CN106434030A - 一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂 - Google Patents

一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂。该清洗药剂包括液相：非离子表面活性剂5‑8份、促进剂1‑2份、十二烷基二甲基苄基氯化铵4‑8份、渗透剂JFC 1.5‑2.5份；固相：氢氧化钠5‑10份、碳酸钠10‑15份、硫化钠3‑5份、五水偏硅酸钠15‑20份。该清洗药剂主要采用无机物，能够在较低的使用温度下高效溶解清洗高含硫气田集输***内粘稠含硫堵塞物。本发明的清洗药剂主要成分采用了无机物，其他助剂也均为水溶性无毒无害不挥发的物质，同时对设备材质和密封件材质的腐蚀性均控制在了国家相关标准范围之内，可安全用于现场施工。

Description

一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂
技术领域
本发明涉及一种气田集输***内的清洗药剂，更具体地说，本发明涉及一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂。
背景技术
高含硫气田在采气过程中会伴随有大量地层反排物、单质硫、井口添加剂、缓蚀剂等物质在地面集输***内沉积，形成一种粘稠含硫垢质。这些垢质在各型分离设备和工艺管线内大量沉积，导致设备容积减小、管线堵塞、设备本体材质腐蚀，极大地影响了气田集输***的正常运行，为清除集输***内的积垢风险，需定期对集输***进行清洗作业。但由于施工现场为高含H2S的特殊环境，在清洗施工作业中不允许出现H2S溢散、泄漏，要求全程密闭；同时，对于高含硫气田集输***而言，涉硫设备、管道的打开程序复杂，打开前涉及：隔离、吹扫、除臭钝化、置换等步骤，封闭时还需进行试压试漏，整个打开过程中涉及大量高安全风险的作业内容，这些作业内容会极大地影响集气站或整个集输***的正常运行，若打开对象为***内的关键设备就必须将集输***部分关停。
目前国内外对于高含硫气田集输***内垢质堵塞的主要有以下几种措施：
一是采用人工清理的方式，打开设备或拆除管线后施工人员进入设备内部利用人力将设备内沉积的粘稠的含硫垢质清理出。
二是碱洗，利用NaOH或Na2CO3等强碱性化学品配制5-15wt.%的碱液对涉硫设备进行冲洗。
三是常规溶硫剂清洗，利用溶硫剂进行化学清洗。
但上述三项措施存在以下问题：
1、人工清理施工前需要将设备打开，安全隐患极大，同时在进行打开作业时集气站通常需要停产配合，影响集气站的正常运行。
2、碱液对高含硫气田集输***内垢质针对性很差，仅能对垢质中极少组成部分作用。
3、常规溶硫剂大多是有机溶剂组成，如CS2、CCl4、多胺、醇胺等，这些有机溶剂均属于有毒有害品，部分属于易燃易爆品，同时常规溶硫剂仅能对积垢中的单质硫作用，无法适应集输***内沉积的复杂组分垢质，清洗效果不佳。
国家知识产权局于2015.09.16公开了一件公开号为CN104907292A，名称为“一种高含硫气田集气站冲砂清洗工艺”的发明，该发明提供了一种高含硫气田集气站冲砂清洗工艺，该工艺使用冲砂撬装在不停产的情况下对集气站中设备进行冲砂清洗，首先使原有管路中的流体通过旁通装置流入下游设备，关闭待清洗设备，再对待清洗设备进行钝化、清洗剂清洗、清水冲洗等操作，最后调节流体至原有设备中流动，拆卸冲砂撬装，完成清洗工作，本发明提供的清洗工艺，操作简便快捷，无需使用吊装，清洗时设备及人员的安全性高，在清洗过程中使用的药剂及水能够循环使用，节约资源。
在上述文献中，公开了清洗剂由包括以下重量配比的组分：溶硫剂5-10份、分散剂3-15份、络合剂1-18份。进一步的，还公开了溶硫剂、分散剂以及络合剂的组成、配比。
上述现有的溶硫剂或者类似的溶硫剂主要成分为水溶性的有机胺或硫醇、硫醚类物质，这些物质具有难闻的臭味，毒性较强，而且挥发性较强，在施工过程和后续的残液处理过程中易对环境和操作人员身体造成危害，有些已经是禁止使用的。这些物质挥发的气相是易燃易爆的，给施工和残液处理都会带来严重的安全隐患。另外，这些物质对设备密封件尤其是橡胶类密封件有较强的溶胀作用造成密封件损坏。
另外，还有以下两篇文献：
1、《高含硫气田溶硫剂的研究与应用》，《石油与天然气化工》2012年第41卷第一期；该文献公开了溶硫剂DMDS（二甲基二硫，不溶于水，有恶臭，易燃）或DMDS/MAT=100:3.5；
2、《高含硫气田集气站检维修技术》，《科技创新导报》2015年No.28；该文献公开了溶硫剂DMDS（二甲基二硫，不溶于水，有恶臭，易燃）。
上述文献中的二甲基二硫不溶于水，无法清洗水相的清洗对象。二甲基二硫还有恶臭，而且是一级易燃液体，这些特性均无法用于现场安全施工。
发明内容
本发明旨在解决现有用于高含硫气田集输***的清洗药剂或者溶硫剂存在的有毒害，易燃易爆，使用温度较高，只能对单质硫作用，无法适应集输***内沉积的复杂组分垢质，清洗效果不佳的问题，提供一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂。该清洗药剂主要采用无机物，能够在较低的使用温度下高效溶解清洗高含硫气田集输***内粘稠含硫堵塞物。
为了实现上述发明目的，其具体的技术方案如下：
一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂，其特征在于：包括以下按照重量份数计的原料：
液相：
非离子表面活性剂 5-8份
促进剂 1-2份
十二烷基二甲基苄基氯化铵 4-8份
渗透剂JFC 1.5-2.5份；
固相：
氢氧化钠 5-10份
碳酸钠 10-15份
硫化钠 3-5份
五水偏硅酸钠 15-20份。
本发明所述的非离子表面活性剂为除了渗透剂JFC以外的常规非离子表面活性剂，优选的为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯或脂肪酸甲酯乙氧基化物。
本发明所述的促进剂为本领域常规促进剂即可，优选的为脂肪胺类促进剂（如三乙醇胺等）。
本发明所述的渗透剂JFC即脂肪醇聚氧乙烯醚。
一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂，其特征在于：所述的清洗药剂的使用方法包括以下步骤：
A、将清洗药剂按照配比配制成水溶液，得到清洗液待用；
B、待施工对象切换流程、隔离、吹扫，连接临时流程；
C、将配置好的步骤A中的清洗液加注到施工的设备或管线内，进行浸泡；
D、利用机泵对加注的清洗液进行循环，每隔一段时间取样化验废液中的硫化物含量、SS、油含量等内容判定清洗作业终点；
E、排出清洗液，加注少量清水替换设备、管线内的清洗液残液；
F、拆除临时流程，恢复设备生产流程，清洗完成。
本发明在步骤A中，所述水溶液为10-20wt.%的水溶液。
本发明在步骤C中，所述浸泡的时间为6-8h。
本发明在步骤D中，所述循环的时间为4-6h。
本发明在步骤D中，所述每隔一段时间为每隔1h。
本发明带来的有益技术效果：
1、本发明解决了现有用于高含硫气田集输***的清洗药剂或者溶硫剂存在的有毒害，易燃易爆，使用温度较高，只能对单质硫作用，无法适应集输***内沉积的复杂组分垢质，清洗效果不佳的问题，提供一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂。该清洗药剂主要采用无机物，能够在较低的使用温度下高效溶解清洗高含硫气田集输***内粘稠含硫堵塞物。本发明的清洗药剂主要成分采用了无机物，其他助剂也均为水溶性无毒无害不挥发的物质，同时对设备材质和密封件材质的腐蚀性均控制在了国家相关标准范围之内，可安全用于现场施工。
2、本发明提供的清洗药剂的使用方法，即清洗工艺过程无需打开设备，避免了打开设备所需的繁琐程序和安全隐患；因为在高含硫气田，涉硫压力容器在运行时其中含有高浓度的剧毒硫化氢，如打开设备则必须先将其中的置换干净，这需要一个繁琐的程序。还避免了有可能发生硫化氢泄漏污染环境和致人伤亡的危险。整个作业过程中实现了全***密闭，防止了有害气体的溢出。
3、本发明通过向高含硫气田集输***内加注特定的清洗药剂，通过一定时间的浸泡、循环，可将集输***内的沉积的粘稠含硫垢质清洗出集输***外，解决集输***被垢质堵塞、腐蚀的问题。本发明能够不停产作业，不影响集输***正常运行；污水产量大幅度减少，污水平均产量约占设备有效容积的1/3-1/2；安全风险低，不用打开作业；劳动强度低，投入设备少，减少了大型作业的作业风险；对高含硫气田集输***内积垢的适应性强，可在较长的时间段内保障集输***的正常运行。
4、本发明主要应用于高含硫气田或其他涉及高含硫环境的设备、管道的检维修、日常维护、清洗解堵作业等领域。目前高含硫气田集输***普遍存在内部积垢严重的问题，随着这些垢质的沉积，集输***频繁堵塞的问题也日益突出，造成设备憋压、仪表失灵、材料腐蚀等危害，给设备安全带来了极大地安全隐患。利用这种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂可有效的解决积垢带来的各项问题，其应用前景广阔。
具体实施方式
实施例1
一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂，包括以下按照重量份数计的原料：
液相：
非离子表面活性剂 5份
促进剂 1份
十二烷基二甲基苄基氯化铵 4份
渗透剂JFC 1.5份；
固相：
氢氧化钠 5份
碳酸钠 10份
硫化钠 3份
五水偏硅酸钠 15份。
实施例2
一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂，包括以下按照重量份数计的原料：
液相：
非离子表面活性剂 8份
促进剂 2份
十二烷基二甲基苄基氯化铵 8份
渗透剂JFC 2.5份；
固相：
氢氧化钠 10份
碳酸钠 15份
硫化钠 5份
五水偏硅酸钠 20份。
实施例3
一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂，包括以下按照重量份数计的原料：
液相：
非离子表面活性剂 6.5份
促进剂 1.5份
十二烷基二甲基苄基氯化铵 6份
渗透剂JFC 2份；
固相：
氢氧化钠 7.5份
碳酸钠 12.5份
硫化钠 4份
五水偏硅酸钠 17.5份。
实施例4
一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂，包括以下按照重量份数计的原料：
液相：
非离子表面活性剂 6份
促进剂 1.2份
十二烷基二甲基苄基氯化铵 7份
渗透剂JFC 1.8份；
固相：
氢氧化钠 8份
碳酸钠 13份
硫化钠 3.5份
五水偏硅酸钠 19份。
实施例5
在实施例1-4的基础上：
优选的，所述的非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯或脂肪酸甲酯乙氧基化物。
优选的，所述的促进剂为脂肪胺类促进剂。
实施例6
在实施例1-4的基础上：
所述的清洗药剂的使用方法包括以下步骤：
A、将清洗药剂按照配比配制成水溶液，得到清洗液待用；
B、待施工对象切换流程、隔离、吹扫，连接临时流程；
C、将配置好的步骤A中的清洗液加注到施工的设备或管线内，进行浸泡；
D、利用机泵对加注的清洗液进行循环，每隔一段时间取样化验废液中的硫化物含量、SS、油含量等内容判定清洗作业终点；
E、排出清洗液，加注少量清水替换设备、管线内的清洗液残液；
F、拆除临时流程，恢复设备生产流程，清洗完成。
实施例7
在实施例6的基础上：
优选的，在步骤A中，所述水溶液为10wt.%的水溶液。
优选的，在步骤C中，所述浸泡的时间为6h。
优选的，在步骤D中，所述循环的时间为4h。
优选的或者更进一步的，在步骤D中，所述每隔一段时间为每隔1h。
实施例8
在实施例6的基础上：
优选的，在步骤A中，所述水溶液为20wt.%的水溶液。
优选的，在步骤C中，所述浸泡的时间为8h。
优选的，在步骤D中，所述循环的时间为6h。
优选的或者更进一步的，在步骤D中，所述每隔一段时间为每隔1h。
实施例9
在实施例6的基础上：
优选的，在步骤A中，所述水溶液为15wt.%的水溶液。
优选的，在步骤C中，所述浸泡的时间为7h。
优选的，在步骤D中，所述循环的时间为5h。
优选的或者更进一步的，在步骤D中，所述每隔一段时间为每隔1h。
实施例10
在实施例6的基础上：
优选的，在步骤A中，所述水溶液为12wt.%的水溶液。
优选的，在步骤C中，所述浸泡的时间为7.5h。
优选的，在步骤D中，所述循环的时间为4.5h。
优选的或者更进一步的，在步骤D中，所述每隔一段时间为每隔1h。
实施例11
在实际清洗中，采用实施例1-4的清洗药剂，实验性能评价如下：
实施例12
在实际清洗中，采用实施例1-4的清洗药剂，现场应用效果如下：
元坝气田集气总站、YB29集气站污水缓冲罐多次使用该清洗药剂进行清洗，根据元坝气田生产运行情况不同，清洗施工后可保障其正常运行2-4个月；常规药剂仅可维持其1个月的正常运行，在生产高峰时，常规清洗剂甚至无法对设备内积垢进行有效疏通；
元坝气田YB103H集气站多相流计量分离器、生产分离器、火炬分液罐于2016年1月使用该清洗药剂进行了清洗施工，至2016年6月未出现严重堵塞现象，有效的保障了YB103H集气站的较长时间正常运行。

Claims (8)

1.一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂，其特征在于：包括以下按照重量份数计的原料：
液相：
非离子表面活性剂 5-8份
促进剂 1-2份
十二烷基二甲基苄基氯化铵 4-8份
渗透剂JFC 1.5-2.5份；
固相：
氢氧化钠 5-10份
碳酸钠 10-15份
硫化钠 3-5份
五水偏硅酸钠 15-20份。
2.根据权利要求1所述的一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂，其特征在于：所述的非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯或脂肪酸甲酯乙氧基化物。
3.根据权利要求1所述的一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂，其特征在于：所述的促进剂为脂肪胺类促进剂。
4.根据权利要求1所述的一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂，其特征在于：所述的清洗药剂的使用方法包括以下步骤：
A、将清洗药剂按照配比配制成水溶液，得到清洗液待用；
B、待施工对象切换流程、隔离、吹扫，连接临时流程；
C、将配置好的步骤A中的清洗液加注到施工的设备或管线内，进行浸泡；
D、利用机泵对加注的清洗液进行循环，每隔一段时间取样化验废液判定清洗作业终点；
E、排出清洗液，加注少量清水替换设备、管线内的清洗液残液；
F、拆除临时流程，恢复设备生产流程，清洗完成。
5.根据权利要求4所述的一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂，其特征在于：在步骤A中，所述水溶液为10-20wt.%的水溶液。
6.根据权利要求4所述的一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂，其特征在于：在步骤C中，所述浸泡的时间为6-8h。
7.根据权利要求4所述的一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂，其特征在于：在步骤D中，所述循环的时间为4-6h。
8.根据权利要求4或7所述的一种适用于高含硫气田集输***内粘稠含硫垢质的清洗药剂，其特征在于：在步骤D中，所述每隔一段时间为每隔1h。
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