Las instalaciones de nueva construcción a menudo se someten a un proceso de limpieza antes de la puesta en marcha. Las tuberías y los recipientes pueden contener una variedad de desechos, incrustaciones, óxidos y aceite que deben eliminarse para que la planta funcione de manera efectiva.
Para continuar operando con la máxima eficiencia, los sistemas de proceso, los recipientes y las tuberías deben mantenerse lo más limpios posible. Algunos de los subproductos normales de los procesos operativos crean depósitos que van desde incrustaciones hasta lodos, precipitados e incluso depósitos metálicos. Estos tipos de acumulación ensucian los recipientes y las tuberías y pueden reducir significativamente la eficiencia del sistema, lo que eventualmente provoca obstrucciones y fallas en la unidad.
Las dos categorías principales de limpieza química son la limpieza química preoperativa, que forma parte de las actividades previas a la puesta en marcha o puesta en marcha, y la limpieza química posterior a la operación o el mantenimiento, que forma parte del trabajo de parada habitual.
Limpieza química preoperatoria:
Se realiza para eliminar cualquier material extraño que quede de las actividades de construcción, ya sea en la tubería o en la fabricación del sistema. Las principales consideraciones en la fase preoperativa incluyen cascarilla de laminación, productos de corrosión, cascarilla de soldadura, aceite, grasa, arena, suciedad, recubrimientos protectores temporales y otros desechos de construcción.
Limpieza postoperatoria:
Se realiza por varias razones, incluida la reducción de la transferencia de calor, la reducción del flujo, la seguridad (p. ej., H2S, hierro pirofórico, LER, amoníaco, etc.), área de superficie reducida (por ejemplo, catalizador), acceso a una inspección completa y más. El tipo y la frecuencia de la limpieza posoperativa varían según el diseño del sistema, los requisitos operativos y el historial de operación y tratamiento de fluidos/agua.
El método de llenado y remojo se utiliza a menudo para la limpieza de superficies internas de recipientes y tuberías de gran volumen donde no es factible una circulación adecuada (por ejemplo, intercambiadores de calor, recipientes, calderas, etc.). El sistema se llena con una solución de limpieza química y se drena después de un período de tiempo. Si es necesario, esto se puede repetir varias veces hasta que el equipo esté limpio. Los ácidos minerales tienen la capacidad de reaccionar con depósitos metálicos con poca o ninguna agitación. Esta aplicación se puede utilizar para la limpieza preoperativa y/o postoperativa (mantenimiento).
Limpieza con ácidos minerales – Decapado
La limpieza con ácido mineral se utiliza para la eliminación de incrustaciones metálicas y productos de corrosión. Por lo general, se aplica en una operación de tres etapas: desengrasado, recolección de metal y pasivación. Este método se ha convertido en una opción de último recurso debido a una variedad de razones, que incluyen problemas ambientales, de seguridad y de eliminación.
Eliminación de incrustaciones alcalinas
La eliminación de incrustaciones alcalinas se utiliza solo para la eliminación de depósitos orgánicos. Al igual que el método de llenado y remojo, también se utiliza si la circulación no es factible. Sin embargo, el aumento de la agitación puede mejorar los resultados. El rociado con vapor es una forma común de agitación en este método.
Este método consiste en llenar un sistema con una solución química de limpieza y hacerla circular con una bomba. Este es el método más común utilizado para la limpieza química en la industria. Es importante mantener la velocidad del fluido en un cierto rango para evitar la corrosión. Además, la concentración y la temperatura de la solución de limpieza deben controlarse durante toda la operación. Al igual que con cualquier método de decapado, se recomienda aplicar este método en tres etapas diferentes: desengrasado, recolección de metal y pasivación.
Limpieza de agentes quelantes – Decapado
Los agentes quelantes más comunes utilizados en el decapado son el ácido cítrico y el EDTA. Estos agentes se recomiendan tanto para la limpieza preoperativa como postoperativa de los sistemas generadores de vapor. Similares a los ácidos minerales, pero mucho más seguros de usar, estos agentes también se aplican en una operación de tres etapas: desengrasado, recolección de metales y pasivación. A pesar de las etapas de limpieza separadas, el ácido cítrico y el EDTA se utilizan en una solución de un solo lote, lo que reduce significativamente el volumen de residuos generados durante el proceso.
Limpieza con ácidos minerales – Decapado
La limpieza con ácidos minerales es muy similar al decapado con agentes quelantes. Todavía se usa a menudo debido a su bajo costo. Se usa más comúnmente en sistemas de tuberías que en recipientes de sistemas costosos. Además de ser económicos, los ácidos minerales son capaces de realizar la limpieza a temperatura ambiente cuando se utilizan en concentraciones más altas.
Desengrase
El desengrasado generalmente se refiere a un lavado alcalino de las superficies internas del equipo de proceso para eliminar, por encima de todo, la materia orgánica. Si se incorpora con filtración, se puede utilizar para la eliminación de residuos de un sistema durante la limpieza preoperativa. Algunos de los productos químicos más utilizados para desengrasar, evitar la formación de espuma y/o mejorar la transferencia de calor en los equipos de proceso incluyen: hidróxido de sodio, fosfato trisódico, metasilicato de sodio, carbonato de sodio y tensioactivos no iónicos.
Limpieza con disolventes
El tipo de disolvente utilizado para la limpieza con disolvente debe basarse en estudios de laboratorio de la muestra de depósito que se encuentra en el interior del sistema. Esto ayudará a garantizar que el resultado esperado de la limpieza química se logre con un costo y riesgo mínimos para el sistema. Si el volumen del sistema es grande, se puede usar un fluido de corte para reducir el costo de un solvente potencialmente costoso.
Cuando los recipientes de gran volumen no están diseñados para mantener niveles de líquido completos, el método de limpieza en cascada es la mejor opción. Agregar productos químicos en la parte superior del recipiente y mantener el nivel en la parte inferior es un método común en la limpieza de torres.
Limpieza de torres
El método en cascada se usa comúnmente para torres con una gran cantidad de bandejas. Se agrega una mezcla caliente de productos químicos cerca de la parte superior del recipiente y cae en cascada a través de las bandejas, disolviendo cualquier depósito en las bandejas. Para mejorar el proceso de limpieza, es una buena práctica agitar el fluido con un gas inyectado en la parte inferior de la torre.
La limpieza de flujo bifásico se puede aplicar para reducir el costo y la cantidad de desechos generados. Se pueden utilizar varios patrones en el flujo bifásico, tres de los más comunes son el flujo burbujeante, el flujo de y el flujo anular. Cada patrón requiere un diseño de ingeniería especial para reducir el riesgo.
Tubería de pequeño diámetro/volumen
Las tuberías de diámetro pequeño se pueden limpiar de manera efectiva aplicando un patrón de flujo de. Por lo general, el agua y el aire se utilizan en cantidades específicas para producir una alta relación de fuerza de limpieza.
Tubería de gran diámetro/volumen
Con el diseño adecuado, el flujo anular se puede utilizar para limpiar tuberías de gran diámetro. Este método es rentable, especialmente si la tubería no fue diseñada para ningún método de limpieza “convencional”.
El método de flujo de está especialmente diseñado para la limpieza de tuberías. Aplica una de productos químicos líquidos enviados entre dos cerdos separadores. La fuerza motriz para mover la a través de la tubería puede ser un líquido o un gas.
Limpieza de tuberías
Cualquier tubería, independientemente de su diámetro, requiere un gran volumen de productos químicos para ser llenada y circulada. Para reducir la cantidad de productos químicos y desechos, se puede utilizar un método de flujo de para lograr resultados muy similares. Se debe prestar especial atención a los cálculos de velocidad y volumen durante la fase de preingeniería.
Este método está diseñado para una limpieza rápida y eficiente de la planta de proceso y, por lo tanto, económica, en un solo paso. El término “planta de proceso” se refiere a grandes recipientes de proceso, reactores, intercambiadores y tuberías de interconexión. Se trata de un proceso de vaporización mejorado en el que se inyectan productos químicos en la corriente de vapor. Aunque diverso, este método se utiliza con mayor frecuencia para la limpieza postoperatoria para eliminar el H2S, el benceno, los LER, el hierro pirofórico, los mercaptanos y el amoníaco.
Limpieza de desgasificación y descontaminación
La desgasificación es un proceso de limpieza química que elimina los elementos gaseosos peligrosos dentro de los equipos de procesamiento petroquímico. Para mejorar el proceso de desgasificación, se recomienda que la descontaminación (circulación de disolventes) preceda a la desgasificación para reducir la fuente de contaminación (por ejemplo, lodos, depósitos pesados, etc.). El uso de una serie de productos químicos especialmente diseñados reduce y/o elimina cualquier riesgo de parada por mantenimiento durante el trabajo en caliente. Este método reduce tanto la cantidad de residuos como la exposición humana a sustancias peligrosas durante los trabajos de limpieza y mantenimiento.
Para una puesta en marcha segura y eficiente de los equipos generadores de vapor, se recomienda eliminar cualquier materia orgánica de las superficies internas. Los compuestos de aceite y grasa de construcción pueden causar espuma y reducir la transferencia de calor en los tubos, lo que puede causar fallas en los tubos. Como medida de prevención, se recomienda hervir la caldera antes de iniciar las actividades. Esta es otra forma alcalina de limpiar los sistemas generadores de vapor.
Puesta en marcha de la limpieza de calderas/condensadores
La limpieza de la caldera de puesta en marcha es muy recomendable para cualquier sistema generador de vapor. La limpieza se realiza cuando una caldera se llena con una solución química a base de agua. La solución se calienta arrancando la propia caldera o utilizando vapor de una caldera externa. El mantenimiento de las condiciones por encima del punto de ebullición, la concentración química y el contenido de aceite se controlan durante un cierto período de tiempo o hasta que el contenido de aceite desciende a un nivel predeterminado.
En lugar de utilizar un gran volumen de solución química concentrada, este método utiliza un gas mezclado con la misma concentración de solución química. Es apropiado para sistemas caracterizados por una gran relación entre volumen y superficie. Esto ofrecería los mismos resultados o muy similares con una cantidad significativamente reducida de productos químicos utilizados y residuos generados. Sobre la base de una aplicación particular, se puede determinar la naturaleza del gas; Sin embargo, se recomienda encarecidamente un gas inerte para esta aplicación. El método se puede utilizar para las siguientes aplicaciones:
Limpieza de Vasos/Tuberías de Gran Volumen
Equipo/Tuberías: no diseñado para pesos líquidos
La limpieza de boquillas es otro método utilizado cuando la relación volumen/área de superficie es alta. En lugar de llenar todo el sistema con productos químicos costosos, se utilizan boquillas de cabezal giratorio de 360° para rociar las paredes del recipiente y mantener el volumen de productos químicos relativamente bajo. Esto permite que el flujo y la temperatura de la solución química se mantengan en el rango recomendado. Las aplicaciones más comunes del método de limpieza de boquillas son:
Limpieza de recipientes de gran volumen
La limpieza química del tanque es un proceso específico que debe diseñarse caso por caso. Según la naturaleza del depósito, se debe elegir un solvente adecuado, que pueda minimizar la mano de obra y el material de desecho. A continuación, el disolvente elegido se hace circular con una bomba externa, estableciendo varios bucles de circulación. Este método tiene varias ventajas con respecto a la práctica convencional de limpieza de tanques: es un método rentable, reduce el tiempo de limpieza, genera un desperdicio mínimo o nulo (más del 95% de recuperación de hidrocarburos), no requiere la entrada de personal y presenta un riesgo ambiental minimizado.
