稠油热注炉化学清烟垢剂的研制及评价.pdfVIP

维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 28卷 第 3期 2004年 6月 JOuRNAIOFDAQING PETROlEUM INSTITUTE Vo1．28 No．3 Jun． 2004 稠油热注炉化学清烟垢剂的研制及评价 崔爱蕾，王宝辉 ，张丽华 (大庆石油学院 化学化工学院，黑龙江 大庆 163318) 摘 要：针对稠油热注炉的燃油和工况 ，根据燃烧化学和熔盐化学原理，分析了稠油锅炉烟垢的形成机理和清烟垢 剂的化学作用．研制出一种新型液体化学清烟垢剂 ，其可有效阻止形成烟垢的低熔点碱金属硅酸盐 、硫酸盐等物质的生 成；经室内评价试验 ，该清烟垢剂对稠油热注炉具有明显的防垢和清垢作用． 关 键 词：稠油锅炉；烟垢；液体清烟垢剂 中图分类号：X783 文献标识码 ：A 文章编号：1000—1891(2004)03—0043—03 0 引言 我国的辽河油田系稠油产区，主要采用注热蒸汽采油方式 ，热蒸汽是由燃油热注炉产生．热注炉的燃 料是当地产的原油(稠油或超稠油)，矿物质和金属含量非常高，导致热注炉结烟垢严重，约每 15d需停机 清垢一次 ，影响正常生产．目前 ，对热注炉采用的清烟垢技术主要是机械除垢方法 ，即停车后 ，采用人工或 高压水除垢 ，其效果都不理想 ，所以，急需寻找一种高效 、简单 、易行的除烟垢方法． 根据燃烧化学和熔盐化学原理，烟垢的形成、状态与物化性质主要取决于锅炉所用的燃料与运行工 况，显然，在燃料或炉膛中加入特制的化学品可以改变烟垢的化学组成、晶体结构，以及物理化学性质．锅 炉化学清烟垢剂又称锅炉化学除灰剂 ，国外从 2O世纪 3O年代开始研制并应用；6O年代出现铜型锅炉化 学除灰剂 ，解决锅炉结渣问题 ；7O年代中期美国研制了多种锅炉化学清灰剂并投入市场，倍受欢迎 ；我 国 是从 8o年代开始研究生产锅炉化学清灰剂，现已能生产氧化型和盐型两大类型化学清灰剂．该产品是固 体粉末剂型、可用于燃煤锅炉 ，目前此项研究发展比较快[1]，具有一定应用价值． 化学清烟垢剂的清垢作用是通过其化学组分与烟垢之间物理化学作用来实现的，不同的燃料和烟垢 的组分存在差别卫]，即使是同一类型的烟垢成分，也存在晶体结构、状态等方面的差别．由于一种化学清 垢剂不能对所有类型的烟垢都起作用 ，为此，需针对燃料和烟垢 的具体成分，研制高效清烟垢剂．笔者分 析了稠油热注炉的燃油及所形成烟垢的化学组成和物理化学性质，研究了热注炉锅炉烟垢形成机理，据此 研制出一种新型液体化学清烟垢剂 ，通过室内试验评价了其防垢和清垢作用． 1 燃油锅炉 的燃油和烟垢 的分析 1．1 燃油 (渣油)的化学成分 对辽河油田热注炉采用的燃料为稠油(渣油)，经原子吸收分光光度法和化学法分析，稠油中矿物质和 金属含量非常高，除了常规的Na，K，Mg，Ca，Si，A1，Fe，P等无机成分 ，S和 V的含量特别高，其中S的质 量分数为 1 ～396／，V的质量分数为 5～10t~g／g，超过正常原油的2～5倍． 1．2 稠油锅炉烟垢的组成 辽河油田稠油热烟垢外观呈浅红色，结构致密．经仪器分析法和化学法分析，主要成分有 Si，A1，Fe， Ti，Ca，Mg，V，Mn，K，Na，S，P，O等元素，以SiO：，A1：O。，Fe：O。，硫酸盐 ，V2O ，碱金属和碱土金属氧化 物、残碳等形式存在．热注炉烟垢化学分析结果见表 1，从表 1可以看出SiO ，S，V，Na，K的质量分数较高． 收稿 日期：2004—03—16；审稿人：马春曦 ；编辑 ：曾湘华 作者简介：崔爱蕾 (1961一)，女，讲师 ，现从事应用化学方面的研究 维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 28卷 2004年 1．3 稠油热注炉烟垢形成机理 表 1 热注炉烟垢化学