含甲醇污水缓蚀阻垢试验研究

2010年.管道_技术5设备2010第5期Pipeline Technique_ and EquipmentNo.5含甲醇污水缓蚀阻垢试验研究徐士祺' ,杨文胜2 ,王建伟2(1.西安石油大学石油工程学院，陕西西安710065 ;2.吐哈油田公司鄞善采油厂新疆吐鲁番838202)摘要:油气田产出的污水,矿化度一般较高,油分和机械杂质含量都较高,经絮凝剂除掉悬浮颗粒后还具有结垢和腐蚀的倾向。文中对华北石油局采气厂的污水进行了阻垢试验和缓蚀试验,经过对几组不同的阻垢剂和缓蚀剂的实验效果的对比,选出了适合水质特点的阻垢剂和缓蚀剂,并对相关的影响因素进行了分析,得出添加浓度大于20 mg/L的IMC-50缓蚀剂，投加量为20 ~30 mg/L的乙二胺四乙酸盐(EDTA)作防垢剂,可取得较好效果。关键词:含醇污水;阻垢;缓蚀中图分类号:TE98文献标识码:A .文章编号:1004 -9614(2010)05 -0042 -02An Experiment Study of Corrosion and Scale Inhibiting ofWaste Water Containing MethanolXU Shi-qi' ,YANG Wen-sheng' ,WANG Jian-wei?(1. Xi'an Shiyou University ,Xi'an 710065 ,China;2. The Shanshan Production Factory of Tuha Field Company , Turpan 838202 ,China)Abstract:The waste water produced by oil and gas fields is characterized by a higher mineralization degree and a highercontent of oil and suspended solids. After the suspended solids are removed by the flocculation agent, the waste water tends toscale and corrode. The scale and corosion inhibiting agent is determined on the basis of the waste water quality charateristics bythe scale and corrosion inhibiting experiment , and the influence factor is intoduced.Key words: waste water containing methanol ;scale inhibiting;corrosion inhibiting0引言1阻垢试验目前,国内外普遍采用回注地层、综合利用和外通过对污水产生的结垢物进行现场分析后发现，排等方法将油气田水排出。国内大部分油气田水被结垢物 主要为碳酸盐垢( CaCO3)、硫酸盐垢(主要为注人枯竭井或废弃井,但因回注前预处理工艺不完CaSO,)、泥沙和少量的其他含铁化合物及油等有机善,回注地层被堵塞和管线腐蚀现象时有发生,使作物。化学阻垢是油气田最为常用的抑制和缓解结垢业受阻,因此有必要对气田水水质进行预处理。的一项工艺技术”。为了防止结垢,需在地面流程、实验中的污水取自华北石油局第一采气厂,该污油井和注水站连续或间歇地向系统中投加阻垢剂。水以CaCl2型为主,水质特点是矿化度非常高,油分和1.1阻垢剂的筛选机械杂质含量也较高,pH值较低,属于易结垢、腐蚀1.1.1 试验水样性强的污水体系。含甲醇污水组成复杂,且是-一个比实验污水为华北石油局第一采气厂 3"集气站水较稳定的胶体体系,若在污水进入储罐前投加缓蚀阻样(pH值为8.0),污水水质见表1。表1中,矿化度垢剂,药剂会被污水体系中的悬浮物等吸附、包裹、不为96650mg/L.能充分扩散,达不到预期的效果,也必然造成药剂的表1实验污水的水质浪费。因此,把缓蚀阻垢剂加药点选在沉降过滤后较为适宜。此外,加入适合水质特点的缓蚀阻垢剂可以，组分含量/(mg.L-1)含量/(mg.L-I)C1-49 058S2+ +Ba20达到很好的处理效果,又可以降低经济成本。HCO;316. 6582.42so?-297.31Fe3+Ca2+15418油214.6收稿日期:2008-10-20收修改稿日期:2010-04 -20_Mg2*1 654.4机杂963. 8..第5期徐士祺等:含甲醇污水缓蚀阻垢试验研究431.1.2 试验药品C.腐蚀速率值取3个试样的平均测定结果。通过对污水水样的分析可见，水样中主要结垢离表3不同温度下的阻垢试验子为Ca2*、Mg*等。为此,从常见的油田防垢剂ED-温度/C加量/(mg.L")阻垢率/%防垢效果TA、HEDP、PAA .ATMP等中进行筛选2]。选定的药品191.6极少量结垢30100.0无结垢产生主要有R-SO,Na(十二烷基苯磺酸钠)、(NaPO3)。_5100. 0(六偏磷酸钠) EDTA(乙二胺四乙酸盐)、HEDP(羟基:85.3503C乙叉二磷酸盐)、EDTMP(乙二胺四甲叉磷酸)、PAA_S(聚丙烯酸)、ATMP(氨基三甲叉磷酸)及AMP(单磷86.1酸腺苷)。701.1.3 试验结果86.5在50C条件下，向水样中加入不同防垢剂进行90防垢实验。空白水样加人防垢剂后，结垢沉淀量减_5(少,水中Ca2*、Mg*含量降低。将加人防垢剂的水样2.1缓蚀剂的筛选与不加防垢剂的空白水样相比较,减少的沉淀量与空2.1.1实验水样白水样沉淀量的比值即为阻垢率3。由表2可见，实验污水仍为华北石油局第一采气厂3"集气站PAA和HEDP效果较好,EDTA效果最好。EDTA 是水样(pH值为8.0)。化学分析中使用极为广泛的一-种试剂,与Ca2*、Mg2'2.1.2试验药品金属离子具有很强的络合作用，故其防垢效果将比较缓蚀剂为KYHZ - 10、KYHZ -4、MC -50、KW -3656、KY -3514[5]。好。表2不同阻垢剂筛选试验2.1.3试验结 果由表4可知,在50C下,先向混和水样通高纯氮药剂种类加量/(mg.川)_阻垢奉/%R- SO,Na1:70.6一定量结垢气0.5h除氧,然后添加缓蚀剂KYHZ-10、KYHZ-(NaPO,)。64. 34 IMC-50、KW - 3656.KY -3514。试验结果表明水EDTA1586.4样的腐蚀性都比空白时的明显降低,说明这些缓蚀剂HEDP81.2均有缓蚀效果,其中缓蚀剂IMC -50效果最好。PAA77.1表4不同缓蚀剂筛 选试验ATMP72. 5加量/腐蚀速率/温度/CEDTMP78.2(mg.L1)(mm.a~')AMP73.40. 2760. 1321.2温度和加剂量对 EDTA阻垢效果的影响KYHZ -1000_0.097在不同温度下,向水样中加人不同量EDTA进行0.085.KYHZ -4000. 078防垢实验。由表3可知,阻垢剂EDTA阻垢率随温度0.074IMC -50升高变化不大。当EDTA的投加量为30 mg/L时,水0. 029样在不同温度下不产生结垢现象,有较好的防垢效KW -36560. 0740o_0.067 _果。0. 098KY -35142缓蚀试验0. 083取一定量水样,通高纯氮气除氧后,进行失重法2.2温度对IMC-50缓蚀剂缓蚀性能的影响实验。所用试片材料为A3钢片,使用前用砂纸将其先向混和水样通高纯氮气0.5 h除氧,然后在不表面打磨成镜面状并浸泡在丙酮中待用“”。然后将同温度下向实验水样添加缓蚀剂。由表5可知,随着称好千重的钢片分别放置于回收塔上部、中部和下部温度的升高,试片的腐蚀速率呈增大趋势,缓蚀剂IMC进行试验,时间为96h.钢片取出后将其表面清洗干-50缓蚀性能有所降低,但缓蚀剂性能受温度影响不净,干燥后称重。试验温度为30 C、50 C、70 C和90大。(下转第51页).第5期胡明等:北内环清管过程中清管球滞留问题研究515结束语[1] KAZUIOSHI M. Pigging dynamics in two-phase flow pipe-北内环清管过程中出现的3次清管球滞留,从清line: experiment and modeling. SPE 26568, 1995;551 -565.管球在管道中的受力情况清管球在三通处的形状变[2] 刘凯，马丽敏,邹德福，等.清管器应用技术的发展管道化可知,清管球通过等径三通时发生串气,球前后压技术与设备,2007(5):41 -42.差迅速降低,最后达到平衡,使清管球的运行动力小[3]张琳,苏欣. 伴生气管线的清管器优选研究.西南石油大于阻力,而滞留在三通处。学学报(自然科学版) ,2008 ,30(2):151 -154.发球时建立较大背压发球，增加清管球过盈量，[4] 余曦，李伟林. 清管球与清管器在中沧输气管道上的应用改变三通倾斜方向三方面来解决清管球滞留问题,均比较.油气储运, 1997,16(3):34 -35.不符合实际情况。[5] 李天太,方明,董悦,等输气管线清管通球运行规律及计通过对比清管球、皮碗清管器、泡沫清管器3种设算方法.天然气工业1997,17(2):63 -66.备的优缺点,根据北内环清管的实际情况以及清管成[6]丁尚龙,王瑜琦. 清管器的运行控制浅析.城市燃气,2005本的比较,最后选择泡沫清管器为北内环清管最优的(7):3-5.[7]缪 娟,吳明,郑平.含蜡原油输送管道清管器卡堵事故原清管器材。因分析.清洗世界,2007 ,23(2):19 -21.将清管球的速度控制在安全可靠的范围,由于管[8] 吕平,吴明,栗佳,等.清管器在输油管道中的运动规律研道高差影响,通过弯头、积液量的变化都会影响清管究.管道技术与设备,2006(5) :42 -44.球的运行速度,准确计算不同管段的清管器运行速度[9]李玉星,冯叔初, 王新龙.气液混输管路清管时间和清管还需要进-步探讨。球运行速度预测.天然气工业,2003 ,23(4) :99 -102.天然气长输管道清管作业是一项风险较大同时又[10] 朱喜平. 天然气长输管道清管技术.石油工程建设，是一项投资较大的作业,科学地深入完善清管各项技术2005 ,31(3):12-16.和标准,确定经济清管次数标准和方法是非常必要的。作者简介:胡明(1983- -) ,硕士,助理工程师,从事天燃气管道参考文献:输送工作。. (上接第43页)35p表5不同温度下的缓蚀剂MC -50缓蚀性能试验结果置0.25毛020-温度/C加量/(mg.L")腐蚀速率/( mm.a-l)租0.10-500.044301000. 011406080 T0o0.047加剂量/(mgL")100.019團1缓蚀剂加量 与腐蚀速率关系图700. 015乳化油沉积造成的堵塞问题,处理后的含醇污水对碳0.048900. 018钢腐蚀率可以控制在0.15 mm/a以下。2.3饱氧条件 下对IMC -50缓蚀性能的影响在90 C时,饱氧条件下向混和水样添加缓蚀剂。[1]贺红云,蒙锡科,王伟. 甲醇厂污水处理工艺的应用工业由图1可知,水样在饱氧条件下腐蚀速率比除氧后的水处理,2007 ,6(27):74 -76.腐蚀速率明显增大(对比表4) ;合同要求腐蚀速率控[2徐僖,郑邦乾,朱清泉.油田用阻垢剂及其筛选大庆石油地质与开发,1984,9(3):313 -325.制在0.15mm/a以下,从图1可看出，当缓蚀剂IMC-[3]王忠辉. 油田污水回注阻垢剂的研制:[学位论文].大50的投加量为20 mg/L时可以达到要求。庆:大庆石油学院,2005.3结束语含甲醇污水腐蚀结垢主要与水质、环境温度及饱[4] 赵建华. 管式注汽锅炉结垢成因分析及处理方法.管道技术与设备,2003(3) :24 -25.氧条件有关。含甲醇污水经过絮凝处理后,可添加浓[5]吕振嘉 ,胡全良.注高温热水管线缓蚀阻垢实验研究油度大于20mg/L的IMC-50缓蚀剂,投加20~30mg/田化学,1992 ,9(4) :320 -322.L的乙二胺四乙酸盐( EDTA)作防垢剂,可取得较好效作者简介:徐士祺( 1979- -) ,讲师,主要从事油气储运方面的教果。可以完全解决甲醇回收系统结垢和固体悬浮物、学和科研工作。