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油罐底泥清洗技术研究现状与展望

2020-01-06 10:35:39浏览:9 来源:清洗联盟   

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油罐底泥清洗技术研究现状与展望

文摘:油罐底泥是油罐在储油过程中在罐底形成的一种黑色粘稠的胶凝材料层。由于它含有苯系物、酚类等有毒物质,不能直接排放。如果不及时拆除,会加速罐底板的腐蚀,降低罐的使用寿命,对罐内油品的质量和有效容积产生一定的负面影响。简要分析了池底污泥的特点、危害、清洗年限和成本,从清洗技术、清洗技术和资源化处理技术等方面综述了国内外池底污泥处理的现状和发展趋势,阐述了国内外人工清污、机械清污、机器人清污的应用和研究现状,通过综合分析指出了池底污泥的清污技术将朝着密闭、综合、系统、智能的方向发展,污泥处理将朝着方便化、减量化、无害化、资源化方向发展。

关键词:油罐含油污泥清洗;

石油在勘探,开采,运输,储存和精炼过程中产生大量的油泥..油泥是成分极其复杂的混合物,主要成分为油,水,污泥等,粒径不小于74um时称为油砂,粒径小于74um时称为油泥..根据产生原因,将油泥分为地面油泥,油罐沉淀物,地面溢油和炼油厂含油污泥..目前,油泥已列入《国家危险废物名录》,《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》明确规定,必须进行无害化处理。油泥既是生产中的废物,又是宝贵的二次资源。油泥通常含有10%~80%的干重油成分,如果与污泥一起流失,将是一个很大的浪费。预计我国含油污泥年产生量近300×104t,年浪费石油资源量约60×10t,按照国家未处理含油污泥排污费标准1000元/t,石油企业每年需为此支付近30×10元..如何科学,高效,环保地清洗含油污泥,是石*****业面临的主要问题之一,也是制约石油企业可持续发展的瓶颈..下面就油罐沉淀物的清洗技术进行评述..

1、油罐底泥概述

1.1特性及危害

油罐在长期储存油品特别是原油的过程中,油品中的高熔点缩、沥青质、胶质及其夹带的部分杂质成分,如沙校、泥土、重金属盐等,因密度差会与水一起沉降积聚在油罐底部,形成又黑又稠的胶状物质层,即油罐底泥。油罐底泥含有养系物、酚类等恶臭有毒物质M,成分十分复杂,不能直接排放。其数量一般高达储罐容量的1%~2%1Q.罐底油泥一般含水率高、含油量大且含有害物质,其组成大致可以分为水、乳化油或吸附油、固体异物、无机盐等。油罐底泥区别于其他油泥的最大特征是其碳氢化合物(油)含量极高。

在储油过程中,随着时间的推移,很多污垢会附着在油箱的底部和内壁上。如果不及时拆除,会加速罐底和罐内壁的腐蚀,降低罐的使用寿命。储油罐由于自身的特点,会形成大量的污泥,不可避免地会影响罐内油品的质量和罐的有效容积。因此,油罐特别是大型油罐的清洗问题日益突出。

1.2清洗年限及费用

近年来,大型储罐逐渐朝着正确的方向发展,国内最大的单桶容量已经达到15×10'm3。按照国家有关法规清理的油,5〜7年大型储罐大修间隔时间,并在大修必须清洗或油的种类之前取代,石油的规定和石化工业循环清洗为5年。目前,总数为8×10的加油站“座椅,埋油箱近40×10”号。根据国家有关规定,定期清洗地下储罐连用3〜5年。每一个合理的水箱清洗费2800元4年计算水箱清洗周期,每年的水箱清洗站全国只需要花费近2.8×10“元。如果清洗成本加大型储油罐,油罐相当泥沙清理费用,家政保洁坦克主要是人工清洗模式,手动清洁成本主要是劳动力成本做。

2、国内外池底污泥处理研究现状及发展趋势

2.1清洗技术

2.1.1国外

自20世纪90年代始,美国、英国、德国、日本等国家针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].相关技术标准规范有:API163120015]、AP12015-2001、A却120162001、ANSl/NFPA326等圆,其中AP11631-2001清洗技术标准针对地下储油罐专门制定,具有很高的参考价值。

国务对罐内不易清除的残留沉淀物,多采用件热、热水洗刷、加添加剂、水射流冲刷等方式清除回:对罐内混合气体多采用机械通风、自然通风、蒸汽通风等通风置换方式清除。

目前,水射流清洗技术在国外已得到广泛应用,如储油罐内壁、船舶表面和舱室、机场跑道、建筑物玻璃外端、酒店大堂地面等。 在美国、德国和其他西方发达国家,这项技术基本上用于铁路罐车的清洗,其技术和设备都比较先进。 在国外,许多具有自动化、模块化、专业化特点的罐体自动清洗技术都不同程度地与射流技术相结合。 丹麦 toftejary 科技公司开发的罐体自动清洗和污泥综合处理系统(blabo)和日本大丰实业有限公司开发的奶牛清洗系统是两个成功的代表。 它不仅具有自动化、模块化、密封化、专业化、方便性等5项技术特点,而且具有底回收率高、清洗周期短、全封闭清洗、无人员进入罐内操作、无环境污染、清洗效果好等优点。

2.1.2因内

与西方发达国家相比,我国石油石化行业的油罐清洗技术起步较晚,发展缓慢。目前,我国油罐清洗的相关技术规范有:行业标准SY/T6696-2007“油罐机械清洗操作规范”和石油专用标准SH0164-92“石油产品包装、储运和交货验收规程”。炼油厂和成品油库的储油罐大多采用人工清洗,清洗方法包括蒸汽露汽和水射流清洗。蒸汽熏蒸是一种人工清洗方法..具有蒸汽消耗大,清洗效率低,劳动强度大,清洗周期长,无环保等缺点,明显不适应时代的发展要求..近年来,随着射流等相关技术的发展和国家对油罐清洗技术研究的重视,利用射流技术清洗油罐的方法得到了迅速发展。水射流清洗分为高压水射流法和低压水射流法..与高压射流技术相比,低压射流技术在储罐清洗方面具有明显的优势,是目前储罐清洗的最佳方案..

泥沙和国外传统的罐加工的基础上,坦克清理时间不要太长,小的工作空间机动的实际情况,清洗油箱沉淀物时,第一低压水射流会分手污泥,结合清洁刷洗,然后使用抽吸泵泵送污泥,最终的高扇离心机油,水,污泥,污泥的资源来实现,还原,无害。

2.2清洗工艺

2.2.1国外

美国,丹麦等欧洲国家对含油污泥处理技术的研究起步较早,技术比较成熟。据统计文献,主要是外来油泥处理机械脱水过程,高温分解过程和三种类型的生物处理过程的],各有其优点和缺点。

2.2.2国内

大庆、辽河、孙盖等油田较早地探索了含油污泥的处理技术,机械脱水技术广泛应用于炼油污泥的预处理。 含油污泥的处理方法有热水洗涤法、化学破乳法、固液分离法、浓缩干燥法、固化法、脱水焚烧法和生物处理法。 在含油污泥的处理过程中,较为成熟的是污泥调质-机械脱水过程的回收。

油污泥处理工艺一般有:浓缩,调理,脱水,排放和综合利用..在处理过程中,国内典型油泥处理工艺4:1油泥1自然蒸发池:2油泥1污泥浓缩池1污泥干化场:3油泥1浓缩1洗盐1浮选除油1压滤脱水4油泥1油泥分离池1机械脱水1干泥池..目前,含油污泥处理技术的主要发展方向有:回火-机械分离技术处理工艺,高温处理工艺,溶剂萃取处理工艺和综合利用处理工艺..

2.3的污泥回收加工技术比较

目前国内外较为成熟的污泥处理方法主要有: 萃取、离心分离、干燥燃烧、生物处理、高温处理、调剖处理等,其缺点是处理成本高、能量回收率低、难以达到排放标准和处理规模小。 上述处理方法可归纳为简单处理、物理化学处理、生物处理和综合利用。 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。 油罐底部油泥的综合处理技术得到了一定程度的发展。

3、油罐清洗方法应用与研究现状

3.1应用现状

3.1.1手动清洗方法

人工清洗方法是在油罐油位降至最低点后,打开所有人孔,用小泵抽出罐内剩余油,用鼓风机吹入罐内,然后清洗操作者佩戴吸盘直接进入罐内,所有的清洗都是人工进行的。 90年代中期以前,油罐清洗大多采用人工清洗方法。 目前,国内人工清洗方法主要用于炼油厂、军队油库、加油站等小容量储油罐和含泥量较少的储油罐。 清洗油缸的主要缺点是:

① 中毒事故易发生,作业安全性差;②清罐周期长,工人劳动强度高,工作环境差;③油气排放时间长,污染环境。可见,人工清罐明显不符合环境和发展的客观要求。采用更先进的油罐清洗方法是历史的必然选择。

3.1.2机械清洗方法

储油罐机械清洗技术是利用加热和加压清洗液对油罐底部和壁面进行喷雾,溶解罐内残留的粘性原油和污泥,然后利用三相分离装置对回收的油进行处理。最后,用温水反复清洗储油罐部件,直到达到预期的效果。储罐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,惰性气体产生装置,油水分离罐,射流搅拌机及三相分离装置等..该进程包括五个步骤:

排出残余油箱用惰性气体喷射的清洗油种子加热的清洁循环的清洗水箱残基,残基。

目前国内的机械清罐设备主要是大丰公司和保罗公司的产品,大部分是大丰公司的设备。大丰公司的清洗工艺与保罗公司的机械清洗设备相似。保罗公司的设备在油水分离方面比较先进,但这两种设备在油水分离方面存在不同程度的缺陷,表现在:油水分离控制不稳定:自动化程度低:露天作业,不环保:劳动强度高:场所含油污水不能达标排放。

储罐机械清洗是利用喷射清洗机将清洗介质在一定的温度、压力和流量下,喷射到待清洗表面,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。由于机械清洗是密闭施工,并从距离罐内油面200mm开始,向罐内注入情性气体,控制罐内氧气和可燃气体浓度,确保罐内氧气浓度体积比在8%以下]。因此,使用机械清洗技术,必须严格控制压力和清洗液的温度,在保证不损害罐体的前提下,使储油罐的各部位得到充分而有效的清洗。

与人工清洗法相比,机械清洗技术具有清洗时间短,清洗效果好,底油回收率高,安全环保等优点,实现了操作密封全过程,社会经济效益十分显著..该技术于1999年在大庆油田引进,2003年推广..此外,中石油、中石化和中海油的大部分子公司也开始升级机械化清罐设备。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。如果能够实现成套设备的国产化,将具有良好的开发应用前景..

3.1.3机器人罐清洗方法

机器人清洗法是指利用机器人在罐内自动移动,借助射流将罐底油泥破碎,泵送罐内沉淀物的方法。具有代表性的研究成果有:英国Nesl公司的moverjet车、美国Petrolem酵素公司的流态化和喷底泥液压车、英国surfacecontrol公司的真空罐车、英国拉比液压工业石油服务有限公司的液压推土机罐内作业工具在中国没有相关的研究报告。目前,清洗机器人的应用主要集中在墙壁、管道、电缆和水下设施上。作为清洗机器人的典型代表,坦克清洗机器人的研究还不成熟,应用也不广泛,但具有良好的应用前景。

3.2研究现状

目前,国外油罐清洗工艺、方法、设备和设备组合已经模块化、自动化、密闭化、专业化、方便化。 在我国,机械法、化学法和加热法去除油罐污泥的研究才刚刚开始。 在污泥处理领域,无污染排放已被纳入考虑范围。

近年来,在油箱清洗技术和油箱清洗机器人领域取得了一些突破。张伟辉介绍了集储罐自动清洗和罐底油泥处理相结合的技术。在原油储罐清洗回收技术的基础上,介绍了成套设备及要点,包括:洗油工艺路线、成套设备的技术特点、空化喷嘴的设计与试验研究、三维旋转喷枪喷油力的有效利用等。根据油罐清洗的工艺流程,李春祥等提出了一个gecko移动式油箱清洗机构。利用磁力产生附着力,在磁吸附力的作用下,通过电气体传递机构使整个爬壁机构向前移动。根据移动机构的工作过程和特殊的工作环境,通过选择合适的控制器等部件,设计了移动机构的控制系统。上海交通大学开发了专门的检测金属罐容积的机器人,可替代传统的人工检测,并可进行探伤、除锈、喷漆、清洗工作]。邓三鹏等介绍了一种新型储油罐油泥清洗机器人系统,采用全液压驱动和模块化设计,分为左履带、右履带、推铲、主体、云头五个部分。

在油泥资源化处理研究方面,雍兴跃等词采用经过不同预处理方法得到的半干化、深度干化含聚油泥作原料,利用微波技术对其进行热处理,实现了油类物质的提取回收及固废的无害化处理。杨继生等采用超声波处理油泥砂,超声波的空化作用结合表面活性剂的洗涤作用,显著提高了油泥砂的脱油率。与普通搅拌处理方法相比,超声波法不仅可以提高油泥砂的脱油率,而且大大缩短了处理时间。庞湾等]通过甲苯抽提实验.在不同条件下进行油泥砂的水洗处理,确定了利用热碱水处理的最佳水洗参数,并对热水洗处理的机理进行了分析。李恒进等]无害化处理的技术思路是先脱水,再固化.然后焚烧。王琦等喝分析了稠油污泥的组成及性质,根据稠油污泥来源不同实施分类预处理,利用热风干化技术将其减量,经热解气化焚烧和热能利用,为实现含油污泥无害化处理进行了有益探索。李建柱等叫采用水一剂-空气法对油泥进行净化处理,工艺简单,成本相对较低,具有较高的工业化应用价值。石江南提出了一种移动式油泥-水磁分离装置,其利用元素或组分磁敏感性的差异,借助外磁场将物质进行磁场处理,从而达到强化分离的目的。

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)全过程密封,减少环境污染;

(2)采用低压喷射技术清洗,节能减排;

(3)最大限度地利用基于物理处理工艺,以减少新干预的污染源的利用技术;

(4) 采用机器人技术,实现自动化、智能化清洗,降低人员工作强度和危险性;

(5)采用快速泥水分离技术,减少后期处理工作量;

(6)油泥的最终处理是将其作为生产建筑材料用砖的辅助材料,或者作为生产型煤的辅助材料,用于安全处置油品。

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