原油加熱器(有機酸)在線清洗可行性研究

胡 松，張孝光，王建民

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津300452)

1 研究背景

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

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[2]。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。

表1 垢樣化驗結果Tab.1 Results of scale test

化驗結果顯示，油田結垢成分主要是鈣、鎂鹽，而有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。

表2 垢樣靜態溶蝕實驗數據Tab.2 Experimental data of static corrosion of scale sample

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。

圖1 垢樣靜態溶蝕效果Fig.1 Static corrosion effect of scale sample

3 在線酸洗流程可性行分析

3.1 技術參數與流程

原油加熱器(CEP-H-2010)技術參數如表3所示。

表3 原油加熱器技術參數Tab.3 Technical parameters of crude oil heater

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。

圖2 原油加熱器在線酸洗流程Fig.2 Crude oil heater on-line pickling process

3.2 經濟效益

原油加熱器(CEP-H-2010)每年抽芯清洗的費用在 10萬元左右，而原油加熱器在線清洗可以自檢自修完成，所需材料(軟管、氣動隔膜泵)平臺提供，所需有機酸(等待采技服根據有機酸配比結果報價)成本相對較低，根據網上報價固體有機酸價格在15元/kg、液體有機酸 100元/桶，所以初步估算一次清洗所需有機酸費用在 1000元左右(以實際為主)。對比抽芯清洗的費用，在線有機酸洗優勢非常明顯。

表4 抽芯清洗加熱器費用Tab.4 Cost of core cleaning heater

4 結 論

有機酸在線酸清作業不含有害的氯離子成分，不會引起設備孔蝕和應力腐蝕，為安全清洗劑，并且對于操作人員的技術要求較低，無需取得相關資格證書即可完成自檢自修清洗作業。在原油加熱器不拆卸清洗的前提下，對垢樣最終溶蝕率達到 75%，效果較好，且簡單易于操作，可有效降低原油加熱器抽芯清洗作業的頻次，節省外委維修費用。