Limpieza y purga de las instalaciones químicas antes de su puesta en marcha

Thread Content

La última edición de este mensaje fue realizada por yinkuilin6868 el 18-2-2016 a las 15:41. I. Propósitos y métodos de purga y limpieza: Antes de que una planta química comience a funcionar, es necesario purgar y limpiar todos los tuberías y equipos relacionados con su proceso, después de que se haya verificado que están en buen estado. El objetivo de esto es eliminar, mediante el uso de aire, vapor, agua y soluciones químicas, así como mediante procesos físicos y químicos, los residuos como arena, grasa, escoria de soldadura y óxido que quedan atrapados en esos componentes durante su instalación. De esta manera, se evita que estos residuos causen obstrucciones en las tuberías y equipos durante las pruebas iniciales de funcionamiento； Daño a máquinas, válvulas e instrumentos ； Contaminar los catalizadores y las soluciones químicas, afectar la calidad del producto y evitar accidentes por incendio o explosión ； Es un procedimiento de pruebas importante que garantiza el funcionamiento correcto del equipo durante las pruebas y una producción segura a largo plazo. En las instalaciones químicas existen una gran variedad de tuberías y equipos, cuyas condiciones de uso en el proceso, así como sus materiales y estructuras, son diferentes entre sí. Por lo tanto, los métodos de limpieza adecuados para ellos también varían. Pero por lo general incluyen los siguientes métodos: enjuague con agua, purga con aire, purga con vapor, decapado y pasivación con ácido, limpieza con aceite y desengrasado, entre otros. Sus principales características y ámbitos de uso se resumen a continuación. 1. Limpieza con agua: La limpieza con agua es un método en el que se utiliza el agua como medio para limpiar las tuberías y los equipos, mediante la presión generada por una bomba. Se utiliza ampliamente para eliminar las impurezas residuales en tuberías y en el interior de equipos como torres y tanques, que se emplean para transportar medios líquidos. El lavado de las tuberías con agua debe realizarse a la mayor caudalidad que sea posible en su interior, o a una velocidad de flujo no inferior a 1,5 m/s (esto no incluye los equipos de limpieza por chorro de agua a alta o muy alta presión, ni los métodos para eliminar la incrustación en las superficies internas y externas de las tuberías). Por lo general, para el enjuague de equipos químicos y tuberías se utiliza agua limpia con una turbidez inferior a 10*106 y un contenido de iones de cloro inferior a 100*106. Sin embargo, en equipos y tuberías fabricados con acero inoxidable austenítico, como los utilizados en plantas de producción de urea, es necesario utilizar agua desionizada para evitar la acumulación de iones de cloro (Cl-), lo que podría causar corrosión por estrés en dichos equipos y tuberías. El enjuague con agua tiene como ventajas su facilidad de uso y la ausencia de ruido. 2. Limpieza con aire: La limpieza con aire es un método en el que se utiliza el aire como medio para eliminar los residuos y suciedades que quedan en las tuberías por donde fluye el gas. El aire se comprime mediante un compresor (generalmente a una presión de 0.6-0.8 MPa). Al utilizar el soplado con aire, es necesario que haya una cantidad suficiente de aire, de modo que la velocidad de flujo del gas de soplado sea mayor que la velocidad de flujo del gas utilizado en las operaciones normales. Por lo general, esta velocidad debe ser de al menos 20 m/s, para que el gas tenga suficiente energía (o momento lineal) y pueda eliminar los residuos acumulados en las tuberías y equipos, garantizando así un funcionamiento adecuado del equipo y una producción segura. Durante el purgado con aire, el consumo de aire suele ser muy alto, y se necesita un tiempo determinado para llevar a cabo dicho proceso. Por lo tanto, el soplado de aire se suele realizar con el compresor de aire más grande del equipo, o con un compresor de gran capacidad para aire comprimible (como los compresores de gas de pirólisis en las plantas de etileno, por ejemplo), cuyo funcionamiento proporciona el aire necesario. En los equipos químicos de tamaño pequeño o mediano que no disponen de una cantidad suficiente de aire para realizar un purgado continuo, también se puede utilizar el método de purgado por etapas. En este caso, las tuberías del sistema se dividen en varias secciones; cada sección a su vez se divide en varios tramos. Luego, se procede a purgar cada tramo por separado, aislando ese tramo del resto del sistema una vez que se haya completado su purgado. De esta manera, incluso cuando la cantidad de gas es escasa, se puede garantizar la calidad del purgado. También se puede utilizar el método de limpieza por explosión para tuberías de gran diámetro o aquellas en las que es difícil eliminar la suciedad. Para las tuberías a prueba de aceite y las tuberías de aire para instrumentos, se debe utilizar aire sin aceite para su limpieza. El nitrógeno, debido a su origen y costo, generalmente no se utiliza como gas de purga para tuberías y equipos comunes; en cambio, se emplea frecuentemente para la purga con aire y, una vez que el aire del sistema está suficientemente seco, para la protección y sustitución de las tuberías y equipos. 3. Limpieza con vapor: La limpieza con vapor consiste en utilizar vapor con diferentes parámetros como medio para la limpieza; la fuente de vapor proviene de un dispositivo generador de vapor. La purga por vapor tiene una alta velocidad de purga, y por lo tanto, posee una gran cantidad de energía (o momento lineal). Además, el método de purga por vapor intermitente provoca contracciones y expansiones térmicas en las tuberías, lo cual facilita la separación y eliminación de los residuos adheridos a sus paredes internas. De este modo, se logra el mejor efecto de purga posible. Las tuberías de vapor deben ser purgadas con vapor, y esto es especialmente necesario en las tuberías de vapor de propulsión. Al purgar las tuberías de vapor de propulsión, no solo es necesario eliminar por completo las impurezas que se encuentran dentro de las tuberías, sino también quitar la óxida que se acumula en la superficie del metal. Esto es importante, ya que si dicha óxida queda atrapada en el flujo de vapor a alta velocidad, puede causar graves daños en las palas de la turbina y en las boquillas que giran a gran velocidad. La limpieza con vapor se realiza a altas temperaturas, bajo alta presión y a velocidades elevadas. Cuando los tubos se calientan, experimentan un desplazamiento por expansión; al enfriarse, en cambio, se contraen. Por eso, en las tuberías de vapor se instalan compensadores, deshumidificadores, soportes para tuberías, bridas y guías, todo ello pensado para hacer frente a este desplazamiento por expansión. Cuando los conductos que no son de vapor no pueden ser limpiados mediante el uso de aire, también se puede utilizar vapor para ello. Sin embargo, es necesario considerar si su estructura puede resistir las altas temperaturas y los efectos de la expansión y contracción térmica, y tomar las medidas necesarias para garantizar la seguridad de las personas y del equipo durante el proceso de limpieza. 4. Limpieza con aceite: En el caso de los equipos que operan a altas velocidades y bajo cargas elevadas, como las turbinas de vapor y los compresores centrífugos, es necesario limpiar los sistemas de aceite lubricante, de sellado y de control, después de que dichos equipos y sus tuberías hayan sido sometidos a procesos de limpieza por soplado o decapado con ácido. Debido a que se exigen niveles de limpieza extremadamente altos en estos sistemas de tuberías para transportar aceite, la presencia de pequeñas impurezas puede causar daños en las bujes de los ejes y en los anillos de sellado de las máquinas en funcionamiento. Además, esto puede provocar fallos en los sistemas de control y regulación, lo que a su vez puede llevar a graves accidentes con las máquinas y equipos. El método de limpieza con aceite consiste en hacer que el aceite circule por el sistema de tuberías. Durante este proceso de limpieza, cada 8 horas es necesario elevar y bajar la temperatura del aceite entre 35 y 75 °C, 2 o 3 veces, para que las partículas adheridas a las paredes de las tuberías se desprendan. Luego, estas partículas son llevadas junto con el aceite al filtro para ser eliminadas. El aceite para limpieza debe ser un aceite de calidad adecuado para esa máquina. Los sistemas de tuberías que hayan sido limpiados y declarados aptos deben contar con medidas de protección efectivas. Antes de poner en marcha la máquina, se debe reemplazar el lubricante por uno adecuado. Existen dos métodos para determinar si el aceite cumple con los estándares de limpieza, cuando el fabricante o diseñador no establece requisitos específicos para la limpieza del sistema de tuberías de aceite. El primero es el uso de los estándares de nivel cuatro de MOOG, de los Estados Unidos. La metodología consiste en utilizar como criterio el tamaño de las impurezas en forma de partículas presentes en 100 ml de aceite. Se utiliza una lupa de 20 aumentos para observar dichas impurezas. Cuando, tras dos tomas de muestra consecutivas, se cumplan los criterios establecidos, se puede considerar que el sistema de aceite está limpio. El segundo método es el uso de filtros para realizar la inspección; los criterios de aceptación se indican en la tabla 1-1-4-2. **Tabla 1-1-4-1**: Cuenta de partículas con un microscopio de lectura 20x del tipo JC10. Tamaño de las partículas: μm > 150; 100–150; 50–100. Contenido de humedad: estándar. Número de partículas: 0 ≤ 2; 1 ≤ 22; 50.

**Tabla 1-1-4-2**: Conteo de partículas de suciedad residual mediante el uso de filtros. Velocidad de rotación del equipo (r/min); especificaciones del filtro (granos). Estándares de calidad: ≥6000, filtro de 200 granos; no más de 3 partículas de suciedad por cm². <6000, filtro de 100 granos; no más de 3 partículas de suciedad por cm².

5. Desengrasado: El desengrasado de equipos y tuberías se realiza en aquellos casos en los que, durante su producción, transporte, almacenamiento o uso, pueden entrar en contacto con pequeñas cantidades de grasas u otros compuestos orgánicos que podrían causar incendios o explosiones (como el oxígeno). También se trata de un proceso de limpieza necesario para evitar que las grasas afecten la calidad del producto. Para garantizar la seguridad durante las pruebas y la producción, estos equipos, tuberías (incluidos los conectores, válvulas, instrumentos y materiales de sellado), así como las herramientas y dispositivos de medición utilizados en su instalación, deben someterse a un riguroso proceso de desengrasado antes de ser utilizados. La desgrasificación se basa en el principio de que las grasas son solubles en ciertos disolventes químicos. Por lo tanto, el proceso de desgrasificación es, en realidad, un proceso de limpieza química. Para la desgrasación de tuberías y equipos, primero es necesario elegir bien el agente desgrasante. Para ello, se puede consultar la tabla 1-1-4-3 para seleccionar el agente adecuado. Nombre del agente desengrasante, ámbito de aplicación y notas:
Dicloroetano industrial: se utiliza para el desengrasado de piezas metálicas. Es tóxico, inflamable y explosivo.
Tetracloruro de carbono industrial: se utiliza para el desengrasado de partículas negras de oro, cobre y materiales no metálicos. Es tóxico.
Tricloroetileno industrial: se utiliza para el desengrasado de piezas metálicas; debe contener estabilizantes. Es tóxico.
Alcohol industrial con un contenido de al menos 95,6%: se utiliza en equipos y componentes donde no se requiere un alto nivel de desengrasado. Es inflamable y explosivo.
Ácido concentrado con un contenido de al menos 98%: se utiliza para el desengrasado de tuberías resistentes al ácido y anillos de porcelana.
Además, también se pueden utilizar propano, benceno y soluciones alcalinas como agentes desengrasantes. El desengrasante más utilizado es el carbono tetracloruro, ya que ofrece una alta eficacia en el proceso de desengrase, además de tener baja toxicidad y poca corrosividad hacia los metales, lo que le permite ser utilizado en una amplia gama de aplicaciones. El desengrasante debe ser capaz de disolver las grasas con rapidez. El contenido de grasa en el desengrasante utilizado debe cumplir con los estándares de calidad; si es necesario, se deben realizar pruebas de laboratorio para verificarlo. Las especificaciones para el uso del desengrasante se indican en la tabla 1-1-4-3. La capacidad del desengrasante para disolver las grasas es limitada; además, se contamina después de su uso. Por lo tanto, generalmente solo puede utilizarse una vez. Si se quiere usarlo nuevamente, es necesario destilarlo y regenerarlo, y comprobar que su contenido de grasa sea adecuado antes de poder utilizarlo para desengrasar. Contenido de aceite en ml/l: Normas de uso >500: no se permite su uso. 50-500: desgrasado preliminar