油罐污泥净化技术的研究现状与展望

油罐污泥净化技术的研究现状与展望

油罐底泥是在储油过程中形成的一种黑色、厚实的胶状物质层。 如果不及时清除，会加速罐底的腐蚀，降低罐体的使用寿命，影响罐内油品的质量和有效容积。 简要分析了油罐底泥的特点、危害、清洗时间和成本，从清洗技术、清洗技术和资源化处理技术等方面总结了国内外油罐底泥处理的现状和发展趋势，阐述了手工清洗、机械清洗和机器人清洗在国内外的应用和研究现状，指出油罐底泥清洗技术将是封闭的、集成的、系统化的、智能化的，污泥处理将是方便的、减少的、无害化的、资源化的。

关键词：油罐清洗

在石油勘探，开采，运输，储存和炼制过程中会产生大量的淤渣。污泥是一个极其复杂的组成的混合物，主要成分为油，水，污泥或类似物，当不小于74um，简称粒径为油砂，当小于74um的颗粒尺寸，称为油污泥。根据不同的病因，地面污泥进入污泥，沉淀池，漏油等地炼油厂含油污泥。目前，含油污泥已被列入“国家危险废物名录”，“国家清洁生产促进法”和“固体废物污染环境防治法”明确规定，必须进行无害化处理和再利用。污泥既生产浪费，而且也是一种宝贵的二次资源。含油污泥通常含有10%〜80%的油成分回污泥的干重与损失，如果这将是一个极大的浪费。据估计，在我国生产石油污泥近300×10T，约60×10吨地沟油资源，含油污泥的污水符合国家标准收费未处理元1000 /吨来计算，石油企业需要密切支付每年30次×10亿元。如何含油污泥科学，高效，环保清洁是目前面临的石油工业面临的主要挑战之一，也是瓶颈一轮石油企业经济的可持续发展。以下评论主要针对沉淀池清洗技术。

1、油罐底泥概述

1.1特性及危害

在油品特别是原油的长期储存过程中，由于密度差，油品中的高熔点蜡、沥青质、胶质和一些杂质，如砂、土、重金属盐等，会随水一起沉淀、积聚在油罐底部，形成一层又黑又厚的胶状物质层，即油罐底泥。油罐底泥含有苯系物、酚类等恶臭有毒物质，非常复杂，不能直接排放。其用量一般可达罐容的1%～2%。罐底油泥一般含水率高、含油量大、有害物质多。其组成大致可分为水、乳化油或吸附油、固体异物、无机盐等，油泥与其他油泥最大的区别在于其烃含量很高。

在储油过程中，随着时间的推移，油罐底部和内壁会附着大量的污垢。 储油罐由于自身的特点，形成了大量的油泥，这必然影响储油罐内的油品质量和储油罐的有效容积。

1.2清洗年限及费用

近年来，储油罐逐渐向大规模发展]，国内最大单罐容量达到15×10‘m3。根据国家油罐清洗规定，大型储罐大修间隔周期为5至7年，必须在大修或更换油品种类前进行清洗，石油石化行业规定的清洗周期为5年..目前，全国加油站总数为8×10°，埋地油罐近40×10°。根据国家规定，埋地油罐每3～5年定期清洗一次..按每座埋地油罐清洗费用2800元计算，油罐清洗周期为4年，每年全国仅加油站油罐清洗费用近2.8×10°元..如果加上大型储油罐的清洗成本，油罐沉淀物的清洗成本是相当可观的，国产油罐的清洗主要采用人工清洗方法，人工操作，清洗成本主要是人工成本吗?

2、罐底油泥处理国内外现状及发展趋势

2.1清洗技术

2.1.1上世纪90年代以来，国外如英国、德国、日本等国家对含油污泥的处理进行了大规模的技术研究和设备开发，并制定了严格的法规。相关技术标准和规范包括：api1631-20010)、api2015-2001、api2016-2001、ANSI/nfpa326等，其中api1631-2001是专门为地下储油罐制定的清洗技术标准，具有较高的参考价值。

国外不容易清除罐内残留的沉积物，采用热示踪、热水洗涤、添加剂和水射流洗涤等方法清洗罐内的混合气体。 采用机械通风、自然通风和蒸汽通风对混合气进行净化。

目前，水射流清洗技术广泛应用于国外[国家，如储油罐内壁、船舶外观和机舱、机场跑道、建筑玻璃外墙、酒店溢出店大堂等。美国、德国等西方发达国家基本采用这一技术，其技术和设备相对先进。许多具有自动化、模块化和专业化特点的自动油罐清洗技术已不同程度地被纳入射流技术。丹麦Tofte jory技术公司开发的自动清池和污泥一体化处理(BLAB O)系统和日本丰丰实业有限公司开发的COWS清洗系统是两个成功的代表..它们不仅具有自动化，模块化，密封化，专业化，方便化五大技术特点，而且具有回收彻底，清洗周期短，全封闭清洗，人员不进罐操作，无环境污染，清洗效果好等优点..

2.1.2中国国内的石油石化行业油罐清洗技术下旬与西方发达国家，发展缓慢启动相比，还有不小的差距与世界先进水平。目前，水箱清洗相关的技术规格有：行业标准SY / T6696-2007“机械舱清洁作业规范”和具体的油标准SH0164-92“石油产品的包装，储存及交货验收规则”。炼油厂和油库储罐大多面人造清洗，蒸汽清洗熏蒸方法和两种水射流清洗的。蒸汽熏蒸是手工清洗的方法，与蒸汽消耗，低的清洁效率，劳动强度大，并且不环保清洁周期长度和其它的缺点，已经清楚地不适应时代的要求。近年来，随着射流和其他相关技术的发展和国家清洁技术的研究重视坦克，利用快速发展的射流技术罐清洗方法一起。高压水射流处理的水射流清洗和两种低压水喷射方法0的，与高压喷射技术，低压喷射技术在清洁箱具有明显的优势，最佳解决方案目前在油罐清洗。

根据目前国内外对油罐底泥的处理技术，并根据油罐清洗时间不能太长，作业现场转弯空间小的特点，在清洗油罐底泥时，首先采用低压水射流技术将油泥破碎，并与清洗相结合并刷涂，然后用吸油泵泵出油泥，最后用高速离心机将油、水、污泥分离，从而实现油泥资源化、减量化和无害化处理。

2.2清洗工艺

2.2.1美国、丹麦等欧美国家对含油污泥处理技术的研究起步较早，技术相对成熟。 根据文献资料统计，国外的含油污泥处理工艺主要有机械脱水、高温裂解和生物处理三种。

2.2.2国内大庆、辽河、大港等油田较早探索含油污泥处理技术，炼油厂污泥预处理一般采用机械脱水技术。含油污泥的处理方法有：热水洗法，化学破乳法，固液分离法，浓缩干燥法，固化处理，脱水焚烧处理和生物处理..在含油污泥处理过程中，相对成熟的污泥调理-机械脱水工艺回来..

油性污泥处理过程一般是：浓度，调节，脱水，和放电利用率。在治疗过程中，油泥的处理的典型的家用四个流动：①油污泥池的自然蒸发：②的油污泥的污泥浓度槽内的污泥干燥字段：③浓缩油泥除了摇摄的盐压滤机脱水浮选脱脂; ④用于污泥浓缩槽干式的机械脱水污泥槽的分离油性污泥槽。电流方向油性污泥处理技术是：回火 - 机械分离技术处理工艺，高温处理过程中，溶剂提取方法和使用处理处理工艺。

2.3目前油泥资源化处理技术比较分析，国内外比较成熟的油泥处理方法主要有：萃取法、离心分离法、干烧法、生物处理、高温处理、调剖处理等(表3)。其缺点主要在于处理成本高、能量回收效率低、难以达标排放、处理规模小等，以上处理方法可概括为：简单处理、理化处理、生物处理和综合利用(表4)。今后，含油污泥的处理将在尽可能回收原油的基础上向综合利用方向发展。储油罐底部油泥综合处理技术循环得到一定程度的开发利用(图1)。

3、 油罐清洗方法的应用与研究现状

3.1应用现状

3.1.1手动清洗法.手动清洗法是将油箱油位降至最低点，打开所有人孔，用小泵将油箱内剩余油吸出，用鼓风机对油箱进行吹扫，然后，清洗工人佩戴呼吸器直接进入油箱，手动完成所有清淤工作..上世纪90年代中期之前，大部分油罐采用人工清洗的方式进行清洗。目前，国内人工清洗法主要用于小容量储油罐和沉淀物少的储油罐，如炼油厂油库、军队油库和加油站油罐。清洗时间一般需要2小时左右..该方法的主要缺点是：

①易发生中毒，工作安全性差：②罐清洗时间长，暴露在恶劣的操作环境工人劳动强度高;的石油和天然气的很长一段时间③过度放电，污染环境。可见，人工清洗槽是环境与发展的客观要求明显不符，使用更先进的坦克清洁模式是历史的必然选择。

3.1.2机械清洗方法

油罐机械清洗技术是将油罐底部油抽出后，用加热加压清洗液喷淋清洗油罐底部和壁面，溶解罐内残留的稠油和油泥，然后用三相分离装置处理回收的油。 最后，用温水反复清洗储油罐，直到达到预期效果。 罐体机械清洗的主要设备包括: 清洗装置、回收装置、氧浓度检测装置、清洗机、惰性气体发生器、油水分离罐、喷射混合器和三相分离装置。 整个过程包括五个步骤:

将罐内剩余油排出，向罐内注入惰性气体..

目前，国内机械罐清洗设备公司主要风和保罗，该公司的产品，并且绝大多数凤凰的设备。大公司和凤，保罗是类似于机械清洗工艺公司储罐清洗设备，油 - 水分离保罗，该公司的设备是比较先进的，但在油两个设备 - 也有不同程度的分离水4个的缺陷，在：油 - 水分离控制是不稳定的：自动化程度低：露天作业，环境破坏;劳动密集型：除油油水不能规范治疗。

储罐机械清洗是在一定的温度、压力和流量下，利用喷射清洗机将清洗介质喷射到待清洗表面，去除表面凝结物和污泥，并进行处理和回收的一种工艺方法。由于机械清洗是封闭式施工，从罐内油位200mm处向罐内注入惰性气体，控制罐内氧气和可燃气体浓度，保证罐内氧气浓度容积比小于8%。因此，要采用机械清洗技术，必须严格控制清洗液的压力和温度，使油箱的各个部位都能得到充分有效的清洗，而不会损坏油箱体。

与人工清洗方法相比，机械清洗技术清洗时间短，清洗效果好，底油回收率高，安全环保。 自1999年以来，该技术在大庆油田推广应用，并于2003年取得了良好的效果。 此外，中石油、中石化、中海油的大部分子公司也开始升级机械化油罐清洗设备。 该方法的主要缺点是设备占地面积大，安装拆卸时间长，专业技术和操作技能不易掌握，要求高，投资大，需要一套惰性气体发生器。 如果成套设备能够在中国制造，将具有良好的发展前景和应用前景。

3.1.3机器人清洗法机器人清洗法是指利用机器人在水池内自动移动，借助射流分散池底污泥，通过泵吸收池内沉淀物。更具代表性的研究成果包括来自英国NESL的Moverjet车辆、来自美国石油公司的流态化和喷洒沉积物的液压车辆、来自英国Surface cantrol的真空油罐车，以及来自鲁格比HydroCadrac工业和石油服务有限公司的液压推土机罐内操作工具。到目前为止，中国还没有相关的研究报告。目前，清洁机器人的应用主要集中在墙壁、管道、电缆和水下设施等方面。作为清洁机器人的典型代表，目前的研究还不成熟，应用也不广泛，但具有良好的应用前景。

3.2研究现状

目前，国外在罐清洗过程，方法，设备和设备方面的组合有一个模块化的，自动化的，封闭的，专业化和便利呼叫。中国刚刚开始机械的方法来研究去除沉淀罐和化学加热法，污泥处理，她开始考虑无污染排放，系统自动油罐清洗技术和污泥处理技术正在探索。

近年来，我国在坦克清洗技术和坦克清洗机器人领域进行了深入研究，取得了一些突破性进展。介绍了张维油罐自动清洗与泥浆清洗一体化技术，该技术将油罐自动清洗与油罐底部油泥处理相结合。 采用真空吸附和循环自动清洗的方法实现储罐的自动清洗，并采用热化学调质和离心分离的方法对储罐底泥进行处理。摘要在原油储罐清洗回收技术的基础上，介绍了清洗设备的技术和要点，包括：洗油技术路线、成套设备的技术特点、空化喷嘴的设计与试验研究，以及三维旋转喷枪喷油力的有效利用。李春香并返回到根据用于移动罐进行清洗提出的实施例壁虎移动机构罐清洗过程中，需要将连接装置和移动特征。利用磁力产生粘着力，爬墙机构在磁力的作用下整体向前移动。根据移动机构的工作过程和特殊工作环境，通过选择合适的控制器等部件，设计移动机构的控制系统..上海交通大学开发了一种专门为测量金属油罐体积而设计的机器人，可以取代传统的手工测试，并可进行检查、除锈、油漆和清洗工作。邓三鹏介绍了一种新型油罐污泥清洗机器人系统，该系统采用全液压驱动，模块化设计，可分为左履带式、右履带式、铲式、主体式和云台式5部分。

在污泥处理资源查询，雍兴跃，并返回到通过含有聚乙烯作为起始原料，采用微波技术进行热处理不同深度干燥污泥得到的预处理的半干法，实现了油物质萃取回收率和安全处置固体废物。杨继生等采用超声波处理油泥砂。超声波的空化效应与表面活性剂的洗涤效应相结合，显著提高了油泥砂的除油率。与常规搅拌法相比，超声波法不仅可以提高油泥的除油率，而且可以大大缩短油泥的处理时间。通过甲苯萃取实验，确定不同条件下污泥砂的最佳洗涤参数，并对热水洗涤机理进行分析..李恒进等]技术思路是无害的脱水处理，然后固化，然后烧掉。王琦等。分析了重油污泥的组成和性质，根据重油污泥的不同来源进行了分类预处理，采用热风干燥技术进行了减量化处理，为实现重油污泥热解无害化处理进行了有益探索，燃气燃烧和热能利用。李建柱等国家采用水剂-空气法对油泥进行净化。 工艺简单，成本较低，具有较高的工业应用价值。提出了一种利用元素或组分磁灵敏度的差异对材料进行磁场处理的南石江移动油泥-水磁分离装置，从而达到加强分离的目的..

4、展望未来

沉淀池清洗技术将被关闭，集成化，系统化，智能化的方向发展，污泥处理会很容易，减量化，无害，资源化的发展。相关技术和工艺要简单，低风险，低投入，高效益，建设周期短，环保等特点，需要实现以下技术目标，其中：

(1) 全过程密闭处理，减少环境污染：

(2)清洁节能减排的低压喷射技术:

(3)尽可能采用基于物理过程的综合技术，减少新污染源的参与：

(4)使用机器人和自动化的智能型清洁人员，以减少工作和风险的强度：

(5) 采用快速泥水分离技术，减少后处理工作量：

(6)污泥的最终处置方式是作为制砖的辅助材料生产建筑材料，或者作为生产型煤的添加材料安全处置。