化学洗浄による錆除去事例：化学洗浄法を用いて腐食生成物を除去し、アクリレン塔の効率を向上させる

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この投稿は、2020年5月31日19時04分に王巍2によって最終的に編集されました。化学洗浄による錆除去の事例：腐食生成物を除去し、アクリレンタワーの効率を向上させるために化学洗浄法が用いられる。石油化学プラントのアクリレンタワーの内壁が腐食し、製品の収率に悪影響を与える場合、人の手や機械では清掃が不可能なときにこの方法が用いられる。腐食問題について分析を行い、腐食の規則性を明らかにした。硫酸による化学洗浄を採用した根拠を抽出し、洗浄効果は非常に良かった。1、概要 炎油所の重油触媒装置のアクリレン塔は、アクリレン製品を生産するものである。このタワーの基本情報は、規格寸法がФ2000×58820×18で、塔板の層数は100層、材質はすべて炭素鋼です。塔板の形式はフロートバルブ（合計約40,000個）で、運転温度は50～60℃、運転圧力は1.9Mpaです。原料の特性は、主にH2S≯343mg/m3、C2≯2%、C5含有量≦1.5%です。製品品質の要求は、C=3≧95％、C03≧90％です。その主な工程の特徴は、低沸点の炭化水素混合物を原料とし、同じ圧力下で異なる沸点（揮発性）を持つ性質を利用して分離し、気体と液体の2種類の製品を得ることである。新しい塔を使用した当初、アクリレンの回収率は97％以上でした。装置が半年間稼働した後、プロピレンの収率は徐々に低下し、最終的には約90％となり、装置の効率は非常に低くなった。生産は非常に受動的で、毎日大きな損失が出ている。この装置は点検時に開けられ、点検の結果、塔の内壁の金属表面の腐食が非常に激しいことがわかった。主な症状として、塔の表面に2～4ミリメートルの腐食生成物があり、塔板、塔板の横棒、フロートバルブの表面にも腐食生成物が存在していた。腐食生成物の下には、点状の腐食穴が多数存在する。また、浮子の大部分は腐食生成物によって錆びつき動かなくなっているため、生産時に浮子が機能せず、プロピレンの収率が低下する。 このタワーの点検時には、人手を使って錆を除去するが、十数人が数日間働いてもタワー内部の浮き錆しか掃除できず、大部分の錆生成物は金属表面に強く付着しており、人手だけでは除去することができない。さらにタワー内の作業スペースが狭く、除去作業を行うこと自体が不可能であり、作業の品質や効率も保証できない。特に、製品の収率に直接影響を与える塔板上のフロートバルブのほとんどが塔板と錆で固着し、動かなくなっている。人工で処理するには時間も労力もかかり、除去が非常に困難です。高圧水洗浄法を用いる場合、一つには洗浄が不十分であり、二つには安全性の問題がある。したがって、このタワーの錆除去が難航しており、点検工事の工期に直接影響を及ぼす見込みです。そのため、当時は防錆効果が高く、効率の良い方法を見つけ出すことが急務でした。2、腐食原因の分析 このタワーは運転時に、油蒸気の他に水やその他の有害な不純物も生成媒体中に含まれているためである。これらの水分や有害な物質が存在することが、金属表面の腐食を引き起こすのです。炭素鋼が250℃未満で、H2Sが存在し水と共存する場合、金属に著しい腐食が生じる。 タワーの内壁の腐食現場を見ると、大量の黄色と黒色の腐食生成物がこれを証明している。したがって、この条件下で硫化水素、水、酸素が同時に存在するため、生じる腐食はかなり複雑であり、これらが相互に作用した結果と言えます。3、化学洗浄の根拠 適切な洗浄液を選定するために、まず錆生成物の種類を特定した。腐食生成物のX線回折パターンを分析した結果、その主成分はFeS2、Fe2O3、およびFe3O4であった。腐食生成物の成分に基づき、化学的な洗浄方法が適していると考えられる。いくつかの洗浄液について順次比較試験を行った結果、硫酸溶液に適切な防食剤を加えて錆を除去する方法が最も効果的であることがわかった。これは、硫酸が鉄の酸化物を溶解させる作用を持つためである。 硫酸による酸洗いはコストが安く、一般的に錆が主な汚れの場合に多く用いられます。金属機器の化学洗浄でよく用いられる無機酸です。鉄の酸化物に対して高い溶解速度と溶解能力を持ち、洗浄効率が高い。生成される塩類は溶解性が良く、操作が簡単で安全であり、洗浄後の装置表面の状態も良好です。4、化学洗浄法　洗浄手順は、水洗い―酸洗い―水洗い―中和―水洗い―不動態化―排出―復元です。酸洗いによる錆除去の過程で、酸溶液が金属を腐食するのを防ぐため、必ず溶液に腐食抑制剤を添加しなければなりません。これにより、金属の腐食を効果的に抑制すると同時に、酸溶液の消費量も減らすことができる。防食剤が金属表面に吸着し、形成される被膜が酸性媒体と金属表面との接触を遮断する役割を果たします。つまり、防食剤は陰極・陽極の共役反応を阻害することによって作用し、金属表面の腐食を効果的に抑制するのである。5、洗浄効果 ⑴直接的な効果：洗浄後に装置の開封状態を確認したところ、期待通りの効果が得られた。洗浄された金属表面の腐食生成物がすべて除去され、表面は滑らかで清潔であり、錆の跡もなく、金属表面には均一な不動態膜が形成されている。現場で測定した腐食試験片の計算結果によると、洗浄後の金属の腐食速度は6g/m2・h未満であり、**基準を満たしている。ハンマーで塔板を叩いてフロートバルブの清掃効果を確認し、音を聞くと、各フロートバルブが塔板から分離しており、詰まっていないことがわかる。これは人間には到底解決できない。 また、洗浄によって金属表面の腐食生成物が完全に除去されると同時に、金属表面には不動態膜が形成され、これは機器の使用寿命を延ばす上で大いに役立ちます。 ⑵間接的な効果：洗浄後の金属表面の状態は、新しいタワーの効果と同じになる。そのため、この装置を稼働させると効果は非常に良く、効率は97％以上に達し、費用対効果の分析によると、洗浄後は洗浄前と比べて1日あたり3万円の純利益が得られる。6、結論 ⑴硫酸と防食剤を用いた化学洗浄は装置本体を腐食させず、鉄の酸化物に対して高い溶解能力を有する。 ⑵化学洗浄は人手による清掃と比べて品質が良く、効率も高い。労働者の労働強度を軽減した。