Пример химической очистки от ржавчины: использование химических методов для удаления продуктов коррозии с целью повышения эффективности аммиакового реактора

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано Ван Вэй2 31.05.2020 в 19:04. Пример использования химической чистки для удаления ржавчины: применение химических средств для устранения продуктов коррозии с целью повышения эффективности аппаратов для производства пропилена. Этот метод используется для борьбы с коррозией на внутренних стенках аппаратов, что влияет на выход готового продукта; он применяется тогда, когда механические способы очистки оказываются неэффективными. Был проведен анализ проблемы коррозии, выявлены закономерности ее развития. Были определены основания для применения химической очистки с использованием серной кислоты, и результаты очистки оказались отличными. 1. Обзор: Аппарат для производства пропилена в каталитическом устройстве для переработки тяжелого нефтяного сырья на нефтеперерабатывающем заводе предназначен для производства продукта пропилен. Основные характеристики башни: размеры — Ф2000×58820×18, количество ярусов — 100, материал — углеродистая сталь. Форма таблеток — плавающие клапаны (всего около 40 000 штук), температура работы — 50–60°C, давление работы — 1,9 МПа. Основные характеристики сырья: H2S≯343 мг/м3, C2≯2%, содержание C5≦1,5%. Требования к качеству продукции: C=3≧95%, C03≧90%. Основной технологический признак заключается в использовании смеси углеводородов с низкой температурой кипения; при одинаковом давлении происходит разделение компонентов по разной температуре кипения (вспышки), в результате чего получаются два продукта — газообразный и жидкий. При первом использовании новой башни уровень выхода пропилена составил более 97%. Через полгода работы оборудования выход пропилена постепенно снижался, в итоге достигнув примерно 90%, при этом эффективность оборудования была очень низкой. Производство находится в пассивном состоянии, ежедневно наносится большой ущерб. Это оборудование открывается во время технического обслуживания, и при осмотре можно увидеть, что металлическая поверхность внутренних стенок башни сильно подверглась коррозии. Это проявляется наличием на поверхности башни коррозионных отложений толщиной 2–4 мм; коррозионные отложения также имеются на поверхности распределительных пластин, перекладин этих пластин, а также на поверхности поплавковых клапанов. Под продуктами коррозии имеется множество пятнистых участков коррозии. Кроме того, большинство поплавков уже забито продуктами коррозии и не могут двигаться, поэтому в процессе производства они не функционируют, что приводит к снижению выхода пропилена. Во время технического обслуживания башни для удаления ржавчины использовались ручные методы. Десятки человек работали несколько дней, но им удалось убрать лишь поверхностную ржавчину. Большая же часть продуктов коррозии крепко прилипала к поверхности металла, и её невозможно было устранить с помощью ручных методов. К тому же, внутри башни пространство слишком ограничено, что делает невозможным проведение очистки; при этом невозможно гарантировать качество и эффективность работы. В частности, большинство поплавковых клапанов на решетках, которые напрямую влияют на выход продукта, заржавели и не могут двигаться. Ручная обработка занимает много времени и усилий, и её трудно провести. Если использовать метод чистки с помощью высокого давления воды, во-первых, очистка будет неполной, а во-вторых, существуют факторы риска. Следовательно, процесс дезинтеграции ржавчины на этой башне сталкивается с трудностями, что напрямую повлияет на сроки проведения ремонтных работ. Поэтому в то время стало крайне необходимо найти метод с хорошей эффективностью в удалении ржавчины и высокой скоростью работы. 2. Анализ причин коррозии. Поскольку в процессе работы этой башни в среде, используемой для производства, помимо нефтяных паров, присутствуют также вода и другие вредные примеси. Именно наличие этих вод и вредных веществ приводит к коррозии поверхности металла. При температуре ниже 250°C у углеродистой стали при наличии H2S и совместном присутствии воды происходит значительная коррозия металла. На местах коррозии внутренней стенки башни можно увидеть большое количество желтых и черных продуктов коррозии, что служит доказательством этого. Следовательно, поскольку в таких условиях одновременно присутствуют сульфид водорода, вода и кислород, процесс коррозии становится довольно сложным; его можно считать результатом совместного действия этих факторов. 3. Основания для химической чистки. Для выбора подходящего средства для чистки сначала были определены виды продуктов коррозии. Путем анализа дифракционных картин рентгеновских лучей на продуктах коррозии было установлено, что их основными компонентами являются FeS2, Fe2O3 и Fe3O4. Исходя из состава продуктов коррозии, считается целесообразным использовать метод химической чистки. Были проведены сравнительные испытания нескольких видов чистящих средств, в результате чего был выбран метод удаления ржавчины с использованием раствора серной кислоты с добавлением соответствующих ингибиторов коррозии — этот метод оказался наиболее эффективным, поскольку серная кислота способна растворять оксиды железа. Очистка с использованием серной кислоты дешева, и этот метод обычно применяется для очистки поверхностей, в основном покрытых ржавчиной. Это неорганическая кислота, которая часто используется для химической очистки металлического оборудования. Оксиды железа обладают высокой скоростью растворения и способностью к растворению, что обеспечивает высокую эффективность очистки. Образующиеся соли хорошо растворимы, процедура их использования проста и безопасна, а поверхность оборудования после очистки остается в отличном состоянии. 4. Метод химической чистки. Порядок процедуры: промывка водой — кислотная обработка — промывка водой — нейтрализация — промывка водой — пассивация — сброс воды — восстановление первоначального состояния. Во время кислотной обработки для удаления ржавчины необходимо добавлять в раствор ингибиторы, чтобы предотвратить коррозию металла. Это позволяет эффективно сдерживать коррозию металла, одновременно сокращая расход кислотного раствора. Ингибиторы адсорбируются на поверхности металла, и образующаяся пленка служит защитой от контакта кислой среды с поверхностью металла. Другими словами, ингибиторы коррозии действуют путем блокировки процессов конъюгации анода и катода, тем самым эффективно сдерживая коррозию на поверхности металла. 5. Эффективность очистки ⑴ Непосредственный эффект: после очистки была проведена проверка работы оборудования, и был достигнут ожидаемый результат. Все продукты коррозии с очищенной металлической поверхности устранены; поверхность стала гладкой и чистой, без следов ржавчины. На металлической поверхности образовалась однородная пассивирующая пленка. Согласно результатам измерений коррозионных образцов на месте, скорость коррозии очищенного металла составляет менее 6 г/м²·ч, что соответствует **стандарту**. С помощью молотка ударяют по тарелке колонны, чтобы проверить эффективность очистки поплавковых клапанов. Слушая звук, можно определить, что каждый поплавковый клапан отделен от тарелки и не застрял. Это проблема, которую невозможно решить вручную. Кроме того, путем очистки были полностью устранены продукты коррозии с поверхности металла; в то же время на её поверхности образовалась пассивирующая пленка, что в значительной степени способствует увеличению срока службы оборудования. ⑵Косвенный эффект: состояние поверхности металла после очистки такое же, как и у новой башни. Поэтому после ввода оборудования в эксплуатацию его работа оказалась очень эффективной: уровень эффективности превысил 97%. Согласно анализу экономической эффективности, после проведения процедуры очистки ежедневный чистый доход увеличивается на 30 тысяч юаней по сравнению с периодом до очистки. 6. Заключение ⑴ Химическая чистка с использованием серной кислоты и ингибиторов коррозии не вызывает коррозии самого оборудования; при этом она обладает высокой способностью растворять оксиды железа. ⑵Химическая чистка превосходит ручную по качеству и эффективности. Снижена интенсивность труда рабочих.