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原油储罐清洗技术述评

2019-10-25 14:34:13浏览:14 来源:清洗联盟   

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原油储罐清洗技术述评

原油储罐经使用一段时间后,原油中的少量机 械杂质、沙粒、泥土、金属盐类以及石蜡和沥青质等 组分会沉积在罐底和罐壁上,使储油罐有效容量减 少,影响储油罐的效率,影响油料的清洁度,并引起 油罐腐蚀,因此原油储油罐要定期清除罐内凝结物 和淤渣。一般而言,在新建油罐装油前; 在运储罐换 装不同种类原油,而原储油对新换装油的质量有影 响时; 需对油罐进行修焊或除锈涂装时,均应冲洗油 罐。装油时间长,油罐腾空后发现较脏时,也需要对 油罐进行清洗。 另外,安全生产也要求油品储罐定期进行检查, 德国要求原油储罐每隔 5 年必须检修一次,我国 石油石化行业规定,原油储罐间隔 5 ~ 6 年应清洗检 修。

1 国外常用的油罐清洗技术 国外对油罐清洗技术的研究大约在 20 世纪 60 年代初就已开始,至今已有几十种清洗方法,大致可分为化学清洗与机械清洗两大类。

1. 1 化学清洗法 化学清洗技术已经从过去使用油基分散剂系统 发展为使用水基化学品系统,回收干净油技术。水 基化学品系统中的水用来在整个油罐中传热。水中 的化学品有两方面的作用。一是渗透过油泥层到达 干净的金属表面。具体清洗步骤为: 把储罐中原油 用泵抽到尽可能低的液位; 加入水和化学物品,使油 泥被清洗液覆盖; 加入稀释剂用作回收烃类的溶剂; 把罐内物质加热到 66℃ ; 将得到的烃类物质直接泵 入储油装置; 将废水排放到隔油池,使油泥中的固体 与油分离而留在罐底。二是吸收干净的烃类将油基 溶解,并分散,形成稳定的溶液。 这种方法的优点是废渣最少,可回收油品,适于 清洗一些结构复杂的设备,减少洗罐所需人力和物 力。该方法不足之处是化学清洗对处理条件( 温度、 流速、时间和浓度) 要求较严,处理不当达不到理想 的清洗效果。严重失误时,甚至会发生清洗事故( 如 腐蚀穿孔) 。同时,清洗过程产生的废液处理难度 大。

1. 2 机械清洗法

1. 2. 1 高压射流清洗

目前高压射流清洗装置有很多种。其工作原理 大同小异,都为由液压泵输送 0. 2 ~ 2. 5MPa 压力的 水或化学清洗剂溶液,经管道输送进射流器,从喷嘴 高速射出,把压力尽可能地转化射流的出口速度,形 成锥形射流,冲击容器表面,产生冲刷力。喷头在射 流的反作用力作用下旋转; 喷头旋转的同时,带动传 动机构,不断变化清洗面,即可达清洗整个容器内表 面的目的。 该清洗设备的核心部件为喷头。目前,喷头有 设计成单头、双头、三头甚至还有四头的,从掌握的 资料看,单头一般用于定向清洗,而多头都为全方位 清洗,有的高压射流装置上的喷头可以互换。这类 装置的优点是结构简单、操作方便。故高压射流清 洗对易清洗的表面是一种省时、省力的清洗方法,效 果较为理想。其不足之处为能耗大,废液处理量大、 难度大; 由于清洗距离不等,存在一些难洗区; 同时, 清洗器具安装搬运不便。

1. 2. 2 油罐清扫机

这种装置的动力源为气压或液压,通过传动机 构驱动清洗机沿罐壁或罐底动作。装置上装有清除 机构( 如刀具、吸盘、板刷等) ,可将容器内表面的附 着物除去。如日本新泓等 4 公司于 1984 年共同研 制成功的罐底清洗机,以及由日立公司研制的天井 式全方位油罐清洗机就属此类产品。罐底清洗机 通过气压驱动行走。整机既能遥控也能人工操作, 通过装在清罐机上的螺旋式清除装置铲除罐底淤 泥,通过软管泵出罐外。为了安全和减轻重量,机体 采用非铁金属材料制成,机身为组装式,可分为 7 部 分,经由直径为 60cm 的人孔搬入罐内,约需 15min 即可组装完。 这类装置清洗作业效能高,作业安全可靠,油罐 内壁附着物清洗得干净; 与人工清洗相比,大大缩短 了清洗时间,减少了劳动强度和经费; 缺点为结构设 计复杂,单机生产成本较高,搬运不便,需人进罐组 装。

1. 2. 3 喷丸清洗

这种方法是以压缩空气为动力源,将磨料以一 定速度从喷嘴喷出,撞击清洗表面,通过冲击力和切 削力来去除清洗表面的污物和锈块。这种清洗机结 构简单,投资少、机动性好、操作方便、清洗效果不受 环境的制约; 不足之处为能耗大、易造成清洗表面的 损伤、清洗不均匀、作业安全性低、不适于危险场所 作业。目前,国外很少用此方法来清理油罐,一般只 用于钢材表面除锈以及管道的清理。

1. 2. 4 浸没式喷射清罐器 这类清罐器一般安装在油罐底或进油口,利用 油罐进油或打循环时的流体自身能量使油品从喷嘴 喷出,使油品横向冲刷罐底,使罐底淤渣重新悬浮起 来,再通过向罐外输油,淤渣与油品一起输出,达到 清洗油罐罐底的目的。国外在原油罐上一般都安 装此类设备。这种装置的优点是结构简单、成本底、 使用方便、清洗频率高,不足之处为冲刷力小,清洗 效果不理想。另外,由于清洗下来的淤渣仍滞留在 油品中,造成二次污染,所以不适于成品油罐的清 洗。

1. 2. 5 声波清洗 这种清洗原理是利用声波传输器发出声波,通 过波导体与淤渣产生共振和清洗力,使淤渣从表面 上消除,达到清洗的目的。目前,用这项技术清洗油 罐在一些发达国家也只是进行了初步尝试。例如, 美国一家公司研制了一种声波清洗油罐装置。但从 掌握的国外资料来看,该技术还有待完善,目前还 没有看到有关这项技术工业应用的报道。 随着工业生产自动化水平的提高,油罐清洗技 术得到了不断完善和进化,表现在以加强清洗防爆 安全为宗旨的氮气保护技术的利用。油罐清洗技术 发展到现在,已经有专业的油罐清洗公司在世界上 产生,如: 泰福德( Toftejorg) 技术公司在油罐清洗领 域处于世界领先地位; 日本大凤工业株式会社研 制的 COW 清洗系统在东南亚、欧洲、中东等地区的 陆上原油储罐清洗方面得到广泛应用。

2 国内常用的油罐清洗技术

2. 1 人工清洗法 目前国内采用的清罐方法主要是人工清洗。清 洗方式为先用蒸汽对罐加热,并在罐外挖一个储油 坑,然后清洗人员进入罐内,用工具向罐外*****进行 清罐。人工清罐存在着劳动强度大、施工周期长、安 全性差、原油回收率低、污染环境等问题。

2. 2 机械清洗法 该清洗工艺是利用喷射清洗机将清洗介质在一 定温度、压力和流量下,喷射到待清洗的罐体表面, 除去表面凝结物和淤渣,并对其进行处理和回收的 一种工艺方法。其清洗介质是原油或同种油。根据 施工要求和现场状况,在用原油清洗过罐体后,还要 用热水和柴油作为清洗介质来清洗。因原油中含有 的轻质组分即溶剂成分,加速了油分沉积物中的凝 结物和淤渣的解体,经破碎后的淤渣与清洗油混合、 溶解、扩散,最终被抽汲回收。机械清洗工艺是一种 安全、环保、高效的清罐方法。

2. 2. 1 高压射流清洗 据了解,除 20 世纪 70 年代由铁道部科学院研 制的,用于清洗铁路槽车的 ZS - 1 型自动洗罐器外, 国内还有一二家研制过此类高压射流清洗器。其工 作原理与国外同类产品类同,有的也可以用来清洗 油罐,但是结构复杂,与国外同类产品相比,效能较 低、清洗时间长。同时,由于清洗距离短,产品的冲 刷力不够,存在难洗区,清洗效果不理想,以及整个 系统安装不便等缺点,导致这项技术在油罐清洗方 面一直未能推广使用。

2. 2. 2 喷丸清洗

在国内,喷丸清洗机有专门的厂家生产,其工作 原理、结构与国外类似。由于时常出现空喷,造成压 缩空气和磨料的浪费,同时清洗效果不好,搬运安装 不便,损伤清洗表面以及难以保障作业安全,所以国 内也很少用这种办法清洗油罐,一般也都只用于金 属表面的除锈。

2. 2. 3 浸没式喷射清罐器

我国近几年为定期清扫原油罐底,已从国外进 口了一些这类清罐器,安装在一些石油部门的油罐 上。从一段时间的使用来看,情况良好,取得了较大 的经济效益。不足之处是,如出现卡滞现象,则需要 清罐后才能修理,而且由于清洗出来的污染物仍滞 留在油品中,不宜用于储存成品油的油罐清洗。

3 结束语 随着我国大型原油罐的大量建设和油气储运生 产对清洗时间缩短的要求,储罐人工清洗因为清洗 时间长和操作工进罐作业对人员健康的影响,以及 石油石化行业法规的健全,已不符合客观要求。利 用机械清洗工艺清洗储油罐,施工周期短,能全天候 作业,方便快捷且安全环保。我国石油石化行业自 动化水平已大大提高,借鉴国外成熟先进的自动清 洗技术,开发我国具有模块化、自动化、便捷化和设 备国产化的油罐自动清洗技术成为必然趋势,同时 也具有非常广泛的开发前景。


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