李艷梅

摘 要 通過(guò)對(duì)石油磺酸鹽磺化反應(yīng)結(jié)焦原因分析，采用多組分復(fù)配技術(shù)，制備一種結(jié)焦物清洗劑，室溫條件下實(shí)現(xiàn)石油磺酸鹽結(jié)焦物高效在線清洗。石油磺酸鹽結(jié)焦物清洗劑pH值控制在10.0-11.5之間，結(jié)焦物殘?jiān)畹涂山抵?%以下。該清洗劑適用于石油磺酸鹽類(lèi)結(jié)焦物清洗使用，尤其對(duì)以重質(zhì)組分為磺化原料的膜式磺化反應(yīng)裝置中磺化管束的結(jié)焦物清洗效果較好。

關(guān)鍵詞 石油磺酸鹽；結(jié)焦物；清洗劑

1 技術(shù)現(xiàn)狀

石油磺酸鹽是一種以石油餾分油為原料合成的用途廣泛的陰離子型表面活性劑，在大慶三次采油中得到了廣泛的應(yīng)用。石油磺酸鹽裝置通常采用多管降膜式磺化器作為磺化裝置的核心反應(yīng)設(shè)備。當(dāng)磺化反應(yīng)進(jìn)行一段時(shí)間后，在磺化器反應(yīng)管內(nèi)壁會(huì)出現(xiàn)一些結(jié)焦物，結(jié)焦物累積會(huì)導(dǎo)致物料成膜不均勻甚至堵塞反應(yīng)管，因此需要定期對(duì)磺化反應(yīng)器進(jìn)行切換清洗以確保產(chǎn)品質(zhì)量。

現(xiàn)有技術(shù)中，石油磺酸鹽裝置磺化反應(yīng)器清洗通常采用拆卸磺化反應(yīng)器封頭，工具疏通與人工蒸汽吹掃結(jié)合的方式進(jìn)行清焦。結(jié)焦物水溶性差，不易清理，耗蒸汽量大、時(shí)間長(zhǎng)、施工費(fèi)用高、勞動(dòng)強(qiáng)度大；而機(jī)械清理的劃痕影響管束使用周期和物料分布，設(shè)備稀酸腐蝕嚴(yán)重，降低設(shè)備使用壽命，廢水不易處理。目前國(guó)內(nèi)外廠家基本上使用原料油、熱水、熱醇或者稀堿液等對(duì)磺化器管束進(jìn)行簡(jiǎn)單清洗，由于清洗液分布不均及液體流速低等因素，存在清洗時(shí)間長(zhǎng)，清洗不徹底等問(wèn)題，清洗液排放還會(huì)對(duì)環(huán)保帶來(lái)影響。而對(duì)于結(jié)焦嚴(yán)重的磺化反應(yīng)器，只能使用電鉆、電動(dòng)式管道疏通機(jī)等工具進(jìn)行處理，管束內(nèi)壁機(jī)械傷害較大，降低了磺化器的使用壽命。

2 磺化器結(jié)焦原因分析

石油磺酸鹽生產(chǎn)目前普遍采用氣體三氧化硫與石油餾分進(jìn)行磺化反應(yīng)，石油餾分中除含有烷基苯外，還含有烷基萘、烷基聯(lián)苯、烷基苊、烷基茚滿(mǎn)或烷基萘滿(mǎn)、烷基芴及烷基菲等復(fù)雜的芳烴化合物。磺化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的強(qiáng)極性物質(zhì)（例如：砜）從極性較低的未磺化原料油中不斷析出，隨著反應(yīng)程度的加深，析出更多的強(qiáng)極性物質(zhì)，不斷聚集，最終形成油塊。對(duì)于膜式磺化反應(yīng)器反應(yīng)體系來(lái)說(shuō)，磺化副反應(yīng)產(chǎn)生的砜不斷沉積到降膜式反應(yīng)器的管壁上，在SO3的脫水作用下，逐漸失去氫和氧元素，碳?xì)浔戎饾u變大，最終趨于形成碳。

3 結(jié)焦物清洗劑組分和功能

石油磺酸鹽結(jié)焦物清洗劑的各組分重量百分比為：工業(yè)乙醇10%；過(guò)硫酸銨5%；碳酸鈉5%；單乙醇胺4%；阻垢劑10%；硅酸鈉1%； 三聚磷酸鈉1%；十二烷基磺酸鈉1%；其余為水；各組分重量百分比之和為100%。

將各組分按照上述質(zhì)量百分比溶于水中即可得到顏色微黃的清洗劑，pH為10.76。采用該石油磺酸鹽結(jié)焦物清洗劑對(duì)石油磺酸鹽結(jié)焦物進(jìn)行取樣清洗后，其結(jié)焦物殘余量為2.19%。

該結(jié)焦物清洗劑為堿性水系清洗劑，由無(wú)機(jī)組成物、有機(jī)組成物、表面活性劑、緩蝕劑、阻垢劑等組分組成，各種功能協(xié)調(diào)配合，達(dá)到對(duì)結(jié)焦物結(jié)焦物潤(rùn)濕、滲透、乳化、分散與增融，并具有一定緩蝕功能。結(jié)焦物與管束間雖有黏結(jié)力，油水之間存在表面張力， 但清洗劑的潤(rùn)濕滲透作用會(huì)降低黏結(jié)力，溶解過(guò)磺化物等水溶性基質(zhì)；清洗劑的乳化作用會(huì)使油水交界處的表面張力降低，使重油垢焦油垢中分子間的鏈鍵斷裂溶入清洗體系；清洗劑的分散作用會(huì)使結(jié)焦物分散成許多微粒；清洗劑的氧化功能，能使重油垢焦油垢中某些基團(tuán)發(fā)生氧化反應(yīng)，使其分子間的鏈鍵斷裂或促進(jìn)有機(jī)物分解，使結(jié)焦物中硫化鐵轉(zhuǎn)化為可溶性的氧化鐵與硫；清洗劑的乳化增溶作用可促使焦質(zhì)與瀝青質(zhì)乳化，有效阻止污垢分子再凝結(jié)，并不再沉積在管束表面上；借助清洗劑的循環(huán)流動(dòng)就可以使結(jié)焦物脫離管束內(nèi)表面而溶入清洗液中，達(dá)到除去結(jié)焦物的目的。

4 結(jié)焦物清洗劑評(píng)價(jià)

4.1 實(shí)驗(yàn)室溶焦殘余量測(cè)定

取定量結(jié)焦物，按2%的比例浸泡在清洗劑中，常溫震蕩水浴18h后，過(guò)濾，烘干，測(cè)定結(jié)焦物殘余量。經(jīng)過(guò)不同溫度不同配方的對(duì)比試驗(yàn)，優(yōu)選新型清洗劑的復(fù)配體系配方，使用200目篩網(wǎng)過(guò)濾殘?jiān)?，結(jié)焦物殘余量最低降至2.19%以下。

4.2 實(shí)驗(yàn)室管束溶焦模擬

取切割后的磺化管束常溫浸泡在結(jié)焦物清洗劑中，18小時(shí)后堵塞90%以上的磺化管束達(dá)到內(nèi)壁光滑無(wú)結(jié)焦物殘余的清洗效果。

4.3 磺化裝置在線清洗

結(jié)焦物清洗劑應(yīng)用于石油磺酸鹽生產(chǎn)后，在磺化器封頭頭部壓力達(dá)到38kPa以上時(shí)切換磺化器，不需要拆卸反應(yīng)器部件，直接使用常溫石油磺酸鹽結(jié)焦物清洗劑循環(huán)清洗原料油分布器、SO3氣體進(jìn)料管線、壓盤(pán)、壓盤(pán)螺母、磺化器、氣液分離器，循環(huán)清洗時(shí)間2天。2天后，拆卸封頭檢查清洗效果，結(jié)焦物已從磺化管束內(nèi)壁脫落、分散并溶解在清洗劑中，可見(jiàn)磺化管束內(nèi)壁光滑，沒(méi)有結(jié)焦物附著，設(shè)備見(jiàn)本色，達(dá)到清洗要求。

5 結(jié)焦物清洗劑功能特點(diǎn)

5.1 清洗效果好

石油磺酸鹽結(jié)焦物清洗劑具有清洗效率高而且節(jié)省勞動(dòng)力，減少人力消耗，清洗時(shí)間短、不需要人工拆卸、清洗分布頭，不需要人工檢查，且能夠保證清洗效果的特點(diǎn)。

5.2 回?fù)讲挥绊懏a(chǎn)品質(zhì)量

清洗磺化器管束后的清洗劑補(bǔ)充消耗組分后，可循環(huán)利用五次以上。結(jié)焦物清洗劑可回?fù)街廉a(chǎn)品配制罐中，在低于5%回?fù)奖壤?，石油磺酸鹽產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)仍在合格品范圍，不影響產(chǎn)品質(zhì)量判定。

5.3 提高設(shè)備使用壽命

結(jié)焦物清洗劑是弱堿性復(fù)配體系，能降低強(qiáng)堿對(duì)機(jī)械部件的損傷，并有凝膠保護(hù)膜作用，能夠?qū)腔苁鸬揭欢ň徫g作用，沒(méi)有機(jī)械清洗對(duì)設(shè)備本體的損傷，每根磺化管束的使用壽命由4個(gè)月延長(zhǎng)至一年以上。

5.4 經(jīng)濟(jì)、環(huán)保無(wú)污水排放

人工蒸汽清洗磺化器產(chǎn)生的含油污水年排放量在132噸以上，COD平均值在700以上，石油類(lèi)平均在300 mg/L以上，對(duì)環(huán)境造成污染。而結(jié)焦物清洗劑的投用，降低了清洗的人工成本，實(shí)現(xiàn)污水零排放，減少了環(huán)境污染。

5.5 投用效果、效益情況

使用結(jié)焦物清洗劑在線清洗后，對(duì)于12萬(wàn)噸產(chǎn)能的磺酸鹽裝置，每年可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益在800萬(wàn)元以上，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié)束語(yǔ)

采用多組分復(fù)配的弱堿性結(jié)焦物清洗劑具有經(jīng)濟(jì)、高效、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保的特點(diǎn)，適用于石油磺酸鹽生產(chǎn)裝置使用，尤其對(duì)以重質(zhì)組分為磺化原料的膜式磺化反應(yīng)裝置中磺化管束的結(jié)焦物清洗效果較好，經(jīng)大慶煉化公司磺酸鹽生產(chǎn)裝置推廣使用后，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)降本增效的目標(biāo)，減少了環(huán)境污染，社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益明顯。