原稳换热器堵塞机理研究.doc

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1、原稳换热器堵塞机理研究郭大龙（大庆油田公司天然气分公司）摘要：随着油田聚驱技术应用及老化油回收，原稳换热器堵塞日趋严重,降低了原油稳定能力，增大了能耗。为经化验,原油无机物、沥青质含量高，是堵塞严重的主要原因，防堵塞技术还有待进一步研究。其他原稳应用连续螺旋折流板换热器，可大幅提高原油稳定量，降低燃气消耗。关键词：老化油；原稳；换热器；堵塞；沥青质；连续螺旋1前言随着油田聚驱技术应用及老化油回收，原油中杂质明显增加，原稳换热器堵塞日趋严重，换热效率下降明显。2013年有343万吨原油回掺以降低回油温度，按1%收率计算，少产3.4万吨/年油轻，蒸发损耗按0

2、.5%计算，轻烃损耗1.7万吨/年。2化验分析选择问题最明显的杏九原稳与东油库原稳换热器取样对比分析，堵塞形成机理如下：2.1沥青质和胶质沉积由于沥青质与原油中其它组分的不相容性，导致原油中的沥青质非常不稳定，有其它金属离子存在条件下，会促进沥青质在传热表面沉，发生一系列反应，缩合成焦炭，使换热器的换热效率逐渐降低。2.2酸不溶物中颗粒物质的沉淀由于来油中含颗粒杂质，不溶解在油中，随着油流动逐渐在管壁上缓慢沉积，其沉积后，其它物质会以它为核心，迅速发生化学反应，促进其它物质沉积。2.3在钙镁促进下生成的硅铝垢硅垢存在是一个混合物，是一个以硅铝垢为主，钙镁

3、垢为辅的无机垢，钙镁离子存在促进了硅垢的生成，这也是为什么初期出现硅垢含量高，接着降低的原因，因为硅垢的形成需要一个诱导期，既需要钙镁垢生成，之后以其为核心形成硅铝垢，而且是随着温度逐渐升高结垢趋势变重。2.4高温腐蚀作用下形成铁垢高温条件下乳化态水转为自由水，促进了管线腐蚀，将管道中的钢铁氧化，使其形成铁的氧化物、氢氧化物等。当管上局部地区已经结垢的时候，其热负荷很高,该部位的金属表面与其它各部分的金属表面之间会产生电位差。热负荷很高的区域,金属表面因电荷集中而带负电。这样,带正电的氧化铁微粒就向带负电的金属表面聚集,结果便形成氧化铁垢。2.5聚合物的

4、影响影响具有双重性，温度低时影响油粘度，减缓颗粒物质沉积，温度高时对油粘度影响有限，前期无法沉降颗粒全部在末端沉积，加剧换热器末端堵塞。3堵塞原因确定根据与东油库来油和换热器堵塞物化验分析，确定了杏九原稳换热器堵塞严重的主要原因是采油厂来油品质变差，具体体现在以下三点：3.1沥青质含量高杏九换热器堵塞物中沥青质含量6.78%，远高于东油库的1.08%。可能是来油中有老化油组分掺入，导致油品变差；3.2无机组分含量高杏九换热器堵塞物中二氧化硅含量10.7%、酸不溶物12.1%、无机成分钙8.1%、无机成分铁9.9%、无机成分镁2.3%、无机成分铝4.3%，

5、远高于东油库的1.3%、2.6%、1.2%、2.4%、0.3%和0.005%。是因为该区块三元复合驱油碱剂的存在，SiO2在高PH值的驱油体系中被大量溶解，造成液体中Ca2+，Mg2+，Ba2+等二价金属阳离子及SiO42-浓度的增加，而这些金属离子被原油带入换热器，很容易与SO42-，CO32-，SiO42-等酸根离子结合而形成沉淀，加剧了化学腐蚀。3.3原油含水高2013年杏九高含水影响1974小时，远高于东油库的389小时，高含水原油进入换热器加热过程中这部分水会从乳化态转为自由态，促进离子溶解，管线腐蚀，进一步加剧管线结垢。4结论及建议针对以上三

6、种情况，可采取如下技术措施来降低油品品质差对换热器换热效率的影响。4.1沥青质含量高问题建议与采油厂协调，老化油不进入原稳装置，直接与稳后原油混合外输。4.2无机组分含量高问题2014年已在杏九原稳科研立项，通过改变换热器折流板间距，试验原油流速对防沉积的影响；通过采用碳钢和抛光不锈钢两种材质管束，试验不同管束材质的防沉积效果。4.3原油高含水问题在东油库原稳利用检测原油含水、自动控制缓冲罐和稳定塔液位，进一步试验无膜技术对提高原油高含水时原稳适应性的效果。参考文献：[1]刘清.原油稳定装置中防沉积换热器的应用[[J].油气田地面工程，2011.30(4

7、):87～88.[2]刘涛,刘华等.原油换热器换热效果存在问题研究[[J].中国化工贸易，2012.(5):80～81.