Verwendung chemischer Reinigungsmethoden zur Verbesserung der Effizienz von Propylentürmen

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Verwendung chemischer Reinigungsmethoden zur Verbesserung der Effizienz von Propylentürmen Zusammenfassung: Die Korrosion der Innenwand des Propylenturms beeinträchtigt die Produktausbeute und kann nicht manuell oder manuell gereinigt werden. Das Korrosionsproblem wurde analysiert und das Korrosionsgesetz ermittelt. Die Basis für die chemische Reinigung mit Schwefelsäure wurde ausgesiebt und die Reinigungswirkung war sehr gut. Betreffwörter: Korrosionsanalyse des Propylenturms Chemischer Reinigungseffekt 1. Überblick Der Propylenturm in der Schwerölkatalysatorwerkstatt einer Fabrik produziert Propylenprodukte. Die Grundsituation des Turms ist wie folgt:: Die Spezifikationsgröße beträgt Ф2000×58820×18, die Anzahl der Turmschichten beträgt 100 und die Materialien bestehen ausschließlich aus Kohlenstoffstahl. Die Wanne hat die Form eines Schwimmerventils (insgesamt etwa 40.000), die Betriebstemperatur beträgt 50–60 °C und der Betriebsdruck beträgt 1,9 MPa. Die wichtigsten Rohstoffeigenschaften sind H2S≯343 mg/m3, C2≯2 % und C5≦1,5 %. Die Anforderungen an die Produktqualität sind C=3≧95 %, C03≧90 %. Sein Hauptverfahrensmerkmal besteht darin, niedrigsiedende Kohlenwasserstoffgemische als Rohstoffe zu verwenden und diese mit unterschiedlichen Siedepunkten (Flüchtigkeiten) unter demselben Druck zu trennen, um zwei verschiedene gasförmige und flüssige Produkte zu erhalten. Als der neue Turm erstmals in Betrieb genommen wurde, erreichte die Propylenausbeute über 97 %. Nachdem die Anlage ein halbes Jahr lang in Betrieb war, nimmt die Propylenausbeute allmählich ab und erreicht schließlich etwa 90 %, was darauf hindeutet, dass die Anlageneffizienz sehr niedrig ist. Die Produktion ist sehr passiv und die täglichen Verluste sind enorm. Das Gerät wurde während der Wartung geöffnet und kann bei der Inspektion besichtigt werden: Die Metalloberfläche der Innenwand des Turms ist stark korrodiert. Die Haupterscheinung ist, dass sich auf der Oberfläche des Turms 2–4 mm Korrosionsprodukte befinden. Auch auf der Oberfläche der Wanne, der Wannenträger und der Schwimmerventile befinden sich Korrosionsprodukte. Unter den Korrosionsprodukten befinden sich viele narbige Korrosionsgruben. Darüber hinaus sind die meisten Schwimmerventile durch Korrosionsprodukte verrostet und können sich nicht bewegen, sodass die Schwimmerventile während der Produktion nicht funktionieren, was zu einer Verringerung der Propylenausbeute führt. Bei der Wartung des Turms kam die manuelle Rostentfernung zum Einsatz. Ein Dutzend Leute arbeiteten mehrere Tage lang und konnten nur den schwimmenden Rost im Turm reinigen. Die meisten Rostprodukte haften stark auf der Metalloberfläche und können nicht manuell entfernt werden. Zudem ist die Arbeitsfläche im Turm klein und lässt sich überhaupt nicht reinigen. Die Qualität und Effizienz der Arbeit kann nicht garantiert werden. Insbesondere die meisten Schwimmerventile am Boden, die sich direkt auf die Produktausbeute auswirken, sind mit dem Boden verrostet und können sich nicht bewegen. Die manuelle Verarbeitung ist zeitaufwändig, mühsam und schwer zu reinigen. Bei der Reinigung mit Hochdruckwasser erfolgt die Reinigung erstens nicht gründlich und zweitens gibt es unsichere Faktoren. Daher ist die Rostbeseitigung des Turms problematisch und wirkt sich direkt auf den Wartungsplan aus. Daher war es dringend erforderlich, eine Methode mit guter Rostentfernungswirkung und hoher Effizienz zu finden. 2. Analyse der Korrosionsursachen: Im Produktionsmedium des Turms befinden sich während des Betriebs neben Öl und Dampf auch Wasser und andere schädliche Verunreinigungen. Durch das Vorhandensein dieser Feuchtigkeit und schädlichen Medien kommt es zur Korrosion von Metalloberflächen. Wenn Kohlenstoffstahl unter 250 °C liegt, kommt es zu erheblicher Korrosion am Metall, wenn H2S vorhanden ist und gleichzeitig mit Wasser vorliegt. Schwefelwasserstoff dissoziiert im Wasser: H2S == H= + HS- HS- == H= + S+ Die Korrosion von Metall durch wässrige Schwefelwasserstofflösung ist ein elektrochemischer Reaktionsprozess: anodische Reaktion: Fe – Fe2= + 2e kathodische Reaktion: 3H= + 3e --- 3H-Adsorption ∟ H-Absorption + H2 ↑Fe2 = Reaktion mit S+ Fe2 = + S+--- FeS↓ Die durch Schwefelwasserstoff verursachte umfassende Korrosion von Stahl führt zu einer gleichmäßigen Verringerung der Dicke der gesamten Metalloberfläche. Andernfalls kann die Metalloberfläche uneben werden und gleichzeitig eine große Menge an schwarzen Eisensulfid-Korrosionsprodukten entstehen. Im Allgemeinen erzeugt Kohlenstoffstahl bei Raumtemperatur oder etwa 50 °C ungeschützte FeS-Korrosionsprodukte. Aufgrund der Anwesenheit von Feuchtigkeit und gelöstem Sauerstoff im System kann es in diesem Fall außerdem zu elektrochemischer Korrosion auf der Metalloberfläche kommen. Die kathodische Reaktion in der Oberflächenkorrosionsbatterie aus Kohlenstoffstahl besteht hauptsächlich aus der Reduktion von Sauerstoff, während die anodische Reaktion in der Korrosionsbatterie aus der anodischen Auflösung von Eisen besteht. Die Korrosionsreaktion von Kohlenstoffstahl unter dieser Bedingung kann ausgedrückt werden als:: anodische Reaktion: 2 Fe --- 2 Fe2= + 4e kathodische Reaktion: O2 + 2H2O + 4e --- 4OH- Gesamtreaktion: 2Fe + 2H2O + O2 --- 2 Fe(OH)2↓ Das heißt, während der Korrosion erzeugt Eisen Eisenhydrid und fällt aus der Lösung aus. Diese Eisenverbindung ist jedoch in Wasser instabil und oxidiert weiter zu Eisenhydroxid. 2 Fe(OH)2 + H2O+ 1/2O2 ---- 2 Fe(OH)3↓ Anschließend wird das Eisenhydroxid dehydriert und bildet Rost.: 2 Fe(OH)3 ---Fe2O3↓+ 3 H2O Fe(OH)3 ---FeOOH↓ + H2O Dies ist an der Korrosionsstelle an der Innenwand des Turms zu erkennen, was durch die große Menge gelber und schwarzer Korrosionsprodukte belegt wird. Aufgrund der gleichzeitigen Anwesenheit von Schwefelwasserstoff, Wasser und Sauerstoff unter diesen Bedingungen ist die auftretende Korrosion daher relativ komplex und man kann sagen, dass sie das Ergebnis ihrer gemeinsamen Wirkung ist. 3. Grundlagen der chemischen Reinigung Um eine geeignete Reinigungsflüssigkeit auszuwählen, muss zunächst die Art des Rostprodukts ermittelt werden. Durch Analyse des Röntgenbeugungsmusters der Korrosionsprodukte sind die Hauptbestandteile FeS2, Fe2O3 und Fe3O4. Aufgrund der Zusammensetzung der Rostprodukte wird der Einsatz chemischer Reinigungsmethoden als sinnvoller erachtet. Nach Vergleichstests verschiedener Reinigungslösungen erwies sich die Methode der Verwendung von Schwefelsäurelösung und der Zugabe geeigneter Korrosionsinhibitoren zur Rostentfernung als wirksamer. Da Schwefelsäure eine lösende Wirkung auf Eisenoxide hat, läuft der chemische Prozess wie folgt ab: FeO + H2SO4 --- FeSO4+ H2O Fe2O3 + 3H2SO4--- Fe2(SO4)3 + 3H2O Fe3O4 + 4H2SO4--- FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4 H2O Fe + H2SO4 --- FeSO4+ H2 Unter diesen hat FeO eine weiche Textur und lässt sich leicht durch Schwefelsäure auflösen und entfernen, während Fe3O4 und Fe2O3 dies haben eine härtere Textur. Nicht leicht löslich durch Schwefelsäure. Der bei der Reaktion erzeugte Wasserstoff reduziert jedoch die höheren Oxide zu niedrigeren Oxiden und macht sie leicht löslich, oder das Entweichen von Wasserstoff führt dazu, dass sich die Oxide ablösen und der massive Rost in die Lösung fällt. Der chemische Auflösungsprozess ist wie folgt: FeO + H2SO4 --- FeSO4 +H2 Fe2O3 + H2 --- 2FeO + H2O Fe3O4 + H2 --- 3FeO + H2O. Das Beizen mit Schwefelsäure ist kostengünstig und wird im Allgemeinen zum Reinigen der meisten rostbasierten Produkte verwendet. Es handelt sich um eine anorganische Säure, die üblicherweise zur chemischen Reinigung von Metallgeräten verwendet wird. Es hat eine hohe Auflösungsgeschwindigkeit und Lösungsfähigkeit für Eisenoxide und weist eine hohe Reinigungseffizienz auf. Die erzeugten Salze sind gut löslich, einfach und sicher zu bedienen und die Oberfläche der Geräte ist nach der Reinigung in gutem Zustand. 4. Reinigungsmethode (1) Vorbereitungsarbeiten vor der chemischen Reinigung. Führen Sie vor der Reinigung eine umfassende Inspektion, Kalkprobenanalyse und Kalklösungstest an den zu reinigenden Geräten durch. Fügen Sie Blindplatten hinzu oder entfernen Sie Rohrverbindungen und Geräte, die nicht an der chemischen Reinigung beteiligt sind. Installieren und reinigen Sie die Rohrleitungen vor Ort, um einen reibungslosen Rohrfluss zu gewährleisten. Mit der Sprühmethode werden Hochpunkteintritte und Tiefpunktaustritte erzielt. Um tote Zirkulationsecken und die Ansammlung von Schlacke zu verhindern, richten Sie Abwasserentsorgungspunkte an tiefliegenden Punkten ein. Diesmal kommt eine Reinigungsmethode zum Einsatz, die Einweichen und Umwälzen kombiniert. Überprüfen Sie vor der Reinigung das Reinigungssystem. Führen Sie nach der Installation des Systems einen Probebetrieb mit Wasser für eine halbe Stunde durch, um zu prüfen, ob das System undicht ist, ob die Umwälzpumpe normal funktioniert, ob Durchflussrate und Förderhöhe den Anforderungen entsprechen und ob das Ventil flexibel und zuverlässig ist. Es muss zuverlässige Wasser-, Strom-, Dampfversorgung usw. vorhanden sein. Reinigungschemikalien, Säuren, Laugen und Korrosionsinhibitoren sollten entsprechend der erforderlichen Sorte und Menge vorab an den Standort geliefert werden und die Qualität der Chemikalien muss den Standards entsprechen. Das Reinigungssystem ist mit Coupons aus Kohlenstoffstahl ausgestattet, um die Korrosionsrate zu messen. Bediener sollten vor der Reinigung eine Schulung erhalten und mit dem Reinigungsprozess und der Leistung verschiedener Chemikalien vertraut sein. (2) Chemischer Reinigungsprozess 1. Der Reinigungsprozess ist Wasserspülen – Beizen – Waschen – Neutralisieren – Waschen – Passivieren – Entladen – Zurücksetzen. Die Zusammensetzung der chemischen Reinigungsflüssigkeit und die Reinigungsbedingungen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.: Zusammensetzung der chemischen Reinigungslösung und Reinigungsbedingungen Nr. Reinigungsverfahren Chemischer Name Chemische Konzentration % Dosiermenge Kg Durchflussrate m/s Temperatur °C Reinigungszeit h 1 Beizen H2SO4HF Korrosionsinhibitor Fe+ Inhibitor 1550,50,5 75002500250250 0,2–0,5 40–50 4–6 2 Neutralisierendes Na2CO3 2 1000 0,2–0,5 60 8-12 3 Passivierung Na2CO3NaNO3 10,5 500250 0,2-0,5 60 3-4 Das effektive Volumen dieser Reinigung beträgt 50 Kubikmeter, neutralisieren und mit Wasser unter Verwendung von 2 % Natriumcarbonat spülen und spülen, bis der pH-Wert 6-9 als Endpunkt erreicht. Während des Beiz- und Rostentfernungsprozesses muss der Lösung ein Korrosionsinhibitor zugesetzt werden, um zu verhindern, dass die Säurelösung das Metall korrodiert. Dadurch kann die Metallkorrosion wirksam gehemmt und der Verbrauch an Säurelösung reduziert werden. Der Korrosionsinhibitor wird auf der Metalloberfläche adsorbiert und der gebildete Abdeckfilm dient der Abschirmung des Kontakts zwischen dem sauren Medium und der Metalloberfläche. Mit anderen Worten: Der Korrosionsinhibitor kann wirken, indem er den Konjugationsprozess von Kathoden und Anoden blockiert und so die Korrosion auf der Metalloberfläche wirksam hemmt. 2. Reinigungsprozess und Vorsichtsmaßnahmen Nachdem die Vorbereitungen vor der Reinigung abgeschlossen sind, spülen Sie zunächst mit Wasser, um Korrosionsprodukte und andere Rückstände von der Metalloberfläche im System zu entfernen. Beizen: Die Wassertemperatur wird auf etwa 40 °C geregelt, da Schwefelsäure eine flüchtige Säure ist und in großen Mengen verdampft, wenn die Temperatur 60 °C übersteigt, was zu Gasphasenkorrosion führt, die mit allgemeinen Korrosionsinhibitoren nur schwer zu verhindern ist. Dies führt dazu, dass die Konzentration der Säurelösung abnimmt und die Wirkung gering ist. Geben Sie zunächst 0,5 % Korrosionsinhibitor Blue-826 hinzu und lassen Sie es 1 Stunde lang zirkulieren. Weil dieser Korrosionsinhibitor bei verschiedenen chemischen Reinigungen eine hervorragende Korrosionsinhibitionswirkung hat. Bei normaler Temperatur beträgt die Korrosionsrate des Metalls nicht mehr als 1 mm/Jahr und es hat eine ausgezeichnete Fähigkeit, den Stahl daran zu hindern, beim Beizen Wasserstoff zu absorbieren. Gleichzeitig wird ein Fe3+-Ioneninhibitor zugesetzt, um die durch Fe3+-Ionen im Metall beschleunigte Korrosion zu hemmen, sodass das Metall während des Beizprozesses nicht unter Lochfraß leidet. Nach einer Stunde Umwälzung 15 % Schwefelsäure und 5 % Flusssäure hinzufügen (die Zugabe von Flusssäure dient hauptsächlich dazu, die großen Stücke der Korrosionsprodukte, die während des Beizvorgangs entstehen, in kurzer Zeit weiter aufzulösen und zu reduzieren, was die Reinigung des Systems erleichtert). ), Zyklusreinigung für etwa 4 Stunden, wenn die gemessene Säurekonzentration etwa 1 Stunde lang stabil bleibt und Fe3+ nicht mehr ansteigt, kann die Reinigung abgeschlossen werden. Während des Beizprozesses werden regelmäßig die Konzentration sowie die Fe3+-, ΣFe- und PH-Werte der Beizflüssigkeit analysiert. Die Analysehäufigkeit beträgt einmal alle 30 Minuten. Die Analysedaten und die Dosierung sollten protokolliert werden. Gleichzeitig werden Metallcoupons aus dem gleichen Reinigungsmaterial verwendet, um die Korrosion der Reinigungsflüssigkeit zu überwachen. Bei der Entladung muss die Säure neutralisiert und verdünnt werden. Passivierungsbehandlung: Die Metalloberfläche korrodiert nach dem Beizen sehr leicht und sollte passiviert werden. Dadurch entsteht ein dichterer chemischer Umwandlungsfilm auf der Metalloberfläche, der die Korrosionszeit auf der Metalloberfläche verlängern kann. Gießen Sie Na2CO3 und NaNO3 in die neu in das System eingespritzte wässrige Lösung. Die Passivierungsbehandlungszeit beträgt ca. 4 Stunden und wird nach bestandenem Test entladen. Dinge zu beachten: Führen Sie zunächst eine HSE-Risikobewertung des Reinigungsprojekts durch. Machen Sie sich mit dem Ventilstellungsprozess im Reinigungssystem vertraut und lassen Sie ihn von einer zuständigen Person überprüfen. Erste-Hilfe-Medikamente sollten vor Ort vorbereitet werden und die Bediener sollten Arbeitskleidung, Schutzhelme und verschiedene Arbeitsschutzmittel wie Handschuhe, Masken, Brillen usw. tragen. Die Bediener müssen die HSE-Arbeitsanweisungskarte strikt befolgen und ein Überwachungssystem implementieren. Das Reinigen und Ablassen von Säure sollte den Umweltschutzstandards entsprechen. Nach Abschluss der Arbeiten sollten die Arbeiten abgeschlossen sein, die Materialien sollten sauber sein und die Baustelle sollte sauber sein. 5. Reinigungseffekt (1) Direkter Effekt Nach der Reinigung wurde das Gerät geöffnet und überprüft und der erwartete Effekt wurde erzielt. Sämtliche Korrosionsprodukte auf der gereinigten Metalloberfläche werden entfernt, die Oberfläche ist glatt, sauber und frei von Rostflecken und es bildet sich ein gleichmäßiger Passivierungsfilm auf der Metalloberfläche. Aus den Berechnungsergebnissen der Vor-Ort-Messung von Korrosionsteststücken geht hervor, dass die Korrosionsrate des gereinigten Metalls weniger als 6 g/m2·h beträgt, was den Anforderungen entspricht * * Standard. Um die Reinigungswirkung der Schwimmerventile zu prüfen, schlagen Sie mit einem Hammer auf die Wanne. Hören Sie auf das Geräusch, um sicherzustellen, dass jedes Schwimmerventil von der Wanne getrennt ist und nicht festsitzt. Dies kann nicht manuell gelöst werden. Darüber hinaus werden die Korrosionsprodukte auf der Metalloberfläche durch die Reinigung vollständig entfernt und es bildet sich ein Passivierungsfilm auf der Metalloberfläche, was für die Verlängerung der Lebensdauer der Geräte von großem Nutzen ist. (2) Indirekter Effekt: Der Zustand der Metalloberfläche nach der Reinigung entspricht dem Effekt des neuen Turms. Daher ist die Wirkung nach dem Betrieb des Geräts sehr gut und der Wirkungsgrad erreicht mehr als 97 %. Durch die Nutzenanalyse kann der Nettonutzen nach der Reinigung 30.000 Yuan pro Tag betragen als vor der Reinigung. 6. Schlussfolgerung 1. Die chemische Reinigung mit Schwefelsäure und Korrosionsinhibitor führt zu keiner Korrosion des Gerätekörpers und weist ein hohes Lösungsvermögen für Eisenoxide auf. 2. Die chemische Reinigung hat eine bessere Qualität und höhere Effizienz als die manuelle Reinigung. Reduziert die Arbeitsintensität der Arbeitnehmer. Beim Beizvorgang müssen jedoch folgende Punkte beachtet werden:: Die Temperatur während des Beizvorgangs darf 60 °C nicht überschreiten, denn wenn die Temperatur diese Temperatur überschreitet, beginnt sich die Säure zu verflüchtigen, was die Umwelt beeinträchtigt und dazu führt, dass die Konzentration der Säurelösung abnimmt, wodurch die Korrosionsinhibitorwirkung schlechter wird. Die Reinigung muss unter strikter Einhaltung der Betriebsabläufe erfolgen.