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原油储罐机械清洗技术
摘要:原油中含有少量的泥砂、水分等杂质,这些杂质沉积在储油罐的底部和附件上,使储油罐的有效容积减少,同时会对罐底板和罐壁板产生腐蚀,造成原油泄漏,存在重大安全隐患。为了保护罐体、减少能源浪费、防止安全事故的发生,根据规定必须定期对储油罐进行清洗。目前我国绝大部分石化企业采用人工方式清洗储油罐,而用储油罐机械清洗技术对储油罐进行清洗,可以减少清洗的周期,能保证清洗的质量,还能够节约成本、保护环境、减少事故的发生,储油罐机械清洗较人工清洗具有显著的优势。
0、引言
在外浮顶储油罐的清洗中,可用机械清洗技术对储油罐进行清洗。储油罐机械清洗技术是将被清洗罐底部流动性较好的油品移送至接收油罐内,将清洗油供给罐中的油品经加温、加压后利用清洗机的喷射作用,溶解被清洗罐内剩余的粘稠原油,再将清洗过后回收的油品经三相分离装置处理后移送至回收罐内,最后用温水对储油罐内各部位进行循环清洗,直至达到清洗预期效果。
1、原油储罐机械清洗的主要设备
1.1 清洗装置
将清洗用的清洗油和水经加温、加压后输送给清洗机。
1.2 回收装置
在清洗储油罐之前,将储油罐底部流动性较好的油品用隔膜泵移送至回收罐内。
1.3 氧气浓度检测装置
在储油罐的整个清洗过程中,对储油罐内的氧气浓度进行检测,以确保罐内氧气体积分数不超过8%。
1.4 清洗机
安装在储油罐浮顶支柱孔内(安装清洗机时浮顶支柱被拔出)并能够以各种角度运转喷射液体,清洗机安装的数量可根据储油罐的大小确定。
1.5 惰性气体发生装置
将产生的惰性气体输送到被清洗的储油罐内,以降低罐内氧气浓度和可燃气体浓度,防止清洗过程中储油罐发生爆炸。
1.6 油水分离箱
分离出温水清洗后夹杂在污水中的原油,将分离出的原油输送到回收罐内,将分离出的水输送到指定地点集中处理。
1.7 喷射式搅拌器
待被清洗的储油罐底部绝大部分原油移送到回收罐内后,利用喷射式搅拌器对储油罐中粘稠的原油进行搅拌稀释,以利于泥砂的沉淀和原油的回收。
1.8 三相分离装置
待凝固油溶解后,将油品中的泥砂和水分分离出去。
2、原油储罐机械清洗的工艺流程
机械清洗的工艺流程主要有罐内残油的移送,惰性气体的注入,同种油清洗,温水循环清洗,罐内残水、残渣的清理五个步骤,机械清洗的工艺流程。
2.1罐内残油的移送
在利用清洗机对储油罐进行清洗之前,将储油罐中流动性较好的原油移送到回收罐中。但是被清洗储油罐的收发油管线一般不能直接将罐内的油品排净。因此,必须追加原油回收管线将罐内原油全部排出,剩余的原油在回收装置的抽吸作用下经罐底部的人孔、过滤器、回收装置移送到回收罐内。
2.2惰性气体的注入
当被清洗储油罐内原油降低到浮盘以下20cm时,浮盘受浮顶支柱的支撑作用不再下降,此时启动惰性气体发生器,从浮盘上的人孔处注入惰性气体,以降低罐内氧气浓度和可燃气体浓度,防止储油罐发生爆炸。
2.3同种油清洗
当被清洗储油罐内流动性较好的原油基本抽吸完成,且罐内氧气浓度低于8%时,自动启动清洗设备对被清洗储油罐进行清洗。清洗所用的清洗油一般与被清洗罐内的油品相同(即同种油),将清洗油提供给清洗设备,清洗油经加压泵加压到0.4～0.8MPa后输送给热交换器,热交换器再将清洗油加温到40～50℃后提供给清洗机,利用清洗机的射流作用对罐顶板、罐底板、罐壁板和罐内附件的表面进行清洗,将附着在上述罐内设施表面的石油蜡、胶质、沥青质等附着物击碎、剥离、溶解,直至清洗干净并将其排出储油罐。
2.4温水循环清洗
通过同种油的清洗,可除掉储油罐内表面大部分的附着物和难溶物,为了将储油罐彻底清洗干净,还需用热水对储油罐内表面进行清洗。将清洗用的水经清洗设备加温、加压后输送给清洗机,清洗机再对储油罐内表面进行温水扫射清洗,一般用90～100℃的热水对浮盘顶部进行清洗,用20～70℃的温水对罐底板进行清洗,用45～85℃的温水对浮盘下部的罐壁进行清洗。清洗用的水可循环利用,清洗用过的污水通过回收设备移送到油水分离箱内,经油水分离箱分离出来的水再一次经加温、加压后输送给清洗机对储油罐进行清洗,油水分离箱分离出的油经隔膜泵移送到回收罐内。
2.5罐内残水、残渣的清理
温水清洗结束后,打开所有人孔,对罐内进行自然通风。此时罐内还残留有少量的污水,这些污水一般呈棕褐色,且含有大量的乳化油,这种污水要经过处理,并且处理过后水中含油量≤10mg/L时方可排放。污水排放完毕后检测罐内氧气体积浓度≥20%,可燃气体体积浓度≤0.01%,硫化氢浓度为0时,人员方可进入罐内清理残渣。
3、原油储罐机械清洗的安全施工保障措施
a. 实时监测罐内氧气浓度,使罐内形成惰性气体环境,未经允许严禁人员进罐。
b. 严格按照设备操作流程进行作业,运转前对整套装置进行气密性试压,设备运转过程中需派专人对设备进行监护。
c. 特种作业人员必须取得特种作业操作证,在进行高危作业前必须办理相关特种作业工作票,以确保具备足够的安全措施。
d. 临时设置的设备、设施必须固定牢固,恶劣天气禁止作业。
e. 在储油罐的整个清洗过程中必须配备足够的消防设施。
f. 建立作业人员健康管理体制,以保障员工的身体健康。
4、原油储罐机械清洗的优势
采用机械化清洗技术对储油罐进行清洗具有诸多优点:
4.1清洗周期
机械清洗工期短,工期不受储油罐的大小和罐内淤渣量多少的影响,清洗设备24h运转作业;人工清洗储油罐工期长,工期容易受外界环境的影响,作业人数受储油罐大小和淤渣量多少的限制。
4.2清洗质量
机械清洗储油罐能使罐内得到全方位彻底清洗,清洗质量高,清洗后的油品中不含块状杂质;人工清洗时储油罐罐壁、罐顶无法得到全方位的清洗,清洗质量不易保证,清洗后收集的油品中含有大量块状杂质,这些油品难以处理。
4.3安全性
机械清洗采用封闭式清洗,清洗过程中不需要作业人员进入罐内,储油罐内形成的惰性气体空间,可防止火灾、爆炸等事故的发生;人工清洗储油罐时作业人员要直接进入罐内清洗,威胁员工健康,且罐内不存在惰性气体空间,易发生火灾、爆炸等事故[7]。
4.4经济效益
机械清洗储油罐所需费用低,油品几乎能够全部得到回收,回收的油品质量高;人工清洗储油罐所需费用高,油品无法全部回收,回收的油品质量低。
4.5环境保护
机械清洗储油罐采用全封闭式作业,并进行油水、油砂的分离,无含油污水、废气的直接排出,不会污染环境;人工清洗储油罐排放的污水中还有大量的乳化油,整个清洗过程非密闭,大量污水、污油被携带出储油罐,另外还有大量的有毒、有害气体直接排入大气中,污染环境。
5、结语
在使用原油储罐机械清洗技术时要控制好加压泵的压力和清洗水的温度,以保证储油罐的不同部位得到充分有效清洗且不损害罐体。原油储罐的机械清洗,具有工期短、综合效益好、安全、环保等优点。同时也符合石化企业HSE管理体系的要求,必将会得到更多石化企业的接受和认可,其具有广阔的市场应用前景。
