除去设备污染物的方法技术

本发明专利技术提供除去化学加工流经设备中的污染物的方法，它将升温的如萜的提取剂、表面活性剂的水溶液泵输通过该设备，来除去污染物，便于用不污染环境的方法处理。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在停工维修(turnaround)期间除去烃加工设备及容器的污染物、特别是苯的方法，从而清洁设备，使工作人员可以安全地对设备进行内部检查、维护和修理。具体地说，本专利技术是将基于提取剂的去污溶液从待清洗设备系统的起始端加入设备系统、从其终端回收溶液以处理或再利用，以对所有或部分烃加工流经设备进行整体清洗。在化学加工和石油炼制工业，每隔一段时间，工厂就进行设备维修和改造，或者是每年一次、两年一次或者更少(如果可能)，在操作系统完全停工的维修期间，要检查和维修操作设备系统的各个方面。操作设备系统由流体连通的各种类型设备组成，如罐、热交换器、蒸馏塔、反应器等。在炼油和石化工业，为了贮存和传输方便，一般将原料如原油从设备系统的一端进料、而烃产品物流从另一端回收。当然，任何类似处理流动物流的设备也可以清洗。这种大规模的对每个设备进行的维修被称作停工维修，尽快使操作系统恢复生产对工厂效益来说是至关重要的，这是因为这种维修(即使维修本身花费很大)的主要损失是这种加工设备不能生产炼油产品的时间。维修过程中必须保证工作人员安全的要求当然也影响了维修进行的速度。在停工维修期间，不能仅仅停下操作过程、排空设备系统，就让维修人员进去。必须首先使工艺设备安全并除去其中的有害、甚至致命的残余物，使工作人员能够进去检查和维护(如不整修)设备的内部结构。在维修工艺设备时，通常需要在维护前清洗和去污单个或一组设备。目前这种清洗(根据设备)是用轻质烃溶剂先除去重油和焦炭，随后注入水蒸汽处理一段时间直至监测装置表明设备内不再有对维修人员有爆炸性危险的气体。也有用水清洗工艺设备(如适宜的话)来除去污染物的方法，并且一般是同时使用水蒸汽及水来除去设备内的气体，以使检修人员能够安全地进去检修。这些清洗方法一般需花费许多小时，甚至数天，造成数天不能生产的损失。溶剂清洗步骤以后也可省去一般不太有效的水蒸汽冲洗步骤。当然希望能够有效地同时清洗和去污整个工艺流经设备。先有技术的清洗工艺设备系统的方法中，在除气之后，通常是将强或弱、无机或有机酸或碱、或者螯合剂(如HF、HCl、H2SO4、柠檬酸、乙酸和羟乙酸或EDTA、DTPA及类似螯合剂)泵输通过工艺设备，依靠化学反应除去无机金属氧化物污垢、腐蚀产物和烃类沉积物。不幸的是，腐蚀性化学品不仅能进攻污垢和污染物，而且还强烈腐蚀设备的构成材料，并且它们不能通过现成的工艺过程用泵或管道，因为它们将破坏这些泵的机械密封。需要连入另外的小型泵和小型管道来进行清洗，这样使清洗速度较慢、效率不高。当然，酸洗需要冲洗步骤、中和步骤和再次冲洗步骤——所有这些都要处理难于处理的化学品，使清洗花费的时间更长。活性较低的化学品不能彻底清洗设备。没有一个清洗方法采用气相清洗和除去有害的易挥发有机污染物。对检修人员安全特别重要的是从工艺设备中除去苯和其它易挥发有机碳组分。人们早已认识到，人们长期暴露于化工和石化工厂中高含量苯的环境中，将导致骨髓机能衰退、发育不全和白血病。虽然，也有通过皮肤吸收的蒸汽态或含水介质中的苯，但是在工艺设备系统中苯中毒最普遍的是由于吸入未被除去的苯造成的。目前，对于8小时工作日的工作人员，政府规定的安全标准是1.0ppm(平均)苯。The National Institute For Occupational Safety AndHealth(HIOSH)已推荐(1989)可职业性长期暴露的空气中苯含量的上限为0.1ppm。这还不足够好，因为停工维修服务公司雇佣的工人要连续暴露于工艺设备中。现在，劳工安全条例限制这样的连续暴露。因此，本专利技术的一个主要目的是提供除去工艺设备中污染物的方法，它达到效果超过了上述标准——事实上，它接近(如未达到)0ppm苯。苯通常存在于工艺流程通道——管道、阀门、泵以及塔、反应器、罐和热交换器中的污垢或其它污染物的下面，它们只有在认为清洗已完成时的后期才从污染物沉积物空隙中渗出或富集于设备的弹底间隙(head space)。目前为止，尚没有用一次性整体操作来除去整个工艺流程通道中污染物方法。虽然清洗工艺设备有许多棘手的问题，但压倒一切的要求是保证安全下提高速度，本专利技术在更有效地保护环境的同时达到了上述目的。本专利技术在许多情况下在安全地除去有害物质特别是苯以前甚至不需打开工艺设备，就几乎可以彻底清洗它们——从原油进料泵到产品贮罐。本专利技术改进了工艺设备的老的去污和清洗方法，它包括，通过工艺设备开工时待加工原料的进料口向该工艺设备中加入对污染物有亲合力的提取剂和表面活性剂的水溶液，使该水溶液流经包括管道、泵和工艺设备(除了工厂技术人员选出的那些将会被非加工物质的加入损害的设备)的整个工艺流经设备，然后在该工艺流程的产物收集处回收该水溶液，或将其用不污染环境的方式处理，或纯化和重新使用。本专利技术方法使用的试剂是无害的，不会产生其它废物，只是将它们引入工厂的污水生物处理系统、按照常规方法即可处理。首先，可以将工艺设备系统在热的时候排空，并用轻质烃溶剂冲洗，进行初步清洗，但这在本专利技术实践中不是绝对必需的。需要向工艺流经设备中加入足量的水，为用于将水溶液循环通过待清洗工艺流经设备的泵(最好是工艺过程用泵)提供水头。然后向该系统中注入水蒸汽以把已在工艺设备中循环的水和从进料口到出料装置的工艺设备加热到约160°F至约270°F。向水蒸汽中掺入对待除去污染物有亲合力的提取剂，它在水蒸汽条件下为气体，继续进行注入，水蒸汽和提取剂将冷凝于工艺流程中设备的内表面上，来除去和捕获污染物。水蒸汽中最好还含有在上述温度范围沸腾或具有高蒸汽压的表面活性剂，来促进冷凝的水和提取剂进入沉积物的含污染物缝隙，提高工艺设备内表面的清洗效果。用水蒸汽加热的循环水中也含有提取剂和表面活性剂(如存在)，也可以从该设备系统中洗去污染物，对与其接触的表面也有清洗作用。根据提取剂的沸点、蒸汽压和烃在其中的溶解度，优选使用萜作提取剂。即使表面活性剂和提取剂在水蒸汽温度范围不沸腾，如果这两个组分的分压在清衍条件下足够高，它们的蒸汽将在工艺流经通道中分散并且冷凝，进入污染物和烃污垢基质的缝隙内，也能提取和除去污染物。已发现，本专利技术方法对彻底除去设备中的苯特别有效。在密闭的工艺设备中该蒸汽的冷凝产生足够的力从缝隙中提取污染物、甚至可以粉碎污垢颗粒本身。这种化学配方可以均匀地在乳液中挟带微粒固体或胶状固体和烃，从而使对泵密封和垫圈的破坏极轻。在选择表面活性剂时，要考虑它对具体污染物的乳化性能。用于本专利技术的化学配方能够乳化和溶解各种典型烃加工工业污染物，如焦炭、树脂、沥青质和有机聚合物，它们习惯上是使用芳烃或脂烃溶剂(某些是致癌的或致畸形的)和基于强碱的去污剂除去的。本专利技术的清洗溶液是非腐蚀性的，非反应活性的，不会破坏常规烃加工设备系统使用的金属。这样，可以使用原来系统中的工艺过程用泵来循环去污溶液，因而可以完全和最大限度利用系统的压力和流速，而不会破坏泵的密封和垫圈，使用反应性化学品清洗时却会破坏。事实上，可以从化工厂本身的控制室来控制和监测本专利技术化学配方的流动。出人意料的是，清洗后可以看到设备的内部接近于新设备。它们的表面非常干净，如果是软钢时，就会快速形成表面氧化膜。本专利技术的清洗方法几乎可用于(如果不是全部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
挟带在工艺设备或辅助装置的污垢残余物中的污染物的除去方法，其特征为，使设备或装置内表面上的污垢与水基液体清洗混合物或其蒸汽接触，所述混合物含有有效量的萜提取剂和非强制性的有效量的表面活性剂，提取剂和表面活性剂在处理条件下都具有足够高的蒸汽压使在这种条件下它们能够分散于设备中；将该清洗混合物加热至约１６５°Ｆ－约２３０°Ｆ，使提取剂和表面活性剂分散于工艺设备中，以进入污垢残余物的缝隙，提取污染物，破坏污垢，并将污染物和污垢残余物挟带入清洗混合物中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：KM尼萨靳斯，WK理查德，
申请(专利权)人：服务技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]