淺析化工用原油換熱器的防腐與清洗

錢虎

摘 要 本文針對油田原油換熱器結垢現象嚴重、換熱效率下降、物理清洗法工作難度較大等特點，對其結垢、腐蝕的原因、危害性、阻垢防腐措施以及安全清洗進行了探討。為油垢清洗劑找到高效率、效果好的方法提供基礎。

關鍵詞 油污；物理清洗；化學清洗；清洗溶劑；腐蝕

隨著油田的深度開采及聚合物驅油技術的應用，原油的品質在逐漸發生變化。系統經過長期運行，污垢逐漸增多，嚴重時可將系統與設備堵死，導致停產、檢修或更換。所以，在設備檢修期間的一項重要工作就是清洗除垢。如何將系統中的污垢徹底清除干凈是從業者們必需解決的一大難題。

1 結垢、腐蝕的原因

換熱器的結垢是指換熱器與不潔凈流體相接觸而在設備表面上逐漸積聚起來的那層固態物質。結垢對換熱設備的影響主要有：由于污垢層具有很低的導熱系數，從而增加了傳熱熱阻，降低了換熱設備的傳熱效率； 當換熱設備表面有結垢層形成時，換熱設備流面積將減少，導致阻力增加，從而消耗更多的泵功率，使生產成本增加。

2 結垢和腐蝕對供暖系統的危害

2.1 能耗大幅增加，運行成本上升。供暖系統結水垢和生物粘泥后，使鍋爐和換熱器傳熱效率下降，循環水流通面積變小，流通阻力增大，從而導致能耗增加，使供暖成本增大。

2.2 系統工作效率下降，影響供暖系統結垢后使熱交換效率下降，熱水出口溫度降低，回水溫度升高，進出口水溫差縮小。從而使冬季供暖效率下降，房屋溫度低。

2.3 縮短設備使用壽命，增加設備維修費用。結垢和粘泥故障影響系統正常運行，需進行周期性的清洗和檢修，從而增加設備的檢修和清洗費用。

3 換熱器的安全清洗

3.1 化學清洗

化學清洗是利用化學藥劑與設備內表面的有機污物、鐵銹、污垢等進行反應、溶解[1]、絡合、轉化及其他作用，使垢物從設備表面脫離，達到清潔去污的過程。與傳統停工檢修相比，通過進行化學全清洗，可縮短裝置停工時間、降低吹掃蒸汽用量，且清洗時溫度低、壓力低，對設備的損害小，清洗后排放的廢液可通過蒸餾、焦化裝置回煉，或者加入破乳劑即可分離，能有效回收資源，減少環境污染。

3.2 物理清洗技術

高壓水清洗方法具有速度快，清潔率高的特點。應用于多支管循環系統設備，如換熱器，就必須進行拆解清洗，存在費時、費工的不足。對不能拆解的設備，如石油類清洗就明顯不能達到高效去污。因此，在實際操作過程中，常加入油溶性污垢清洗溶劑。

常用清洗溶劑特點：①低沸點石油類溶劑汽油對礦物油垢溶解性好，但易燃、應用受到限制。②高沸點石油類溶劑煤油、柴油對礦物油垢清洗力稍差，但價格低廉、不易燃，應用較廣。③鹵代烴四氯化碳、三氯乙烯等不燃或難燃，但易揮發且有毒，因對油垢溶解力大，脫脂力是石油溶劑的10倍，價格雖貴但仍有應用。④氯氟烴對大氣臭氧有破壞作用，雖去油能力強，但應慎用。⑤醇類溶劑多用乙醇、異丙醇，除親水外，對油脂溶解力強、對表面活性劑溶解力也大，一些特殊溶劑N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺等具有選擇性高、溶解力強的特點，在國外清洗劑專利中常用。⑥有機溶劑中與表面活性劑混合復配，能產生更強更有效的清洗劑[5]。

4 物理與化學全清洗技術的應用

化學清洗與物理清洗聯合技術的具體清洗流程為：水沖洗——加藥劑清洗——循環清洗——排放廢液——氣脈沖清洗——結束。（如圖1）

傳統的常減壓裝置由電脫鹽、初餾塔、常壓系統、減壓系統組成。2012年，在某常減壓裝置的停工過程中，實施了化學全清洗技術，并取得了成功。但要考慮清洗液路設置及清洗液排污、設備防腐及保護等問題，清洗成本也較大[2]。

5 油溶性污垢零排放在線清洗技術

5.1 清洗效果好

采用油溶性污垢零排放在線清洗技術清洗能力強，實驗室測試與現場比較，在清洗溫度130-150℃時能取得良好的清洗效果。

5.2 無廢水、廢液產生，實現零排放

清洗劑母液主要成分為催化柴油，無廢水產生，不存在廢水處理問題。清洗廢液可以與原油混合送到常壓蒸餾裝置里進行回煉利用。

5.3 節能效果顯著

由于常壓蒸餾裝置內熱交換設備較多，將所有熱交換器全部打開用高壓水沖洗，在費用以及時間上是不容許的。以前的做法是僅在定期檢修中挑選一部分熱交換器進行開放清洗，這樣將導致整個裝置的熱回收率受限。采用油溶性污垢零排放在線清洗技術，清洗線路上的所有熱交換器均被清洗，使整個裝置的熱回收率大幅度提高。而且降低檢修時熱交換器的開蓋率，節省檢修時間，提高了設備運轉效率，具有較高的經濟效益[3]。

5.4 重質油溶解可重新回煉

常壓蒸餾裝置熱交換器污垢分析結果表明，污垢中有70%是粘性很大的重質油，這些重質油將在清洗過程中溶解到催化柴油中，由此表明，熱交換器污垢的70%將作為產品油回收。

參考文獻：

[1] 黃少敏.化學清洗法在新建煉油廠中壓蒸汽管網清洗中的應用[J].石油化工設備技術，2010（3）

[2] 唐家俊，吳隆慶，莊鎖良.在線化學清洗技術在石化企業冷換設備上的應用[J].全面腐蝕控制，2007，21（2）：34-36.

[3] 易動生，楊大明，曹志國.換熱器在線清洗[J].工業水處理，2007 ， 27（2）：80-81.