废碱液湿式氧化废装置冷换设备结垢情况分析

废碱液湿式氧化废装置冷换设备结垢情况分析

余静

大庆石化公司化工一厂

摘要：乙烯装置废碱液湿式氧化处理装置，在装置运行过程中多次发现有因垢物沉积导致换热器运行效率降低导致废碱装置氧化液排出温度偏高，运行运行效果，因此，对结垢进行合理分析，并制定必要的调整手段。

关键词：废碱液，结垢、湿式氧化

1.垢物的类型

根据废碱液湿式氧化装置反应过程来看，结垢一般发生在高温换热器部位，垢样分析显示铁含量较高，一般含量为34.41~74.85%）；国内多家采取次工艺的废碱装置均存在积垢问题，造成冷却后废碱液温度高，每年需要对其进行水力清洗一次，同时还存在工艺侧因废碱介质中含有铁元素，管程以发生铁垢堵塞现象。

2.垢物的形成机理

2.1铁的来源

对于废碱湿式氧化系统中冷换设备中所形成的铁垢中铁的来源主要来自于原料废碱液中的携带的铁。多国内末石化装置的湿式氧化入水中的铁离子含量进行了分析，分析结果显示：铁离子含量，Fe  0.838~2.498μg/g，从各路废碱液的分析结果看，原料废碱液中是有一定量的铁离子存在的。

2.2铁垢的形成机理

对于氧化铁垢形成的机理一般为：“水中铁的化合物是胶态的氧化铁，通常胶态氧化铁带正电。当设备内局部热负荷很高时，该部位的金属表面与其他各部分金属之间，就会产生电位差。在热负荷较高的区域，金属表面因电子集中而带负电。主要带正电的氧化铁微粒就向带负电的金属表面聚集，结果形成氧化铁垢。”[1]由于废碱湿式氧化装置冷换设备内也同样存在有较大的温差，因此客观上也会因温差的存在导致设备内部的电荷积聚，吸引带正电的氧化铁离子在设备管壁上形成铁垢。

3.铁离子结垢消减措施及分析

3.1对于原料中铁离子含量的控制

碱性条件下钢铁的腐蚀速率主要与碱液浓度与温度有关，因此对碱洗系统的碱液浓度的合理调配以及操作温度的选择，对控制原料废碱液中铁离子含量十分关键，[2]降低原料废碱液中的铁离子含量对于降低设备结垢速度，延长换热器运行周期是能够起到一定效果的。

3.2操作温度合理控制

摸索氧化反应器的操作温度，合理拓宽操作温度范围，对于降低冷换设备温差会起到一定作用，客观上有可能对结垢速度有所抑制，但由于降低温度及操作压力后对废碱液的处理所需的停留时间要求会有所延长，因此废碱废碱液处理量较大或原料中硫化物含量较高的工况下，能够降温的幅度会比较有限，因此在保证氧化液合格的情况下摸索适当的操作温度需要逐步稳妥进行。

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