Les nouvelles installations de construction sont souvent soumises à un processus de nettoyage avant leur mise en service. Les tuyauteries et les cuves peuvent contenir divers débris, tartre, oxydes et huiles qui doivent être éliminés pour que l'usine fonctionne efficacement.
Pour continuer à fonctionner à leur rendement maximal, les systèmes de traitement, les cuves et les pipelines doivent être maintenus aussi propres que possible. Certains des sous-produits normaux des processus d'exploitation créent des dépôts allant du tartre aux boues, en passant par les précipités et même les dépôts métalliques. Ces types d'accumulations encrassent les cuves et les tuyaux et peuvent réduire considérablement l'efficacité du système, entraînant à terme le colmatage et la défaillance de l'unité.
Les deux principales catégories de nettoyage chimique sont le nettoyage chimique pré-opérationnel, qui fait partie des activités de pré-mise en service ou de mise en service, et le nettoyage chimique post-opérationnel ou de maintenance, qui fait partie des travaux d'arrêt réguliers.
Nettoyage chimique pré-opérationnel :
Réalisé afin d'éliminer tout corps étranger résultant des activités de construction, que ce soit sur les tuyaux ou sur les systèmes fabriqués. Les principaux éléments à prendre en compte lors de la phase pré-opérationnelle comprennent la calamine, les produits de corrosion, les résidus de soudure, l'huile, la graisse, le sable, la saleté, les revêtements de protection temporaires et autres débris de construction.
Nettoyage après opération :
Effectué pour plusieurs raisons, notamment la réduction du transfert de chaleur, la réduction du débit, la sécurité (par exemple,H2S, fer pyrophorique, LEL, ammoniac, etc.), la réduction de la surface (par exemple, catalyseur), l'accès à une inspection complète, etc. Le type et la fréquence du nettoyage post-opérationnel varient en fonction de la conception du système, des exigences opérationnelles et de l'historique de fonctionnement et de traitement des fluides/de l'eau.
La méthode de remplissage et de trempage est souvent utilisée pour le nettoyage interne des surfaces de cuves et de tuyaux de grand volume où une circulation adéquate n'est pas possible (par exemple, échangeurs de chaleur, cuves, chaudières, etc.). Le système est rempli d'une solution de nettoyage chimique, puis vidangé après un certain temps. Si nécessaire, cette opération peut être répétée plusieurs fois jusqu'à ce que l'équipement soit propre. Les acides minéraux ont la capacité de réagir avec les dépôts métalliques sans ou avec très peu d'agitation. Cette application peut être utilisée pour le nettoyage pré-opérationnel et/ou post-opérationnel (maintenance).
Nettoyage à l'acide minéral – Décapage
Le nettoyage à l'acide minéral est utilisé pour éliminer les dépôts métalliques et les produits de corrosion. Il est généralement appliqué en trois étapes : dégraissage, collecte des métaux et passivation. Cette méthode est devenue une solution de dernier recours pour diverses raisons, notamment liées à l'environnement, à la sécurité et à l'élimination des déchets.
Élimination des dépôts alcalins
Le détartrage alcalin est utilisé uniquement pour éliminer les dépôts organiques. Tout comme la méthode de remplissage et de trempage, il est également utilisé lorsque la circulation n'est pas possible. Cependant, une agitation accrue peut améliorer les résultats. Le barbotage à la vapeur est une forme courante d'agitation dans cette méthode.
Cette méthode consiste à remplir un système avec une solution de nettoyage chimique et à la faire circuler à l'aide d'une pompe. Il s'agit de la méthode la plus couramment utilisée pour le nettoyage chimique dans l'industrie. Il est important de maintenir la vitesse du fluide dans une certaine plage afin d'éviter la corrosion. De plus, la concentration et la température de la solution de nettoyage doivent être surveillées pendant toute la durée de l'opération. Comme pour toute méthode de décapage, il est recommandé d'appliquer cette méthode en trois étapes distinctes : dégraissage, collecte des métaux et passivation.
Nettoyage par agent chélatant – Décapage
Les agents chélatants les plus couramment utilisés dans le décapage sont l'acide citrique et l'EDTA. Ces agents sont recommandés pour le nettoyage pré-opérationnel et post-opérationnel des systèmes de production de vapeur. Semblables aux acides minéraux, mais beaucoup plus sûrs à utiliser, ces agents sont également appliqués en trois étapes : dégraissage, collecte des métaux et passivation. Malgré les étapes de nettoyage distinctes, l'acide citrique et l'EDTA sont utilisés dans une solution à lot unique, ce qui réduit considérablement le volume de déchets générés pendant le processus.
Nettoyage à l'acide minéral – Décapage
Le nettoyage à l'acide minéral est très similaire au décapage à l'agent chélatant. Il est encore souvent utilisé en raison de son faible coût. Il est plus couramment utilisé sur les systèmes de tuyauterie que sur les cuves coûteuses. En plus d'être économiques, les acides minéraux peuvent effectuer le nettoyage à température ambiante lorsqu'ils sont utilisés à des concentrations plus élevées.
Dégraissage
Le dégraissage désigne généralement un lavage alcalin des surfaces internes des équipements de traitement afin d'éliminer, avant tout, les matières organiques. Associé à une filtration, il peut être utilisé pour éliminer les débris d'un système lors du nettoyage préalable à la mise en service. Parmi les produits chimiques les plus couramment utilisés pour le dégraissage, pour empêcher la formation de mousse et/ou pour améliorer le transfert de chaleur sur les équipements de traitement, on trouve : l'hydroxyde de sodium, le phosphate trisodique, le métasilicate de sodium, le carbonate de sodium et les tensioactifs non ioniques.
Nettoyage au solvant
Le type de solvant utilisé pour le nettoyage au solvant doit être choisi sur la base d'études en laboratoire de l'échantillon de dépôt trouvé à l'intérieur du système. Cela permettra de garantir que le résultat escompté du nettoyage chimique est obtenu à un coût et un risque minimaux pour le système. Si le volume du système est important, un fluide de coupe peut être utilisé pour réduire le coût d'un solvant potentiellement onéreux.
Lorsque les cuves de grande capacité ne sont pas conçues pour supporter des niveaux de liquide pleins, la méthode de nettoyage en cascade est la meilleure option. L'ajout de produits chimiques au sommet de la cuve et le maintien du niveau au fond sont une méthode courante dans le nettoyage des tours.
Nettoyage de tours
La méthode en cascade est couramment utilisée pour les tours comportant un grand nombre de plateaux. Un mélange chaud de produits chimiques est ajouté près du sommet du récipient et descend en cascade à travers les plateaux, dissolvant ainsi tout dépôt présent sur ceux-ci. Pour améliorer le processus de nettoyage, il est recommandé d'agiter le fluide à l'aide d'un gaz injecté au fond de la tour.
Le nettoyage par écoulement diphasique peut être utilisé pour réduire le coût et la quantité de déchets générés. Plusieurs modèles peuvent être utilisés dans l'écoulement diphasique, les trois plus courants étant l'écoulement bulleux, l'écoulement par bouchons et l'écoulement annulaire. Chaque modèle nécessite une conception technique spéciale afin de réduire les risques.
Tuyauterie de petit diamètre/volume
Les tuyaux de petit diamètre peuvent être nettoyés efficacement en appliquant un modèle d'écoulement par impulsions. En général, de l'eau et de l'air sont utilisés en quantités spécifiques afin de produire un rapport de force de nettoyage élevé.
Tuyauterie de grand diamètre/volume
Avec une conception appropriée, le flux annulaire peut être utilisé pour nettoyer des tuyaux de grand diamètre. Cette méthode est rentable, en particulier si les tuyaux n'ont pas été conçus pour une méthode de nettoyage « conventionnelle ».
La méthode du flux par impulsions est spécialement conçue pour le nettoyage des pipelines. Elle consiste à envoyer une impulsion de produits chimiques liquides entre deux racleurs séparateurs. La force motrice permettant de déplacer l'impulsion dans le pipeline peut être soit un liquide, soit un gaz.
Nettoyage de pipeline
Tout pipeline, quel que soit son diamètre, nécessite un volume important de produits chimiques pour être rempli et circuler. Afin de réduire la quantité de produits chimiques et de déchets, une méthode de circulation discontinue peut être utilisée pour obtenir des résultats très similaires. Une attention particulière doit être portée aux calculs de vitesse et de volume pendant la phase de pré-ingénierie.
Cette méthode est conçue pour un nettoyage rapide et efficace, et donc économique, des installations de traitement en une seule étape. Le terme « installation de traitement » désigne les grands réacteurs, échangeurs et tuyauteries de raccordement. Il s'agit d'un procédé de vaporisation amélioré dans lequel des produits chimiques sont injectés dans le flux de vapeur. Bien que polyvalente, cette méthode est plus souvent utilisée pour le nettoyage post-opérationnel afin d'éliminer le H2S, le benzène, les LIE, le fer pyrophorique, les mercaptans et l'ammoniac.
Dégazage et décontamination Nettoyage
Le dégazage est unprocessus de nettoyage chimiquequi élimine les éléments gazeux dangereux à l'intérieur des équipements de traitement pétrochimique. Afin d'améliorer le processus de dégazage, il est recommandé de procéder à une décontamination (circulation de solvant) avant le dégazage afin de réduire la source de contamination (par exemple, boues, dépôts lourds, etc.). L'utilisation d'une série de produits chimiques spécialement conçus réduit et/ou élimine tout risque d'arrêt pour maintenance pendant les travaux à chaud. Cette méthode réduit à la fois la quantité de déchets et l'exposition humaine à des substances dangereuses pendant les travaux de nettoyage et de maintenance.
Pour un démarrage sûr et efficace des équipements de production de vapeur, il est recommandé d'éliminer toute matière organique des surfaces internes. Les composés d'huile et de graisse de construction peuvent provoquer la formation de mousse et réduire le transfert de chaleur sur les tubes, ce qui peut entraîner leur défaillance. À titre préventif, il est recommandé de procéder à un rinçage de la chaudière avant le démarrage. Il s'agit d'une autre méthode alcaline de nettoyage des systèmes de production de vapeur.
Mise en service Nettoyage de la chaudière/du condenseur
Le nettoyage de la chaudière lors de la mise en service est fortement recommandé pour tous les systèmes de production de vapeur. Le nettoyage est effectué lorsque la chaudière est remplie d'une solution chimique à base d'eau. La solution est chauffée soit en démarrant la chaudière elle-même, soit en utilisant la vapeur d'une chaudière externe. En maintenant les conditions au-dessus du point d'ébullition, la concentration chimique et la teneur en huile sont surveillées pendant un certain temps ou jusqu'à ce que la teneur en huile tombe à un niveau prédéterminé.
Au lieu d'utiliser un grand volume de solution chimique concentrée, cette méthode utilise un gaz mélangé à la même concentration de solution chimique. Elle convient aux systèmes caractérisés par un rapport volume/surface important. Elle offre des résultats identiques ou très similaires, tout en réduisant considérablement la quantité de produits chimiques utilisés et les déchets générés. La nature du gaz peut être déterminée en fonction d'une application particulière, mais un gaz inerte est fortement recommandé pour cette application. La méthode peut être utilisée pour les applications suivantes :
Nettoyage de cuves/conduites de grand volume
Équipement/tuyauterie – non conçu pour supporter le poids des liquides
Le nettoyage par buse est une autre méthode utilisée lorsque le rapport volume/surface est élevé. Au lieu de remplir l'ensemble du système avec des produits chimiques coûteux, on utilise une ou plusieurs buses à tête rotative à 360° pour pulvériser les parois du récipient et maintenir le volume de produits chimiques à un niveau relativement faible. Cela permet de maintenir le débit et la température de la solution chimique dans la plage recommandée. Les applications les plus courantes de la méthode de nettoyage par buse sont les suivantes :
Nettoyage de cuves de grand volume
Le nettoyage chimique des réservoirs est un processus spécifique qui doit être conçu au cas par cas. En fonction de la nature des dépôts, il convient de choisir un solvant approprié, qui permettra de réduire au minimum la main-d'œuvre et les déchets. Le solvant choisi est ensuite mis en circulation à l'aide d'une pompe externe, créant ainsi plusieurs boucles de circulation. Cette méthode présente plusieurs avantages par rapport aux pratiques conventionnelles de nettoyage des réservoirs : elle est rentable, réduit le temps de nettoyage, génère peu ou pas de déchets (récupération de plus de 95 % des hydrocarbures), ne nécessite aucune intervention humaine et présente un risque environnemental minimisé.
