CN106011892B

CN106011892B - 清洗剂及利用其清洗全焊板式换热器的方法

Info

Publication number: CN106011892B
Application number: CN201610655328.6A
Authority: CN
Inventors: 曾蔚然; 吴新汨; 杨次雄
Original assignee: YUEYANG YUXIANG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: YUEYANG YUXIANG TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2016-08-11
Filing date: 2016-08-11
Publication date: 2019-02-05
Anticipated expiration: 2036-08-11
Also published as: CN106011892A

Abstract

本发明提供一种清洗剂，该清洗剂包括除焦复合清洗液和除氧化铁复合清洗液。其中，除焦复合清洗液由0.4%~0.8%质量百分含量的除焦活性剂、1%~5%质量百分含量的渗透剂、1%~3%质量百分含量的除焦剂和余量的水组成。除氧化铁复合清洗液由0.3%~1%质量百分含量的缓蚀剂、2%~8%质量百分含量的中性络合剂、1%~2%质量百分含量的除氧化铁活性剂和余量的水组成。本发明还提供一种利用上述清洗剂清洗全焊板式换热器的方法。上述清洗剂用于清除全焊板式换热器中的铵盐、焦质及氧化铁，能有效提高重整装置大型、全焊板式换热器的换热效果，腐蚀速率和腐蚀总量均低于国家标准。

Description

清洗剂及利用其清洗全焊板式换热器的方法

技术领域

本发明涉及石油化工技术领域，特别是涉及清洗剂及利用其清洗全焊板式换热器的方法。

背景技术

重整装置PACKINOX——三膨胀节进/出料换热器，俗称大型、全焊板式换热器，是特殊的大型换热设备，设计精密、换热效率高，利用它可以有效的进行重整反应产物与原料混合物之间的热交换，从而达到降低反应产物温度及提高原料混合物温度的目的。

重整装置大型、全焊板式换热器运行过程中，板程和壳程均会结垢结焦，使换热效果下降，其结垢结焦产物为：铵盐、焦质及氧化铁等。

由于重整装置大型、全焊板式换热器换热部分材料超薄（1.5mm左右），化学清洗腐蚀率控制要求十分严格，因此需采用特殊的清洗剂。此外，由于重整装置大型、全焊板式换热器结构特殊，施工过程中要求（壳体+混合进料侧）压力必须总是高于反应产物侧压力，否则会使设备遭受破坏，因此需采用特殊的清洗工艺。

发明内容

基于此，有必要针对背景技术中存在的问题，提供一种适用于重整装置大型、全焊板式换热器的清洗剂。

此外，本发明还提供一种利用上述清洗剂清洗全焊板式换热器的方法。

一种清洗剂，包括除焦复合清洗液和除氧化铁复合清洗液；

所述除焦复合清洗液，以质量百分含量计，由以下组分组成：

除焦活性剂 0.4%~0.8%；

渗透剂 1%~5%；

除焦剂 1%~3%；及

余量的水；

所述除氧化铁复合清洗液，以质量百分含量计，由以下组分组成：

缓蚀剂 0.3%~1%；

中性络合剂 2%~8%；

除氧化铁活性剂 1%~2%；及

余量的水。

在其中一个实施例中，以质量百分含量计，所述除焦复合清洗液由以下组分组成：

除焦活性剂 0.5%~0.7%；

渗透剂 2%~3%；

除焦剂 1.5%~2%；及

余量的水。

在其中一个实施例中，以质量百分含量计，所述除氧化铁清洗液由以下组分组成：

缓蚀剂 0.3%~0.5%；

中性络合剂 5%~6%；

除氧化铁活性剂 1%~2%；及

余量的水。

在其中一个实施例中，所述除焦活性剂为为仲辛基聚氧乙烯醚，所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，所述除焦剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和磷酸氢二钠的混合物；所述缓蚀剂为Lan-826或乌洛托品，所述中性络合剂为乙二胺四乙酸二钠或柠檬酸胺，所述除氧化铁活性剂为十二烷基脂肪酸纳、脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。

在其中一个实施例中，所述除焦剂中三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和磷酸氢二钠的质量比为1:1:3。

一种利用上述清洗剂清洗全焊板式换热器的方法，包括以下步骤：

采用除盐水对全焊板式换热器进行水冲洗，直至出水澄清；

在70℃~80℃，采用除焦复合清洗液对全焊板式换热器进行一次清洗，直至一次清洗洗出液的pH值为10~11；

采用除盐水对所述一次清洗洗出液进行一次置换，直至一次置换液的pH值为6~8；

在60℃~65℃，采用除氧化铁复合清洗液对全焊板式换热器进行二次清洗，直至二次清洗洗出液中Fe²⁺和F³⁺浓度趋向平衡；

采用除盐水对所述二次清洗洗出液进行二次置换，直至二次置换液的pH值为6~8；

采用氮气对所述全焊板式换热器进行吹扫，直至无水。

在其中一个实施例中，所述水冲洗的时间为10~12小时，所述一次清洗的时间为13~15小时，所述一次置换的时间为10~12小时，所述二次清洗的时间为13~15小时，所述二次置换的时间为10~12小时，所述吹扫的时间为10~12小时。

在其中一个实施例中，采用除盐水对全焊板式换热器进行水冲洗，直至出水澄清的步骤具体为：将除盐水先注入全焊板式换热器的壳体，再注入全焊板式换热器的板束进行水冲洗，直至出水澄清，先排空所述板束中的除盐水，再排空所述壳体中的除盐水；

采用除焦复合清洗液对全焊板式换热器进行一次清洗，直至一次清洗洗出液的pH值为10~11的步骤具体为：将除焦复合清洗液先注入全焊板式换热器的壳体，再注入全焊板式换热器的板束进行一次清洗，直至一次清洗洗出液的pH值为10~11，先排空所述板束中的除焦复合清洗液，再排空所述壳体中的除焦复合清洗液；

采用除盐水对所述一次清洗洗出液进行一次置换，直至一次置换液的pH值为6~8的步骤具体为：将除盐水先注入所述壳体，再注入所述板束进行一次置换，直至一次置换液的pH值为6~8，先排空所述板束中的除盐水，再排空所述壳体中的除盐水；

采用除氧化铁复合清洗液对全焊板式换热器进行二次清洗，直至二次清洗洗出液中Fe²⁺和F³⁺浓度趋向平衡的步骤具体为：将除氧化铁复合清洗液先注入全焊板式换热器的壳体，再注入全焊板式换热器的板束进行二次清洗，直至二次清洗洗出液中Fe²⁺和F³⁺浓度趋向平衡，先排空所述板束中的除氧化铁复合清洗液，再排空所述壳体中的除氧化铁复合清洗液。

上述清洗剂，包括除焦复合清洗液和除氧化铁复合清洗液，用于清除全焊板式换热器中的铵盐、焦质及氧化铁，能有效提高重整装置大型、全焊板式换热器的换热效果，腐蚀速率和腐蚀总量均低于国家标准。

利用上述清洗剂清洗全焊板式换热器的方法，始终保持壳体压力＞板束内压力，有效避免了板束中的反向压力，避免设备遭受损失。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

一种清洗剂，包括除焦复合清洗液和除氧化铁复合清洗液。

其中，除焦复合清洗液由0.4%~0.8%质量百分含量的除焦活性剂、1%~5%质量百分含量的渗透剂、1%~3%质量百分含量的除焦剂和余量的水组成。

除氧化铁复合清洗液由0.3%~1%质量百分含量的缓蚀剂、2%~8%质量百分含量的中性络合剂、1%~2%质量百分含量的除氧化铁活性剂和余量的水组成。

优选的，除焦复合清洗液由0.5%~0.7%质量百分含量的除焦活性剂、2%~3%质量百分含量的渗透剂、1.5%~2%质量百分含量的除焦剂和余量的水组成。

优选的，除氧化铁复合清洗液由0.3%~0.5%质量百分含量的缓蚀剂、5%~6%质量百分含量的中性络合剂、1%~2%质量百分含量的除氧化铁活性剂和余量的水组成。

其中，除焦活性剂为仲辛基聚氧乙烯醚。渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。除焦剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和磷酸氢二钠的混合物。

优选的，除焦剂中三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和磷酸氢二钠的质量比为1:1:3。

缓蚀剂为Lan-826或乌洛托品。其中Lan-826为一款性能优异的通用型酸洗缓蚀剂，适用于多种有机酸、无机酸的化学清洗，具有优良的抑制钢在酸洗时吸收氢的能力和抑制F³⁺加速腐蚀能力。

中性络合剂为乙二胺四乙酸二钠或柠檬酸胺。除氧化铁活性剂为十二烷基脂肪酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。

上述清洗剂，包括除焦复合清洗液和除氧化铁复合清洗液，配方组分简单、制备方便、对环境无污染，能有效清除重整装置大型、全焊板式换热器中的铵盐、焦质及氧化铁，提高重整装置大型、全焊板式换热器的换热效果，为重整装置的安稳长期运行提供保证。

S110、采用除盐水对全焊板式换热器进行水冲洗，直至出水澄清。

由于重整装置大型、全焊板式换热器在任何情况下，不允许有反压，即壳体压力＞板束内压力，因此步骤S110具体为：

将除盐水先注入全焊板式换热器的壳体，再注入全焊板式换热器的板束进行水冲洗，直至出水（水冲洗后的除盐水）澄清，先排空板束中的除盐水，再排空壳体中的除盐水。

优选的，水冲洗的时间为10~12小时。

可以理解，水冲洗的时间不限于以上所限制的时间，只要能够达到出水澄清即可。

S120、在70℃~80℃，采用除焦复合清洗液对全焊板式换热器进行一次清洗，直至一次清洗洗出液的pH值为10~11。

同理，由于壳体压力＞板束内压力，步骤S120具体为：

在70℃~80℃，将除焦复合清洗液先注入全焊板式换热器的壳体，再注入全焊板式换热器的板束进行一次清洗，直至一次清洗洗出液（一次清洗后的除焦复合清洗液）的pH值为10~11，先排空板束中的除焦复合清洗液，再排空壳体中的除焦复合清洗液。

优选的，一次清洗的时间为13~15小时。

可以理解，一次清洗的时间不限于以上所限制的时间，只要能够达到一次清洗洗出液的pH值为10~11即可。

S130、采用除盐水对一次清洗洗出液进行一次置换，直至一次置换液的pH值为6~8。

同理，由于壳体压力＞板束压力，步骤S130具体为：

将除盐水先注入壳体，再注入板束进行一次置换，直至一次置换液（一次置换后的除盐水）的pH值为6~8，先排空板束中的除盐水，再排空壳体中的除盐水。

优选的，一次置换的时间为10~12小时。

可以理解，一次置换的时间不限于以上所限制的时间，只要能够达到一次置换液的pH值为6~8即可。

S140、在60℃~65℃，采用除氧化铁复合清洗液对全焊板式换热器进行二次清洗，直至二次清洗洗出液中Fe²⁺和F³⁺浓度趋向平衡。

同理，由于壳体压力＞板束压力，步骤S140具体为：在60℃~65℃，将除氧化铁复合清洗液先注入全焊板式换热器的壳体，再注入全焊板式换热器的板束进行二次清洗，直至二次清洗洗出液（二次清洗后的除氧化铁复合清洗液）中Fe²⁺和F³⁺浓度趋向平衡，先排空板束中的除氧化铁复合清洗液，再排空壳体中的除氧化铁复合清洗液。

优选的，二次清洗的时间为13~15小时。

可以理解，二次清洗的时间不限于以上所限制的时间，只要能够达到二次清洗洗出液中Fe²⁺和F³⁺浓度趋向平衡即可。

S150、采用除盐水对二次清洗洗出液进行二次置换，直至二次置换液的pH值为6~8。

同理，由于壳体压力＞板束压力，步骤S150具体为：

将除盐水先注入壳体，再注入板束进行二次置换，直至二次置换液（二次置换后的除盐水）的pH值为6~8，先排空板束中的除盐水，再排空壳体中的除盐水。

优选的，二次置换的时间为10~12小时。

可以理解，二次置换的时间不限于以上所限制的时间，只要能够达到二次置换液的pH值为6~8即可。

S160、采用氮气对全焊板式换热器进行吹扫，直至无水。

需要说明的是，上述清洗方法对板程和壳程的压力平衡要求十分严格，需按重整装置大型、全焊板式换热器的具体构造设计清洗回路。

在本实施方式中，第一回路为：清洗水箱→清洗泵→循环氢入口→圆柱形壳体→壳体顶部放空口→清洗水箱。

第一回路循环建立正常后再建立第二回路，该第二回路为：清洗水箱→清洗泵→循环氢入口→混合原料出口→反应产物入口→反应产物出口→清洗水箱。

第二回路循环建立正常后再建立第三回路，该第三回路为：清洗水箱→清洗泵→循环氢入口→反应物出口→清洗水箱。

可以理解，在第三回路循环建立正常后，进行上述步骤S110~S160。

上述利用清洗剂清洗全焊板式换热器的方法，始终保持壳体压力＞板束内压力，有效避免了板束中的反向压力，避免设备遭受损失。

以下为具体实施例。

实施例1

（1）除焦复合清洗液的制备：在搅拌釜内加入1000kg水，开启搅拌，分别依次加入仲辛基聚氧乙烯醚5kg、脂肪醇聚氧乙烯醚20kg、三聚磷酸钠3kg、六偏磷酸钠3kg和磷酸氢二钠9kg，混合搅拌0.5小时，得到除焦复合清洗液，该除焦复合清洗液为无色粘稠液体。

（2）除氧化铁复合清洗液的制备：在搅拌釜内加入1000kg水，开启搅拌，分别依次加入Lan-826缓蚀剂4kg、乙二胺四乙酸二钠50kg、十二烷基脂肪酸纳12kg，混合搅拌0.5小时，得到除氧化铁复合清洗液，该除氧化铁复合清洗液为淡黄色粘稠液体。

清洗剂包括上述除焦复合清洗液和除氧化铁复合清洗液。

利用上述清洗剂清洗全焊板式换热器，数据分析如表1所示：

表1 利用清洗剂清洗全焊板式换热器各步骤数据分析

全焊板式换热器清洗前后各阶段总传热系数见表2。

表2 利用清洗剂清洗全焊板式换热器前后各阶段总传热系数分析

质量流速kg/s

比热kJ/kg·℃

介质的进出口温度差 ℃

传热面积 m<sup>2</sup>

对数平均温差

总传热系数W/m<sup>2</sup>·℃

开工初期数据采集

17.44

X

388

A

29.8

227.07·X/A

清洗前数据采集

11.94

X

317

A

37.3

101.47·X/A

清洗后数据采集

13.89

X

327

A

20.4

222.65·X/A

表2中对数平均温差Lg△t_m=（Lg△t₁+Lg△t₂）/2；表2中假定各阶段介质比热均为X（kJ/kg ℃）。

表2中总传热系数=（质量流速*比热*介质的进出口温度差）/（传热面积*对数平均温差）。

从表2中计算出清洗后总传热系数是清洗前总传热系数的（222.65·X/A）/（101.47·X/A）=2.19（倍）。

从表2中计算出清洗后总传热系数是开工初期总传热系数的（222.65·X/A）/（227.07·X/A）=0.98（倍）。

实施例2

（2）除氧化铁复合清洗液的制备：在搅拌釜内加入1000kg水，开启搅拌，分别依次加入乌洛托品4kg、柠檬酸胺60kg、脂肪醇聚氧***12kg，混合搅拌0.5小时，得到除氧化铁复合清洗液，该除氧化铁复合清洗液为淡黄色粘稠液体。

清洗剂包括上述除焦复合清洗液和除氧化铁复合清洗液。

利用上述清洗剂清洗全焊板式换热器，数据分析如表3所示：

表3 利用清洗剂清洗全焊板式换热器各步骤数据分析

全焊板式换热器清洗前后主要工艺参数对比见表4。

表4 利用清洗剂清洗全焊板式换热器前后主要工艺参数对比

相关参数	清洗前	清洗后	设计值
				装置负荷	100%	100%	——
进料量	43t/h	52t/h	55t/h
				循环氢量	16700nm<sup>3</sup>/h	17000 nm<sup>3</sup>/h	18000 nm<sup>3</sup>/h
板换板程压差	145kPa	43kPa	45kPa
				板换壳程压差	72kPa	69kPa	71kPa

从表4可以看出，清洗前该换热器板程压差偏高严重，清洗后基本恢复到设计值，说明清洗效果良好。进一步表明，该清洗剂及利用其清洗全焊板式换热器的方法，可以明显提高重整装置大型、全焊板式换热器换热效果。

实施例1、2结果表明：清洗前，重整装置大型、全焊板式换热器换热效率变差，板程压差偏高严重，清洗后基本恢复到设计值，说明该清洗剂及利用其清洗全焊板式换热器的方法，可以明显提高重整装置大型、全焊板式换热器换热效果。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种清洗全焊板式换热器的清洗剂，其特征在于，包括除焦复合清洗液和除氧化铁复合

清洗液；

除焦活性剂 0.4%~0.8%；

渗透剂 1%~5%；

除焦剂 1%~3%；及

余量的水；

缓蚀剂 0.3%~1%；

中性络合剂 2%~8%；

除氧化铁活性剂 1%~2%；及

余量的水;

所述除焦活性剂为仲辛基聚氧乙烯醚，所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，所述除焦剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和磷酸氢二钠的混合物；所述缓蚀剂为Lan-826或乌洛托品，所述中性络合剂为乙二胺四乙酸二钠或柠檬酸胺，所述除氧化铁活性剂为十二烷基脂肪酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚。

2.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，以质量百分含量计，所述除焦复合清洗液由以下组分组成：

除焦活性剂 0.5%~0.7%；

渗透剂 2%~3%；

除焦剂 1.5%~2%；及

余量的水。

3.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，以质量百分含量计，所述除氧化铁清洗液由以下组分组成：

缓蚀剂 0.3%~0.5%；

中性络合剂 5%~6%；

除氧化铁活性剂 1%~2%；及

余量的水。

4.根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述除焦剂中三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和磷酸氢二钠的质量比为1:1:3。

5.一种利用权利要求1所述的清洗剂清洗全焊板式换热器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

采用除盐水对全焊板式换热器进行水冲洗，直至出水澄清；

在60℃~65℃，采用除氧化铁复合清洗液对全焊板式换热器进行二次清洗，直至二次清洗洗出液中Fe²⁺和Fe³⁺浓度趋向平衡；

采用氮气对所述全焊板式换热器进行吹扫，直至无水。

6.根据权利要求5所述的利用清洗剂清洗全焊板式换热器的方法，其特征在于，所述水冲洗的时间为10~12小时，所述一次清洗的时间为13~15小时，所述一次置换的时间为10~12小时，所述二次清洗的时间为13~15小时，所述二次置换的时间为10~12小时，所述吹扫的时间为10~12小时。

7.根据权利要求5所述的利用清洗剂清洗全焊板式换热器的方法，其特征在于，采用除盐水对全焊板式换热器进行水冲洗，直至出水澄清的步骤具体为：将除盐水先注入全焊板式换热器的壳体，再注入全焊板式换热器的板束进行水冲洗，直至出水澄清，先排空所述板束中的除盐水，再排空所述壳体中的除盐水；

采用除氧化铁复合清洗液对全焊板式换热器进行二次清洗，直至二次清洗洗出液中Fe² ⁺和Fe³⁺浓度趋向平衡的步骤具体为：将除氧化铁复合清洗液先注入全焊板式换热器的壳体，再注入全焊板式换热器的板束进行二次清洗，直至二次清洗洗出液中Fe²⁺和Fe³⁺浓度趋向平衡，先排空所述板束中的除氧化铁复合清洗液，再排空所述壳体中的除氧化铁复合清洗液；

采用除盐水对二次清洗洗出液进行二次置换，直至二次置换液的pH值为6~8的步骤具体为：将除盐水先注入所述壳体，再注入所述板束进行二次置换，直至二次置换液的pH值为6~8，先排空所述板束中的除盐水，再排空所述壳体中的除盐水。