石油工業中的清洗

油田輸油管的清洗

1.清洗劑種類（lèi）

油田原油輸送管線中的沉積物成分複雜，且相互交織在一起，其中鐵（tiě）的氧（yǎng）化物，硫（liú）化物直接附著在輸油管壁，而石蠟，無（wú）機（jī）鹽等則形成固體的空間骨架，其（qí）中包含著膠質，凝油及少量泥沙，岩屑。這些汙垢不及時清除，不僅（jǐn）會（huì）影響油田的輸送速度，也（yě）會造成輸送管線的腐蝕。通（tōng）常（cháng）使用的（de）清洗液有以下幾種：

（1）水基堿性清洗劑

水基堿性清洗劑主要用於凝油、膠質（zhì）、石蠟的清（qīng）洗。一般使用的堿劑有氫氧化鈉、碳酸（suān）鈉、磷酸鈉、焦磷酸鈉、六偏磷酸鈉等。通常使（shǐ）用氫氧化鈉與幾種弱堿配合的方式。在水基（jī）堿性清洗劑（jì）中加入表麵活（huó）性（xìng）劑使用效果會更好，它（tā）有提高水（shuǐ）基堿性清洗劑（jì）對原油（yóu）管線的潤濕性，對油汙乳化分散並形成乳狀液，使油汙被穩定分散的作用。

（2）酸性清洗劑

常用的酸為硝酸。當積垢（gòu）中含有矽酸鈣時，也可加入少量氫氟（fú）酸促進其溶解。酸性清洗劑主要（yào）用於（yú）以（yǐ）碳酸鹽垢為主的碳酸鈣、碳酸鎂的清洗，用鹽酸即可很好清除這類積垢（gòu）。另外鹽酸與鐵的氧化物，硫化（huà）物（wù）反應（yīng）速（sù）度也較快。

應根據積垢的具體情況選擇合適的清洗劑，既可以選擇堿性清洗（xǐ）劑或酸性清洗劑清洗，也可采用先堿洗後酸洗（xǐ）的方法。在化學清洗過程中為（wéi）提高清洗效果，保護（hù）金屬基體還應加入（rù）一些（xiē）助劑。

2.清洗助劑

（1）表麵活性劑

在輸油管清洗劑中加入表麵活性劑起到潤（rùn）濕乳化，增溶作用，可以改（gǎi）善清洗介質與（yǔ）垢質的接觸情況，加速反應。通常在堿洗液中加入磺酸鹽型（xíng）陰離子表麵活性劑（jì）和（hé）烷基聚氧乙烯（xī）醚和多元醇酯（zhǐ）聚氧乙烯醚非離子表麵活性劑。而在酸洗劑（jì）中加入烷基酚型聚氧乙烯醚，聚醚和烷醇酰胺型非離子表麵（miàn）活性劑。

（2）緩蝕劑

在（zài）酸洗液中加入緩蝕劑可減（jiǎn）緩酸洗過程中金屬基體（tǐ）的腐蝕。由於清（qīng）洗油（yóu）管時要加熱，所以應選用對溫度變化（huà）不敏感的緩蝕劑。常用的緩蝕劑有LAN-826和（hé）LX-9-001。

（3）還原劑

在清洗劑中加入的還原劑通常為亞硫酸鈉，它可以（yǐ）與輸油管中的硫化氫反應生成單質硫和水，以減少硫化氫對緩蝕劑的毒（dú）害，也可（kě）把鐵離（lí）子還原成（chéng）亞鐵離子（zǐ），降低鐵離子的腐蝕作用，而當酸洗時係（xì）統中的鐵離子含量超過500mg/L時，就會加速金屬基體的腐蝕（shí）。

（4）減速劑

酸洗過程（chéng）中為防止反應過於劇烈而造成氣壓上升過快和大塊汙垢脫落而引起管線堵塞，可加入適量減速劑控製（zhì）反（fǎn）應節奏。通常使用的減速劑有含C12〜C18的烷基氯化毗睫和烷基三甲基氯化釵等季銨鹽陽離子表麵活性劑。

3.清洗（xǐ）工藝過程

由於輸油管（guǎn）線較長，無法連成（chéng）回路采用循環方（fāng）式清洗，一般采用開（kāi）路清洗與浸泡清洗相結合的方式清洗。清洗工藝流程為：頂油→堿（jiǎn）洗→漂洗→酸（suān）洗→漂洗→中（zhōng）和。

當輸油泵停止運行後，需盡快開始頂油，把油管中剩餘的原油頂出，避免因原油凝固，蠟（là）析出造成汙垢數（shù）量增大，難以（yǐ）清（qīng）洗。頂油時（shí）使用的清洗介質是由（yóu）氫氧（yǎng）化鈉（nà）、碳酸鈉及OP-10組成的水溶液，溫度比（bǐ）油管運行溫度稍低，流速比油（yóu）管運行流速稍大，然後通入加熱的堿洗液，以清除管線中的凝油、石蠟，同時監測清洗液中（zhōng）的含（hán）油量。堿（jiǎn）洗液是由氫氧化鈉、碳酸（suān）鈉、矽酸鈉（nà）及尼納爾（ěr）組成的水溶液，堿洗至清洗液中（zhōng）含油量明（míng）顯降低（dī）後用含尼納爾的水溶液（yè）進行（háng）漂洗。再用由鹽酸、緩蝕劑LAN-826，尼納爾、亞硫酸鈉還原劑，季鞍鹽緩速劑組成的酸（suān）洗劑清洗以（yǐ）除去碳酸鈣汙垢和鐵鏽垢，然後用含有（yǒu）OP-10的水溶液漂洗。最後用碳（tàn）酸鈉和OP-10組成的堿性溶液中和殘留的酸以免對金屬基體造成腐蝕（shí）。

積蠟的清洗

1.積蠟的形成

在原油輸送管線及貯罐中常因積蠟的形成而影響管線的輸送能力並減少貯罐的有效容積，使能耗增加（jiā），生（shēng）產成本提（tí）高（gāo）。

原油中的石蠟是含十六個碳原子以上的正構烷烴混（hún）合物，其熔點範圍在22-85°Co通常石蠟能溶解於原油中（zhōng），它在原（yuán）油中的溶（róng）解度隨其摩爾質量（liàng）的增大，熔點的上升而降低。因此，隨著外界溫度、流速、組成及粘度等條件的變化，石蠟從原油中（zhōng）逐漸析出並（bìng）沉積在管線和貯罐的表（biǎo）麵。在（zài）形成的積蠟中，除含有石蠟外，還含有一定量（liàng）的膠質、瀝青、凝油（yóu）以及其他機械雜質。為了（le）正常生產，必須把這些積蠟及時從管線及貯罐表麵清除掉。

2.清除積蠟的方法

積蠟（là）可用表麵活性劑加（jiā）溶劑形成的清洗劑進行清除。常用的表麵活性劑（jì）有烷基苯磺酸鹽（yán），烷基酚聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧（yǎng）乙烯醚等。有機溶劑有汽油、煤（méi）油（yóu）、四氯乙烯、己二醇單丁醚等。對長輸油管線以（yǐ）及貯罐中的（de）積蠟（là），因含有一（yī）定數量的油分，可采用表（biǎo）麵活性劑，有機胺及無機堿配製的堿性水基清洗劑，在加熱條件下（xià）進行（háng）清洗。常用的有機胺為單乙（yǐ）醇胺、三（sān）乙醇胺（àn），無機堿劑為純堿（jiǎn）、磷（lín）酸三鈉、三聚磷酸鈉（nà）、矽酸鈉等。也可利用表麵活性劑的乳化作（zuò）用使石蠟形成乳狀液被清（qīng）除。

石油化工設備的清洗

1.生產設備表麵FeS垢的清洗

在石（shí）油的分館及裂解裝置及其他生產設備上經常附有硫化亞鐵垢屑。硫化亞鐵通常以（yǐ）硫（liú）鐵礦或（huò）磁鐵礦形式（shì）存在。對垢（gòu）屑試樣分析表明，這種垢（gòu）屑灼燒後的主（zhǔ）要（yào）成分（fèn）中，氧化鐵和氧化鋁（lǚ）共占66%左右，三氧化硫（liú）占22%〜25%，二氧化矽約（yuē）占0.7%〜1.1%，灼燒減量為6.4%〜8.9%，還含（hán）有氧（yǎng）化鈣、氧化鎂（měi）及二氧化碳等成分。

這（zhè）種垢屑質地（dì）堅硬，它以氧化鐵和硫化亞鐵的混合狀態附著在裝置上，其中尚含有少量油分，因此需要敲擊使之龜裂，方可除去油分。敵擊前先以40~60℃/h速度急劇升溫（wēn），達300°C後保持1〜2h，再（zài）使溫度下降，然後正式開始敲擊作（zuò）業。敲擊前（qián）快速升溫的目的是為了使（shǐ）垢屑脆化，同時燒掉殘油以（yǐ）提高敲擊造成的裂解效果，但要注意（yì）升溫過程防止（zhǐ）加熱管產生過熱（rè）。

敲擊完畢（bì）後（hòu），為了提（tí）高垢屑的剝離和酸洗效果，要進行（háng）潤化工序處（chù）理，這要根據垢屑的特性（xìng）及其附著狀態來調節，通常在70〜80℃溫度下用含量低於1%表麵活性劑和1%〜4%堿組成的溶液進行（háng）加熱循環清洗完成潤化（huà）工序，接著（zhe）用5%〜10%鹽酸（含緩蝕劑）在40~60°C下循環清洗數小時（shí）並隨時測定酸液中鐵離子的含量。酸（suān）洗時垢屑（xiè）中的（de）硫（liú）化亞鐵與鹽酸反應生成（chéng）硫化氫氣體，硫化（huà）氫氣體有惡（è）臭味，即使吸入少量（liàng），對人體也有（yǒu）害，因（yīn）此酸洗（xǐ）時要考慮對（duì）這種氣體的（de）處理（lǐ），可用5%〜10%的氫氧（yǎng）化鈉溶液吸收。

清除FeS垢的（de）一般方法可按表6-14所示程（chéng）序進行，如果FeS垢中不含油分，可以省去加熱敲擊的工序。

表6-14石油生產裝置表麵FeS垢清洗方法

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2.油垢（gòu）的清洗（xǐ）

在石油分離塔等設備（bèi）中常堆積有碳氫化合物油汙及腐蝕產物等汙垢，這（zhè）些汙垢可以用溶劑油，熱水循環清洗的方法去除。根據油（yóu）垢的具體情（qíng）況決定處理使用的溶劑種類及溫度。通常對濃重油垢采取先用重柴油作溶劑加熱清洗以去除油垢中難溶解的（de）固態成分，之後再用輕質煤油或（huò）汽油進一步處理。對於油垢較少的設備可先用輕質煤（méi）油或汽油清（qīng）洗，再用熱水循環（huán）衝洗（xǐ）。通常用（yòng）上述方法清洗之後，設（shè）備中重質（zhì）碳氫化合物含（hán）量大（dà）幅度下降或完全被清除。

石油化工設備清洗實例

石油和化學工業的過程複雜，介質繁（fán）多，設備很容易造成積垢。除了（le）鍋爐和換（huàn）熱器，對石油和化學工業中（zhōng）的其他設備的清洗也應（yīng）重視。這裏收集（jí）幾（jǐ）種設備的（de）積垢和清洗情況，分別簡（jiǎn）要地加以介紹。表6-15是本節各（gè）種設備的積垢和處理方法一覽表。

表6-15各種設備的積垢和（hé）處理方法一覽

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1.加氫設備的清洗

錦州石化公司煉油廠40萬t/a焦化汽柴油加氫裝置，需進行（háng）化學清洗。主要目的是清除氫壓機入口管線及氫提濃係統部位的設備和管線內的泥沙、油脂（zhī）、焊渣、鐵（tiě）鏽等（děng）雜物，然後進（jìn）行鈍（dùn）化處理，以防止設備腐蝕生鏽，確保壓縮機安（ān）全（quán）運行及膜分離器的分離性能。這是一項重大清洗工作，要求質量高，關係到加氫裝置是否能安全正常地（dì）開車。

加氫設備有4個部位要清洗：氫（qīng）提濃係統、工業氫壓縮機入（rù）口及管線、循環氫（qīng）壓機入口（kǒu）管線及緩衝器（qì）、重整氫壓機入口及管線（xiàn）。這4個部位總管線以（yǐ）DN150為主，近500m，冷（lěng）換器共8組，由碳鋼和不鏽鋼製成，容器共25台，也由（yóu）碳鋼和不鏽（xiù）鋼製成（chéng）。

錦州煉（liàn）油廠對（duì）煉油係統加氫裝置清洗采用表6-16的清洗方法。

上述加氫（qīng）裝置清洗後（hòu），表（biǎo）麵清潔光滑，無（wú）油脂，鐵鏽、焊渣及泥沙，鈍化膜均勻完整。後開車使用，安全（quán）性良好，沒有發現其他問題。

2.製氫轉（zhuǎn）化蒸氣發（fā）生器的清洗

南京煉油廠2×10⁴m³/h輕油（yóu）製（zhì）氫裝置所采用的蒸氣發生器，為刺刀管式蒸氣發生器，它將800°C的轉化氣與鍋爐水換熱，發生5MPa的中壓蒸氣。由於設備內積有（yǒu）泥沙、油脂、鐵鏽、鐵屑等，所以要進行清洗，以提高蒸氣發生器給水和蒸氣的清（qīng）潔度，保證設備安（ān）全運（yùn）行。

清（qīng）洗工藝程序（xù）如下。

①水洗，目的是除去灰塵和泥沙。

②堿洗，配方（fāng）為：

Na₂CO₃0.3%Na₂SO₃0.03%

Na₃PO₄0.3%

堿洗溫度為60°C，堿洗的目的（de）是除去設備內的油脂。NasPO₄。和Na₂CO₃均有很好的除油性能；Na₂SO₃的加入能（néng）大大降低堿性物對碳鋼的腐蝕。

表6-16錦州煉油廠加氫裝（zhuāng）置清洗（xǐ）程序

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③酸洗，配方為（wéi）：

檸檬（méng）酸3%聯氨（N₂H₄）0.05%

若丁0.1%

酸洗溫度為70°C，酸洗的目的是除去設備的鐵屑、鐵鏽和SiO₂。檸檬酸可除（chú）去碳鋼設備表麵的（de）氫氧化鐵和氧（yǎng）化鐵。若丁作緩蝕劑；聯（lián）氨的加入可降低溶液中（zhōng）氧氣對金屬的腐蝕（shí）。

④鈍化，配方為NaNO₂0.5%，用氨水調pH值為9〜9.5。鈍化溫（wēn）度為（wéi）60°C。鈍化的目（mù）的是使清洗表麵形成一層平（píng）滑（huá）的保（bǎo）護膜。亞硝酸鈉是鈍化劑，能使金屬表麵形成一層氧化鐵保護膜。現場配製（zhì）鈍化劑（jì）時，采用以酸洗結（jié）束後留下的酸（suān）液為母液，加氨調pH值，再加亞硝酸鈉，鈍化效果很好。

在確定清洗劑配（pèi）方時，除考慮清（qīng）洗效果、經濟性、施工方便之外，還要考（kǎo）慮對設備中各（gè）種材質的腐蝕損害程度是否在允許範圍內。該設備材質為：

外管12CrMo小管板16Mn容器鋼

大管板20#碳鋼、20MnMo

小管板密（mì）封釆用的是橡膠石棉墊，內管的（de）內套為紫銅墊（diàn）片。

檸（níng）檬酸對橡膠石棉墊片無腐蝕，其外形無變化、不發脆（cuì）、不溶脹、不變色。該清洗工藝對碳鋼的腐（fǔ）蝕（shí）率小於1mg/（cm²•h），對銅無腐蝕，所以清洗液對設備材質無損害。

3.芳烴聯合（hé）裝（zhuāng）置的（de）清洗

南京揚子石（shí）化公司和（hé）遼陽（yáng）石油化纖公（gōng）司均從國外引進了芳烴聯合裝置，開車前需進行（háng）化學清洗，下麵分別（bié）介（jiè）紹。

揚子石化公司芳烴聯（lián）合裝置是從德國魯奇公司（sī）引進的大型（xíng）聯合（hé）裝置。在開車前需對設備、管路進行化學清洗，以除去設備和管道在製造、運輸、貯存、安裝（zhuāng）過程中產生的油汙、表麵塗層、鐵鏽、軋製鱗片、泥（ní）沙、焊渣、金屬（shǔ）碎屑等附著物，使之與工藝流體接（jiē）觸的全部（bù）表麵達（dá）到合乎要求的清潔度。

該芳烴聯合裝（zhuāng）置中，被清洗的工藝管（guǎn）線總長度為10077.8m，共有設備58台，折（shé）合（hé）總容積為：1144.17m³。清洗程序：水力衝洗（試壓）→堿洗（脫脂）→水（shuǐ）洗→酸洗→水（shuǐ）洗（漂洗和（hé）中和）→鈍化→檢（jiǎn）查驗收→充氮封存。

水衝洗目的（de）是（shì）除去灰塵泥沙、遊離鐵鏽鐵（tiě）屑（xiè）等疏（shū）鬆（sōng）雜物。衝洗速度不低於1.5m/so堿洗的目的是脫除機油、石墨潤滑脂、含油（yóu）脂層、防鏽油等油汙。堿洗後，用水衝洗，以使脫脂（zhī）液和固體粒子從表麵脫（tuō）落（luò）。衝洗速度1.5m/s。

酸洗（xǐ）的目的是除去FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄鐵鏽。

鈍化處理的目的是使清洗表麵（miàn）生成一（yī）層鈍化（huà）膜，以防止重新生鏽。

充氮氣的目的是（shì）防止鈍化膜生鏽，進行無氧氮氣保護。

①芳烴抽提裝（zhuāng）置

工藝管線長1628.3m，包括16台設備（換熱器11台、3台（tái）塔釜、1台（tái）36m³的塔、1台198m³塔）。堿洗工藝條件：

堿總濃度3%堿洗溫度大於80°C

鈉鹽總濃度3%堿洗時間10〜12h

藍星表麵活性劑0.05%

酸洗工藝條件：

HCl5%〜6%Lan-8260.2%

HF1%酸洗溫（wēn）度50〜55°C

②吸附分離裝置

吸附分離裝置是製備高純（chún）度對（duì）二甲苯的。其設備、管道中油汙、鐵鏽等雜（zá）物的存在會（huì）降低工作性（xìng）能，甚至（zhì）使設備中毒失效。因（yīn）泵和閥門是特殊材料（liào）lCrl9Ni9Ti和（hé）lCrl8Ni10MoTi，對清洗要求嚴格，所以（yǐ）選用檸檬酸（含氮）清（qīng）洗，它不（bú）含Cl-，不會產生晶間（jiān）腐蝕，毒性低。需清洗的工藝管總長（zhǎng）3406.8m。

堿洗脫脂工藝條件：

堿總濃度2.5%

鈉鹽總濃度2.5%

堿（jiǎn）洗溫度80°C以上（shàng）

堿洗時間10-12h

藍星表麵活性劑0.05%

酸洗工藝（yì）條件（jiàn）：

檸檬酸3%

酸洗溫度80°C以上

氨（ān）水調（diào）pH值3.5~4

酸洗時間（jiān）8〜10h

Lan-8260.1%

鈍化處理釆用藍星鈍化（huà）防鏽（xiù）液（yè），可保證2〜3個月（yuè）不生鏽。

③壓縮機（jī）進口管線

堿洗（xǐ）工藝條件：

堿總（zǒng）濃度2.5%堿洗溫度75°C以（yǐ）上

鈉鹽總濃度2.5%堿洗時間（jiān）6~8h

酸洗工（gōng）藝條件（jiàn）：

HCl6.5%〜8%Lan-8260.20%

或者

HC14.5%〜6%Lan-8260.25%

HF0.2%

掛片（piàn）腐蝕率：0.91g/（m²•h）。

中和（hé）鈍化選用藍星鈍（dùn）化液。先加入鈍化（huà）防鏽穩（wěn）定劑，然後用高壓泵（bèng）清掃管內殘留的渣物。

④氧氣（qì）管線

醋酸乙醛裝置有總長約為2500m氧氣管線，材質為碳鋼和不鏽鋼兩種。氧化管線的清潔度要求相當苛刻，管線內微量的油汙、金屬粒子就可能與（yǔ）高純氧（yǎng）高（gāo）壓氧化、撞擊，產生電火花而發生不堪設想的嚴重後果。曆史上這種慘重的事故很多，因此化學清洗是必（bì）不可少的。清洗程序：高壓蒸氣吹掃→水（shuǐ）洗→堿洗→水洗→酸洗→中和漂洗→堿性（xìng）鈍化→氮氣封存。高壓蒸（zhēng）氣吹掃的目的是清除管內的焊渣、泥沙、遊離鐵鏽、軋製鱗片等雜物（wù）。水衝洗後，進行堿洗脫脂。堿洗工藝（yì）條件如下：

堿總濃度4%堿洗溫度75°C以上

鈉（nà）鹽（yán）總濃度4%堿洗時間5~8h

酸洗工藝條件（jiàn）：

HNO36%〜8%酸洗溫度40〜45°C

HF1%酸洗時間6—8h

Lan-8260.25%

酸洗後進行中和（hé）漂洗，除（chú）去殘留（liú）鐵鏽；然後堿性鈍化（脫脂兼鈍化），除（chú）去管內的殘留油汙，堿濃度為3%〜4%。最後用氮氣（qì）吹掃管內殘渣粒，封存。該詹洗工藝對碳鋼腐蝕率0.81g/（m²•h）；對不鏽鋼（gāng）腐蝕率0.009g/（m²•h）。

遼陽石油化纖公司從美國UOP公司引進芳烴聯合裝置，其環丁碸抽提裝置，主要用來從C₆及C₇烴類混合物中分離（lí）回收高純度（dù）的苯、甲苯及二甲苯等芳烴。在（zài）開車前需對該抽提裝置進行（háng）係統的化學清洗。根據（jù）開車和生產過程中對芳坯（pī）抽提裝置中（zhōng）各種設備、管線不同的清潔要求，以（yǐ）及現場設備及管線鏽蝕狀（zhuàng）況，確定清洗範圍如表6-17。

表6-17芳烴抽提（tí）裝置中需清洗的設備情（qíng）況

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這些設備和管線（xiàn）在製造（zào）、運輸、貯存及安裝過（guò）程中，產生了各種油汙、鐵鏽、泥（ní）沙、焊渣和其他機械雜質。此外，對塔器類設備進行檢查時，發現塔內壁、塔盤、塔底格柵及其他塔內件鏽蝕嚴重，換熱器的鏽蝕（shí）也較嚴重，並有大量機械（xiè）雜質（zhì）。這些雜質汙垢將會給（gěi）開車和生產帶來許多不利（lì）影響（xiǎng），芳坯抽提裝置循（xún）環係統開車前一定（dìng）要進行化學清洗。清（qīng）洗程序：水洗→堿洗→水洗→酸洗→水洗→漂洗→中和純化。具體見表6-18。

表6-18遼陽石化芳烴抽提裝置清洗工序

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脫脂和酸洗過程（chéng）中，應分析堿度、酸度、pH值、溫度、Fe³+和Fe²+濃度。漂洗（xǐ）過程中應測定酸度、溫度、pH值、Fe³+和Fe²+濃（nóng）度（dù），每30min測定一次（cì）。

在清洗過程中（zhōng），掛片（20#碳鋼（gāng）、酸洗時間（jiān）8h）腐蝕率為11.6〜12.48g/m²，符合清（qīng）洗質量要求；清洗後的掛片表麵潔淨，無二次返鏽，鈍化膜完（wán）整，金屬表麵（miàn）無腐蝕現象；從腐蝕量看，均小於20g/m²，符合HG/T2387-92工（gōng）業設備化（huà）學清洗質量標準（zhǔn）的規定。

4.烷基苯裝置換熱器及管（guǎn）道的清洗

金陵石化（huà）公司烷基（jī）苯裝置是從國外引進的一套石油化工生產線（xiàn），年產烷基苯7.2t。裝置中有許多碳鋼換熱器，在長（zhǎng）期使用中（zhōng）管內附（fù）著一層腐蝕、結垢產物，影（yǐng）響換熱效果。為提（tí）高換熱器傳熱效（xiào）果，減（jiǎn）少（shǎo）耗水量，保（bǎo）證（zhèng）安全正常生產，需進行（háng）化學清洗。

此碳鋼（gāng）水冷器管（guǎn）程走（zǒu）水，管內生有水垢，主要有以氧化鐵為主（zhǔ），其次是碳酸鹽水垢。清洗程序及工（gōng）藝條件見（jiàn）表6-19。

經8h清洗後，總鐵量與CaCO₃含量已達到穩定值（總Fe量23.47mg/L；CaCO₃34.68g/L）；清洗效果理想，清洗後表麵幹淨；對碳鋼腐蝕率3.56-4.22g/（m²•h），達到清洗標準的要求。

表6-19烷基苯（běn）裝置換熱器及管（guǎn）道清洗程序和（hé）工（gōng）藝條件

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5.分（fèn）子篩吸附室管道的清洗

金陵石化公司烷基苯廠的（de）烷基苯裝置為了提高產量，又新添置兩台直徑2.3m、高lm的吸附室。要求對衝洗液管線係統和吸附室循環管線係統進行清洗，以清除管（guǎn）內的油脂、氧化鐵、鐵鏽、泥沙等雜（zá）質。其（qí）材質為20A碳鋼。具體清洗工藝見表6-20。

此清洗工藝對（duì）碳鋼腐蝕（shí）率為0.99g/（m²•h）。清洗後，裝置（zhì）投入正常生產，生產出了合格產品（pǐn）。

6.聚合（hé）釜夾套內汙垢的清洗

錦州煉油廠、長嶺（lǐng）煉油化工總廠聚（jù）丙烯（xī）車（chē）間聚合釜（fǔ），生產不到幾個月，甚至隻有十餘天，就（jiù）發現釜換熱效果差，夾套結垢嚴重，直接（jiē）影響了聚丙烯的（de）質量、產量（liàng）和安全生產。後檢查發（fā）現（xiàn）：夾套內（nèi）有5〜10mm的深黑（hēi）色（sè）刺狀的汙垢。長嶺煉油化工總廠每10餘天就對聚合（hé）釜夾套進行反（fǎn）衝洗，每次都要衝出（chū）很多鐵（tiě）渣（zhā），這些（xiē）鐵垢主要是（shì）由硫酸鹽還（hái）原（yuán）菌所為。硫酸鹽還原菌將SO₄²-還原成S²-，起（qǐ）到陰極去極化作用，反應（yīng）式（shì）如下：

4Fe+SO₄²-+4H₂O→FeS+3Fe（OH）₂+2OH-

這些鐵垢的主要成分是設備（bèi）腐蝕產（chǎn）物FeS、Fe（OH）₂。

可利用（yòng）鹽酸清洗這些鐵垢，其反應如下：

2HCl+Fe（OH）₂=FeCl₂+2H₂O

2HCl+FeS=FeCl₂+H₂S↑

但現場實施結果並不理想。因為清洗（xǐ）液難以潤濕到汙垢微粒與金屬固體表麵中去，從（cóng）而降低了反（fǎn）應速（sù）度，影響了反應的（de）順利進行。解決方法是在清洗（xǐ）液中加入表麵活性劑作為（wéi）助劑，以加快清洗速度，提高清洗效果。具體清洗工藝條件如表6-21所示。

7.空壓氮壓裝置工藝管道化學（xué）清洗

金陵石化公司烷基苯廠有2套KZON-150-550-ZV型空壓氮壓裝置。每套設計能力為氧氣1m³/h，氮氣550m³/h。要求氮氣質量（liàng）高，其中氮含量≥99.8（V/V），氧含（hán）量（liàng）≤0.2%（V/V）。因此（cǐ），空壓氮（dàn）壓裝（zhuāng）置的工藝（yì）管道內部清潔度要求高。要（yào）求（qiú）管道內采用化學方法清除管內的鐵鏽，保證生產出合格的氮氣。

表6-20清洗工藝（yì）條件

表6-21聚合釜夾套清洗工藝條（tiáo）件

表格P439-440頁

空壓氮壓裝置最大管為D219mm×6mm，最小的管為D20mm×3mm，材質為10#碳鋼，其中D219mm×6mm管線長194m。

清洗方法：高壓（yā）水射流衝（chōng）洗一酸洗一中和一鈍化，具體見表6-22。

清洗結果：除鏽率為100%，清洗液對10#碳鋼腐（fǔ）蝕率0.9779g/（m²•h），達到化學清洗要求指標。

表6-22空壓氮壓裝置工藝管道清洗工序

表格（gé）P440頁

8.烯烴設備焦垢的清洗

由烴類裂解製取乙烯，繪類在裂解等工（gōng）藝過程（chéng）中（zhōng），由於發生聚合（hé）、縮合反應（yīng），不可避免地會（huì）在煉焦爐、廢熱鍋爐、分（fèn）餾塔、稀釋蒸發器、脫丙烷塔、脫丁烷塔及其再沸器等設備（bèi）生成焦垢（gòu）。烴（tīng）類結（jié）焦垢（gòu），可（kě）使管壁熱阻增加，熱傳導率降低，壁溫升高，在生（shēng）產過程能耗增加、設備壽命縮短、烯桂收率降低，嚴（yán）重影響生產。因此，必須進行清洗除焦。

焦垢除含有瀝青、焦油、膠狀物質和無機物之外，還含有微量的金屬離子如Fe³+、Ni²+、Ca²+、Na+、硫化物。曾用HCl、HNO₃及（jí）98%H₂SO₄+少量的HNO₃高溫下浸泡均不（bú）溶解。用NaOH、Na₃PO₄和（hé）陰離子表麵活性劑等配製的堿性水溶液在沸騰狀態下（xià）浸泡，除部分焦油溶出外，垢（gòu）物基本不溶。

上海石化，大慶石化乙烯裝（zhuāng）置（zhì）稀釋蒸氣發生器上的棕褐色焦垢，用（yòng）混合溶液三氯乙（yǐ）烯（xī）、四氯化碳加乙醚在室溫浸（jìn）泡可完全溶解。但是溶劑（jì）價格貴、易揮發、有毒、不經濟。

水基清洗（xǐ）劑由堿性無機鹽類與複合表麵活性劑組成（chéng），具有潤濕、浸（jìn）透、乳化、分散（sàn）與絮凝作用（yòng），可以用來清洗焦垢。

水基清洗劑配方很多，起主要（yào）作用的是表麵活（huó）性劑。幾種複配協同作用效果最佳，助（zhù）洗劑為無機堿類加消泡劑。下麵介紹一種（zhǒng）水基清洗劑配（pèi）方，除油垢效果很好，配方如下：

聚乙二醇辛基苯醚：10〜20g/L多（duō）聚磷酸鈉（nà）：10〜20g/L

（非離子表麵活性劑）聚醚210：2〜3mL/L

三乙醇胺：0.8〜1g/L284-2消泡劑：0.8〜2mL/L

Na₂CO₃：40〜50g/L

總pH>13，清洗溫度20〜30°C下清洗10~12min，60〜70°C下（xià）用2~3min清洗。

9.油氣（qì）田除垢（gòu）

油氣田在進（jìn）入中高含水期生產後，因為（wéi）地層（céng）孔隙結（jié）垢（gòu）和地麵集輸係統結垢而直接影響油氣生（shēng）產的現象極為普遍。為此，國內外油氣生產（chǎn）行業都（dōu）將油（yóu）氣田結垢規律和相應的除垢、防（fáng）垢技術（shù）作為生產中的一項重要內容來研究。

油氣田（tián）結垢的類型以硫酸鹽和碳（tàn）酸鹽為主，且多為混合型垢，並夾雜有大量的疑類物質，如南斯（sī）拉夫Ka1-4井凝析氣田（tián）一口生產井，射孔段深（shēn）3400〜3455m，位（wèi）於古生代中生（shēng）代碳（tàn）酸鹽硬氯（lǜ）泥石和石英岩層位。油嘴幾乎被垢堵死，分析垢的主要成（chéng）分為CaSO₄（91.6%）和少（shǎo）量的CaCO₃（8.3%），其來源是由於壓井重鹽水（高濃度Ca²+）同地層產出（chū）水（高黏度SO₄²-）的嚴重不配伍所致。

油氣田（tián）結垢不但發生在地麵集輸係統，給生產帶來困（kùn）難，更重要的是發生在地層深部孔隙喉道中，直接影響油氣的（de）導流（liú）能（néng）力。

對發生在（zài）地層深部孔隙喉（hóu）道中的硫（liú）酸鹽結垢如果用簡單酸（suān）化工藝消除時，有（yǒu）可能（néng）誘發成（chéng）垢物（wù）質的二次沉澱，對地（dì）層造成更（gèng）嚴重的傷害。

對於發生在管道（dào）或地麵係統中的硫酸鹽結垢（gòu），由於其垢體堅硬（yìng），附著（zhe）牢固，又難以用常規酸堿（jiǎn）類物質清除，往往導致采油設備或工作（zuò）報廢。

因此，要根據垢（gòu）型等情況，選用合適的除垢辦法。

①碳酸鹽鈣垢

碳酸鹽（yán）垢主要是（shì）CaCO₃，可以用5%〜10%HCl溶解，同時要加緩（huǎn）蝕劑、鐵離子穩（wěn）定（dìng）劑（檸檬酸或冰（bīng）醋酸），表麵活性劑等。近年來，有機（jī）酸除垢也廣（guǎng）泛應用（yòng）於油田設備及管線中的除垢（gòu）處（chù）理，如氨基磺酸、冰醋酸、聚馬來酸、氟硼酸等，再加入其他（tā）助劑，配成固體解（jiě）堵酸或液體有機除垢劑。固體解堵酸集段塞、浸泡、酸化三種方法於一體，使用方便，成本低，無需酸設備，酸化後不排液。如果調節酸的成分，可（kě）使其成為緩速酸，延緩酸反應速度，擴大處理半徑。用氨竣（jun4）絡合劑、EDTA亦能清除CaCO₃垢，生成可溶性絡合物，但EDTA對Ca²+離子絡合時的（de）質量比7.4：1，使用成本高。

②硫酸鈣（gài）垢

鹽酸對CaSO₄溶解能力較差，在常（cháng）溫常壓下，最大溶解量為1.8%（w/w）。若用27%HC1+15%NaCl溶液（體積（jī）比1.5：1），在油層溫度50°C下（xià），則可用（yòng）於CaSO₄的清除。NaOH溶（róng）液對CaSO₄垢具有良好（hǎo）的溶解效（xiào）果。

CaSO₄•2H₂O+2NaOH→Ca（OH）₂+Na₂SO₄+2H₂O

Na₂SO₄易溶（róng）於水，Ca（OH）₂為疏鬆狀物質，可隨液（yè）流分散帶走。據資料介（jiè）紹lgCaSO₄需20%NaOH溶液2.3mL，實際要（yào）高出（chū）5~10倍。

對CaSO₄也可采用無機轉化劑，用過飽和碳酸鹽［（NH）₂CO₃，Na₂CO₃等］使之轉化（huà）為可溶於鹽酸的CaCO₃，再用除CaCO₃垢的方法進行處理。其反應（yīng）如下：

CaSO₄+Na₂CO₃=Na₂SO₄+CaCO₃

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

應用18%〜30%（質（zhì）量分數）的EDTA二鈉鹽可有效地清除CaSO₄垢，作用機理（lǐ）與清除CaCO₃相同（tóng）。為（wéi）了提高應用（yòng）效果，EDTA絡合劑（jì）可（kě）加其他助劑如鐵質穩定劑、桂溶解劑（jì）、pH調節劑。對CaSO₄垢，清除效率在於破壞垢的骨架，使（shǐ）之（zhī）懸浮或溶解（jiě）在水中。鈣化合物在水中的溶解度見表6-23。

CaSO₄的溶解度非常（cháng）低，如果加入（rù）陽離（lí）子或（huò）陰離子絡合劑，則可使（shǐ）CaSO₄轉變為其他溶解度大得多的Ca²+鹽，當CaSO₄轉化為EDTA二鈉鈣鹽時，可使其溶解度（dù）提高到180倍以上。

③硫酸頓，硫（liú）酸鋸（jù）垢

BaSO₄垢用一般的化學方（fāng）法難以清除。用無機轉化劑（jì）如Na₂CO₃可使BaSO₄轉（zhuǎn）化為Ba₂CO₃，再（zài）用鹽酸溶（róng）解。要求60°C以（yǐ）上飽和的Na₂CO₃溶液才（cái）有效。對於鍋爐等加熱可以使（shǐ）用（yòng）。對油田地麵係統及油（yóu）井從工藝（yì）上則難以實（shí）施。國外曾推薦一種強絡合能力清除BaSO₄垢的（de）S466，10%（質量分數（shù））的S466溶（róng）垢率在（zài）57%〜69%。大環聚瞇化合物除垢劑（jì）也可用於硫酸鹽垢的清除，如對（duì）BaSO₄反應3h，溶解量可達15.2g/L。

表6-23鈣化合物在水中的溶（róng）解（jiě）度

表格P442頁

④鐵的化合物

鹽垢中鐵的化合物主要有FeO、Fe₂O₃，FeS和FeCO₃，一般情況下在垢中含量較低<5%（質量分數（shù））。有時管（guǎn）線內結有較多腐蝕產物FeS，由（yóu）SRB細菌或H₂S腐蝕所致。因鐵鹽沉積較（jiào）薄，油田目（mù）前不清除，對油（yóu）管、套管的鐵鏽，有時用5%〜15%HCl處理。在油（水）井處理時，應加足量的鐵（tiě）質穩定劑，防止鐵（tiě）的二次沉積。

勝利（lì）油田曾對臨盤地區38口油水井做了水質分析，表明油井產出水中（zhōng）普遍含有高濃度的Ca²+、Ba²+、Sr²+，而（ér）注入水中則含有高（gāo）濃度的SO₄²-，從而造成大麵積井下結（jié）垢。用SLP-1油（yóu）田除垢劑清除垢，它的基本成分是有機竣酸類絡合（hé）劑（處理液pH在12以上），最佳溶垢條件：SLP-1濃度為250〜300g/L，pH>11，溫（wēn）度不低（dī）於70°C，反應時（shí）間（jiān）24〜36h。對地層基（jī）本無傷害，對金屬腐蝕率為3.3g/（m²•h）。

現場除垢分三步：

第一步擠前置液，前置液由50g/LSLP-1和80〜120g/LSLP-2（主要（yào）成分為表麵（miàn）活性劑）以及20g/L氯化鉀組成，每米厚地層用液量0.4〜0.6m³。

第二步擠主處（chù）理劑，主處理劑由250〜300g/L的SLP-1和20g/L氯化鉀組成，每米厚地層用液量0.5-0.7m³。

第三步擠頂替（tì）液，頂替液為20g/L氯化鉀（jiǎ）溶液。

1988年以來，在油（yóu）田共施工39口井，均見到了增產效果。其中僅在臨盤采油廠施（shī）工的14口油井就增產原油26300t，有效率85%〜87%，有效期最長超過530d。其中臨73-19井因鑽（zuàn）井過程中被重晶石汙（wū）染（rǎn），投產初期日產（chǎn）油僅有2.1t。用（yòng）SLP解（jiě）堵（dǔ）後，日產油（yóu）增加到35.5t，僅此一口井就增產原油16250t。SLP-1對注（zhù）水井增注也有良好作用。

長慶油田在總結國內外油田除垢經驗和（hé）研究本油田地質特點的基（jī）礎上，開發成功CQ-1油田除垢劑。CQ-1的除垢機理也（yě）是典型的絡合反應（yīng），除主絡合劑外，CQ-1還含鐵掩蔽劑、表麵活性劑、分（fèn）散劑和足以使絡合反應保持在pH10〜12範圍的緩衝係統。實驗表（biǎo）明，100g/L的CQ-1在（zài）50°C下（xià）對碳酸鈣和石膏的溶解能力分別為23.3g/L和32.8g/L；對碳酸鈣含量82.3%、硫酸鈣含（hán）量81.7%和BaSO₄含量81%的油（yóu）田垢溶（róng）解能力分別為26.2g/L、50.1g/L和8.3g/L；在50°C下對套管鋼片的腐蝕率與地層水相近。

用於地層內除垢主絡合劑濃度60〜80g/L，地層擠注半徑大於1m；用於井筒浸泡工作液主絡合劑濃度100-200g/L，設置位置為射孔段上部100m。

現場施工工藝為：通過油管擠入含有常規表麵活性劑的前置液；擠入常規濃（nóng）度的防垢劑溶液（yè）；擠入地層內除垢工（gōng）作液；用井筒浸泡工作液頂替；關井至少24h後開井（jǐng）生產。通過油（yóu）田幾十次除垢實驗，結果表（biǎo）明（míng），CQ-1除（chú）垢施工後，釆油井的產液能力、產（chǎn）油能（néng）力、抽油泵（bèng）效率及動液麵均全麵回升（shēng），平（píng）均有效期長達16個月（yuè），投入產出比達1：22。CQ-1除垢劑在對油田集輸係（xì）統和井（jǐng）下采油設備難溶（róng）垢的處理中也取得了理想的效果，使結垢厚度達到34mm轉油站通過熱循環除垢工藝垢全部清除。