原油储罐机械化清洗技术的应用

原油储罐机械化清洗技术的应用

摘要:分析了国内原油储罐清洗工艺现状,详细介绍了原油储罐机械化清洗技术及应用,从安全、环保、效益几方面对应用效果做了客观分析,阐述了机械化清洗技术的科学性和优越性。

关键词:原油储罐清洗

为保证油品质量及设备检修要求,油罐在使用一段时间后需要进行清洗。资料表明[1],油罐底部油泥含有苯系物、酚类、蒽、芘等恶臭有毒物质,其中可回收的有机物(油)含量高达98%。传统的油罐清洗工艺采用人工进罐清洗作业存在较大安全隐患,特别是原油、重油罐清洗中,大量沉积在罐底的油、水、无机杂质的混合物无回收处理,既造成石油资源的极大浪费,又导致严重的环境污染。

2003年3月,中国石油化工股份公司洛阳分公司委托华东管道工程有限公司,采用油罐自动化清洗技术对2台5万m3原油罐进行了清洗,取得了良好效果。

1、国内原油罐清洗工艺现状

1.1 原始的油罐清洗工艺

最早的清洗工艺是在稍高储存温度条件下,用泵将罐内油品抽至较低液位,油罐进出口加盲板隔离后交厂外当地施工单位。油罐开孔(人孔、透光孔、清扫孔)通风后,作业人员进罐将罐底污油用推板推至罐外,流入集油坑,油品在集油坑加温后用污水泵装入槽车外运。最后用锯末将罐底油污擦拭干净。

1.2 改进的油罐清洗工艺

由于原始的原油罐清洗工艺损耗较大,各个企业采用多种有效措施对罐底油进行回收,其中油罐注水清洗工艺安全有效,值得借鉴。

油罐注水清洗工艺是将油罐液位降至较低后,向罐内注入一定量的水,使罐内液体浸没油罐加热器,将罐内液体加温至较高温度(高于储存温度10度左右),保持一段时间,使罐底粘度和密度较大的可回收油品与底部泥沙、锈渣等杂物充分分离,漂浮在水面上(同时,温度较高的水可溶解油类中夹杂的无机盐类)。然后开泵将罐内油、水尽量抽至较低液位。为了进一步回收罐内油品,将收料油罐内的水缓慢压入清洗油罐利用,加温度倒出,如此重复1～2次。最后将清洗罐内底部水放出,油罐加盲板隔离,再由施工单位进入清洗。油罐注水清洗工艺油品回收率较高,注水反复清洗后,水上浮油仅剩几毫米厚,显著降低了油品的清罐损耗。其缺点是耗水量大,污水外排量大。

1.3 罐底油泥离心分离技术

油泥分离系统成套机械化装置原理为:人工清罐将罐底油泥推流至集油池,用螺杆泵送至粗分罐进行加热、旋流粗分。粗分出的油回收或进入蝶片离心机进一步提纯回收,粗分出泥进卧螺机离心分离。卧螺机出液进蝶片离心机进行油水分离,出水外排污水管网,出油回收。卧螺机出泥与蝶片机出泥外排。该装置适用原油、重油罐的罐底油处理,油品回收率高,降低了罐底有害物对环境的污染。

2、机械化油罐清洗技术简介

2.1原油储罐机械化清洗原理

COW(CRUDEOILWASHINGSYSTEM)机械化清罐设备是黄岛油库引进日本大凤工业株式会社的大型原油储罐清洗设备,该设备采用“同种类油品、全封闭、机械自动循环”的物理清洗技术,临时敷设管道,将清洗装置COW与待清洗油罐及供给清洁原油的在用油罐连接在一起,用设置在待清洗油罐浮顶上的清洗喷嘴,喷射在用油罐所供给的清洗油来溶解油渣,用抽取系统抽取溶解的淤渣,过滤后再将其送回在用油罐中;同种油清洗完成之后,再用温水进行循环清洗,通过这种清洗,油罐内油份基本上被除掉,从而使油罐清扫更容易进行。

2.2施工执行标准

(1)Q/SHGD0030-2000《工业动火管理规程》;

(2)Q/GD0205-1997《立式圆筒形钢制焊接原油罐修理规程》;

(3)GBJ128-90《立式圆筒形钢制焊接原油储罐施工及验收规程》;

(4)Q/HD0036-1996《立式圆筒形钢制焊接原油罐修理工程验收技术标准》。

3、机械化清洗技术在生产中的应用

洛阳分公司根据集团公司《关于尽快推广应用大型机械清洗原油储罐》文件要求,结合本企业实际,考虑到以往人工清罐存在石油资源不能得到充分利用、清罐作业环境差、罐底油污外运易造成二次污染、清洗时间长等弊端,决定采用COWS机械化清罐设备对2台5万m3原油罐进行清洗。

3.1清洗步骤

(1)将油罐内油品用泵抽至较低液位;

(2)安装机械化清洗设备。清洗设备就位后,敷设临时管道,在浮船支柱的位置安装旋转喷嘴AM70(喷嘴数量约占浮顶支柱数的20%,喷嘴有效喷射半径为13m),单罐设备安装约需5天;

(3) 向罐内注入惰性气体氮气(N2)进行保护,油罐内气体空间的氧气浓度控制指标为保持在8%(体织百分比)以下;

(4)从罐的脱水阀将大部分原油抽回到在用油罐,再从在用油罐抽取清洗油,经高压清洗泵,通过旋转喷嘴冲洗罐底,将罐底粘稠混合物击碎、溶解(喷嘴压力控制在0.5MPa左右);

(5)从罐的脱水阀、人孔等处接清底抽出口,将从喷嘴打进罐内的原油及溶解物抽出,过滤后用回收管路抽真空系统抽回在用油罐;抽油及油洗过程约需4～6天;

(6)罐底油基本抽完后,经过喷嘴系统,用70～80℃的热水(用蒸汽换热得到)对油罐进行全方位的清洗,溶解可溶物质,再经固液分离、油水分离,将过滤后的油品用隔膜泵全部回收,水洗过程约3天。

(7)将罐内水放出,开人孔、透光孔通风。

(8)罐内氧含量分析合格后,人工进罐清出罐底残渣。

(9) 经检查油罐清洗合格,清洗设备撤离罐区。

3.2效果评价

3.2.1工期短提高了设备利用率

由于使用机械自动化清洗方法效率高、工效稳定,可以精确掌握清罐日期。该作业24小时连续运转,不会因作业人员疲劳而造成工程延迟,而且作业人员少,易于控制管理,清洗2台油罐加上设备拆安装仅30天(表1),而以往清洗一个5万m3原油罐需50天的时间,大大缩短了清罐时间,为油罐检修争取了时间,缩短了设备停机时间。

3.2.2回收油品充分

原油罐内的沉积物通常由无机沉积物和有机沉积物组成,无机物主要为铁锈、泥沙等,仅占很少一部分,有机物占80%～98%,通过采取同种类油品相溶回收绝大多数的有机物,充分回收石油资源,显著降低油品清罐损耗。本次油罐清洗,底油基本全部回收,其中G1601罐回收油品1048.532t,清出固渣7t;G1602罐回收油品1114.311t,清出固渣4t。

3.2.3安全可靠

在施工过程中,车间抽调了一名责任心强的现场监护人员,严格要求作业人员遵守罐区各项管理规定,施工严格按已定的施工计划进行。油罐清洗前严格按技术要求进行惰性气体(N2)保护,通过气体浓度监测仪监测,将罐内气体空间的氧气浓度控制在8%(体积百分比),从而使整个清洗过程中完全消除了静电可能产生的不利影响。

机械化清洗作业是全封闭作业,油罐清洗完后,在含氧分析、爆炸气分析均已合格的条件下油罐进入清渣,符合集团公司进入容器作业的安全要求,油罐清洗过程中作业人员不接触有毒有害环境,保证了作业人员的人身安全。

4、效益分析

4.1经济效益

本次油罐清洗,两台5万m3油罐共回收油品2162.843t,单罐清洗费用45万元(包括各种能耗)。减少效益流失256万元。G1604罐与G1601罐同年建成投用,G1604罐2002年采用注水清洗工艺进行清洗,回收油品近800t,两罐清罐消耗及费用情况。

4.2环保效益

本次油罐清洗,罐底油品全部回收,仅留下少量无机残渣,不会对罐区及当地环境造成破坏。清罐过程中的用水经油水分离系统分离后循环使用,两台罐仅消耗回用污水180t,而以往清罐前需对罐内注入消防用新鲜水漂去罐内存油,每台5万m3原油罐注水在1000～2000t,需消耗大量蒸汽进行加热。以往人工清洗时,罐区需挖坑集油,外运油泥填埋处理,严重污染周围环境。采用COWS清罐,在降低了污水排放量的同时,杜绝了对周边环境的污染。

5、结束语

COWS机械化清罐具有比人工清洗效果好、效率高、工期短等优点,油品回收充分,消除了人工清洗存在的安全隐患,避免了油污处理对周围环境的污染,综合效益显著,值得推广。