国内储罐清洗作业及对策

国内储罐清洗作业及对策

摘要:储罐清洗是石化行业一项经常性的作业活动，国内许多储罐依然采用人工清洗的作业形式，分析了人工清洗方式及其清洗过程中存在的主要问题，指出储罐采用自动机械清洗系统的必要性及其综合效益显著、无环境污染等优点;为缩小与国外的差距，建议开发研制机动性、车载式、集成化的油罐清洗系统以清洗各种中、小型的储油罐，其市场前景广阔并有良好的社会效益与经济效益。

关键词:储罐清洗作业

为保证油品质量，目前各国储油罐都有进行定期清洗的规定。油库、加油站为防止油气爆炸事故、保证检修作业安全，也要求清洗储罐及相关工艺管线。储油罐除了按照制度定期要求进行清洗作业以外，在更换油料品种、油罐改造以及相关设备的检修安装之前也要进行相应的清洗活动。目前国内部分单位引进国外机械清洗系统对已经实施机械、自动清洗作业，而对于大部分单位油品储罐还依然沿用传统、落后的人工清洗作业方式。为了确保储罐良好的技术状态，应该尽量采用先进、节能、环保清洗方式对储油罐进行适时清洗。

1、储罐清洗作业现状分析

国内储罐采用的人工清洗作业方式主要存在如下问题:

1.1作业环境恶劣、人员劳动强度大

这种清洗方式需要人员进入封闭的油罐空间内部，人员要配备防护装具包括服装及呼吸设备等进出油罐。在进行露天油罐清洗作业时由于太阳暴晒、通蒸汽、罐口小等原因形成了高温作业环境，罐内作业人员时有中暑、中毒等事故发生;研究表明，采用机械通风及蒸洗法驱除油蒸汽两种情况下的储罐内部，罐内平均气温比罐外分别高3.9℃和14.6℃，人员分别作业超过15min及12min时机体的热量蓄积程度分别超出了人体的耐热上限，并出现烦渴、头晕、心慌等中暑先兆症状[2];人员在作业前数十分钟内出汗量较集中，机体水盐代谢负荷很大，短时间失水造成肾脏的负荷增大;由于人员适应高温通常需要2周左右时间，因此对于初次进行清罐作业人员，应尽可能缩短罐内作业时间，并在规定的作业时间、作业间隔时间内确保人员健康和作业安全。对于大型的储油罐，人工清挖时间长，有时甚至要停用3～4个月。

1.2清罐损耗严重，底油回收综合效益低

清罐损耗主要表现为油品损耗、能源损耗两个方面。原油储罐底油中的沉积物较多，并且富含可回收烃类，由于缺乏烃类回收设施或没有认识到其价值，人工清罐过程中往往将其置入集泥池外运，或将其按落地油折价销售处理，从而使企业蒙受巨大经济损失。成品油储罐的底泥量虽然不多，一般将其收集后进行再处理，如加油站底泥通常装入指定容器交由环保公司处理，从而发生再处理费用。清罐作业发生能源损耗主要包括水、电、气的损耗部分。底油的排放及罐内油蒸汽的驱除有时往往要借助于注水，由于大量注水又附加形成了后续的抽吸过程电力耗费，对于原油储罐必须持续不断地通入蒸汽进行加热，打开人孔后蒸汽还要消耗一部分，并且导致抽吸的液体更多，导致电耗上升。为了使罐内空间达到安全的人员进入条件，注水及蒸汽注入过程人为地增加了油蒸气的挥发，造成了罐区附近大气的污染，同时也增加了发生火灾、爆炸的危险因素。

1.3火灾爆炸危险性增加

人工清罐作业参加人员、动用设备众多，此外作业现场油蒸气四处扩散，清罐作业中多种点火源并存，容易诱发事故。油罐进行人工清洗时不但需要灯具、通讯工具、油气浓度检测仪、通风机等设备，而且还要采用空气呼吸器、防毒面具以及脚手架、安全网、平台踏板等安全防护设施设备。此外清罐作业还涉及到安全、医疗、消防、检修、电工及后勤保障等部门的人员，如果存在设备、工具、着装等不符合要求和工作人员不谨慎等不安全因素，作业场所极易因油蒸气弥漫扩散而遇到点火源等原因而引起火灾爆炸事故。

1.4含油污水、污泥处理问题

随着人们生活质量不断提高及环境意识的不断增强，公众对危险废物影响人体健康和生存环境日益关注，油泥转移和随意处理造成的污染，极易引起厂群*****，干扰企业的正常生产，同时也影响企业形象，危及企业的生存和发展。因此含油污水、污泥的无害化处理是企业维护自身形象、保证企业有序生产、拓展发展空间的需要。由于蒸罐法要加入清水，它不仅增加了油泥总量，同时也相应增加了油泥处理阶段的破乳难度。一般油库不具备完善的油泥处理工艺及相关设备，通常将原油储罐旁集泥井中的油泥用油罐车送外处理。目前也不乏某些企业将难以处理的含油污泥，花钱送交个体小业主处理现象。由于这些个体小业主根本没有有效的污泥无害化处理手段和设施，他们只是将其中有用的部分有机物提取，把残渣随意倾倒或直接填埋，以致污染环境，或造成地下水的严重污染。

2、自动机械清洗系统的应用情况

健康、安全、环境管理(HSE)体系是目前国际石油化工企业普遍推行的先进的一体化管理模式，推行HSE管理体系对于消除和减轻石油化工企业生产过程中存在的风险和危害，保护员工的健康和生命财产安全、维护生态环境，具有特殊重要的意义。根据HSE危害识别和风险评估，清罐作业是一项危险的工作，作业过程存在一系列安全隐患，如爆炸和火灾、硫化氢中毒、过量的烃蒸气和缺氧、放射性、高温作业危害以及其它人身伤害等。国内诸多企业依然采用人工油罐清洗工艺已远远不适应现代工业生产自动化程度的要求，它也不符合国家推行的可持续发展战略要求;此外随着我国庞大的石油储备体系的建立，大型油罐清洗和油泥处理问题也将日益突出，因此采用油罐自动清洗系统就十分必要。目前国内从国外引进的储罐自动清洗系统主要有两套，一种为日本TATHO株式会社开发的TAIHOCOWS和TAIHOTAMS两种清罐系统，前者适用于10000t以上的油罐，后者适用于10000t以下的油罐;另一种为丹麦Toftejory公司的BLABO和MoClean清洗系统，前者适用于原油、重质燃(柴)油等大容积、清洗难度高的油罐，后者适用于清洗存储成品油和石化产品的小型或中型油罐清洗作业。这两种储罐自动清洗系统的共同特点主要有:

2.1清罐前准备工作量少

不需要蒸罐、通风、开人孔等一系列繁琐又耗时的准备工作，整个清罐、油泥处理过程无需人员进入罐内，无恶臭污染，整个清洗过程基本上是机械化作业，大大缩短了清洗时间，减少了工人数量。

2.2安全性高

通过抽取同种类油品，采用专有的液体喷射装置(旋转式喷头)进行物理清洗，实施密闭化清洗作业，清罐前及清洗过程中以惰性气体控制罐内可燃气体浓度，安全有保障。

2.3自动化程度高，油罐清洗工期短

全套清洗、油水分离、油泥处理过程实施自动化操作。黄岛油库5万m3的2#罐采用COW系统清洗作业仅需15天[3]，而人工清洗约50天。采用BLABO系统清洗一座10万m3储罐仅需12～16天[4]，回收的烃类接近100%。

2.4采用模块化设备，安装使用方便

COW清罐系统包括清洗油喷射装置和清洗、回收、处理装置两大部分，不仅适用于浮顶罐清理，同样也适用于拱顶罐清理。BLABO系统包括油泥抽吸、再循环、分离及撇油四个模块。(1)油泥抽吸模块将油泥抽取到再循环模块中，建立起储罐清洗的循环流程，该模块主要包括预过滤器、真空泵和一个离心泵;(2)再循环模块是BLABO清洗工艺的核心模块，其主要作用是对抽出的油泥进行预分离并且给罐顶的清洗喷枪提供清洗所需的压力，为利于系统的分离处理也可在再循环模块中对油泥进行加热处理;(3)分离模块通过水/固体和液体/固体的分离对油品回收可接近于100%;(4)撇油模块主要用于在水清洗时，从循环水中分离油和固体，是油罐清洗的最后一步，该模块包括两个特殊集成的凝聚分离器用于分离油。第一步是固/液分离，下一步是油/水分离。这个模块由四个工艺阶段组成。首先分离出的油被汇集起来，最后被抽到用户管道用于再处理。不含油的水也被分离出来并被重新泵送回喷枪重新用于水清洗。水的再循环利用，较其它水仅使用一次的清洗工艺来说，可极大的节省水的消耗。用于油罐清洗时，BLABO系统的全套清罐、油泥分离模块安置在20英尺的集装箱内，系统可用卡车运输至清洗作业现场，安装时需要吊车协助;其动迁安装所需要的时间和清洗工作需要的模块根据洗罐作业的复杂性和要求有所不同，但通常不超过一周。TAMS及Moclean共同特点是机动性能好，其中TAMS系统使用三辆卡车即可载运，可在任何情况下进行油罐清洗作业;Moclean属于车载式、自供动力、集成化的清洗工艺系统，清洗过程仅由一名操作人员即可完成。

2.5罐底有机物回收率高，综合效益显著

COW清洗工艺可以最大限度地回收沉积物中的油分，一般回收率占总沉积物的98%以上，仅剩2%以下基本不含油的铁锈和泥砂等杂物，其中黄岛油库洗涤时只有0.25%。秦皇岛一座10万m3储罐采用COW清洗时人工处理的残留物(铁锈和泥砂等杂物)只有1t左右，如果采用人工清洗则需处理1600t左右的渣油，从而减少了原油的浪费。人工清洗方法虽然施工费用低，但以人工清洗方式进行处理约占罐容3%～4%的淤渣需折价按渣油销售，采用COW系统清洗虽然施工费用高，但可将淤渣中的油分基本全部回收，按正常的油价销售。一座10万方储罐如果采用人工清洗方法因渣油折价处理将损失80万元[5]，这里还未计及需要支付的人工费用及无法处理的油泥及浪费部分;如果采用机械清洗需要支付施工费用为50万元，这样清洗一个油罐至少节约30万元以上，可见采用自动清洗系统综合效益显著。除了上述广泛采用的自动清洗系统以外，俄罗斯联邦莫斯科市的哈尔金阁娃公司生产的车载式、机动性МКО-1000油罐清洗系统[6]已向用户提供四个系列产品，其主要工艺过程是利用具有高效抗乳化能力的新型工业清洗剂进行储罐油泥中的碳氢化合物分离过程，实现了密闭式油罐清洗作业，水溶液可多次循环利用，从而使水、电量消耗明显减少，清洗剂对油品、储罐基体材料及其涂层无化学作用，能够完全回收储罐底油中的有机物并确保油品质量，不需要配置水溶液净化设备。它可以清洗容积在2万m3以下的油罐，清洗作业仅需三个操作人员即可完成，目前该公司业务已经扩展到哈萨克斯坦、吉尔吉斯、乌兹别克等国家。

3、对中小型油罐清洗作业的建议

我国石化行业的油罐清洗技术与世界先进水平还存在一定差距，许多炼油厂仍然停留在人工清泥洗罐的现实生产阶段，近几年才有一些科研院所在进行试验研究和对国外先进技术的应用研究。镇海炼化公司首先在国内进行了系统化油罐底泥自动清洗技术的国产化探索，采用国产设备配套组装的油罐底泥处理成套装置，已经能从油罐底泥中的油、泥、水得到有效地分离，同时用于自动清洗的喷头技术以及离心机在底泥综合处理中的优化配置研究也在在研制试验中。依托国内管道技术服务公司和专业清洗公司，自动清洗系统目前在国内油田的大型原油储罐上应用越来越多。大庆油田于1998年引进日本的COW机械清罐设备，罐底油的98%以上被回收进入油田储运系统，经济效益显著。丹麦的BLABO系统价格为180万美元，日本COW系统的价格为130万美元，由于这两种系统自身价格、清洗费用较高，面对国内的众多中小型油库、加油站、炼油厂、军用油库储罐依然在沿用人工清洗的现状，有必要自行开发相同处理能力的国产成套系统。成品油储罐由于其容积相对较小，建议联合国内有关科研院所力量开发类似于Moclean系统的车载式、自供动力、集成式的油罐清洗系统，由于其机动性能好，特别适用于小型石油库、加油站等众多成品油储罐的清洗作业，其市场前景十分广阔，同时也会取得良好的社会效益及经济效益。

4、结语

国外油罐的清洗工艺、方法及设备与设备组合已经实现了模块化、自动化、密闭化、专业化和便捷化，国内刚开始使用机械法、化学法和加热法清除油罐底泥技术的研究，油泥处理方面已经考虑了无污染排放，系统化的油罐清洗技术正在探索之中。学习借鉴国际成熟的油罐自动清洗技术，实现整套设备国产化，具有紧迫的现实意义和良好的开发前景。