________________________________________________ ________________________ ________________________ Limpieza Química de los Enfriadores Inter-Etapas (12–E–431/432/433) ________________________________________________ ________________________ ________________________ Nalco Venezuela S.C.A. Industrial & Institucional Services Division
Mayo, 2006
Jose, 8 de mayo de 2006 Sres :
FertiNitro C.E.C.
Atención :
Giri Basetti. Superintendente de Amoníaco & Servicios
Copia :
Nexio Severeyn, Ricardo Carmona, Antonio Martínez, Ilbih Mohannad, Nelson Rodríguez, Gabriel Salcedo, Daniel Bolívar.
Limpieza Química de los 12/22 – E – 431/432/433 Generalidades Particularmente los intercambiadores de tubo y coraza en donde el agua de enfriamiento pasa a través de la carcasa, son equipos sumamente críticos para la operación normal del sistema debido al elevado potencial de ensuciamiento que prevalece en los mismos. Esto se debe a la baja flexibilidad para controlar la sedimentación y precipitación de sales a velocidades de flujo < 2ft/s y altas temperaturas de piel de tubos (ver informe
“Intercambiadores lado carcasa” presentado por Nalco durante el mes Noviembre de 2005, adjunto a este documento) . Los procedimientos de limpieza química aplicados a los equipos de intercambio de calor, pueden ser aplicados en línea o en parada de planta. A continuación se describen dichos procedimientos.
LIMPIEZAS EN LÍNEA. La limpieza en línea abarca dos etapas principales conformadas por una etapas de limpieza química y una limpieza mecánica como lo son, inyección de solución ácida e inyección de Nitrógeno comprimido. Luego de cumplida la limpieza siempre es recomendable mantener un programa preventivo de control de ensuciamiento a través de la dosificación de un polímero dispersante. En función a los riesgos inherentes a este tipo de limpiezas, es recomendable aplicarlas cuando no se puedan mejorar las condiciones de los equipos desde el punto de vista operacional y/o mecánico. •
Limpieza Ácida y Dosificación de Polímero Dispersante.
Esta limpieza busca reducir la alcalinidad del agua de enfriamiento que pasa a través del equipo mediante la eliminación de iones carbonatos y bicarbonatos convirtiéndolos en CO 2 y, de esta manera, reducir el pH del agua que pasa a través del equipo incrementando la solubilidad de las especies precipitadas en el mismo. La actividad de esta limpieza puede 2
ser monitoreada a través del seguimiento estricto de las variables químicas critica como el pH (4-6), la Dureza cálcica, el hierro total y la conductividad a la salida del equipo (lado CW) para mantener las condiciones aceptables de operación. Una vez aplicado el procedimiento de limpieza ácida de manera puntual se debe mantener continuamente una dosificación satélite de polímero dispersante en estos equipos para disminuir el potencial de ensuciamiento del equipo. Esta práctica también es muy usada para el control de los diversos. Es importante destacar que un gran porcentaje del éxito de este tipo de limpieza depende de la forma de inyección del producto, la cual se recomienda hacerlo a través de una válvula retráctil mediante un Hot Tap de 1” en la tubería de entrada de CW al equipo . (Ver procedimiento del ANEXO A ). •
Limpieza Mecánica.
Inyección de Nitrógeno: Este procedimiento se realiza con la finalidad de remover toda la materia desprendida producto de las limpiezas químicas aplicadas al equipo aumentando la turbulencia dentro del mimos. Para el caso particular de los 12-E-431/432/433, la turbulencia debe aplicarse con Nitrógeno debido a que el fluido manejado por el lado proceso tiene un alto contenido de hidrógeno y de inyectarse aire, se corre el riesgo de generar una mezcla explosiva en caso de cualquier fuga dentro del equipo. Estas inyecciones pueden ser alternadas en conjunto con la limpieza química de forma tal que permita una mayor efectividad de la misma. (Ver procedimiento del ANEXO B).
LIMPIEZAS EN PARADA DE PLANTA. Este tipo de limpieza se realiza según el tipo de depósitos que se encuentran en los equipos de intercambio de calor, las cuales pueden ser limpieza alcalina (inyección de soluciones alcalinas que saponifican las grasas y materia orgánicas), acompañada seguidamente de una limpieza ácida. Luego de realizar una limpieza en parada de planta es necesario realizar una pasivación de las superficies metálicas que han quedado expuestas y son susceptibles a corrosión instantánea o corrosión flash. En función a la magnitud de las operaciones de limpieza y a la necesidad de utilizar tanques reservorios de solución limpiadora por encima de 10 m 3 y bombas de recirculación de alta tasa de flujo, se recomienda contratar a empresas especializadas para realizar dicha limpieza. Cualquier información adicional que se requiera, estamos en la disposición de suministrarla.
Ing. JORVIC VITAL District Representative Industrial & Institucional Services Division Nalco Venezuela SCA. E-mail:
[email protected]
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Anexo A Limpieza Ácida en Línea y Dosificación Satélite de Dispersante Requerimientos de Seguridad Mínimos en el área de Trabajo. • • • •
Equipos de protección personal: Casco, Botas, Braga y Lentes de Seguridad. Lava ojos y duchas disponibles. Guantes de Neopreno. Mascara con cartuchos de Amoníaco y para inhalación de gases tóxicos.
Materiales, Equipos y Sustancias. • • • • •
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Tanque de 1 M . 1000lts de HCL al 35% (o 200 lts de ácido sulfúrico al 98%.) Agua de servicio. Sistema de dosificación completo (ya existente). Inyecciones retráctiles directamente en la tubería de entrada de CW.
Actividades previas 1. Realizar un Hot Tap de 1” con válvula de cierre rápido para instalar un punto de inyección de ácido en el lugar adecuado (ver figura 1). 2. Colocar un TOTE bin (1000lts) en el área de inyección de N-73202 actual y llenarlo con agua de servicio hasta 250 lts. 3. Conectar la bomba de dosificación de dispersante a la salida del bin. 4.
Adicionar lentamente 200lts de ácido sulfúrico al Tote bin para preparar una solución al 45% de ácido sulfúrico. (En caso de contar con HCl al 35% simplemente se debe colocar el envase en el sitio de trabajo).
5. Tomar la muestra del agua de enfriamiento a la salida del equipo y medir: pH, Dca y conductividad.
Procedimiento de Inyección de ácido a los 12-E-431/432/433 1. Colocar en servicio la bomba a 100% de carrera y 100% de frecuencia para ajustar el flujo de dosificación de H2SO4 en 12lts/h. (En caso de contar con HCl se debe ajustar la dosis a 10lts/h) 2. Esperar 1 hora y tomar muestra de la salida del equipo en el lado CW para medir pH y conductividad. (ver nota1) 3. Durante todo el procedimiento se debe garantizar que el pH de la salida de CW oscile entre 5-7, por lo que se deben realizar los ajustes de dosificación adecuados para mantener dicho parámetro. 4. La aplicación debe reforzarse con aplicaciones leves de inyección de nitrógeno 1 vez/turno (ver procedimiento de Anexo C), para promover la remoción de debido a la mejoría en la resolubilización de las sales en el equipo.
Nota 1: Durante la aplicación se espera un incremento en los valores de Dca y de conductividad del sistema y una disminución del pH a la salida del equipo. Esto se mantendrá hasta alcanzar la condición máxima de
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resolubilización a las condiciones de temperatura del equipo, momento en el cual las concentraciones se mantendrán constantes en el tiempo.
Figura 1. Punto de Inyección de ácido en la tubería de entrada de CW al equipo.
1”
Sello que impide el paso del agua
Válvula de cierre rápido 100% abierta
Dosificación de Ácido
CW in
Anexo A.1 APLICACIÓN DE POLÍMERO DISPERSANTE (DOSIFICACIÓN SATÉLITE) Preparación de la solución de N-73202 a dosificar Requerimientos de Seguridad Mínimos ∗ ∗ ∗ ∗
Equipo mínimo de seguridad personal: casco, botas y lentes de seguridad. Lava ojos y ducha de seguridad disponibles. Guantes de Neopreno. Braga.
Materiales, Equipos y Sustancias. • • • • • •
1 bin de almacenamiento de producto de 1000lts. 1 BIN de N-73202 (200 lts) Mangueras de trasegado (Aire y sustancias químicas) Conexiones para bomba neumática. 1 Bomba de trasegado Agua de servicio.
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Procedimiento de trasegado. 1. 2. 3. 4.
Trasladar 1 bin de N-73202 al sistema de dosificación. Trasladar bomba de trasegado neumática con sus respectivas mangueras y conexiones. Conectar la manguera para suministro de aire de servicio a la bomba. Conectar la succión de la bomba de trasegado a la conexión de agua de servicio y alinear el agua para lavar la bomba y sus accesorios por 15 minutos. 5. Introducir la succión de la bomba al bin de N-73202 y la descarga al bin de dosificación. 6. Alinear el aire de servicio y mantener el trasegado hasta 500lts el producto contenido en el bin de N-73202. 7. Limpiar y Retirar los materiales y equipos del área y ubicarlos donde corresponde.
Procedimiento de Arranque del Sistema de Dosificación Satélite 1.
Verificar el buen funcionamiento del sistema de dosificación actual. Cebar la bomba de dosificación y abrir la válvula de descarga de la bomba dosificadora.
2.
Colocar la longitud de Stroke de la bomba en 50% y la frecuencia de la misma en 40%.
3.
Colocar en Servicio la bomba y mantener continua dosificación por 1,5 horas.
4.
Tomar muestra de CW a la salida del equipo y analizar el residual del polímero activo.
5.
Ajustar la dosis del producto para mantener un máximo de polímero activo de 10ppm a la salida del equipo.
Anexo B INYECCIÓN DE NITRÓGENO EN LOS 12/22-E-431/432/433 Requerimientos de seguridad mínimo durante las operaciones de inyección de aire ∗ ∗
Equipo mínimo de seguridad personal: casco, botas y lentes de seguridad. Lava ojos y ducha de seguridad.
Preparación de la conexión de Nitrógeno La conexión de inyección de Nitrógeno se realiza como se muestra en el siguiente esquema:
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U-12: 56"-12- CW7001-11I-B U-22: 56"-22- CW7001-11I-B Cabezal de Retorno de C W
Cabezal de entrada de C W
U-12: 48"-12- CW7000-11I-B U-22: 48"-22- CW7000-11I-B B - B - B l l l 1 1 1 1 - 1 - 1 2 0 8 3 3 2 0 0 0 7 7 7 W W W C - C - C 2 2 2 2 2 / / 2 / 2 2 2 1 - 1 - 1 " " " 4 4 2 1 1 1 : : : 3 2 1 3 3 3 4 - 4 - 4 E - E - E 2 2 2 2 / 2 / 2 / 2 2 2 1 1 1
Nitrógeno
B - B - B l l l 1 1 1 1 1 - - 1 3 1 9 3 3 2 0 0 0 7 7 7 W W W C - C - C 2 2 2 2 / 2 / 2 / 2 2 2 1 - 1 - 1 " " " 4 4 2 1 1 1 : : : 3 2 1 3 3 3 4 - 4 - 4 E - E - E 2 2 2 2 / 2 / 2 / 2 2 2 1 1 1
12/22-E-431/432/433
Title: Inyección de Nitrógeno en los 12/22-E-431/432/433. Drawing By: Jorvic Vital-District Representative
Date: 20/06/05
NALCO VENEZUELA S.C.A. Revised By:
Sheet 1:1
Procedimiento: A) Conectar la manguera de inyección de Nitrógeno a la válvula instalada para tal fin. B) Abrir los venteos de la línea de entrada y salida de CW en el equipo. En caso contar con venteos a través de la carcasa, es necesario abrirlos también. C) A través de la tubería de inyección de nitrógeno, realizar la inyección con una duración de 15-20 segundos aproximadamente con la v/v de aire de servicio 100% abierta. D) Cerrar la válvula de admisión de aire por 30 segundos. E) Repetir los pasos C y D aproximadamente 10 veces F) Verificar en todo momento la purga de nitrógeno a través de los venteos.
Nota: Al momento de realizar la operación, verificar que no existan variaciones significativas en la red general de Nitrógeno ni en las condiciones de proceso.
Consideraciones de proceso Ø
Mantener el flujo en los filtros laterales a 2 % del flujo de recirculación, con la finalidad de eliminar los Sólidos Suspendidos que se eliminen desde este equipo. Ø Verificar el impacto sobre la temperatura de salida del lado proceso de dicho intercambiador. En caso de incrementarse a valores críticos recomendamos parar la operación.
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ANEXO C PROCEDIMIENTO DE LIMPIEZA EN PARADA DE PLANTA (Ver diagrama 1)
Requerimientos de Seguridad Mínimos en el área de Trabajo. • • • •
Equipos de protección personal: Casco, Botas, Braga y Lentes de Seguridad. Lava ojos y duchas disponibles. Guantes de Neopreno. Mascara con cartuchos de Amoníaco y para inhalación de gases tóxicos.
Materiales, Equipos y Sustancias. • • • •
• • • • • • •
Tanque de 10 MC con bomba de recirculación de 60 - 100 gpm. 1 Manifold (MANIFOLD A) para conexiones de entrada de los equipos 12-E-431/432/433 (1 entrada de φ:2” y tres salidas de φ=1” ). 1 Manifold (MANIFOLD B) para conexiones de retorno de los equipos 12-E-431/432/433 (φ: de 1” a 2”) Mangueras de conexión: - 3 *10m de 1” (con conexiones chicago) - 3 * 10m de 2” . (Con conexiones rápidas de 2”) - 2 * 3m de 2” (con conexiones de cierre rápido) 11 sacos de 45.5 kg de N - 68 Pulv para preparar solución al 5% (Proveedor: Nalco). 6 conexiones de 1” de roscada a chicago. 1 reducción de 2” (bridada) a 1” (cierre rápido) para conectar desde el bin a la bomba. 30 lts Soda Cáustica al 40% Agua demineralizada. 50 lts del producto N-8338. Cuadrilla de seguimiento de los aspectos mecánicos y operacionales. (Análisis químicos serán realizados por NALCO)
Procedimiento de Limpieza 1.
Conectar el “manifold 1 en las líneas de entrada y salida de los 12-E-431/432/433 al tanque y a la bomba de recirculación, tal y como se muestra en el diagrama 2.
2.
Llenar completamente los 12-E-431/432/433 con agua demineralizada a través del tanque y la bomba de recirculación, esta operación se realiza con la válvula de descarga cerrada y los venteos abiertos.
3.
Recircular el agua a través de los equipos y llenar con agua hasta estabilizar el nivel en la tanque de almacenamiento. Verificar que no existan fugas a través de las conexiones y accesorios..
En caso de contar con un intercambiador de calor para calentar la solución hacer uso del mismo, de lo contrario se puede utilizar una lanza de vapor.
4. Inyectar vapor LS para mantener 60 – 65 °C en el agua recirculante.
5. Verter lentamente 11 sacos de N - 66 Pulv en el tanque. 6.
Tomar una muestra para determinar dureza cálcica, pH y Acidez Mineral Libre (AML).
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7.
8. 9.
Recircular la solución limpiadora durante 8 horas, tomando muestra cada 01 hora para realizar seguimiento de la limpieza. Si la dureza cálcica de la solución limpiadora es constante durante tres ta muestras seguidas después de la 5 hora, se dará culminada esta fase. Neutralizar la solución con Soda cáustica al 40% lentamente. Drenar y lavar el equipo con agua cruda hasta que el pH de salida del equipo sea igual al agua de lavado.
10. Disponer la solución drenada en la piscina de neutralización (31-CB-001).
Etapa de Pasivación . 1.
Una vez lavado el equipo, dejarlo lleno y preparar una solución de N-8338 hasta obtener 5000 ppm de Nitritos. 2. Recircular por espacio de 4 horas. 3. Tomar una muestra cada ½ hora y analizar pH y nitritos. 4. El equipo está disponible y se puede alinear hacia el sistema de enfriamiento
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DIAGRAMA 1. ESQUEMA DEL SITEMA DE INYECCIÓN DE SOLUCIÓN PARA LIMPIEZA A LOS 12-E-431/432/433 EN PARADA DE PLANTA U-12: 33-CW1360-11I-B
Cabezal de Retorno de C W
Cabezal de entrada de C W
U-12: 33-CW1316-11I-B Válvula Cerrada
B l 1 1 3 6 W C 1 1 " 2 1
Manifold A
Válvula abierta
B l 1 1 6 6 W C 1 1 " 0 1
B l 1 1 9 6
W C 1 1 " 0 1
B l 1 1 0 7 W C 1 1 " 0 1
12-E-431 Solución preparada: NALCLEAN 66
B l 1 1 7 6 W C 1 1 " 0 1
Válvula abierta
2"
B l 1 1 4 6 W C 1 1 " 2 1
Válvula Cerrada
2"
1" SY
2"
12-E-432 2" 1" Válvula Cerrada
SY
Manifold B
12-E-433 SY
Válvulas cerrada
1"
10
