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原油加熱器(有機酸)在線清洗可行性研究

摘要:管殼式換熱器在石油煉制、化工、熱能動力等領域得到了廣泛應用,設備結垢作為一種普遍現象是許多運營單位經常遇到的難題,常規采用機械清垢或更換換熱管的辦法,不僅工期長、費用高而且危險系數較高。通過對現場垢樣采樣化驗,確定原油加熱器垢型,經現場有機酸酸洗實驗對比,確定在線酸洗配方并優化配套工藝技術措施,達到換熱器在線清洗除垢的目的,降低原油加熱器熱油盤管抽芯清洗作業頻次,優化資源利用率,達到降本增效的目的。

1 研究背景

扑克王app下载二维码某油田設有一臺原油加熱器(CEP-H-2010),用來加熱低溫原油,保證油田原油處理流程穩定及原油外輸溫度,是原油處理的重要設備。在正常生產情況下,隨著原油加熱器投用時間的累計,加熱器熱油盤管會有死油、油泥和結垢的現象發生,造成加熱換熱效率下降,影響原油分離器分離效果,同時原油輸送海管溫度也會下降,對原油海管的正常運行產生較大隱患。

因此,保證原油加熱器換熱效率尤為重要。油田自投產至今每年都需要對原油加熱器熱油盤管進行抽芯清洗作業,但原油加熱器熱油盤管進行抽芯清洗作業存在較多弊端。對于油田,熱油盤管若采用有機酸化學清洗,相對抽芯機械清洗的方式具有以下優勢:①工藝流程簡易,只需連接相應流程的管線,省時省力;②不需拆裝盤管,排除了拆裝時過程中的安全風險;③清洗效率高,縮短清洗的時間,保障油田原油生產與外輸。通過有機酸對原油加熱器熱油盤管進行在線清洗作業,相對便捷,省時省力,自檢自修即可完成。但原油加熱器熱油盤管抽芯清洗作業的優勢在于清洗強度大,清洗效果徹底。所以,本油田嘗試將二者相

互結合,以熱油盤管抽芯清洗作業為主,有機酸化學清洗為輔,降低原油加熱器熱油盤管抽芯清洗作業的頻次,優化資源利用率,達到降本增效的目的。

2 酸液篩選及實驗評價

基于海上油田流程及設備運行的特點。本文篩選了一種新型的有機酸液 SW-l,該酸液有針對性地解決了海上油田酸化工藝后管線腐蝕、殘酸需要中和進入流程等難題。

2.1 SW-l的作用機理

扑克王app下载二维码SW-l 的基液為肌醇六磷酸,是從植物種籽中提取的一種有機磷酸類化合物。由于磷酸的氧離子具有逐步電離的特性,可以保證 SW—l 在酸化過程中的反應不至于迅速完成,具有緩速作用 [1] 。肌醇六磷酸分子具有能同金屬配合的 24 個氧原子、12 個羥基和 6 個磷酸基,因此它是一種少見的金屬多齒螯合劑,當與金屬絡合時,易形成多個螯合環 。由于所形成的絡合物在廣泛的 pH 值范圍內皆具有極強的穩定性,在金屬表面同金屬絡合時易形成一層致密的單分子有機保護膜,能有效地阻止氧氣進入金屬表面,從而抑制金屬的腐蝕,地層處理后,有對地層明顯的保護性能。

2.2 實驗評價

油田之前出現原油二級水室出口管線結垢堵塞情況,取垢樣化驗結果如表 1 所示。

機酸可以有效清除由鈣、鎂鹽形成的結垢。本實驗將通過垢樣溶蝕實驗(靜態實驗方法)對比 SW-l 不同浸泡時間下的溶蝕能力,評價 SW-l 的溶蝕性及其改善原油加熱器盤管結垢的性能,實驗結果見表 2。

根據表 2 和圖 1 可以看出,SW-l 對垢樣具有一定的溶蝕能力,其對垢樣的最終溶蝕率為 75% 左右,且隨有機酸液浸泡時間的增加溶解效果增加,經7h 達到對垢樣溶解最佳效果。

3 在線酸洗流程可性行分析

3.1 技術參數與流程

扑克王app下载二维码原油加熱器(CEP-H-2010)技術參數如表3 所示。

原油加熱器(CEP-H-2010)流程如圖 2 所示。原油加熱器殼程分別設計頂部和底部預留口,可以作為原油加熱器在線清洗時接入點,其頂部可作為排放口,底部為入口處。所以現場流程具備在線清洗條件,滿足在線清洗要求。