原油加热器(有机酸)在线清洗可行性研究

摘要：管壳式换热器在石油炼制、化工、热能动力等领域得到了广泛应用，设备结垢作为一种普遍现象是许多运营单位经常遇到的难题，常规采用机械清垢或更换换热管的办法，不仅工期长、费用高而且危险系数较高。通过对现场垢样采样化验，确定原油加热器垢型，经现场有机酸酸洗实验对比，确定在线酸洗配方并优化配套工艺技术措施，达到换热器在线清洗除垢的目的，降低原油加热器热油盘管抽芯清洗作业频次，优化资源利用率，达到降本增效的目的。

1 研究背景

某油田设有一台原油加热器(CEP-H-2010)，用来加热低温原油，保证油田原油处理流程稳定及原油外输温度，是原油处理的重要设备。在正常生产情况下，随着原油加热器投用时间的累计，加热器热油盘管会有死油、油泥和结垢的现象发生，造成加热换热效率下降，影响原油分离器分离效果，同时原油输送海管温度也会下降，对原油海管的正常运行产生较大隐患。

因此，保证原油加热器换热效率尤为重要。油田自投产至今每年都需要对原油加热器热油盘管进行抽芯清洗作业，但原油加热器热油盘管进行抽芯清洗作业存在较多弊端。对于油田，热油盘管若采用有机酸化学清洗，相对抽芯机械清洗的方式具有以下优势：①工艺流程简易，只需连接相应流程的管线，省时省力；②不需拆装盘管，排除了拆装时过程中的安全风险；③清洗效率高，缩短清洗的时间，保障油田原油生产与外输。通过有机酸对原油加热器热油盘管进行在线清洗作业，相对便捷，省时省力，自检自修即可完成。但原油加热器热油盘管抽芯清洗作业的优势在于清洗强度大，清洗效果彻底。所以，本油田尝试将二者相

互结合，以热油盘管抽芯清洗作业为主，有机酸化学清洗为辅，降低原油加热器热油盘管抽芯清洗作业的频次，优化资源利用率，达到降本增效的目的。

2 酸液筛选及实验评价

基于海上油田流程及设备运行的特点。本文筛选了一种新型的有机酸液 SW-l，该酸液有针对性地解决了海上油田酸化工艺后管线腐蚀、残酸需要中和进入流程等难题。

2.1 SW-l的作用机理

SW-l 的基液为肌醇六磷酸，是从植物种籽中提取的一种有机磷酸类化合物。由于磷酸的氧离子具有逐步电离的特性，可以保证 SW—l 在酸化过程中的反应不至于迅速完成，具有缓速作用 [1] 。肌醇六磷酸分子具有能同金属配合的 24 个氧原子、12 个羟基和 6 个磷酸基，因此它是一种少见的金属多齿螯合剂，当与金属络合时，易形成多个螯合环 。由于所形成的络合物在广泛的 pH 值范围内皆具有极强的稳定性，在金属表面同金属络合时易形成一层致密的单分子有机保护膜，能有效地阻止氧气进入金属表面，从而抑制金属的腐蚀，地层处理后，有对地层明显的保护性能。

2.2 实验评价

油田之前出现原油二级水室出口管线结垢堵塞情况，取垢样化验结果如表 1 所示。

机酸可以有效清除由钙、镁盐形成的结垢。本实验将通过垢样溶蚀实验(静态实验方法)对比 SW-l 不同浸泡时间下的溶蚀能力，评价 SW-l 的溶蚀性及其改善原油加热器盘管结垢的性能，实验结果见表 2。

根据表 2 和图 1 可以看出，SW-l 对垢样具有一定的溶蚀能力，其对垢样的最终溶蚀率为 75％ 左右，且随有机酸液浸泡时间的增加溶解效果增加，经7h 达到对垢样溶解最佳效果。

3 在线酸洗流程可性行分析

3.1 技术参数与流程

原油加热器(CEP-H-2010)技术参数如表3 所示。

原油加热器(CEP-H-2010)流程如图 2 所示。原油加热器壳程分别设计顶部和底部预留口，可以作为原油加热器在线清洗时接入点，其顶部可作为排放口，底部为入口处。所以现场流程具备在线清洗条件，满足在线清洗要求。