不停車清洗預(yù)膜技術(shù)在煉油循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的應(yīng)用

付 坤，蘇長春

（1. 中海油（青島）重質(zhì)油加工工程技術(shù)研究中心有限公司， 山東 青島 266555； 2. 中海油氣開發(fā)利用公司，北京100029）

不停車清洗預(yù)膜技術(shù)
在煉油循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的應(yīng)用

付 坤1，蘇長春2

（1. 中海油（青島）重質(zhì)油加工工程技術(shù)研究中心有限公司， 山東 青島 266555； 2. 中海油氣開發(fā)利用公司，北京100029）

煉化企業(yè)裝置較多，由于生產(chǎn)經(jīng)營的需要，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)可能不能停工進(jìn)行清洗預(yù)膜，導(dǎo)致水冷器的腐蝕、結(jié)垢問題。不停車清洗預(yù)膜可以實(shí)現(xiàn)在不停車的情況下在線進(jìn)行清洗預(yù)膜，這樣就可以控制系統(tǒng)的結(jié)垢和腐蝕問題。某煉油廠通過不停車清洗預(yù)膜的實(shí)施效果，考察了其可行性，并提出了一些建議。

循環(huán)水；清洗預(yù)膜；煉油

循環(huán)冷卻水可以帶走煉油化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的多余熱量，使工藝介質(zhì)得到冷卻、冷凝，滿足生產(chǎn)工藝及安全儲運(yùn)的要求，同時(shí)使生產(chǎn)中發(fā)熱和高溫環(huán)境中的設(shè)備或部件得到冷卻，滿足設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行的要求，故在煉油化工生產(chǎn)中，冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)的好壞對生產(chǎn)的“長、穩(wěn)、安、滿、優(yōu)”運(yùn)行具有十分重要的意義[1]。為了防止循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕與結(jié)垢，需要定期對系統(tǒng)進(jìn)行清洗預(yù)膜處理。

由于生產(chǎn)經(jīng)營的需要，某煉油廠幾套生產(chǎn)裝置采用輪換檢修的方式，沒有進(jìn)行集中的停工檢修，也沒有進(jìn)行清洗預(yù)膜。該廠的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)以沉淀處理后的黃河水作為補(bǔ)水水源，水中的硬度較高，并且已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行3年，沒有合適的時(shí)機(jī)進(jìn)行清洗預(yù)膜，水冷器普遍存在一定程度的結(jié)垢和腐蝕問題。為了減緩水冷器的腐蝕、結(jié)垢問題，延長管道和水冷器使用壽命，保障生產(chǎn)裝置長周期、滿負(fù)荷安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此需要進(jìn)行此次不停車清洗預(yù)膜。

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最大供水量為2 100 m3/h，保有水量約為1 000 m3左右，采用過濾機(jī)進(jìn)行全過濾，系統(tǒng)中絕大部分為鋼質(zhì)水冷器，還有少量銅質(zhì)、不銹鋼水冷器。系統(tǒng)的流程簡圖見圖1。

圖1 系統(tǒng)流程簡圖Fig.1 The diagram of system flow

1 方案的實(shí)施

本次清洗預(yù)膜工作分為四個階段，即粘泥剝離階段、化學(xué)清洗階段和預(yù)膜前水置換階段、預(yù)膜階段。實(shí)施時(shí)間為9月7日15：30-9月10日18：00。

1.1 粘泥剝離階段

9月7日15：30-9月8日00：00

循環(huán)水系統(tǒng)停止排污，降低水位到最低安全液位，加入殺菌劑和粘泥剝離劑，水體濁度升高，升高到一定程度后不再上升，并有下降，剝離結(jié)束，排水置換。粘泥剝離階段水質(zhì)變化情況見表1。

表1 粘泥剝離階段水質(zhì)變化情況Table 1 The change of water in slime stripping stage

通過表1可以看出：黏泥剝離劑加入后，濁度不斷升高，說明有一些生物粘泥被剝離下來，粘泥剝離階段有一定的效果。

1.2 化學(xué)清洗階段

9月8日00：00-9月8日18：00

系統(tǒng)停止補(bǔ)排水，投加酸類專用緩蝕劑，再投加酸調(diào)節(jié)pH值，由于裝置開工的需要，運(yùn)行了18 h后，排水置換至濁度≤10 mg/L(表2)。

表2 化學(xué)清洗階段水質(zhì)變化情況Table 2 The change of water in chemical cleaning stage

為了測定清洗階段對設(shè)備的腐蝕速率，在涼水塔池內(nèi)懸掛了標(biāo)準(zhǔn)水處理試片（Ⅰ型，表面積為28 cm2，清洗過程時(shí)長為18 h），其具體數(shù)據(jù)表3所示。

由表3中鈣離子含量的增加，說明清洗階段對于鈣垢有一定的清洗效果；同時(shí)，在水中有大量黃色泡沫浮在表面，說明有一定的鐵垢被清除。通過腐蝕速率的測定，認(rèn)定對設(shè)備的腐蝕達(dá)到了相關(guān)要求。綜合考慮，可以認(rèn)為基本達(dá)到了預(yù)期效果。

表3 試片腐蝕情況Table 3 Corrosion situation

1.3 預(yù)膜前水置換

9月8日18：00-9月9日19：30

9月8日中午通知各車間將所有冷卻器全部投入，15：00左右循環(huán)水表面出現(xiàn)黑色浮沫，通過人工清理使水濁度穩(wěn)定在達(dá)到13.51 mg/L。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在清洗后24 h內(nèi)必須進(jìn)行預(yù)膜，否則被化學(xué)清洗后露出的光潔表面會被氧化，預(yù)膜很難成功，并會加劇腐蝕程度，故在此情況下進(jìn)行了預(yù)膜(表4)。

表4 預(yù)膜前置換階段（9月9日）水質(zhì)變化情況Table 4 The change of water properties before the stage of prefilming

1.4 預(yù)膜階段

9月9日19：309月10日15：00

停止補(bǔ)水，將水位降至安全操作水位，加預(yù)膜劑并掛標(biāo)準(zhǔn)水處理試片（Ⅰ型），調(diào)節(jié)pH為6～7。由于系統(tǒng)中有水補(bǔ)入，因此根據(jù)補(bǔ)水量以及預(yù)膜開始時(shí)濁度情況分兩次投加預(yù)膜劑875 kg，在9月10日15：00取出碳鋼掛片進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)有藍(lán)色色暈，同時(shí)用硫酸銅試膜溶液檢驗(yàn)成膜效果（參照《循環(huán)冷卻水系統(tǒng)不停車化學(xué)清洗和熱態(tài)預(yù)膜工藝技術(shù)規(guī)程》（CECS103：99）），掛片紅點(diǎn)時(shí)間為30 s。初步判斷預(yù)膜結(jié)束，系統(tǒng)開始大量置換。

預(yù)膜階段主要是控制pH值，預(yù)膜階段的pH值見表5。

表5 預(yù)膜階段pH變化情況Table 5 The change of pH in prefilming stage

預(yù)膜后置換階段的濁度見表6。

通過水的濁度可判斷循環(huán)系統(tǒng)的水質(zhì)基本穩(wěn)定，可以轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。

2 結(jié) 語

預(yù)膜階段結(jié)束后，通過打開裝置一臺水冷器觀察，從表觀看出水冷器水側(cè)表面還有一定的銹蝕產(chǎn)物，沒有明亮的金屬表面，但表面銹垢層比較硬，沒有軟垢，基本可以認(rèn)定本次清洗預(yù)膜的清洗階段有一定的效果，但不能完全達(dá)到實(shí)際的需要，尤其是在未更換的冷卻器管束上預(yù)膜可能不致密，或者不牢固。

Application of On-line Cleaning and Prefilming Technology in Refinery Circulating Cooling Water System

FU Kun1，SU Chang-chun2
（1. CNOOC (Qingdao) Heavy Oil Processing Engineering Research Center, Shandong Qingdao 266555, China；2. Oil & Gas Development & Utilization Co., CNOOC , Beijing 100029, China）

Plants in refinery are various, due to the needs of production and operation, circulating cooling water system cannot be shut down for cleaning and prefilming, resulting in corrosion and fouling problems of the water cooler. The on-line cleaning and prefilming technology can realize the cleaning and prefilming of the circulating cooling water system without stopping, so that the scaling and corrosion of the circulating cooling water system can be controlled. The feasibility of the on-line cleaning and prefilming technology was investigated through using the on-line cleaning and prefilming technology in the circulating cooling water system of a refinery, and some suggestions were put forward.

Circulating cooling water; Cleaning and prefilming; Refinery

TQ 085

B

1671-0460（2015）08-1912-02

2015-04-15

付坤（1980-），男，河北衡水人，工程師，碩士學(xué)位，2013年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）環(huán)境工程專業(yè)，研究方向：主要從事安全環(huán)保管理和公用工程系統(tǒng)的管理工作。E-mail：fukun2008@163.com。