化工压力管道化学清洗方案.docx

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化工压力管道化学清洗方案

xxxxxx化工有限公司

化学清洗施工方案

编制:

审核:

批准:

会签:

xxxxxxxxxx清洗服务有限公司

2016年3月18日

方案会签意见表

提出单位

修改意见

提出人

备注

第一章工程概况

一、工程概况及化学清洗范围

xxxxxxx有限公司5万吨/年弹性体项目丁二烯、异戊二烯系统内工艺管道和设备需要进行化学清洗，主要工艺介质：

丁二烯、异戊二烯与工艺管道及设备相连接的氮气管道。

表1：

丁二烯清洗系统工作量

序号

系统名称

工作量

备注

1

储槽容积

1000m3

2

塔、罐

132.82m3

3

管道

37.24m3

4

换热器

430.17m2

5

通球管道

4800M

表2：

丁二烯系统工艺管道和设备一览表如下所示：

序号

设备名称

设备位号

数量

介质

材质

清洗容积

球罐类

1

粗丁二烯罐

V9141

1

丁二烯

碳钢

1000M3

容器类

1

粗丁二烯缓冲罐

V1241

1

丁二烯

碳钢

23M3

2

丁二烯脱水塔回流罐

V1243

1

丁二烯

碳钢

7.3M3

3

丁二烯脱重塔回流罐

V1245

1

丁二烯

碳钢

5.4M3

4

精丁二烯缓冲罐

V1247AB

2

丁二烯

碳钢

45M3

塔类

1

丁二烯水洗塔

T1241

1

丁二烯

碳钢

14.1M3

2

丁二烯脱水塔

T1242

1

丁二烯

碳钢

9.46M3

3

丁二烯脱重塔

T1244

1

丁二烯

碳钢

4.56M3

换热器类

球罐冷却器

E-9141

1

丁二烯

碳钢

31.9M2

1

丁二烯脱水塔再沸器

E1241

1

丁二烯

碳钢

15.3M2

2

丁二烯脱水塔冷凝器

E1242AB

2

丁二烯

碳钢

114M2

3

丁二烯放空冷凝器

E1243

1

丁二烯

碳钢

13.7M2

4

丁二烯脱重塔再沸器

E1244AB

2

丁二烯

碳钢

15.3M2

5

丁二烯脱重塔冷凝器

E1245AB

2

丁二烯

碳钢

218M2

6

精丁二烯预冷器

E1246

1

丁二烯

碳钢

19.2M2

7

丁二烯TBC配制罐

V1284

1

丁二烯

碳钢

2.77M2

丁二烯工艺管道化学清洗一览表

序号

管道规格DN

介质

材质

长度m

清洗容积m³

备注

1

15

丁二烯

碳钢

24.1

0.02

2

20

丁二烯

碳钢

5.3

0.01

3

25

丁二烯

碳钢

47.3

0.09

4

32

丁二烯

碳钢

0.4

0.00

5

40

丁二烯

碳钢

8.5

0.04

6

50

丁二烯

碳钢

604

4.74

7

80

丁二烯

碳钢

1000

20.10

管廊打球

8

100

丁二烯

碳钢

47.3

1.49

9

125

丁二烯

碳钢

1.6

0.08

10

150

丁二烯

碳钢

75.8

5.36

11

200

丁二烯

碳钢

42.4

5.33

镇海炼化来的丁二烯工艺管道化学清洗一览表

序号

管道规格DN

介质

材质

长度m

清洗容积m³

备注

1

150

丁二烯

碳钢

4800

339.12

管廊打球

表1：

异戊二烯清洗系统工作量

序号

系统名称

工作量

备注

1

塔、罐

118.03m3

2

管道

10.87m3

3

换热器

507.67m2

4

通球管道

1000M

表2：

异戊二烯系统工艺管道和设备一览表如下所示：

序号

设备名称

设备位号

数量

介质

材质

清洗容积m³

容器类

1

粗异戊二烯缓冲罐

V1251

1

异戊二烯

碳钢

23

2

精异戊二烯缓冲罐

V1252AB

2

异戊二烯

碳钢

45.4

3

异戊二烯脱水塔回流罐

V1255

1

异戊二烯

碳钢

5.4

4

异戊二烯脱重塔回流罐

V1257

1

异戊二烯

碳钢

7.3

塔类

1

异戊二烯脱水塔

T1253

1

异戊二烯

碳钢

9.53

2

异戊二烯脱重塔

T1254

1

异戊二烯

碳钢

7.4

换热器类

1

粗异戊二烯冷却器

E1251

1

异戊二烯

碳钢

29.1M2

2

异戊二烯脱水塔再沸器

E1252

1

异戊二烯

碳钢

20.3M2

3

异戊二烯脱水塔冷凝器

E1253

1

异戊二烯

碳钢

165M2

4

异戊二烯脱重塔冷凝器

E1254

1

异戊二烯

碳钢

218M2

5

异戊二烯脱水塔放空冷凝器

E1255

1

异戊二烯

碳钢

13.7M2

6

异戊二烯脱重塔再沸器

E1256AB

2

异戊二烯

碳钢

25.9M2

7

异戊二烯冷却器

E1257

1

异戊二烯

碳钢

19.2M2

8

异戊二烯脱重塔放空冷凝器

E1258

1

异戊二烯

碳钢

13.7M2

9

异戊二烯TBC配制罐

V1283

1

异戊二烯

碳钢

2.77M2

异戊二烯工艺管道化学清洗一览表

序号

管道规格DN

介质

材质

长度m

清洗容积m³

备注

1

15

异戊二烯

碳钢

18.9

0.01

2

20

异戊二烯

碳钢

2.7

0.00

3

25

异戊二烯

碳钢

75.4

0.15

4

32

异戊二烯

碳钢

0.4

0.00

5

40

异戊二烯

碳钢

122.5

0.62

6

50

异戊二烯

碳钢

644.6

5.06

7

80

异戊二烯

碳钢

1000

20.10

管廊打球

8

100

异戊二烯

碳钢

28.8

0.90

9

125

异戊二烯

碳钢

3.2

0.16

10

150

异戊二烯

碳钢

35.3

2.49

11

200

异戊二烯

碳钢

11.8

1.48

二、工程特点和难点

（一）、工程特点及难点分析

xxxxxxxx有限公司5万吨/年弹性体项目丁二烯、异戊二烯系统工艺管道和设备化学清洗工作具有独特的特点：

管道长且布局较为复杂；金属材质复杂；分支管线短接和管道上仪表拆卸、调节阀、流量计、过滤器和单向阀拆除的工作量大；高空作业点多；交叉作业点多；分析监测点多；导淋点和放空点多；废液处理量大等。

因此，对宁波xxxx化工有限公司5万吨/年弹性体项目丁二烯、异戊二烯系统工艺管道和设备化学清洗工作需对以下难点做出认真的、严谨的分析，做出确实可行的技术解决方案。

1.对不同材质的容器和管道采取什么方法进行保护，避免腐蚀和过洗？

2.如何解决水冲洗时间长，活化金属表面易产生二次浮锈的问题？

3.清洗废液如何处置并且不影响工序的衔接？

4.清洗后的管道如何进行干燥和防蚀保护？

5.如何减少污水的排放量？

6.清洗细节注意事项：

拆下来的调节阀、流量计、单向阀、短节清洗，工艺泵等;

7.1000m3的球罐采用喷淋清洗工艺；

8.长输管到选用PIG清洗工艺。

（二）、解决应对措施

1.多种金属材质的防护

多种金属材质共存的清洗体系，因材质耐蚀性的差异，可能会出现某些金属材料过度腐蚀的问题，可通过添加性能优异的Lan-826酸洗缓蚀剂得到控制。

在各种化学清洗用酸中，Lan-826酸洗缓蚀剂均具有优良的缓蚀效果，在常用条件下，使金属的腐蚀率不大于1mm/a，并具有优良的抑制钢材在酸洗时吸收氢的能力和优良的抑制Fe3+加速腐蚀的能力，酸洗时金属不产生孔蚀。

适用于碳钢、低合金钢、不锈钢、铜、铝等金属及其不同材料的组合件的酸洗。

2.水冲洗过程中二次锈蚀的控制

因每个清洗系统容积大（约300m3），如给水量小，酸洗后水冲洗时间长，活化金属表面有二次锈蚀的可能。

可通过氮气顶压排放酸洗液，氮气保护和冲洗水中添加化学除氧剂的措施，有效缩短水冲洗时活化金属与氧气的吸附量得到控制。

3.清洗废液处置与排放

化学清洗时产生的酸洗废液参照GB8978—1996《污水综合排放标准》要求，仅做pH值项指标，控制各种废液的pH=6～9后就近排入工厂的化污系统。

4.清洗后管道的防蚀措施

清洗后的设备若不立即投入使用，可采用充氮保护对管道和设备进行有效保护，维持氮气压力0.05MPa。

5.减少污水排放量

通过下列几点可以降低污水排放量，同时可以节约水资源也减轻污水处理厂的压力。

第一、两个系统同时清洗，重复利用冲洗水。

第二、利用临时储罐分别储存第一系统清洗过程中的碱洗和酸洗液，通过对第一系统所用的碱洗和酸洗液过行过滤作为第二系统的碱洗和酸洗液。

第三：

每个工艺过程通过用气体吹扫，减少冲洗水用量。

6.清洗细节处理:

临时配管进出口合理安排，可减少清洗死区。

拆下来阀可单独处理。

第二章施工技术方案

一、编制依据

1.中国化学赛鼎宁波工程公司设计文件。

2.电力部DL/T794-2001《火力发电厂锅炉化学清洗导则》；

3.化工部HG/T2387-2007《工业设备化学清洗质量验收规范》；

二、化学清洗的目的

由于新安装的设备和管线中杂物如：

焊渣、锈垢、油脂、涂层及安装和制造过程中混入的杂物等，它们的存在，均会对生产过程带来许多不利，如：

有可能造成设备和管线上的测量仪器，仪表等附件丧失其高精密度或损坏；导致物料聚合堵塞工艺流程；影响产品的质量等。

所有的一切均可使生产过程无法正常进行，影响设备寿命。

且对产品的深加工带来许多隐患。

因此在装置开工前，有必要对塔、储罐、换热器及管道进行系统的化学清洗，除去设备及管道在制造、运输、贮存及安装过程中产生的油污、铁锈、轧制鳞皮、泥沙、焊渣及其它机械杂物，被清洗系统达到规范要求的清洁度，为装置安全、高效地运行创造良好的条件。

三、化学清洗系统流速计算及回路划分

为保证清洗效果和质量，有必要对化学清洗时各管道内清洗液的流速进行计算，以便配置清洗用循环泵。

1.流速计算

序号

分类

规格mm

管数根

流通面积m2

清洗泵流量m3/h

流速m/s

备注

1

DN50

1

0.002

100

13.89

2

DN80

1

0.005

100

5.56

3

DN100

1

0.0078

100

3.56

4

DN150

1

0.0177

100

1.57

2.化学清洗流程及接管示意图。

（详见：

系统清洗流程图）

丁二烯系统清洗流程图

球罐清洗流程图

异戊二烯系统清洗流程图

3.化学清洗所用设备仪器一览表

表5：

化学清洗所用设备仪器一览表

序号

设备名称

参数和型号

备注

1

清洗泵站

流量2×100m3，功率2×30KW，扬程：

80米

1套

2

清洗循环槽

15m3

2台

3

废液处理槽

30m3

2台

4

小型泵站

流量1×100m3，功率30KW扬程：

50米

1台

5

污水排放泵

流量1×50m3，功率22KW，扬程：

40米

1台

6

电子分析天平

FA1004N

7

酸度计

320S

8

红外测温仪

MINITEMP

9

酸碱分析仪

常规酸碱滴定仪

10

标准试片

不锈钢2块，碳钢2块。

四、化学清洗的准备工作

1、化学清洗前应具备的条件

1.1工艺管道和设备的水压试验、保温工作已完成。

1.2需要隔离的仪表元件和设备已隔离，清洗用临时管线已安装完毕。

注：

化学清洗经质量验收合格后必须用氮气封存，氮封后的管道和设备严禁进行水压试验。

否则，产生二次浮锈施工方不承担责任。

1.3业主应提供临时场地，用以存放原料、分析化验等场地。

1.4业主由专人配合施工方进行清洗液的系统升温过程，共同控制温升速度。

1.5清洗用的临时用水、临时用气（汽）管线已接至指定的地点。

名称

规格

名称

规格

水

除盐水、工业水（>100m3／h）；

PH=6-7；氯离子≯15；接口Φ80

蒸汽

中、低压过热蒸汽（15T/h，1.0～1.6MPa）接口Φ50

电

220V、380V（240KW）

压缩空气

干燥无油，0.5MPa

氮气

干燥无油，0.6MPa

2、化学清洗施工方案

2.1化学清洗用的临时泵站、化学药剂及原材料、分析监测仪器及试剂、标准腐蚀试片等，在开工前准备就绪。

2.2保质保量按时完成化学清洗各工艺过程及其化学分析及监督。

2.3为了监测系统的清洗效果及设备的腐蚀程度，在化学清洗施工之前，应将相当于设备材质的标准腐蚀试片及监测管段（不锈钢和20G试片）悬挂于循环槽中。

2.4临时系统上设立温度、压力和分析取样点。

2.5注意定期高点放空及低点导淋。

五、清洗剂的选择、清洗泵站的建立和配管

1.清洗剂选择

选用安全高温酸洗除油工艺和加漂洗温钝化工艺。

在清洗操作时，通过严格控制清洗液的pH值、温度、浓度等参数，定期切换清洗回路，即可达到双方约定的技术质量指标。

同时，采用该清洗工艺，通过低浓度柠檬酸的漂洗工序，可以有效清除酸洗后水冲洗时产生的二次浮锈，并且使漂洗和中和钝化工序“合二为一”，既缩短了清洗时间，又强化了钝化成膜的效果。

（1）静态小型试验

为了确定准确的酸洗工艺，在化学清洗前取管段作为试验管段，进行静态小型试验，得到如下工艺条件

Lan-826酸洗缓蚀剂0.25%；

柠檬酸4.0%；

还原剂0.2%；

温度805℃；

时间6h。

同时，在试验系统中悬挂20g钢的标准腐蚀试片以测定腐蚀率。

（2）实验结果

试样管表面的锈垢完全除净，露出银灰色的金属本色，无过洗现象，标准试片的腐蚀率g/m2·h。

2、清洗泵站的建立和配管

根据被清洗设备的参数（包括设备容积大小、设备的工作压力等），要求的清洗液流速、确定的化学清洗流程，选取了适宜的清洗用泵，在此基础上建立能够实现正反、自循环功能，可进行温度、压力监控，既可进行化学分析监测的泵站阀门组。

为了掌握设备管道的清洗效果，在临时管路中还设置动态模拟试验监测装置。

在以上工作准备就绪后，通过临时管线与被清洗设备的临时接口连接，构成循环清洗回路。

本次化学清洗选用V＝15m3的清洗槽；

清洗用泵的参数如下（二台）：

Q＝2100m3/h，H＝80m，N＝230KW。

6、化学清洗工艺程序、条件及措施

A.化学清洗工艺程序、条件及措

系统化学清洗的工艺程序为：

临时管线的安装→第一次水洗及带压检漏→水压升温试验→脱脂处理→第二次水洗→酸洗除锈→第三次水洗→漂洗中和→钝化处理→检查验收→交工文件会签。

四台储罐化学清洗工艺程序为：

临时管线及喷淋管的安装→第一次水洗及带压检漏→水压升温试验→脱脂处理→第二次水洗→酸洗除锈→第三次水洗→漂洗中和→钝化处理→人工清理→检查验收。

1、第一次水洗及带压检漏

目的是清除设备及管道内表面的浮锈、焊渣、砂土及松散的粘附物等，同时在模拟清洗状态下对临时接管处泄漏情况进行检查。

当冲洗水中无粗杂质存在，进、出口冲洗水目测不含明显的杂质及悬浮物时，则水冲洗结束。

2、水压和升温试验

关闭蒸汽管道所有进液阀门，以泵组最大压力测试临时管路是否泄露。

按照大回路循环清洗模式，开启蒸汽将水液加热至70℃，记录升温时间，结束升温试验。

3、脱脂处理

目的是除去设备及管道内表面的机油、防锈油及其它油污，以保证

酸洗除锈均匀。

升温试验后，随即用2.8%的NaOH、3.5%的Na3PO4.12H20、0.15%的非离子表面活性剂及0.12%碱洗缓蚀剂以及新鲜水配制的脱脂剂，在温度＞70℃的条件下，于系统中循环脱脂。

当脱脂液中的碱度趋于平衡时，即为脱脂结束。

脱脂处理过程中，当碱度在短时间内降低很快时（视碱度变化趋势定）要补加一定的碱量。

注意：

使用红外测温仪在管道沿线测量各管道温度场分布是否均匀,通过调整临时管路阀门,使各回路流速趋于平衡。

测定项目：

项目

测定时间间隔

项目

测定时间间隔

碱度（酚酞碱度）

1次／0.5h

温度

1次／0.5h

pH

1次／0.5h

碱洗液测定方法：

取碱洗液10mL于250mL锥形瓶中，用除盐水稀释至100mL，加入23滴酚酞指示剂，此时溶液呈红色，用0.05MH2SO4标准溶液滴定至无色，记下消耗量a，再加入2滴甲基橙指示剂，继续滴定至溶液呈橙色为止，记下第二次消耗量b（不包括a）。

当清洗液为氢氧化钠、磷酸三钠及洗涤剂时：

当碱洗液为磷酸三钠、磷酸氢二钠及洗涤剂时：

式中：

a和b－分别为消耗的磷酸标准溶液的体积，mL；

0.05M－硫酸标准溶液的浓度，moL；

V－取碱洗液的体积，mL.

4、第二次水洗

旨在除去设备及管道内表面的脱脂液，直到系统呈微碱性状态。

并打开所有低点阀门排净管内沉淀物。

当出口水pH＜9.0，且进出口冲洗水的pH趋于平衡时，则第二水洗结束。

测定项目：

项目

测定时间间隔

项目

测定时间间隔

pH

1次／0.5h

5、酸洗除锈

目的在于利用酸洗液与氧化皮（FeO、Fe2O3、Fe3O4）、轧制鳞皮、金属碎屑、焊渣等进行化学反应，生成可溶性物质，以除去铁锈。

第二次水洗后，立即采用3.0-4.0%的柠檬酸、0.25%的Lan-826缓蚀剂和0.5%的还原剂和PH调节剂等化学药剂与新鲜水配制成酸洗液，在755℃的温度下（清洗过程中应保持这个范围），于系统中以循环的清洗方式分回路交替进行酸洗。

酸洗液的循环流速应大于0.2m／s，不得大于1.0m／s。

为测取酸洗液在整个清洗过程中对设备材质的腐蚀速度，从清洗液开始注入系统时起，在配酸槽中应悬挂相当于设备材质的标准腐蚀试片和保留原始表面状态的监视管段，并设专人监护和随时观察。

当酸洗液的浓度不再变化、总铁浓度趋于稳定值（Fe3+的浓度控制在750ppm以下）以及监视管段的铁锈经肉眼观察已经除净，表面呈铁灰色金属本色，即为酸洗结束。

向管线内充入纯净的氮气排放酸洗废液。

此时取出循环槽中的标准腐蚀试片，立即用蒸馏水冲洗，并用丙酮擦洗干净存放于干燥器内，待称重计算腐蚀速度。

测定项目：

项目

测定时间间隔

项目

测定时间间隔

总铁（Fe2+、Fe3+）

1次／0.5h

酸浓度

1次／0.5h

pH

1次／0.5h

温度

1次／0.5h

柠檬酸清洗液的浓度分析

取酸洗液2mL，加入Mg（ClO4）2溶液5mL，用除盐水稀释至100mL，加2滴酚酞指示剂（pH6-7.6）用0.1MNaOH标准溶液滴定至溶液呈微红色为止，记下消耗NaOH标准溶液毫升数。

式中：

210.4－H3C6H5O7的分子量；

3－H3C6H5O7的当量数；

V－所取H3C6H5O7溶液的体积，mL；

a－消耗NaOH标准溶液毫升数。

柠檬酸清洗液中全铁浓度的测定

取5mL试液，加入4mL0.5MH2SO4用蒸馏水稀释至100mL，加入5mL10%KCNS溶液，用0.05MEDTA标准溶液滴至红色消失，记下EDTA消耗量V1再加入3mL10%（NH4）2S2O8溶液，加热至60-70℃用0.05MEDTA标准溶液滴至红色消失，记下EDTA消耗量为V2（H3C6H5O7）不干扰铁的测定，当溶液中铁的浓度较大接近终点时溶液呈橙色，终点不明显可酌情用蒸馏水稀释。

两式：

V1、V2－分别为o.o5MEDTA标准溶液消耗数，mL；

5－取样数，mL；

55.85－铁离子当量数

6、第三次水洗

旨在除去设备及管道内表面的酸洗除锈液，直到系统呈微酸性状态。

并打开所有疏水管阀门排净管内沉淀物。

当出口水pH>5.0，且进出口冲洗水的pH趋于平衡时，则第三水洗结束。

测定项目：

项目

测定时间间隔

项目

测定时间间隔

pH

1次／0.5h

7、漂洗中和

为防止少量铁盐用水冲洗而发生碱式沉积吸附，采用0.5%的柠檬酸、0.25%的Lan-826与新鲜水（加PH调节剂调pH＝3.5~4.0）配制漂洗液，分析合格后的漂洗液，在805℃的温度条件下漂洗。

当测定进出口水总铁（总铁离子浓度应小于500ppm）及pH值趋于稳定，则漂洗即告结束。

然后，再用稀碳酸钠水溶液进行中和处理，使系统呈中性或微碱性状态。

漂洗及中和用水均为新鲜水。

测定项目：

项目

测定时间间隔

项目

测定时间间隔

总铁（Fe2+、Fe3+）

1次／0.5h

pH

1次／0.5h

8、钝化处理

目的在于防止酸洗后的活性金属表面再次生锈。

用1.5%的NaNO2（亚硝酸钠）及漂洗中和液配制钝化液，控制pH＝9.0~10.0，在温度控控制在50-60℃的条件下，迅速将已配好的钝化液注满整个系统，并开始循环钝化，约10小时左右钝化处理可结束。

以备干燥封存。

测定项目：

项目

测定时间间隔

项目

测定时间间隔

pH

1次／0.5h

温度

1次／0.5h

9、吹扫

所有化学清洗工序完毕后，用0.5Mpa空气吹扫管线和设备。

吹扫到管线出口无水和杂物为止。

10、人工清理

钝化处理结束后，打开所有低点阀门排净管内和系统中的清洗液，拆除所有清洗临时管道等，待交工。

11、检查验收

由施工方、建设安装方及监理共同对化学清洗质量进行验收。

质量合格后，三方对该化学清洗工程进行交工文件会签。

12、施工总结

施工方尽快完成《分析化验记录》等施工文件并在一周内提交甲方项目部。

化学清洗各过程记录表:

CleaningTestReport

清洗化验报告

Page第页

项目Project

清洗

Cleaning

图号ISO

设备、管线

工号

Process

水冲洗

Flush

操作时间（H）

Operationtime

时机

Occasion

[]脱脂前

BeforeDegreasing

[]脱脂后

After