甲醇合成塔换热器清洗

甲醇合成塔换热器清洗

我公司1#甲醇合成塔为冷激式结构，工艺流程为：压缩机五段气体通过油分和活性炭过滤器进入甲醇合成塔换热器壳程，经触媒层反应后高温气体进入换热器管程与壳程换热后出塔。由于油分操作不当和活性炭过滤器设备缺陷，曾经致使大量油和活性炭进入合成塔换热器，导致换热器换热效果急剧下降;再加上触媒已到使用后期，合成塔出口气体温度大大超过工艺指标(<130℃)，最高达190℃，严重影响生产。

换热器材质为0Cr19Ni9不锈钢，换热管规格为10×2，共计4738根。由于换热器外径只有1152mm，管内径只有6mm，管子数量大排，列相当紧凑，因此管程、壳程无法采用高压水清洗，只有采用化学清洗方式。由于换热器与触媒筐为一体，因此必须对内件解体，并对换热器进行必要的改动，以创造化学清洗循环条件。

1、对换热器的改动

1.1对壳程的改动处理

将换热器外筒体焊接δ=10mm封堵圆筒，上中心管用木塞堵实，下中心管焊封堵管，使壳体形成封闭空间，清洗介质在壳程循环流动，并且清洗介质可以随泵站的转换完成正反清洗，达到清洗目的

1.2对管程的改动处理

将换热器外筒体及上中心管部位用堵板封堵，换热器底部焊封堵管及盲板，下中心管用木塞堵死，使管程形成封闭空间。清洗介质可以在管程内部循环流动，具备清洗条件(见图2)。

2、清洗前的准备

(1)根据甲醇合成塔规格、容量、通流截面积等工艺参数，选择合适的清洗循环泵和相应的清洗槽，并保证良好的运转性能。

(2)提前作好清洗配管工作，壳程和管程分开单独进行。临时清洗配管采用金属配管，管线连接处的焊缝、弯头、法兰、阀门均应能承受0.98MPa(10kgf/cm2)以上的压力。

(3)落实好水源，应采用脱盐水，并保证所需的流量与压力。

(4)落实好泵用动力及照明电源。

(5)落实好清洗加热必须用的蒸汽，达到一定压力(大于0.98MPa)。

(6)清洗所用化学药剂确保质量和数量，提前运至清洗现场，并作好标记进行隔离。

(7)不需清洗的设备管道应采用插盲板等措施，进行隔离。

(8)准备好各种化验分析仪器及试剂，备好18-8钢标准腐蚀试片，以进行化学清洗和监督。(10)凡参加清洗的人员必须熟悉现场，对化学清洗安全规程、清洗工序和操作技术都必须熟练掌握。

3、壳程清洗

根据循环清洗的要求，对换热器进行改动，以满足壳程清洗条件。

(1)系统水冲洗。目的是检漏，同时也为冲洗系统内杂物，流速不低于0.2m/s，当进出口水无杂物或清澈时结束水冲洗。

(2)碱洗除油。目的是为了除去管内壁上的油污，为下一步清洗创造条件。水冲洗结束后，系统充满水，启动泵，在配药槽内按规定浓度加入各类碱、表面活性剂等(具体组成为：氢氧化钠0.2%，磷酸三钠0.3%，OP-10表面活性剂0.15%)。同时用蒸汽加热至90℃，进行循环清洗，流速不得低于0.2m/s。时间为12～24h。

(3)水冲洗。排除废碱液后，用水冲洗。测pH值为7～8时，水冲洗结束。

(4)除积炭。在配药槽中加入脱盐水，按一定的配比加入甲苯、甲醇、三乙醇胺、OP-10表面活性剂，启动泵打循环。

(5)酸洗钝化。将除炭剂处理后，加入脱盐水，再加入硝酸和Lan-826缓蚀剂，启动泵打循环。

(6)水冲洗。用脱盐水冲洗，排放至pH值为7为止。

4、管程清洗

现场将设备打开后，发现管程60%以上管子被粉尘堵塞，根本不具备化学清洗条件，所以将管子疏通才能满足清洗要求。由于高压水射流目前这样细管径的很难找到，只能采用人工疏通。为保证疏通效果，将换热器下部封头割下，从两侧捅。工具是使用手枪钻，接上合成塔用电极丝(由于电极丝硬度高，不易扭曲变形，即使变形，经电加热后易拉直)。将管路疏通后，用压缩空气将管内部的粉尘逐根吹净。然后将换热器改动，符合管程循环清洗条件后，进行清洗。

(1)系统水冲洗。操作同壳程清洗。

(2)碱洗除油。操作同壳程清洗。

(3)水冲洗。

(4)酸洗钝化。操作同壳程清洗。

(5)水冲洗。

5、废液处理与排放

(1)废酸液与废碱液中和pH值达6～9后排放。(2)除积炭有机溶剂由于易燃易爆，处理必须慎重。将有机溶剂排入闲置槽中，运至空地挖深坑用土掩埋。

6、质量验收

(1)腐蚀率。由于严格控制使用脱盐水和控制Fe3+浓度并加入适量的还原剂，不锈钢表面无点蚀与局部腐蚀，钝化膜完整，挂片最大腐蚀率远小于工业设备化学清洗质量标准HG/T2387-92的6g/(m2·h)的指标。

(2)除垢率。经检查，不锈钢表面洁净，呈现均一本色，除垢率达85%以上。2000年更换触媒后的6月份10d的参数平均值、2001年更换触媒并清洗后的6月份同期10d的有关参数平均值。

7、结论

(1)必须保证甲醇合成塔入塔气的洁净，搞好油分和活性炭过滤器的操作。

(2)甲醇合成塔换热器的化学清洗是可行的，但对设备必要的肢解改动时必须谨慎，确保不破坏内件。

(3)化学清洗所用的有机溶剂必须保证不泄漏并远离动火点，排放措施更应周密。

(4)人工疏通耗费大量人力和时间，如果高压水射流能解决小管径换热器的冲洗，必将使此类设备的清洗更加节时有效。