Une installation de production de pétrole lourd in situ au Canada souhaitait augmenter la production de vapeur de ses générateurs de vapeur à passage unique (OTSG) afin d'accroître la production de pétrole sans augmenter la consommation d'eau de l'usine. L'augmentation de la production se traduira par une meilleure qualité de la vapeur (rapport vapeur/eau de chaudière), laquelle augmentera la teneur en matières solides dissoutes totales (TDS) et le pH de l'eau de chaudière de l'OTSG.
On craignait que les OTSG subissent une augmentation de l'entartrage en raison de la présence accrue de TDS dans l'eau de chaudière des OTSG à des qualités de vapeur supérieures.
Pour gérer le risque d'entartrage des OTSG, Veolia a lancé un programme de surveillance des dépôts qui examine les taux de dépôt d'ions dans les chaudières. Ces données ont été utilisées pour contrôler l'efficacité des programmes de traitement chimique utilisés pour les chaudières, comme le montre la figure 2.
Veolia a déterminé que l'utilisation d'un chélateur seul pour le contrôle du tartre ne serait pas efficace à des pH de chaudière et des charges en TDS plus élevés, et a proposé de passer à un nouveau programme axé sur les dispersants. Un nouveau polymère de chaudière conçu par Veolia spécifiquement pour les OTSG a été testé. Solus CL35 est un mélange de chélateur et de terpolymère breveté, qui s'est avéré très efficace pour contrôler l'entartrage par rapport aux normes industrielles.
Figure 1 - Sondes de chaudière traitées avec un seul chélateur (en haut), un homopolymère traditionnel et un chélateur (au milieu), et un terpolymère Solus avec un chélateur (en bas).
Résultat
Les performances du programme ont été vérifiées en surveillant les taux de dépôt d'ions dans les générateurs de vapeur. Les figures 2 et 3 montrent les taux de dépôt d'ions avant et après l'application du produit chimique, ainsi que l'augmentation de la qualité de la vapeur. D'après ce graphique, les taux de dépôt sont restés stables ou ont diminué à mesure que la qualité de la vapeur et la production augmentaient, ce qui indique que le programme atténue l'entartrage dans des conditions de forte contrainte. Les résultats de ces analyses ont concordé avec les données d'inspection lors des arrêts planifiés qui ont suivi.
Ce changement de procédé a permis au client d'exploiter en toute sécurité ses générateurs de vapeur avec une qualité de vapeur supérieure de 85 % par rapport à la moyenne précédente de 74 %, augmentant ainsi la productivité de plus de 10 %. Cela a permis d'augmenter la production de vapeur sans augmenter le débit de la station de traitement des eaux, permettant d'économiser plus de 14 millions de gallons par an d'eau d'appoint.
Figure 2 - Qualité moyenne de la vapeur provenant de générateurs de vapeur à passage unique pendant une évaluation des traitements chimiques internes. La qualité de la vapeur a été améliorée en toute sécurité, ce qui a permis d'augmenter la production de pétrole à partir de l'équipement existant.
Figure 3 - Taux de dépôt de dureté des générateurs de vapeur à passage unique pendant une évaluation du traitement chimique de passivation. Les taux de dépôt se sont améliorés grâce aux changements chimiques et sont restés faibles lorsque la qualité de la vapeur a augmenté, ce qui a permis d'augmenter la production de pétrole en utilisant l'équipement existant.