رسوب زدایی کک

در صنایعی هم چون پتروشیمی، پالایشگاه و دیگر صنایعی که با نفت و مشتقات آن سر و کار دارند همواره حجم قابل توجهی از آلودگی های سخت نفتی یافت می شود. یکی از این آلودگی ها کک (Coke) می باشد که این ماده به خودی خود آلودگی نبوده و با بر جای گذاشتن رسوبات شدید در مبدل های حرارتی به آلودگی نفتی تبدیل می شود.

کک چیست

ته مانده های سنگین نفتی طی فرآیندی متشکل از تجزیه حرارتی، پلیمریزاسیون و کندانسیون به انواع گازها، مایعات و جامدات به نام کک نفتی (Coke) تبدیل می شود که دارای درصد بالایی از کربن، گوگرد، فلزات سنگین مانند نیکل و وانادیوم است و در حقیقت یکی از محصولات حاصل از پالایش نفت خام به شمار می آید. کک سازی راهی برای سبک کردن نفت سنگین می باشد. کک در صنایع ریخته دیگری، سیمان، فولاد، آلومینیوم و تصفیه سوخت استفاده می شود. صنایع فولاد و آلومنیوم مصرف کننده های اصلی کک نفتی هستند و این نشان می دهد که بسیاری از صنایع به کک نفتی وابستگی شدید دارند.  از آن جایی که تقاضای نفت روز به روز افزایش می یابد مقدار ته مانده های سنگین نفتی و در نتیجه آلودگی های ناشی از آن نیز بیشتر می شود. تولید کک نفتی یک روش مناسب و مقرون به صرفه برای استفاده بهینه از ته مانده های سنگین نفتی است. فرآیند کک سازی به این شکل است که ته مانده های سنگین نفتی به کوره تزریق شده و تا دمای 480 درجه سانتی گراد حرارت داده می شود سپس خروجی کوره به برج های کک ساز فرستاده می شود که دارای محدوده دمایی 466 تا 490 درجه است. پس از جدا شدن کک از نفت مواد سبک از بالای برج و کک از پایین برج استخراج می گردد. بسته به کاربرد کک دما، مقدار گوگرد و خاکستر آن متفاوت خواهد بود.

مبدل حرارتی چیست

مبدل حرارتی یکی از فناوری هایی است که در بسیاری از صنایع از جمله صنایع نفت و پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرد که در صنایع نفت و پتروشیمی عملیات تغییر دما یکی از مهم ترین و اصلی ترین عملیات ها محسوب می شود. عملکرد مبدل حرارتی به گونه ای است که دو سیال را در مجاورت یکدیگر قرار می گیرند و شرایط را برای تبادل دما میان این دو سیال را فراهم می کند. مبدل حرارتی برای گرم کردن یک سیال سرد و خنک کردن یک سیال گرم و یا هر دو به کار می رود. در مبدل حرارتی دو سیال با یکدیگر تماس مستقیم ندارند و به منظور جلوگیری از ترکیب دو ماده با هم صفحه ای واسط قرار گرفته و از طریق این سطح واسط انرژی میان این دو سیال انتقال می یابد. مبدل های حرارتی انواع مختلفی دارند که بسته به نوعشان در صنایع مختلف به کار می روند. متداول ترین نوع مبدل حرارتی که در صنایع نفت و پتروشیمی استفاده می شود مبدل حرارتی پوسته و تیوب (Shell & Tube Heat Exchanger) می باشد. این مبدل از تعداد زیادی تیوب تشکیل شده که دور تا دور آن از پوسته پوشیده شده است که در ابتدا و انتهای پوسته دو مجرا برای ورود و خروج سیال وجود دارد. یکی از سیالات در تیوب ها جریان دارد و دیگری در پوسته و به صورت مارپیچ در حرکت است.

رسوب گذاری مبدل حرارتی

عبور دائمی سیالات از یک مسیر همواره با بر جای گذاشتن رسوبات همراه می باشد و در مبدل حرارتی نیز جریان داشتن ماده سیال در تیوب ها سبب رسوب گرفتن آن ها شده که یکی از مشکلات بزرگی است که هنگام استفاده از مبدل حرارتی به وجود می آید. ایجاد رسوب در دیواره های تیوب ها بازده کاری مبدل و هم چنین طول عمر آن را کاهش می دهد و سبب افزایش هزینه های تولید، کاهش تولید محصولات و کاهش کیفیت آن ها می شود. بدودن شک رسوب‌گذاری لوله ها پدیده ای اجتناب ناپذیر بوده و جلوگیری از وقوع آن غیر ممکن خواهد بود امام می توان با به کار گیری روش های مناسب و صحیح نظافت و تمیز کاری عملیات رسوب زدایی را انجام داد و مانع از بروز خسارت و تحمیل هزینه های گزاف شد.

کک و رسوب گذاری مبدل حرارتی

همان طور که به آن اشاره شد مبدل حرارتی یکی از ارکان اصلی صنایع نفت و پتروشیمی بوده و به منظور اعمال تغییرات دما بر روی سیالات از جمله کک از مبدل پوسته و تیوب استفاده می شود. کک ماده ای است که با عبور از لوله های تیوب آلودگی سختی بر جای می گذارد و عامل رسوب گذاری شدید می باشد. از آن جایی که کک ماده ای پر مصرف در بسیاری از صنایع است به همان میزان نیز مقدار تولید و انجام فرآیندهای صنعتی بر روی آن افزایش یافته و در نتیجه عملیات تغییر دما به دفعات زیاد صورت می گیرد. رسوبات ناشی از کک که در واقع آلودگی سخت به شمار می آید، مجرای عبور سیال را می بندد و عملکرد مبدل را با اختلال و مشکلات جدی مواجه می کند. به همین دلیل جهت کاهش اثرات ناشی از پدیده رسوب گذاری و بهبود عملکرد مبدل لازم است رسوب زدایی به طریق مناسب انجام گیرد.

رسوب زدایی کک از مبدل حرارتی با استفاده از واترجت صنعتی

جهت از بین بردن رسوبات ناشی از کک نفتی بهترین راه حل استفاده از دستگاه واترجت صنعتی فوق فشار قوی می باشد. برای رسوب زدایی لوله های تیوب روش های شیمیایی نیز وجود دارد اما مواد شیمیایی می تواند سبب خوردندگی و آسیب رساندن به اجزای مبدل شود، در نتیجه کارآمدترین راه حل بهره مندی از نیروی آب فشار قوی است. رسوب زدایی مبدل حرارتی پوسته و تیوب با استفاده از دستگاه واترجت صنعتی فوق فشار قوی که فشار عملیاتی آن ها بیشتر از 1000 بار است، انجام می گیرد. برای رسوب زدایی کک با واترجت فوق فشار قوی وجود نازل لوله باز کن ضروری است زیرا این نازل مخصوص رسوب گیری تیوب های باریک طراحی شده و علاوه بر پاشش آب به سمت جلو دارای پاشش آب به سمت عقب بوده که نیروی پیشران را فراهم می کند. قطر شلنگ فشار قوی واترجت با توجه به قطر لوله ها تغییر می کند و می بایست شلنگ با قطری انتخاب شود که متناسب با قطر تیوب ها باشد و بتواند به مجراها راه پیدا کند. کاهش قطر شلنگ فشار قوی با افت فشار همراه خواهد بود از همین رو پیش از انجام عملیات رسوب زدایی باید محاسبات دقیق صورت گیرد تا در حین انجام عملیات مشکلات ناشی از افت فشار به وجود نیاید. با انجام محاسبات دقیق و انتخاب واترجت صنعتی با فشار عملیاتی و تجهیزات جانبی مناسب مانند شلنگ و نازل لوله باز کن فرآیند رسوب زدایی با کیفیت بسیار مطلوب صورت می پذیرد و علاوه بر این آسیبی به ساختار مبدل حرارتی وارد نمی شود.