石油化工生产中主要是炼油生产常减压蒸馏装置及其深度加工的后续装置
炼油生产安全技术—常减压蒸馏的重点部分及设备介绍

炼油生产安全技术—常减压蒸馏关键部件及设备介绍(一)关键部件1.加热炉加热炉是常减压蒸馏装置的关键部件。
加热炉的作用就是为油品的气化提供热源。
在加热炉中,燃料在炉膛内燃烧,产生高温火焰与烟气,传热给炉管内流动的油品,使其达到工艺需要的温度,为蒸馏过程提供稳定的气化量和热量。
加热炉的平稳运行是整个常减压蒸馏装置生产运行的必要保证。
加热炉操作不好往往会影响整个常减压蒸馏装置的生产,加热炉若发生事故不能运行,整个装置都将被迫停工。
加热炉的建设成本和生产成本占整个常减压蒸馏装置成本的很大比例,一般说来建设费用约占30%,操作费用约占50%以上。
因此,运行良好的加热炉应该是在满足工艺条件的前提下,操作安全、平稳、消耗低,处理能力大,运行周期长。
2.蒸馏塔蒸馏塔包括初馏塔或闪蒸塔、常压塔、常压汽提塔、减压塔,润滑油型常减压蒸馏装置还包括减压汽提塔。
塔是整个常减压蒸馏装置工艺过程的核心,原油在分馏塔中通过传热、传质实现分馏的目的,最终将原油分离成不同组分的各个侧线油品,同时,塔内有大量易燃易爆气体和液体,精馏塔的生产事故将直接影响生产的正常运行和装置的安全。
(二)关键设备1.塔底泵机泵是常减压蒸馏装置的动力设备,它为输送油品及其他介质提供动力和能源。
没有泵的正常运行,介质就无法流动,也就无法进行原油的加工。
机泵故障将威胁到装置的平稳运行,特别是,塔底泵的事故将导致机组完全停机。
2.煤气罐高低压瓦斯缓冲罐因其储存的介质为危害极大的瓦斯,高低压瓦斯缓冲罐的泄漏将导致燃烧爆炸重大事故的发生。
高低压气体缓冲罐在施工前应严格按照标准进行测试和验收,检查是否泄漏。
运行中要时常对其检查维护,如有泄漏等异常现象应立即停用并处理,同时还要定期排残液。
常压蒸馏和减压蒸馏

常压蒸馏和减压蒸馏常压蒸馏和减压蒸馏习惯上合称常减压蒸馏,常减压蒸馏基本属物理过程。
原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品(称为馏分),这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂,相当大的部分是后续加工装置的原料,因此,常减压蒸馏又被称为原油的一次加工。
包括三个工序:原油的脱盐、脱水;常压蒸馏;减压蒸馏。
原油的脱盐、脱水又称预处理。
从油田送往炼油厂的原油往往含盐(主要是氯化物)、带水(溶于油或呈乳化状态),可导致设备的腐蚀,在设备内壁结垢和影响成品油的组成,需在加工前脱除。
常用的办法是加破乳剂和水,使油中的水集聚,并从油中分出,而盐份溶于水中,再加以高压电场配合,使形成的较大水滴顺利除去。
催化裂化催化裂化是在热裂化工艺上发展起来的。
是提高原油加工深度,生产优质汽油、柴油最重要的工艺操作。
原料范主要是原油蒸馏或其他炼油装置的350 ~ 540℃馏分的重质油,催化裂化工艺由三部分组成:原料油催化裂化、催化剂再生、产物分离。
催化裂化所得的产物经分馏后可得到气体、汽油、柴油和重质馏分油。
有部分油返回反应器继续加工称为回炼油。
催化裂化操作条件的改变或原料波动,可使产品组成波动。
催化重整催化重整(简称重整)是在催化剂和氢气存在下,将常压蒸馏所得的轻汽油转化成含芳烃较高的重整汽油的过程。
如果以80~180℃馏分为原料,产品为高辛烷值汽油;如果以60~165℃馏分为原料油,产品主要是苯、甲苯、二甲苯等芳烃,重整过程副产氢气,可作为炼油厂加氢操作的氢源。
重整的反应条件是:反应温度为490~525℃,反应压力为1~2兆帕。
重整的工艺过程可分为原料预处理和重整两部分。
加氢裂化是在高压、氢气存在下进行,需要催化剂,把重质原料转化成汽油、煤油、柴油和润滑油。
加氢裂化由于有氢存在,原料转化的焦炭少,可除去有害的含硫、氮、氧的化合物,操作灵活,可按产品需求调整。
产品收率较高,而且质量好。
延迟焦化它是在较长反应时间下,使原料深度裂化,以生产固体石油焦炭为主要目的,同时获得气体和液体产物。
石油化工的工艺流程

整合石油化工的工艺流程较为复杂,一套完整的富含高科技含量的石化装置可以生产出完整得包括石油燃料、石油溶剂与化工原料、润滑剂、石蜡、石油沥青、石油焦等六个系列的产品。
作为东营市的地方石化企业,由于受到规模、原料、资金等方面的限制,主要形成了以石油燃料的生产为主、其他产品为辅产品分布。
以石油燃料生产为主的石化企业的工艺流程主要包括原油预处理、常减压蒸馏、催化裂化、制氢、加氢、延迟焦化、气体分离等环节。
结合石化企业工艺流程图,石化企业的主要生产装备和主要产品情况介绍如下:一、炼油厂的分类目前的炼油厂大致可分为4种类型。
1)燃料油型:生产汽油、煤油、轻重柴油和锅炉燃料等。
2)燃料润滑油型:除生产各种燃料油外,还生产各种润滑油。
3)燃料化工型:以生产燃料油和化工产品为主。
4)燃料润滑油化工型:它是综合型炼厂,既生产各种燃料、化工原料或产品同时又生产润滑油。
从目前的情况看,东营市的几家大型的石化企业主要是燃料油型的石油加工企业,只有华星集团具备一定规模的润滑油生产能力。
二、生产环节及其装备情况1、原油评价试验当加工一种原油前,先要测定原油的颜色与气味、沸点与馏程、密度、粘度、凝点、闪点、燃点、自燃点、残炭、含硫量等指标,即是原油评价试验。
原油的评价试验主要是区分原油中重要的成分含量,评价原油的质量,预测现有原油加工工艺对该油品的适用性。
2、原油的预处理从油田送往炼油厂的原油往往含盐(主要是氯化物)、带水(溶于油或呈乳化状态),可导致设备的腐蚀,在设备内壁结垢和影响成品油的组成,需在加工前脱除。
常用的办法是加破乳剂和水,使油中的水集聚,并从油中分出,而盐份溶于水中,再加以高压电场配合,使形成的较大水滴顺利除去。
3、常减压蒸馏常减压蒸馏是常压蒸馏和减压蒸馏在习惯上的合称,常减压蒸馏基本属物理过程。
原料油在蒸馏塔里按蒸发能力分成沸点范围不同的油品(称为馏分),这些油有的经调合、加添加剂后以产品形式出厂,相当大的部分是后续加工装置的原料,因此,常减压蒸馏又被称为原油的一次加工。
常减压装置简介

原油常压蒸馏及其特点
4.常压塔常设置中段循环回流
即从精馏塔上部的精馏段引出部分液相热油(或者是侧线产品), 经与其它冷流介质换热或冷却后再返回塔中,返回口比抽出口通 常高2~3层塔板。 作用:在保证各产品分离效果的前提下,取走精馏塔中多余的热
量
优点:在相同的处理量下可缩小塔径,或者在相同的塔径下可提 高塔的处理能力;可回收利用这部分温度较高的热源。
实际装置图片
工艺流程简图
电脱盐工艺流程简图
原油电脱盐简介
一、原油电脱盐的工序包括: (1) 脱盐前水洗。用于除去原油中溶于水的酸(Sour) 、碱( alkali )、盐( salt) 等无机物。 (2) 沉淀(Precipitation)。某些不溶于水的杂质,可以吸附在固体颗 粒表面或聚集在水滴表面,随固体物或水滴一起沉淀,与油分离 。 (3)破乳( Demulsification )。通过向原油中加入破乳剂,使水流管,耐火衬里,管线 支撑和挂钩,主要传热方式是对流,对流室一 般担负全炉热负荷的20%~30%,对流室吸热 量的比例越大,全炉的热效率越高,为了尽量 提高传热效果,对流室多采用钉头管和翘片管。 燃烧器是产生热量部件,是炉子的重要组成部 分。要保证火焰不冲刷炉管并实现低氧完全燃 烧。
加热炉简介
余热回收系统是从离开对流室的烟气中进一步 回收余热的部分。回收方法分为两类,一类采 用空气预热方式回收热量;另一类是采用余热 锅炉回收热量。 通风系统的任务是将燃烧用空气导入燃烧器, 并将废烟气引出炉子,它分为自然通风方式和 强制通风方式两种。
蒸馏的形式
3.精馏(rectification)
精馏是分离液相混合物的有效手段,它是在多次部分 气化和多次部分冷凝过程的基础上发展起来的一种蒸 馏方式。
石化行业主要生产过程介绍

石化产业流程
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石化工业的共性知识 油气开采及储运主要生产工艺介绍 石油工业主要生产工艺介绍 煤化工主要生产工艺介绍
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原 油
常 压 蒸 馏
重柴油 催 化 裂 化
干气 裂化气 吸收 液化气
减 压 蒸 馏
减压馏分减压渣油源自 石油加工主要装置● 常减压蒸馏装置 ● 催化裂化装置 ● 气体分馏装置 ● 烷基化装置 ● MTBE装置 ● 高压加氢裂化装置 ● 中压加氢裂化装置 ● 汽柴油加氢装置 ● 制氢装置 ● 催化重整装置 ● 芳烃联合装置 ● 延迟焦化装置 ● 脱硫联合装置 ● 酸性水汽提联合装置 ● 硫回收装置 ● 乙烯裂解装置 ● 聚乙烯装置 ● 聚丙烯装置 ● 空分装置 ● 合成装置 ● 废水再生装置 ● 公用工程装置
3
中国能源生产状况
● 世界能源消耗量 石油40%、煤27%、天然气23%、核能7%、水3%。 ● 中国石油天然气煤炭总储量 截至2007年,探明石油储量65亿吨,探明天然气储量15140.6亿立方米 , 探明煤炭的储量7241.16亿吨 ,其中生产和在建已占用储量为1868.22亿吨, 尚未利用储量达4538.96亿吨。 ● 中国石油天然气煤炭产量 2007年中国原油产量1.87亿吨,天然气产量693.1亿立方米,原煤产量 25.23亿吨。 ● 中国能源与石油问题 需求状况 单位:亿吨
石油化工常减压装置运行原理以及结构分析

石油化工常减压装置运行原理以及结构分析摘要:在石油化工企业的生产发展过程中,不可缺少的设备就是常减压装置,它是常压蒸馏和减压蒸馏两个装置的总称,因为这样的两个装置通常情况下在一起进行运行,共同作用发挥合力,所以叫做常减压装置,它对于整体石油化工产业的发展有着至关重要的作用。
结合这样的情况,本文重点分析石油化工常减压装置的运行原理以及相对应的结构设备应用情况等相关内容,希望本文的分析能够为相关从业者提供一定的启示。
关键词:石油化工,常减压装置,运行原理,结构分析一、引言常减压装置所涉及的组成部分主要包括常压蒸馏和减压蒸馏,它也是这两个装置的总称,因为这两个装置大多数时候都是在一起运行的。
在实际的运营情况中,主要包括三个方面的工序,分别是原油的脱盐、脱水;常压蒸馏;减压蒸馏。
从油田送往炼油厂的原油往往含盐(主要是氧化物)带水(溶于油或呈乳化状态),可能在很大程度上腐蚀设备,因此在设备内壁结垢和影响成品油的组成,在加工之前要对其进行相对应的脱除。
二、石油化工常减压装置运行原理在石油化工的常减压装置运行过程中,主要包括三个流程,也就是对于原油的脱盐和脱水,以及长压蒸馏和减压蒸馏等等,具体的运行原理主要体现在以下几个方面:1.电脱盐基本原理为了确保原油中的盐分能够得到切实有效的清除和脱掉,要注入相对应的新鲜水,按照既定的比例进行融入,这样能够确保原油中的盐分在水中进行溶解,以此有效形成石油和水的乳化液,在强弱电场以及破乳剂的联合作用之下,可以对乳化液的保护膜进行相对应的破坏和溶解,这样能够确保水滴从小变大,进而聚合成为比较大的水滴,然后通过电场和重力的作用,使其和油进行脱离。
因为盐在水中可以溶解,所以针对脱水过程而言,其实也就是脱盐的过程。
2常压蒸馏和减压蒸馏原理常压蒸馏和减压蒸馏所涉及的过程都是一个比较典型的物理过程,在具体的操作过程中主要是通过脱盐、脱水的混合原料油进行加热之后在蒸馏塔内部进行反应,然后结合沸点的差异性,从塔顶一直到塔底分成不同油品,也就是我们所称之为的馏分,这些馏分油通过相对应的添加剂和调和之后,通过产品的形式进行出厂,形成相应产品,同时也有很多作为二次加工装置原料对其进行加工利用,所以通常情况下也把常减压蒸馏叫做原油的一次加工。
石化装置防垢防腐蚀相关知识和解决方案

石化装置防垢防腐蚀相关知识和解决方案摘要结垢、腐蚀严重影响企业的正常生产。
为了解决结垢、腐蚀问题,现在常用的方法是化学法,但是它成本高、工艺复杂,有效期比较短,而且会对设备不同程度的二次污染.为了减少清垢次数,节省作业成本,并减少化学药剂对设备的二次污染,从而研究电化学法防垢、防腐技术。
电化学法防垢、防腐技术是利用活性强的金属的水合作用,对设备流体催化处理,从而起到防垢、防腐作用.电化学防垢、防腐的研究,为解决企业生产中的结垢腐蚀问题开辟了一个新的途径。
什么是垢?有哪几种垢?1. 水垢:主要成分碳酸盐(较软)硫酸盐(较硬)硅酸盐(较硬)。
2。
煤焦油垢:主要成分为含碳的有机物和部分有机物与无机物的混合物。
3。
锈垢:主要成分为金属的堆积物。
4. 尘垢:主要成分为自然界中各种杂质颗粒,油脂等液珠长期形成的堆积物.5。
物料垢:主要成分为设备中的工作介质,是由于工作条件的变化等原因导致的工作介质在设备上的沉积,这样的污垢是成分.结构最复杂的垢质,是最难清洗的.例如,氧化铝料槽的"锅巴"。
6。
混合垢:在一台设备内同时结有上述两种以上垢物的混合体。
液体、垢质较复杂。
7. 油垢:主要成分是油类物质。
8. 胶垢:主要成分是胶类物质。
什么是水垢?天然水中含有大量的金属离子和非金属离子,其中钙盐和镁盐等具有反溶解性,即其溶解度随着水温升高而下降.因此,水加热到35 ℃以上时就会开始解析出针状结晶体并牢固地附着在容器壁上,逐渐形成厚厚的一层,这就是水垢。
水垢有何危害?水垢是万恶之源,且长期困扰着人类。
它使热效下降,能源浪费,管道堵塞,甚至会发生锅炉爆炸等恶性事故。
因此设备中的水垢必须清除.传统的除垢方法(化学药物法、离子交换法等)均不能彻底根除水垢,只能延缓结垢的时间。
据统计,到1990 年我国每年由于结垢所浪费的煤炭占总用量的1/3;每年由于结垢而报废的锅炉达数万台,每年除垢费用达数亿元,即使发达国家对此亦无良策.各种换热器结垢的原因是什么?换热器管程或壳程走生水的一面,生水没有经过软化处理造成的.凝汽式汽轮机组凝汽器结垢的问题和危害是什么?企业的凝汽式汽轮机在运行中经常会遇到真空逐渐下降的问题,尤其夏季,凝汽器真空对汽轮机运行的经济性影响较大,如其它条件不变,真空度每变化1%,汽轮机的汽耗率平均变化1%~2%。
常减压装置是炼油企业的基本装置

常减压装置是炼油企业的基本装置•常减压装置是炼油企业的基本装置,是原油加工的第一道工序,在炼油中起着非常重要的作用。
它的工艺过程是采用加热和蒸馏的方法反复地通过冷凝与汽化将原油分割成不同沸点范围的油品或半成品,将原油分离的过程。
主要分离产物有:重整原料、汽油组分、航空煤油、柴油、二次加工的原料(润滑油、催化裂化原料等)及渣油(重整及焦化、沥青原料)。
在常压塔中,对原油进行精馏,使气液两相充分实现热交换和质量交换。
在提供塔顶回流和塔底吹气的条件下,从塔顶分馏出沸点较低的产品汽油,从塔底分馏出沸点较高的重油,塔中间抽出得到侧线产品,即煤油、柴油、重柴、蜡油等。
常压蒸馏后剩下的重油组分分子量较大,电磁流量计生产厂家在高温下易分解。
为了将常压重油重的各种高沸点的润滑油组分分离出来,采用减压塔减压蒸馏。
1•使加热后的常压重油在负压条件下进行分馏,从而使高沸点的组分在相应的温度下依次馏出,作为润滑油料。
常减压装置的减压蒸馏常采用粗转油线、大塔径、高效规整填料(GEMPAK)等多种技术措施。
实现减压操作低炉温、高真空、窄馏分、浅颜色,提高润滑油料的品质。
采用以自由悬浮电容为基础的硅传感器技的CERABAR过程压力变送器系列是取代传统变送器及压力表的现代化高精度仪表。
CERABAR过程压力变送器采用电容式陶瓷测量元件作为传感器,无中间液,无磨损,极耐过压和压力交替变化,抗冲击能力强,温度稳定性0.1%F.S,长期稳定性0.15%F.S,仪表可输出模拟信号(4~20mA),并与HART协议兼容,可以方便地进行计算机组态。
在液位计智能化的同时,一些利用新检测原理、新型电子部件构成的小型现场液位开关大量推向市场,使液位仪表呈现两极发展的趋势。
•较典型的是利用超声波穿透空气及液体时衰减率的显著差别来检测液面的超声液位开关和利用空气和液体对振动体的阻尼差别来检测液位的振动式液位开关,以及利用空气和液体电导率的不同来检测液位的电导式液位开关。
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石油化工生产中主要是炼油生产常减压蒸馏装置及其深度加工的后续装置,如乙烯裂解、催化裂化、延迟焦化、芳烃联合、加氢精制等装置的较多设备会积聚和生成油垢焦垢。
化纤生产中某些炉子与管道由于接触热媒油也会产生油垢焦垢。
化肥生产中某些炉子、换热器、塔器同样存在油垢焦垢。
甚至一些压缩机采用润滑油因泄漏也会产生油垢。
还有原油罐沉积淤垢及输油管道壁粘附油垢等。
因而石化生产中普遍存在油垢焦垢问题。
油垢焦垢可使管壁热阻增加,生产过程能耗增加,设备寿命缩短,垢层也使设备内径变小,物料流动压降增大,收率降低,操作周期缩短,严重影响生产,为此必须进行清洗除垢。
由于设备工艺条件千差万别,导致结垢情况也不尽一致,因而应根据设备不同结垢情况,采用不同的清洗方法与工艺。
1.油垢类型与形成原因石化生产由于采用原油为原料,其主要成分为烃(w=98%),还有少量含氮、硫、氧等化合物。
通过常减压蒸馏生成汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡与沥青等。
对煤柴油进行热裂解生成烯烃,随后进行去氢、聚合、加成、异构化、烷基化等工艺反应,生产出化工、化纤、化肥、塑料、橡胶等多种产品。
在这些生产过程中,设备与管道难免会生成与积聚各类油垢,由于处于不同生产装置与不同工艺环境,从常温至高温,故形成不同类型油垢。
这里统称“油垢”,实际上根据形态与组成可分为轻油垢、重油垢、胶油垢、焦油垢、焦碳垢、含硫化铁油垢、含催化剂油垢等。
油垢主要由蜡质、胶质、焦质、沥青、碳化物、炭分、硫化铁、氧化铁、无机盐、有机聚合物、催化剂等组成。
根据上述组成配比的不同,形成不同类型的油垢,油垢属憎水型有机混合物膜状污垢。
1.1 轻油垢轻油垢指金属表面上附着一层较薄的油脂与蜡膜,并混有少量其它杂质与灰尘,一般是在低温(<100℃)下形成的。
如新设备内壁制造后涂刷了防锈油膏,投运前安放在外氧化而形成轻油垢。
1.2 重油垢重油垢指金属表面上有一层附着力强的渣油蜡油层,其中含有一些焦油沥青,并混有一些其它杂质,一般是在100~300℃时形成的。
1.3 胶油垢胶油垢指附着力较强的高分子粘结体油垢,既含有焦油沥青,又含有较多的有机聚合物。
某些胶油垢有弹性。
这是在高温条件(100~300℃)下的烷烃、烯烃、芳烃与氧发生反应,生成游离基聚合母体,并进一步聚合缩合,生成结构复杂的高分子胶体,粘结于设备表面。
1.4 焦油垢焦油垢指附着力强的结焦与碳化的油垢,大部分是焦质与沥青,并含有少量有机聚合物与腐蚀产物。
这是在高温(200~400℃)条件下或在冷却冷凝时,烷烃烯烃发生自聚环化,并逐步脱氢缩合,由低级芳烃转化为多环芳烃,进而转化为稠环芳烃,由液状焦油转化为固体沥青,并进而形成焦垢;或在工艺物料中的自由基(甲基、乙基与苯基)与烯炔自身聚合成微粒,反应生成多环芳烃,再进一步脱氢缩合而形成结焦。
1.5 焦碳垢焦碳垢指金属器壁上有一层附着力很强的积炭,这是在更高温度(>400℃)下,上述通过脱氢缩合的焦油垢继续脱氢缩合,逐步石墨化,从疏松的积炭,逐步转化成较硬的碳垢。
当然设备表面上由于Fe、Ni离子起催化作用,可先生成金属碳化物,再逐步转变成焦垢与碳垢。
1.6 含硫化铁油垢随着采用原油含硫量增加,物料中硫化氢、硫醇在一定条件下与钢铁器壁发生腐蚀反应生成硫化铁。
这些硫化铁针对不同设备不同环境可分别与轻油、重油、蜡油、焦油混杂一起,形成含硫油垢。
1.7 含催化剂油垢炼油及后续深加工生产过程中均需要油浆中加入催化剂,催化剂能促进聚合反应进行,并在设备表面上聚合沉积粘稠状油垢。
另外,由催化剂微粒形成的沉积物,也可在热交换过程中在管壁上形成焦油垢。
实际上石化装置不同设备中生成的油垢,并不总是上述单一类型油垢,很多是两种以上类型油垢组成,如高温换热器管壁外层是重油垢,中层是焦油垢,内层是焦碳垢。
如需进行多层次清洗,就会给制定清洗工艺增加困难。
2.化学清洗剂选用根据被清洗设备结构及所生成的油垢情况,可以选用物理清洗与化学清洗,本文重点讨论化学清洗。
2.1 碱性水溶液常用碱性物有氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠与硅酸钠等,一般有几种碱性物组成碱性清洗剂. 但碱性清洗剂对动植物油起皂化反应清除能力好,而除硅酸钠外对矿物油清除能力大多较差,因而常作传统的日用除油剂,工业上仅用于一般脱脂。
碱性清洗剂价格便宜,缺点是强碱会使机械部件受到损伤,有色金属部件只能使用硅酸钠等配成的水溶液。
2.2 有机溶剂常用石油类溶剂、卤代烃溶剂与醇类溶剂等,靠对油类较强的溶解反应以清除重油垢、焦油垢与焦碳垢。
低沸点石油类溶剂汽油对矿物油垢溶解性好,但易燃,应用受到限制,高沸点石油类溶剂煤油、柴油对矿物油垢清洗力稍差,但价廉、不易燃,应用较广。
卤代烃四氯化碳、三氯乙烯等,不燃或难燃,但易挥发且有毒,因对油垢溶解力大,脱脂力比石油溶剂强10倍,虽价贵,但仍有应用。
氯氟烃对大气臭氧有破坏作用。
虽去油能力强,但应慎用。
醇类溶剂多用乙醇、异丙醇,除亲水外,对油脂溶解力强、对表面活性剂溶解力也大。
一些特殊溶剂N-甲基吡咯烷酮,二甲基甲酰胺等具有选择性高、溶解力强的特点,在国外清洗剂专利中常用。
有机溶剂除单用外,常混合使用。
如CN1056524的焦油去除剂组成为:成分苯乙烯柴油对苯二酚三氯甲烷香精质量分数/% 10~50 30~60 0.01~3 10~30 0.05~12.3 表面活性剂溶液表面活性剂(简称SAA)由于具有两亲结构(亲油基与亲水基),因而其低浓度水溶液具有减少表面张力,润湿渗透,乳化分散与增溶等独特作用,故对液态油垢有良好清除能力,但对固态油垢去除能力差。
常应用阴离子表面活性剂(a-SAA),如烷基苯磺酸钠,与非离子表面活性剂(n-SAA),如烷基酚聚氧乙烯醚,脂肪醇聚氧乙烯醚。
商品金属清洗剂常用一种或多种SAA配伍,如6501,即为椰子酸二乙醇酰胺或称尼纳尔;而105,由24%脂肪醇聚氧乙烯醚,12%的烷基酚聚氧乙烯醚与24%的6501组成。
SP-1由聚醚(2040、2070、2020)25%+1.5%+1.5%,烷基酚聚氧乙烯醚3%,亚硝酸钠3%组成。
〖JP2〗由于纺织工业通用的匀整剂(平平加),即是脂肪醇聚氧乙烯醚;乳化剂(OP-10或TX-10),即为烷基酚聚氧乙烯醚;渗透剂JFC,即为仲辛醇聚氧乙烯醚较易在市场上买到,因而上述几种SAA最为常用。
2.4 碱与表面活性剂的混合溶液为了改善单一碱与SAA溶液清洗能力的不足,适应多种油垢的清洗,往往把碱性物与SAA 复配,通过它们的协同效应,使润湿渗透、分散乳化与增溶能力倍增,它广泛的代替石油溶剂清洗轻油垢与重油垢,但对粘性更强的焦油垢、胶油垢、含催化剂或硫化铁油垢清洗能力差。
国内商品清洗剂中多是这类产品。
国外专利报道也不少.如前苏联专利1273390,组成为:成分三聚磷酸钠纯碱烷基苯磺酸钠三乙醇胺亚硝酸钠糊精水质量分数/% 1.5~2 2~2.5 5~10 0.3~1 0.3~0.6 0.01~0.1 余量2.5 有机溶剂与表面活性剂溶液由于单一有机溶剂仅能去除油垢,为了弥补清除非油溶性污垢的不足,把有机溶剂与SAA 混合复配,能产生更强更有效的清洗剂。
可分为两类,一类是两相清洗剂,以乳化或增溶状态存在,发挥两者的协同效应,使对粘附性强的重油垢、焦油垢、胶油垢及积炭有良好的清洗能力,并且能同时去除水溶性与油溶性污垢。
由于加入SAA水溶液,就可减少较贵的有机溶剂用量,也可减少挥发,且不易燃烧,可在常温下清洗。
另一类是由醇醚类溶剂加SAA 水溶液称含有两亲溶剂的清洗剂,由于增大了SAA与某些添加剂在水中的溶解度,除油垢能力比SAA水溶液大有提高。
如罗专利93275用于槽车残油清洗,组成为:成分煤焦油蒸馏物乳化剂APE质量分数/% 90 10美专利4854973用于发动机除炭与脱漆,组成为:成分二氯甲烷二甲基甲酰胺 n-SAA与a-SAA混合物水质量分数/% 75 5 5 152.6 有机溶剂与碱混合溶液通常在醇醚类两亲溶剂的水溶液中加入少量碱形成的清洗剂,其去油垢能力比原来溶剂水溶液大有提高。
另外在所报导的除炭剂中,有较多的是在有机溶剂中加入氨类与胺类,因氨、胺类具有弧对电子,对带正电性的炭分子具有较强的吸附作用。
如美专利4992187用于发动机除灰与脱漆,组成为:成分 N-甲基-2吡咯烷酮联氨质量分数/% 4~96 4~962.7 碱、表面活性剂与有机溶剂混合溶液碱性SAA溶液虽具有润湿乳化分散与增溶等性能,对去除轻油垢、重油垢有较大能力,但对含积炭沥青较多的焦油垢能力较差,这时应加入有机溶剂,一种是两亲的醇类,如异丙醇,会使胶束增大,有利于非极性有机物插入胶束“栅栏”间,使清除焦油垢能力大大增强。
另一种是加入亲油性有机溶剂如卤代烃、酚类、二甲基甲酰胺等,对去除积炭、剥离涂层有较大作用。
如CN1095756(1944)用于清洗油垢,组成为:成分烷基苯磺酸 40%NaOH 硅酸钠三聚磷酸钠质量分数/% 6~12 4~8 1~2 0~0.5成分 SP-1 CMC 分子筛异丙醇质量分数/% 1~5 0.5~1.5 1~1.5 0.5~1成分 C11-13脂肪硫酸酯盐 Aeone 香精颜料水质量分数/% 0.01~0.05 0.5~1.5 少量余量又如CN1101384A(1995)用于内燃机清洗,组成为:成分丁醇平平加油酸乙醇胺氨水质量分数/% 8~12 6~9 10~14 4~6 6~10成分煤油机油乙二醇丁醚水质量分数/% 20~30 10~30 6~15 8~102.8 络合剂与碱、表面活性剂和/或有机溶剂混合溶液碱、SAA和/或有机溶剂混合溶液虽对一些油垢与积炭清洗能力强,但对含腐蚀产物(硫化铁,氧化铁)、催化剂及某些非油溶性污垢的混合油垢焦垢清洗,还需添加络合剂或螯合剂,由于这些垢物多含金属离子,通过EDTA、NTA、柠檬酸与葡萄糖酸及其盐类等加入产生络合作用,同时还由于碱+SAA+有机溶剂协同作用,促使焦质与沥青质乳化与增溶,能加速这种混合油垢的清洗,如果仅有碱性络合剂溶液清洗,由于上述垢物中金属离子微粒被粘附性强的焦油层包裹而不易作用。
如波兰专利151165用于油垢与积炭清洗,组成为:成分 NaOH Na2CO3 Na2SiO3 葡萄糖酸钠 EDTA-Na4质量分数/% 28 14.5 32 15 3成分煤油聚乙二醇烷基苯基醚环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物脂肪酸乙氧基化酰胺质量分数/% 2.5 1.5 3 0.5该复配物采用5%浓度水溶液。
又如JP85-120800,组成为:成分 NaOH 葡萄糖酸钠或EDTA-Na 多元醇β-丙氨酸型SAA或磷酸酯型SAA 水质量分数/% 5~30 2~20 5~60 0.1~10 余量2.9 氧化剂与碱、表面活性剂的混合溶液在碱性SAA水溶液中再加入一定量的氧化剂,如过氧化氢、过碳酸钠、过硼酸钠与高锰酸钾等,使重油垢焦油垢中某些基团发生氧化反应,使其分子间的链键断裂,或促进垢中有机物分解,如使硫化铁转化为可溶性的氧化铁与硫,使H2S释放量减少,这对含硫油垢清洗特别有利。