，每2小时必须放空排气一次，以防气塞，而使药液充满空间。清洗时应维持循环流量大于100m3/h，以维持流速0.1～0.3m/s。

7 清洗后应做的工作

①进入汽包拆去节流孔板，取出腐蚀指示片，清扫汽包内部，并恢复正式垫圈。

②拆除临时配管、设备及隔断系统的堵板。恢复正式生产配管连接处的工作。

③锅炉给水管线连接，排污管线的连接，减温水连接若有化学清洗以外的管线，须水冲洗后连接。

④过热蒸汽管线的连接，若有化学清洗范围以外的管线须在蒸汽吹扫后进行连接。

⑤以上工作结束后，从汽包顶部加入无油无尘纯度>99%以上的氮气进行防锈蚀保护，维持氮压0.05Mpa。

⑥锅炉干燥后，高压系统进行安全阀的整定工作。

⑦现场放空、排汽时液体全部回入清洗箱，由车间指定位置排放。

8 清洗质量标准

①被清洗金属表面清洁，基本上无残留氧化物和焊渣，无明显金属粗晶析出的过洗现象，无浮锈并表面形成良好的钝化保护膜，无二次锈蚀和点蚀。

②腐蚀指示片测量的平均腐蚀速度≤8g/（m2.h），腐蚀总量≤80g/m2。

参考文献：

[1]《石油化工乙烯裂解炉和制氢转化炉施工技术规程》.石化行业SH/T3511-2007.

[2]《火力发电厂锅炉化学清洗导则》.电力行业DL/T794-2001.

[3]齐鲁石化烯烃厂新建2台10万吨裂解炉操作维护手册.

[4]齐鲁石化烯烃厂新建2台10万吨裂解炉工艺系统流程图.