換熱器在線清垢、防垢方法的開發(fā)及

1、中國石油烏魯木齊石化公司科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)展項目開放設(shè)計報告項目名稱：換熱器在線清洗除垢方法的開發(fā)與應(yīng)用組織部：烏克蘭石化公司技術(shù)開發(fā)部單干：烏克蘭石化公司研究院編者：任立華2008年6月16日一、國內(nèi)外現(xiàn)狀、技術(shù)發(fā)展趨勢、生產(chǎn)需求和市場前景設(shè)備油垢和焦炭垢是石化生產(chǎn)中常見的問題。煉油廠常減壓蒸餾裝置的換熱器在運行后僅6個月就出現(xiàn)嚴重結(jié)垢。結(jié)垢問題嚴重影響生產(chǎn)：(1)換熱管壁熱阻增大，生產(chǎn)能耗增加，換熱效率降低，電脫鹽溫度從運行初期的120降低到110左右。(2)污垢在熱交換器管中的沉積減少了流動橫截面并增加了流動阻力。拆除后，換熱器背壓升高，電脫鹽壓力升高，最高可達1.3兆帕，影響裝置原油處理

2、能力。(3)裝置采取措施逐個清除嚴重結(jié)垢的換熱器，并送維修公司進行機械除垢。勞動強度大，大大增加了運營成本。水垢層去除不當也會造成設(shè)備損壞，加劇設(shè)備腐蝕。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中，解決結(jié)垢問題對于節(jié)能降耗、保護環(huán)境和安全穩(wěn)定生產(chǎn)具有重要意義。國內(nèi)外現(xiàn)狀及技術(shù)發(fā)展趨勢；目前，國內(nèi)外除垢設(shè)備和管道主要采取以下措施：1機械清洗法(高壓水射流法)這是一種應(yīng)急方法，適用于水垢層較厚的情況。必須拆除換熱器，用高壓注水清除管道和換熱器中的介質(zhì)垢。這是我廠目前使用的除垢方法。2化學(xué)清洗法(酸洗法)這是一種應(yīng)急方法。當水垢層很厚時，必須拆除換熱器，用酸溶解水垢層，以達到清洗水垢的目的。由于它會腐蝕和磨損設(shè)備，污染環(huán)境

3、，目前這種方法逐漸被淘汰。3洗滌劑清洗方法這是一種不間斷清洗熱交換器的清洗技術(shù)。預(yù)清洗后的換熱器與由泵、過濾網(wǎng)和水箱組成的循環(huán)清洗系統(tǒng)分開連接，由輕油和洗滌劑組成的清洗劑對換熱器進行循環(huán)清洗，使換熱器在清洗后恢復(fù)導(dǎo)熱。這種方法是國內(nèi)外除油除垢的發(fā)展趨勢。4有機阻垢劑填充方法向易結(jié)垢的設(shè)備和管道中注入防垢劑，抑制結(jié)焦和結(jié)垢，保證介質(zhì)流量和換熱的正常運行。美國?？松凸镜难芯颗c工程公司對油垢的成因和控制油垢形成的添加劑進行了深入研究。不僅開發(fā)了高性能防污添加劑，而且成功開發(fā)了“柔性防污控制器”。通過分析油品的結(jié)垢特性，隨時調(diào)整防垢劑的用量(主要指標之一是浸出液含量)。該公司已經(jīng)在美國和歐洲申請

4、了一些烴油阻垢劑的專利。此外，貝茨石油公司、雪佛龍石油公司、納爾科化學(xué)公司、大西洋油田公司、阿莫科普公司、uopco公司、美孚石油公司、聯(lián)合石油公司、里德勒公司、石油公司和其他石油公司擁有大量關(guān)于烴油阻垢劑的專利。5涂層法防垢大多數(shù)涂層保護方法都是熱固性涂層，需要高溫固定電話，過程相對復(fù)雜。涂層在換熱器表面形成保護層，起到防垢的作用。目前，鎮(zhèn)海引進的美國聚氨酯防護漆已首次應(yīng)用于換熱器內(nèi)壁涂層。6電磁防垢法20世紀60年代，前蘇聯(lián)是第一個使用電動汽車的國家在前蘇聯(lián)，使用超聲波防垢的嘗試始于20世紀30年代初，并于20世紀70年代開始在工業(yè)中廣泛使用。近年來，超聲波技術(shù)已廣泛應(yīng)用于鍋爐水處理、糖廠

5、蒸發(fā)罐除垢、油田除垢、循環(huán)水除垢等方面。國內(nèi)外學(xué)者對此進行了多方面的研究。超聲波防垢技術(shù)操作簡單、成本低廉，是未來防垢技術(shù)的發(fā)展方向。8聲波防垢法(工作頻率小于20千赫茲)以超聲波防垢技術(shù)為基礎(chǔ)的聲波防垢技術(shù)在20世紀90年代中期取得了重大突破，技術(shù)裝備完全實用化和產(chǎn)業(yè)化。中國于1998年通過清華大學(xué)國際技術(shù)轉(zhuǎn)移中心從俄羅斯引進這項技術(shù)，并開始廣泛的工業(yè)應(yīng)用。聲學(xué)防垢技術(shù)主要應(yīng)用于以水為介質(zhì)的結(jié)晶型復(fù)合鹽晶體。對顆粒污垢(如煤泥的沉積硬化)以及聚合物和油焦的除垢效果不好。生產(chǎn)需求和市場前景：油垢和焦垢廣泛存在于各種換熱器中，種類繁多，防治困難，危害極大。除垢在煉油工業(yè)中起著重要作用。然而，在某

6、些情況下，僅通過一種技術(shù)來解決除垢問題更加困難。因此，解決這一問題的最佳途徑是研究結(jié)垢的原因和組成，分析防垢作用的機理，加快除垢劑的應(yīng)用研究，開發(fā)連續(xù)在線除垢的方法和技術(shù)。這對石油加工行業(yè)的節(jié)能降耗，保證年加工能力的完成，保證設(shè)備安全、穩(wěn)定、長周期、滿負荷、優(yōu)質(zhì)運行具有重要意義。二。研究目標和主要研究內(nèi)容項目目標：美國從典型原料瀝青質(zhì)沉積規(guī)律研究、除垢劑應(yīng)用研究、連續(xù)在線防垢工藝開發(fā)等幾個方面開展了探索性研究工作。提高機組換熱器的除垢和防垢水平。u提出煉油廠有效的除垢和防垢措施，以減少換熱器結(jié)垢對裝置正常運行的不利影響。主要研究內(nèi)容：1研究瀝青質(zhì)在換熱網(wǎng)絡(luò)中的沉積及其對換熱效率的影響1.1研究

7、重質(zhì)原料加工過程中典型原料瀝青質(zhì)的沉積規(guī)律，并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；1.2分析換熱器表面沉積瀝青質(zhì)的典型化學(xué)成分及其對熱阻系數(shù)的影響，提出瀝青質(zhì)沉積對換熱器運行效果的影響。2洗滌劑的篩選和評價2.1建立小型實驗裝置，模擬換熱器表面的污垢環(huán)境，篩選和評價清潔劑；2.2在常壓蒸餾和真空蒸餾之前或之后，對原油換熱器上選定的清潔劑進行循環(huán)清洗試驗。超聲波原油換熱器除垢技術(shù)研究利用小型試驗裝置對超聲波除垢過程進行了研究。研究了超聲波功率與阻垢除垢的關(guān)系，確定了超聲波連續(xù)在線除垢的適宜工藝條件。三。關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)研究路線(方案)的比較與選擇關(guān)鍵技術(shù)：1.掌握典型的原料瀝青質(zhì)沉積規(guī)律及其對換熱效率的影響；2結(jié)

8、合換熱器拆卸前后的情況，選擇合適的清洗劑并制定清洗方案；3.尋求合適的連續(xù)在線除垢工藝。技術(shù)研究路線(方案)的比較和選擇序列號技術(shù)路線優(yōu)勢不足之處1機械清洗徹底清除1)勞動強度大，2)操作周期長，影響生產(chǎn)，3)操作不當會造成設(shè)備損失2化學(xué)清洗清洗速度很快。1)酸洗液的排放造成環(huán)境污染2)勞動和時間消耗3)磨損和腐蝕3洗滌劑清洗方法該工藝簡單、可行、高效。需要臨時循環(huán)清洗系統(tǒng)。4有機阻垢劑填充方法它方便、容易在線除垢防垢；節(jié)能、環(huán)保、安全、不停機在線安裝在安裝和使用之前，必須確保熱交換器有一定的清潔度。8聲波法防垢連續(xù)在線防垢；節(jié)能、環(huán)保和安全不適用于顆粒垢(如煤泥沉積硬化)和聚合物及油焦的除垢

9、和防垢。因此，確定本課題的主要研究路線是(1)污垢機理研究，(2)洗滌劑清洗方法研究，(3)超聲波防垢技術(shù)開發(fā)。四、主要技術(shù)經(jīng)濟考核指標技術(shù)和經(jīng)濟評估指標u實現(xiàn)清洗液循環(huán)清洗在換熱器拆卸前后的應(yīng)用。提出了換熱器汽提前后的除垢防垢方案。五、工程驗收的最終結(jié)果和結(jié)果表最終結(jié)果：為煉油廠常減壓蒸餾裝置加工重質(zhì)原油提供換熱器防垢、除垢技術(shù)措施，最大限度地減少油垢、焦垢對裝置的不利影響。確保設(shè)備的安全、持續(xù)和良好運行。結(jié)果表單：工作總結(jié)報告技術(shù)總結(jié)報告組織專家和管理人員通過會議或現(xiàn)場檢查對結(jié)果進行驗收。六、項目研究進度計劃(根據(jù)里程碑階段編制進度計劃，填寫進度計劃，并附甘特圖)(一)計劃進度研究階段開始

10、和結(jié)束時間研究內(nèi)容階段目標研究階段2008年10月-2009年4月國內(nèi)外換熱器除垢防垢技術(shù)研究辦理對外合作審批手續(xù)，簽訂技術(shù)協(xié)議和合同。調(diào)研報告研究了典型原料瀝青質(zhì)的沉積規(guī)律及其對換熱效率的影響。2009年4月-2009年10月1.配合相關(guān)協(xié)作單位研究重質(zhì)原料加工過程中典型原料瀝青質(zhì)的沉積規(guī)律，并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；分析了沉積在換熱器表面的瀝青質(zhì)的典型化學(xué)組成及其對熱阻系數(shù)的影響，提出了瀝青質(zhì)沉積對換熱器運行效果的影響。2建立小型實驗裝置完整的機理研究除垢防垢技術(shù)的研究與發(fā)展2009年7月-2010年4月結(jié)合小型試驗裝置，篩選出合適的洗滌劑。制定洗滌劑的清洗計劃；利用小型試驗裝置對超聲波除垢過

11、程進行了研究，探討了超聲波功率、阻垢率和除垢率之間的關(guān)系。使用除垢劑清洗工藝，在除垢前或除垢后完成換熱器的除垢試驗。確定超聲波連續(xù)在線除垢工藝的適宜工藝條件。項目總結(jié)和評估2010年5月-2010年8月準備材料并總結(jié)項目工作總結(jié)報告技術(shù)研究報告注：階段目標是應(yīng)該通過階段研究獲得的階段結(jié)果。目標應(yīng)該是具體的、定量的和可評估的。(2)計劃進度甘特圖七.資源計劃名字標題主修科學(xué)單位項目各階段的研究時間和主要任務(wù)描述第一階段研究和合同簽署第二階段瀝青沉積規(guī)律的研究第三階段除垢防垢技術(shù)的研究與發(fā)展階段4項目總結(jié)階段許信良高級工程師化學(xué)工業(yè)研究所確定合作伙伴和合作內(nèi)容，簽訂合同。制定換熱器除垢計劃；確定防

12、垢工藝條件數(shù)據(jù)審查、項目總結(jié)任立華工程師煉油研究所考察國外工廠先進的除垢和防垢經(jīng)驗，辦理外包審批手續(xù)。研究了瀝青質(zhì)沉積規(guī)律及瀝青質(zhì)沉積對換熱器運行效果的影響。換熱器清洗劑的篩選試驗及清洗劑清洗方案的制定；超聲波技術(shù)的研究準備材料并總結(jié)項目孟偉高級工程師石油鉆采工程研究所確定合作伙伴和合作內(nèi)容洗滌劑的篩選試驗；超聲波技術(shù)的研究信息審查徐亞龍工程師化學(xué)工業(yè)研究所先進除垢技術(shù)的研究洗滌劑的篩選試驗蔡海軍高級工程師煉油冶煉廠制定換熱器除垢劑清洗方案，對換熱器進行除垢試驗。Aihemaiti工程師煉油冶煉廠制定換熱器除垢劑清洗方案，對換熱器進行除垢試驗。郭朝陽工程師煉油冶煉廠國外工廠除垢和防垢經(jīng)驗調(diào)查制

13、定換熱器除垢劑清洗方案，對換熱器進行除垢試驗。楊勝年工程師煉油冶煉廠制定換熱器的清洗計劃，并對換熱器進行除垢測試。(2)設(shè)備資源計劃單位：1000元序列號儀器設(shè)備名稱制造商下屬單位購買、制造/占有桌面件購買、使用/占用費使用原因1結(jié)垢測試模擬裝置研究所120萬對于項目測試2超聲波發(fā)生器(探頭)研究所220000對于項目測試3超聲換能器研究所220000對于項目測試4泵研究所125000對于應(yīng)用程序測試5屏幕研究所120000對于應(yīng)用程序測試6油槽研究所130000對于應(yīng)用程序測試7分析者研究所160萬用于實驗分析八、初步研究基礎(chǔ)及支撐條件分析1.項目前期研究的基本信息2.與國內(nèi)外合作研究和技術(shù)

14、引進相結(jié)合的可能性(應(yīng)列出對外合作的內(nèi)容，并提供合作機構(gòu)的資質(zhì)、研究優(yōu)勢和合作經(jīng)驗等背景信息。如有必要，以附件的形式將其附在開口設(shè)計報告中)3.與基本建設(shè)和技術(shù)改造項目相結(jié)合的可能性1先前研究的基礎(chǔ)：前期研究工作已經(jīng)展開，國內(nèi)外設(shè)備防垢除垢技術(shù)的進展也引起了一定的關(guān)注。同時，對常減壓蒸餾前后的換熱器油垢取樣進行了初步試驗，積累了一些經(jīng)驗。項目支持條件：研究所擁有完善的測試分析系統(tǒng)和經(jīng)驗豐富的煉油技術(shù)人員。它對各種進口原油和煉油生產(chǎn)服務(wù)進行了長期評估。熟悉煉油廠的生產(chǎn)經(jīng)營，有一定的經(jīng)驗。2.與國內(nèi)外合作研究和技術(shù)引進相結(jié)合的可能性有意向與石油大學(xué)、長沙理工大學(xué)等單位合作。3.與基本建設(shè)、技術(shù)改造等項目相結(jié)合的可能性它應(yīng)用于煉油廠。能及時為生產(chǎn)服務(wù)，為煉油廠常減壓蒸餾裝置的換熱器除垢和防垢提供技術(shù)支持。九.與項目相關(guān)的專利檢索及其法律地位分析沒有。十、應(yīng)用前景和