原穩(wěn)換熱器堵塞機理研究.doc

《原穩(wěn)換熱器堵塞機理研究.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、原穩(wěn)換熱器堵塞機理研究郭大龍（大慶油田公司天然氣分公司）摘要：隨著油田聚驅(qū)技術應用及老化油回收，原穩(wěn)換熱器堵塞日趨嚴重,降低了原油穩(wěn)定能力，增大了能耗。為經(jīng)化驗,原油無機物、瀝青質(zhì)含量高，是堵塞嚴重的主要原因，防堵塞技術還有待進一步研究。其他原穩(wěn)應用連續(xù)螺旋折流板換熱器，可大幅提高原油穩(wěn)定量，降低燃氣消耗。關鍵詞：老化油；原穩(wěn)；換熱器；堵塞；瀝青質(zhì)；連續(xù)螺旋1前言隨著油田聚驅(qū)技術應用及老化油回收，原油中雜質(zhì)明顯增加，原穩(wěn)換熱器堵塞日趨嚴重，換熱效率下降明顯。2013年有343萬噸原油回摻以降低回油溫度，按1%收率計算，少產(chǎn)3.4萬噸/年油輕，蒸發(fā)損耗按0

2、.5%計算，輕烴損耗1.7萬噸/年。2化驗分析選擇問題最明顯的杏九原穩(wěn)與東油庫原穩(wěn)換熱器取樣對比分析，堵塞形成機理如下：2.1瀝青質(zhì)和膠質(zhì)沉積由于瀝青質(zhì)與原油中其它組分的不相容性，導致原油中的瀝青質(zhì)非常不穩(wěn)定，有其它金屬離子存在條件下，會促進瀝青質(zhì)在傳熱表面沉，發(fā)生一系列反應，縮合成焦炭，使換熱器的換熱效率逐漸降低。2.2酸不溶物中顆粒物質(zhì)的沉淀由于來油中含顆粒雜質(zhì)，不溶解在油中，隨著油流動逐漸在管壁上緩慢沉積，其沉積后，其它物質(zhì)會以它為核心，迅速發(fā)生化學反應，促進其它物質(zhì)沉積。2.3在鈣鎂促進下生成的硅鋁垢硅垢存在是一個混合物，是一個以硅鋁垢為主，鈣鎂

3、垢為輔的無機垢，鈣鎂離子存在促進了硅垢的生成，這也是為什么初期出現(xiàn)硅垢含量高，接著降低的原因，因為硅垢的形成需要一個誘導期，既需要鈣鎂垢生成，之后以其為核心形成硅鋁垢，而且是隨著溫度逐漸升高結垢趨勢變重。2.4高溫腐蝕作用下形成鐵垢高溫條件下乳化態(tài)水轉(zhuǎn)為自由水，促進了管線腐蝕，將管道中的鋼鐵氧化，使其形成鐵的氧化物、氫氧化物等。當管上局部地區(qū)已經(jīng)結垢的時候，其熱負荷很高,該部位的金屬表面與其它各部分的金屬表面之間會產(chǎn)生電位差。熱負荷很高的區(qū)域,金屬表面因電荷集中而帶負電。這樣,帶正電的氧化鐵微粒就向帶負電的金屬表面聚集,結果便形成氧化鐵垢。2.5聚合物的

4、影響影響具有雙重性，溫度低時影響油粘度，減緩顆粒物質(zhì)沉積，溫度高時對油粘度影響有限，前期無法沉降顆粒全部在末端沉積，加劇換熱器末端堵塞。3堵塞原因確定根據(jù)與東油庫來油和換熱器堵塞物化驗分析，確定了杏九原穩(wěn)換熱器堵塞嚴重的主要原因是采油廠來油品質(zhì)變差，具體體現(xiàn)在以下三點：3.1瀝青質(zhì)含量高杏九換熱器堵塞物中瀝青質(zhì)含量6.78%，遠高于東油庫的1.08%?？赡苁莵碛椭杏欣匣徒M分摻入，導致油品變差；3.2無機組分含量高杏九換熱器堵塞物中二氧化硅含量10.7%、酸不溶物12.1%、無機成分鈣8.1%、無機成分鐵9.9%、無機成分鎂2.3%、無機成分鋁4.3%，

5、遠高于東油庫的1.3%、2.6%、1.2%、2.4%、0.3%和0.005%。是因為該區(qū)塊三元復合驅(qū)油堿劑的存在，SiO2在高PH值的驅(qū)油體系中被大量溶解，造成液體中Ca2+，Mg2+，Ba2+等二價金屬陽離子及SiO42-濃度的增加，而這些金屬離子被原油帶入換熱器，很容易與SO42-，CO32-，SiO42-等酸根離子結合而形成沉淀，加劇了化學腐蝕。3.3原油含水高2013年杏九高含水影響1974小時，遠高于東油庫的389小時，高含水原油進入換熱器加熱過程中這部分水會從乳化態(tài)轉(zhuǎn)為自由態(tài)，促進離子溶解，管線腐蝕，進一步加劇管線結垢。4結論及建議針對以上三

6、種情況，可采取如下技術措施來降低油品品質(zhì)差對換熱器換熱效率的影響。4.1瀝青質(zhì)含量高問題建議與采油廠協(xié)調(diào)，老化油不進入原穩(wěn)裝置，直接與穩(wěn)后原油混合外輸。4.2無機組分含量高問題2014年已在杏九原穩(wěn)科研立項，通過改變換熱器折流板間距，試驗原油流速對防沉積的影響；通過采用碳鋼和拋光不銹鋼兩種材質(zhì)管束，試驗不同管束材質(zhì)的防沉積效果。4.3原油高含水問題在東油庫原穩(wěn)利用檢測原油含水、自動控制緩沖罐和穩(wěn)定塔液位，進一步試驗無膜技術對提高原油高含水時原穩(wěn)適應性的效果。參考文獻：[1]劉清.原油穩(wěn)定裝置中防沉積換熱器的應用[[J].油氣田地面工程，2011.30(4

7、):87～88.[2]劉濤,劉華等.原油換熱器換熱效果存在問題研究[[J].中國化工貿(mào)易，2012.(5):80～81.