غالبًا ما تخضع المنشآت الجديدة لعملية تنظيف قبل بدء التشغيل. قد تحتوي الأنابيب والأوعية على مجموعة متنوعة من الحطام والرواسب والأكاسيد والزيوت التي يجب إزالتها حتى يعمل المصنع بكفاءة.
للاستمرار في العمل بأقصى كفاءة، يجب الحفاظ على نظافة أنظمة المعالجة والأوعية والأنابيب قدر الإمكان. بعض المنتجات الثانوية العادية لعمليات التشغيل تخلق رواسب تتراوح من القشور إلى الحمأة والرواسب وحتى الرواسب المعدنية. هذه الأنواع من التراكمات تلوث الأوعية والأنابيب ويمكن أن تقلل بشكل كبير من كفاءة النظام، مما يؤدي في النهاية إلى انسداد الوحدة وتعطلها.
الفئتان الرئيسيتان للتنظيف الكيميائي هما التنظيف الكيميائي قبل التشغيل — وهو جزء من أنشطة ما قبل التشغيل أو التشغيل — والتنظيف الكيميائي بعد التشغيل أو الصيانة — وهو جزء من أعمال الإغلاق المنتظمة.
التنظيف الكيميائي قبل التشغيل:
يتم إجراؤها لإزالة أي مواد غريبة متبقية من أنشطة البناء سواء على الأنابيب أو تصنيع النظام. تشمل الاعتبارات الرئيسية في مرحلة ما قبل التشغيل قشور الطحن، ومنتجات التآكل، وقشور اللحام، والزيت، والشحوم، والرمل، والأوساخ، والطلاءات الواقية المؤقتة، وغيرها من مخلفات البناء.
التنظيف بعد العملية:
يتم إجراؤها لعدة أسباب، منها تقليل انتقال الحرارة، وتقليل التدفق، والسلامة (مثلH2S، والحديدالبيروفوري، و LELs، والأمونيا، وما إلى ذلك)، وتقليل مساحة السطح (مثل المحفز)، والوصول إلى الفحص الكامل، وغير ذلك. يختلف نوع وتكرار التنظيف بعد التشغيل باختلاف تصميم النظام ومتطلبات التشغيل وتاريخ التشغيل ومعالجة السوائل/المياه.
غالبًا ما تستخدم طريقة التعبئة والنقع لتنظيف الأسطح الداخلية للأوعية والأنابيب ذات الحجم الكبير حيث لا يمكن تحقيق دوران مناسب (مثل المبادلات الحرارية والأوعية والغلايات وما إلى ذلك). يتم ملء النظام بمحلول تنظيف كيميائي ثم يتم تصريفه بعد فترة من الوقت. إذا لزم الأمر، يمكن تكرار هذه العملية عدة مرات حتى تصبح المعدات نظيفة. تتمتع الأحماض المعدنية بالقدرة على التفاعل مع الرواسب المعدنية دون الحاجة إلى تحريكها أو مع القليل من التحريك. يمكن استخدام هذا التطبيق للتنظيف قبل التشغيل و/أو بعد التشغيل (الصيانة).
التنظيف بالمواد الحمضية المعدنية – التخليل
يستخدم التنظيف بالحمض المعدني لإزالة القشور المعدنية ومنتجات التآكل. وعادة ما يتم تطبيقه في عملية من ثلاث مراحل: إزالة الشحوم، وجمع المعادن، والتخميل. وقد أصبحت هذه الطريقة خيارًا أخيرًا لعدة أسباب، منها قضايا البيئة والسلامة والتخلص من النفايات.
إزالة الترسبات القلوية
تستخدم إزالة الترسبات القلوية لإزالة الرواسب العضوية فقط. ومثل طريقة التعبئة والنقع، تستخدم هذه الطريقة أيضًا إذا كان الدوران غير ممكن. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي زيادة التحريك إلى تحسين النتائج. يعتبر رش البخار شكلاً شائعًا من أشكال التحريك في هذه الطريقة.
تتضمن هذه الطريقة ملء النظام بمحلول تنظيف كيميائي وتدويره بواسطة مضخة. هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا المستخدمة للتنظيف الكيميائي في الصناعة. من المهم الحفاظ على سرعة السائل في نطاق معين لتجنب التآكل. علاوة على ذلك، يجب مراقبة تركيز ودرجة حرارة محلول التنظيف خلال العملية بأكملها. كما هو الحال مع أي طريقة تنظيف، يوصى بتطبيق هذه الطريقة في ثلاث مراحل مختلفة: إزالة الشحوم، وجمع المعادن، والتخميل.
تنظيف عامل مخلب – التخليل
أكثر عوامل الاستخلاص شيوعًا المستخدمة في التنظيف هي حمض الستريك و EDTA. يوصى باستخدام هذه العوامل في التنظيف قبل التشغيل وبعد التشغيل لأنظمة توليد البخار. على غرار الأحماض المعدنية، ولكنها أكثر أمانًا في الاستخدام، يتم تطبيق هذه العوامل أيضًا في عملية من ثلاث مراحل — إزالة الشحوم، وجمع المعادن، والتخميل. على الرغم من مراحل التنظيف المنفصلة، يتم استخدام حمض الستريك و EDTA في محلول دفعة واحدة، مما يقلل بشكل كبير من حجم النفايات الناتجة عن العملية.
التنظيف بالمواد الحمضية المعدنية – التخليل
التنظيف بالأحماض المعدنية يشبه إلى حد كبير التنظيف باستخدام عوامل مخلبية. ولا يزال يستخدم كثيرًا نظرًا لتكلفته المنخفضة. ويستخدم بشكل أكثر شيوعًا في أنظمة الأنابيب مقارنةً بالأوعية الباهظة الثمن. وبالإضافة إلى كونها اقتصادية، فإن الأحماض المعدنية قادرة على إجراء التنظيف في درجات حرارة الغرفة عند استخدامها بتركيزات أعلى.
إزالة الشحوم
عادةً ما يشير مصطلح "إزالة الشحوم" إلى غسل الأسطح الداخلية لمعدات المعالجة بالقلويات لإزالة المواد العضوية قبل أي شيء آخر. إذا تم دمجه مع الترشيح، فيمكن استخدامه لإزالة الحطام من النظام أثناء التنظيف قبل التشغيل. تشمل بعض المواد الكيميائية الأكثر استخدامًا لأغراض إزالة الشحوم، لمنع تكوين الرغوة، و/أو لتحسين نقل الحرارة على معدات المعالجة ما يلي: هيدروكسيد الصوديوم، فوسفات ثلاثي الصوديوم، ميتا سيليكات الصوديوم، كربونات الصوديوم، والمواد الخافضة للتوتر السطحي غير الأيونية.
تنظيف بالمذيبات
يجب أن يعتمد نوع المذيب المستخدم في التنظيف بالمذيبات على الدراسات المختبرية لعينة الرواسب الموجودة داخل النظام. سيساعد ذلك في ضمان تحقيق النتيجة المتوقعة من التنظيف الكيميائي بأقل تكلفة ومخاطر على النظام. إذا كان حجم النظام كبيرًا، يمكن استخدام سائل قاطع لتقليل تكلفة المذيب الذي قد يكون باهظ الثمن.
عندما لا تكون الأوعية ذات الحجم الكبير مصممة لتحمل مستويات سائلة كاملة، فإن طريقة التنظيف المتتالية هي الخيار الأفضل. تعد إضافة المواد الكيميائية في الجزء العلوي من الوعاء والحفاظ على المستوى في الجزء السفلي طريقة شائعة في تنظيف الأبراج.
تنظيف الأبراج
تُستخدم الطريقة المتتالية عادةً في الأبراج التي تحتوي على عدد كبير من الصواني. يُضاف خليط ساخن من المواد الكيميائية بالقرب من الجزء العلوي من الوعاء ويتدفق عبر الصواني، مما يؤدي إلى إذابة أي رواسب على الصواني. لتحسين عملية التنظيف، من الأفضل تحريك السائل باستخدام غاز يتم حقنه في الجزء السفلي من البرج.
يمكن تطبيق التنظيف بالتدفق ثنائي الطور لتقليل تكلفة وكمية النفايات المتولدة. يمكن استخدام عدة أنماط في التدفق ثنائي الطور، وأكثر ثلاثة أنماط شيوعًا هي التدفق الفقاعي والتدفق المتقطع والتدفق الحلقي. يتطلب كل نمط تصميمًا هندسيًا خاصًا لتقليل المخاطر.
أنابيب ذات قطر/حجم صغير
يمكن تنظيف الأنابيب ذات القطر الصغير بشكل فعال من خلال تطبيق نمط تدفق سريع. عادةً ما يتم استخدام الماء والهواء بكميات محددة من أجل الحصول على نسبة قوة تنظيف عالية.
أنابيب ذات قطر/حجم كبير
مع التصميم المناسب، يمكن استخدام التدفق الحلقي لتنظيف الأنابيب ذات القطر الكبير. هذه الطريقة فعالة من حيث التكلفة، خاصة إذا لم تكن الأنابيب مصممة لأي طريقة تنظيف "تقليدية".
طريقة التدفق السريع مصممة خصيصًا لتنظيف خطوط الأنابيب. وهي تعتمد على استخدام كمية كبيرة من المواد الكيميائية السائلة التي يتم إرسالها بين جهازي فصل. يمكن أن تكون القوة الدافعة لتحريك هذه الكمية الكبيرة عبر خط الأنابيب سائلة أو غازية.
تنظيف خطوط الأنابيب
تتطلب أي خطوط أنابيب، بغض النظر عن قطرها، كمية كبيرة من المواد الكيميائية لملئها وتدويرها. ولتقليل كمية المواد الكيميائية والنفايات، يمكن استخدام طريقة التدفق المتقطع لتحقيق نتائج مشابهة جدًا. ويجب إيلاء اهتمام خاص لحسابات السرعة والحجم خلال مرحلة الهندسة الأولية.
تم تصميم هذه الطريقة لتنظيف مصانع المعالجة بسرعة وكفاءة، وبالتالي اقتصادية، في خطوة واحدة. يشير مصطلح "مصنع المعالجة" إلى الأوعية الكبيرة والمفاعلات والمبادلات والأنابيب المترابطة. هذه عملية بخار مطورة حيث يتم حقن المواد الكيميائية في تيار البخار. على الرغم من تنوعها، تُستخدم هذه الطريقة في الغالب للتنظيف بعد التشغيل لإزالة H2S والبنزين و LELs والحديد البيروفوري والمركابتان والأمونيا.
التنظيف وإزالة الغازات والتطهير
إزالة الغازات هي عملية تنظيف كيميائيةتقضي على العناصر الغازية الخطرة داخل معدات معالجة البتروكيماويات. لتحسين عملية إزالة الغازات، يوصى بإجراء عملية إزالة التلوث (تدوير المذيبات) قبل إزالة الغازات لتقليل مصدر التلوث (مثل الحمأة والرواسب الثقيلة وما إلى ذلك). يقلل استخدام سلسلة من المواد الكيميائية المصممة خصيصًا من أي مخاطر تتعلق بإيقاف الصيانة أثناء الأعمال الساخنة و/أو يزيلها. تقلل هذه الطريقة من كمية النفايات وتعرض البشر للمواد الخطرة أثناء أعمال التنظيف والصيانة.
لضمان التشغيل الآمن والفعال لمعدات توليد البخار، يوصى بإزالة أي مواد عضوية من الأسطح الداخلية. قد تتسبب مركبات الزيوت والشحوم المستخدمة في البناء في تكوين رغوة وتقليل نقل الحرارة عبر الأنابيب، مما قد يؤدي إلى تعطل الأنابيب. كإجراء وقائي، يوصى بغلي المراجل قبل بدء التشغيل. هذه طريقة أخرى قلوية لتنظيف أنظمة توليد البخار.
تشغيل الغلاية/تنظيف المكثف
يوصى بشدة بتنظيف الغلايات في أي نظام لتوليد البخار. يتم التنظيف عندما تمتلئ الغلاية بمحلول كيميائي مائي. يتم تسخين المحلول إما عن طريق تشغيل الغلاية نفسها أو باستخدام البخار من غلاية خارجية. يتم الحفاظ على الظروف فوق درجة الغليان، ويتم مراقبة التركيز الكيميائي ومحتوى الزيت لفترة زمنية معينة أو حتى ينخفض محتوى الزيت إلى مستوى محدد مسبقًا.
بدلاً من استخدام كمية كبيرة من المحلول الكيميائي المركز، تستخدم هذه الطريقة غازًا مخلوطًا بنفس تركيز المحلول الكيميائي. وهي مناسبة للأنظمة التي تتميز بنسبة كبيرة من الحجم إلى المساحة السطحية. وهذا من شأنه أن يوفر نتائج مماثلة أو مشابهة جدًا مع تقليل كمية المواد الكيميائية المستخدمة والنفايات المتولدة بشكل كبير. بناءً على تطبيق معين، يمكن تحديد طبيعة الغاز؛ ومع ذلك، يوصى بشدة باستخدام غاز خامل لهذا التطبيق. يمكن استخدام هذه الطريقة في التطبيقات التالية:
تنظيف الأوعية/الأنابيب ذات الحجم الكبير
المعدات/الأنابيب – غير مصممة لتحمل أوزان السوائل
تنظيف الفوهة هو طريقة أخرى تستخدم عندما تكون نسبة الحجم إلى المساحة السطحية عالية. بدلاً من ملء النظام بأكمله بمواد كيميائية باهظة الثمن، يتم استخدام فوهة (فوهات) ذات رأس دوار 360 درجة لرش جدران الوعاء والحفاظ على حجم المواد الكيميائية منخفضًا نسبيًا. وهذا يسمح بالحفاظ على تدفق ودرجة حرارة المحلول الكيميائي في النطاق الموصى به. التطبيقات الأكثر شيوعًا لطريقة تنظيف الفوهة هي:
تنظيف الأوعية ذات الحجم الكبير
تنظيف الخزانات الكيميائية هو عملية محددة يجب تصميمها على أساس كل حالة على حدة. بناءً على طبيعة الرواسب، يجب اختيار المذيب المناسب الذي يمكن أن يقلل من القوى العاملة والمواد المهدرة. ثم يتم تدوير المذيب المختار بواسطة مضخة خارجية، مما يؤدي إلى إنشاء عدة حلقات تدوير. تتميز هذه الطريقة بعدة مزايا مقارنة بطريقة التنظيف التقليدية للخزانات: فهي طريقة فعالة من حيث التكلفة، وتقلل من وقت التنظيف، وتنتج نفايات قليلة أو معدومة (استرداد أكثر من 95٪ من الهيدروكربونات)، ولا تتطلب دخول طاقم العمل، وتقلل من المخاطر البيئية.
