油罐沉積物可編輯

油罐沉積物油品儲雄在長時向的儲運生產(chǎn)中，油品中的少量機械雜質(zhì)、沙粒、泥土、重金屬鹽類以及石蠟和瀝青質(zhì)等重油性組分會因為比重差而自然沉降，積累在油罐底部，形成又黑又稠的膠狀物質(zhì)層，即為油罐底泥。底層油泥隨著連續(xù)儲運時間的增長而增多，久而久之，嚴重影響油罐的儲運生產(chǎn)，必須定期進行清除。安全生產(chǎn)也要求油品儲罐定期進行檢查，德國早在1993年就要求原油儲雄每隔5年必須檢修一次[‘]，我國石化行業(yè)一般規(guī)定，原油儲雌間隔5一6年應(yīng)清洗檢修。2環(huán)境問題油罐底泥中，富含有機物，成分十分復(fù)雜，不能直接排放處置。隨著環(huán)保法規(guī)的完善和公眾對危險廢物影響人體健康與生存環(huán)境的日益關(guān)注.國家環(huán)保總局早在1998年就明文規(guī)定.含油污泥和含各種污染物的污油屬于危險廢物，各地方環(huán)保局隨之提出對這類危險廢物的污染防治專項整治工作的要求，規(guī)定清罐底泥屬于危險廢物，必須妥善處理油罐底泥。而油罐底泥中一般富含70%左右的油類物質(zhì)[5]一[6]，不加以回收利用本身就是巨大的資源浪費，為此相關(guān)企業(yè)在清洗油罐的同時，往往一起考慮底泥的回收方法，由此產(chǎn)生了系統(tǒng)化的自動油罐清洗技術(shù)。3油罐清洗的發(fā)展歷史石油行業(yè)產(chǎn)生初期，面對油罐中沉積物越來越厚的問題和油罐檢修的需要，人們只能采用人工清泥洗雌的辦法，將油堪底泥運出罐外，整個過程包括空罐、蒸罐、通風(fēng)、氣檢、進人、推出、油泥另外處理等步驟。當某油罐達到清罐時限時，在罐中油品盡可能全部抽取后，注入適量清水并通入蒸汽，即所謂的“蒸罐”，加熱到一定溫度后，部分油品就從乳狀底泥中上浮至水層，然后用泵將表層油品抽取，這樣完成一次“蒸雄”處理。一般情況下，為了盡可能多地回收底泥中的油類物質(zhì)，通常采用兩次或兩次以上“蒸罐”處理。經(jīng)過“蒸罐”處理后，打開人孔進行自然或強制通風(fēng)，同時將油罐底部齊平清掃孔打開，讓能流動的油水和部分底泥自流進入油雄旁的貯泥槽，待底泥自流性變差直至自流結(jié)束后，再從雄中采集氣樣，測娜合格后作業(yè)人員方可從人孔進入，進行人工清泥洗雄作業(yè)。由于準備工作所需的工序多、步驟復(fù)雜、危險性大，因此清罐全過程所需時間較長。二十世紀80年代末至90年代初，隨著儲運生產(chǎn)對清洗時間縮短要求的加強，和行業(yè)法規(guī)對人員進罐條件的嚴格，油罐清洗技術(shù)得到了空前的發(fā)展，主要表現(xiàn)在各種清洗機械的開發(fā)和流化助劑的應(yīng)用。早在1986年，拉格比Hydrovac工業(yè)和石油服務(wù)有限公司就開發(fā)了一種叫做水力推土機(Hydrodozer)的罐內(nèi)作業(yè)工具[7]，這是一個由銅和塑料橡膠等材料制成的、能夠輕松拆開進入油罐標準人孔并在罐內(nèi)快速方便組裝的小型橡皮履帶車，由推土檔板、機械吊桶和帶壓噴射清洗頭組成，液壓驅(qū)動，罐外控制作業(yè)。相仿的技術(shù)還有美國PetroleumFerment公司開發(fā)的用于流化和噴擊底泥的完全水力車[“]，以及英國Su討aceControl公司開發(fā)的用于清洗儲罐的真空槽車[9]等等。很快，以輔助流化為理念，開發(fā)目的相對簡接的油罐清泥技術(shù)開始出現(xiàn)。與純機械清泥技術(shù)相比，這是一個很大的進步，這類技術(shù)的涉及范圍很廣，粗略地可劃分為加熱軟化、化學(xué)助溶、水力擊碎等幾大類，并且往往是幾種方法的協(xié)同作用。機械流化清洗方面，德國RTRR。-hoeLTank一Reingung公司在1991年開發(fā)了一種原油罐清洗技術(shù)[’”〕，其特點是用機械流化的辦法，用柴油作為漂洗油，對固著在浮頂原油罐底部的油泥進行清洗，最后油泥中的烴類物質(zhì)可全部回收，并且無需人員進罐作業(yè)。機械水力擊碎清洗方面，比較典型的是，英國BP石油公司旗下的Leigh服務(wù)公司在蘇格蘭為當時9個大型石油儲罐的清洗專門設(shè)計了一種用于油罐清洗的機器人水噴頭(ro加twaterjetter)[川，利用該技術(shù)可以節(jié)約50%以上的清洗時間和人工勞動，其原理是水力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)噴頭在罐內(nèi)上下活動，用水力擊松并移走殘泥。加熱軟化清洗方面的報導(dǎo)很多，但通常不是單純的加熱，經(jīng)常是伴隨著機械擊碎(如蒸汽吹掃)和助劑添加。1989年美國舊金山Nalco化學(xué)公司開發(fā)了一種原油魄清洗的改進方法[‘2]，其開發(fā)動機是使油罐清洗處理操作既安全又環(huán)保，把油罐清洗工作從以往的開銷大、耗時長、體力繁重的老框框中解脫出來。首先，使原油罐內(nèi)容量降到盡可能低，此時加入適量的水和化學(xué)物質(zhì)，以使清洗溶液能蓋住罐底污泥，然后，加入由柴油或者熱油或者類似物組成的稀釋劑作為回收烴類物的溶劑，接著加熱罐內(nèi)的混合物至65℃左右，使污泥中的烴類物質(zhì)流動起來，并穿過清洗液上升到稀釋劑中，加熱操作通過水循環(huán)實現(xiàn)，浮到表層的烴類用泵抽出，經(jīng)脫鹽工序后打入原油罐回收，最后，將水抽至API分離器，無機固體用沖洗的辦法沖走。類似的蒸汽清洗技術(shù)還有FirestoneTire&Rubber公可發(fā)明的專利技術(shù)—包含靜電場強度和烴汽濃度測量的蒸汽和不易燃清洗劑清洗〔’3]和BrownED開發(fā)的蒸汽法清洗石油儲罐和回收烴類技術(shù)【’41，以及偽mnichevVA等開發(fā)的增強蒸發(fā)濃縮清洗〔‘5〕等。隨著工業(yè)生產(chǎn)要求的提高，清洗技術(shù)得到了不斷完善和進化，首先表現(xiàn)在以加強清洗防爆安全為宗旨的氮氣保護技術(shù)的不斷應(yīng)用。巴西氏月emeidaFrancoz等人開發(fā)的熱化學(xué)清洗石油儲滾技術(shù)[’“〕中就重點介紹了氮氣發(fā)生體系，該體系由還原性氮鹽、氧化性氮鹽和酸性活性劑組成，它們相互作用產(chǎn)生氮氣和熱量，在有利于防爆安全的同時，還有助于污泥和溶劑混合。其次，為提高清洗效率和洗滌效果，各種專用、高效的噴嘴得到了很大開發(fā)。JePsenEL于1995年開發(fā)了清洗油罐內(nèi)部的液體噴頭[‘7〕，該噴頭能夠自由旋轉(zhuǎn)、繞軸環(huán)轉(zhuǎn)，并能以預(yù)設(shè)的一定角度擺動，這樣就能使罐底部的每個區(qū)域都得到有效的清洗。其它專利還有，ManabeN于1994年發(fā)明的在防止清洗噴射過程中噴擊壓力降低的噴頭〔‘“〕，以及1992年RechtzigelA開發(fā)的兩端噴射的高壓噴頭〔‘9〕等。最后，為了進一步縮短清洗時間，美國BP石油公司甚至提出了不停產(chǎn)清除底泥的罐清洗系統(tǒng)〔20〕_在噴頭流化技術(shù)、油泥分離技術(shù)和綜合安全技術(shù)日益完善以及早已成熟的電子自控技術(shù)的基礎(chǔ)上，具有作業(yè)安全、環(huán)境友好、經(jīng)濟高效的系統(tǒng)化自動清洗技術(shù)自然矜生。這些技術(shù)的共同特點是，油泥清出和分離自動化，油泥徹底無害化和資源化。其共同的工作原理是，用高效的液體噴頭擊碎油泥和洗滌罐底，用泵或其它方法抽出，油泥在罐外就地加熱并分離，分離后的油相(或適當加入同種油類)作為溶劑加壓返回罐內(nèi)作為噴頭沖洗液，達成一個循環(huán)回路，在連續(xù)的內(nèi)外循環(huán)中，水和無機物在罐外得到不斷的去除，罐內(nèi)的殘余相變得越來越純，最終變成可回?zé)挼脑汀?國外幾種系統(tǒng)4·1.LABO系統(tǒng)[川泰福德(般爪荀噸)技術(shù)公司在油罐自動清洗領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位，其開發(fā)的BI滬田0系統(tǒng)的原則流程如圖1。主要技術(shù)特點有:一是模塊化，整套系統(tǒng)可以分為幾個單元模塊，根據(jù)不同油罐的清洗要求，可把幾個模塊的設(shè)備分開、串聯(lián)起來靈活使用，以滿足不同的需要;二是自動化，全套清洗、分離設(shè)施實現(xiàn)P比控制;三是密閉化，清罐前不需要蒸罐、通風(fēng)、開人孔等一系列繁鎖又耗時的準備工作，整個清雄、油泥處理過程無需要人員進入罐內(nèi)，無惡臭污染;四是專業(yè)化，利用其專利噴頭和交替使用的容積泵和離心泵，建立特有的油罐體內(nèi)外大循環(huán)，來實現(xiàn)自動清洗油罐、自動清出罐底油泥的目的;五是便捷化，全套油罐清洗和油泥分離系統(tǒng)均可以分裝在若干個集裝箱內(nèi)，安裝移動較為便利。采用這種方法，在12一16天內(nèi)即可清洗1座10萬襯油罐，回收的烴類物質(zhì)接近100%。4.2cow系統(tǒng)[221日本大鳳工業(yè)株式會社研制的COW清洗系統(tǒng)其原則流程如圖2，在東南亞、歐洲、中東等地區(qū)的陸上石油儲魄清洗方面得到廣泛應(yīng)用，該技術(shù)是利用特殊的液體噴射裝置，采用“種類油品、全封閉、機械自動循環(huán)”的物理清洗技術(shù)。罐底有機沉積物經(jīng)過噴射、擊碎、溶解等步驟后完全復(fù)原成標準質(zhì)量的原油。其主要有以下技術(shù)特點:一是罐底有機沉積物全部·回收;二是清洗工期短，固定化，據(jù)資料介紹，10萬耐油罐的清洗作業(yè)時間為巧天，僅為國內(nèi)傳統(tǒng)清維時間的四分之一;三是全封閉式清洗，無需人員進入罐內(nèi)作業(yè)，惰性氣體控制雄內(nèi)可燃氣體，安全有保障;四是無環(huán)境污染;五是清洗效果好，清洗后罐內(nèi)表面可現(xiàn)出金屬本色;六是98%沉積物復(fù)原成原油，回收率高，綜合經(jīng)濟效益十分明顯。5國內(nèi)進展我國石化行業(yè)由于起步晚，油罐清洗技術(shù)與世界先進水平還存在著一定的差距，許多煉油廠尚停留在人工清泥洗罐的現(xiàn)實生產(chǎn)階段。最近幾年來才有一些科研院所在進行試驗研究和對國外先進技術(shù)的應(yīng)用研究，個別煉油廠正在進行油罐自動清洗技術(shù)的國產(chǎn)化探索。直到1993年，才開始有人關(guān)心原油罐底泥的清除和利用[23]，高光軍等〔2’]于1995年通過對幾種原油罐罐底油泥方法的比較后，認為整體加熱法清理罐底油泥是一種經(jīng)濟、有效的清理方法，并用該法清理了6座原油罐底泥。同年，wangC和Chenx等人開發(fā)了用于油罐清洗的噴頭〔251，具有噴擊壓力高、能360℃旋轉(zhuǎn)、使用安全等特點。石油天然氣管道技術(shù)公司在1998年進行了COW油罐清洗工藝在我國首次現(xiàn)場應(yīng)用[26〕，結(jié)果表明，它比人工清罐具有原油回收率高、無環(huán)境污染、施工周期短、安全可靠和機械化程度高等優(yōu)點。接著，中國科學(xué)院力學(xué)研究所環(huán)境科學(xué)與技術(shù)中心也在世紀之交進行了罐體油泥自動清理系統(tǒng)研究[27]，通過一個工程應(yīng)用，給出了一套能解決油田罐體含油泥砂自動清理及無污排放難題的工藝流程。進入新世紀后，鎮(zhèn)海煉化公司首先進行了系統(tǒng)化油罐底泥自動清洗技術(shù)的國產(chǎn)化探索。采用國產(chǎn)設(shè)備配套組裝的油罐底泥處理成套裝置其原則流程如圖3，已經(jīng)能使油罐底泥中油、泥、水得到有效地分離，同時，用于自動清洗的噴頭技術(shù)以及離心機在油罐底泥綜合處理中的優(yōu)化配置研究也正在緊羅密布的研制試驗中，用于油罐自動清洗的整套設(shè)備國產(chǎn)化是完全可能的，其性能和效用上可以達到進口成套裝置的水平，而其價格上有很大的優(yōu)勢，如果引進處理量為120m3/h的成套設(shè)備，泰福德公司的BLABO系統(tǒng)的價格為180萬美元，日本大風(fēng)cow系統(tǒng)的價格為130萬美元，而相同處理能力的國產(chǎn)成套系統(tǒng)的價格約為60萬美元左右，可見，開發(fā)具有我國自主技術(shù)產(chǎn)權(quán)的油罐清洗成套設(shè)備具有很高的經(jīng)濟價值。5總結(jié)油峨清洗方法包括機械清洗、化學(xué)清洗、水力清洗、燕汽清洗等，雌內(nèi)使用可自動控制的高效噴頭，添加適當?shù)闹?、助流化清洗劑或者相同性質(zhì)的原料油，進行噴擊流化，罐外用離心分離等方法就地處理罐底油泥，實現(xiàn)烴類回收。國外油罐清洗的工藝、方法及設(shè)備與設(shè)備組合已經(jīng)實現(xiàn)了模塊化、自動化、密閉化、專業(yè)化和便捷化。國內(nèi)剛開始使用機械法、化學(xué)法和加熱法清除油罐底泥的研究，油泥處理方面，已經(jīng)考慮了無污染排放，系統(tǒng)化的油罐自動清原油儲罐清罐方法概述1前言根據(jù)有關(guān)儲油罐修理的規(guī)范規(guī)定，儲油罐每運行5一7年要進行開放檢查、修理，這時就要對儲油罐進行清罐。清罐就是要除去堆積在油罐底部的淤渣及罐壁上的凝油和凝蠟。原油儲罐里的淤渣通常由無機沉積物和有機沉積物組成。無機沉積物包括鐵銹、砂、泥漿及濕性碳等;有機沉積物包括原油、蠟、瀝青等。分析原油儲罐的沉積物，發(fā)現(xiàn)原油和蠟占全部淤渣的80%一95%，其他除了水之外，無機沉積物很少。由此可見，原油儲罐的沉積物中大部分是有用的物質(zhì)，應(yīng)加以回收利用。2清罐方法2.1理想清罐方法應(yīng)具有的特點原油儲罐的清罐方法很多，最理想的清罐方法應(yīng)具有以下特點:(l)清罐工期短。一般原油儲罐的每一次開放檢查、修理需要3一6個月的時間。在我國的原油罐儲能力很低的情況下，應(yīng)盡量縮短原油儲罐的停用時間，提高原油儲罐的利用率，對大型儲罐來說更應(yīng)如此，因此，在清罐這個環(huán)節(jié)應(yīng)盡量縮短工期。(2)清罐過程應(yīng)安全可靠。這不僅指清罐過程要符合防火、防爆的安全規(guī)定，也包括操作工作的人身安全。(3)要盡可能地多回收原油，減少廢棄殘渣量，提高資源的利用率。(4)最大限度地減少污染。(5)節(jié)省勞動力。(6)清罐方法及工藝流程要簡便，易于操作。(7)清罐方法要具有一定的特立性，即不需要太多的外部條件支持。(8)要具有較高的經(jīng)濟性。2·2清罐方法到目前為止，原油儲罐的清罐方法主要有以下幾類:2.2.1人力手工清罐法將儲罐的油位降到最低點后，打開所有的人孔，用小泵將罐內(nèi)的剩余原油吸出，用鼓風(fēng)機向罐內(nèi)鼓風(fēng)，然后幾乎所有的清淤工作都由人力來完成。這是一種最落后的清罐方法，作業(yè)工人的勞動強度大，作業(yè)環(huán)境惡劣，危險性很高，且清罐工期長，造成的環(huán)境污染也很大。2.2.2熱油循環(huán)清罐法這種方法是采用同種原油作為溶劑油將沉積物完全覆蓋，然后通過加熱器或熱交換器加熱，將沉積物升溫到它的溶點以上，使沉積物溶解分散到溶劑油中，這一過程中要充分進行攪拌，以促進溶劑油的流動。該方法需要大量的熱源。一座100000澎的原油儲罐，如果按攪拌機可以開動的高度4m高計算，其需要加熱的原油量近20000澎，假設(shè)提高溫度40℃，同時考慮散失的熱量，所需蒸汽量達1500t至2000t，并且連續(xù)加熱20~30天。這么大的熱源需求量，如果不是鄰近煉油廠的儲罐很難得到滿足。另外，經(jīng)加熱回收的油分很容易再凝固。對凝固的沉積物加熱后，雖然升溫時沉積物具有了流動性，但是冷卻后會再次凝固，并且比原來的凝固狀態(tài)還要硬。這是因為，加熱前積物是微粒狀的結(jié)晶，輕質(zhì)油介于結(jié)晶之間，微小結(jié)晶和輕質(zhì)油一起沉降堆積;但是一旦加熱后，輕質(zhì)油就擴散了，只剩下具有結(jié)晶性質(zhì)的沉積物溶化流動，經(jīng)回收轉(zhuǎn)運到另一個油罐冷卻后，就結(jié)成巨大的結(jié)晶而沉降，產(chǎn)生更難處理的殘渣。2.2.3熱水循環(huán)清罐法這個方法也是對沉積物加熱溶化而除去的，但不使用油而使用水，洗效果比用油要好。使用熱水比用油有兩個優(yōu)點:第一，熱水對沉積物的熱傳導(dǎo)性好。第二，溶化的油可以漂浮在水面上，可以長時間起到保溫的效果，且油的流動性不喪失，其結(jié)果是能夠回收較多的原油。通常使用溢流法使漂浮在水面的原油流出并收集。即在檢修孔蓋上安裝溢流用的堤壩，抬高水位，原油就流出來了。該種方法也需要大量的熱源，而大部分熱量都要浪費掉，經(jīng)濟性很差，并且需要大量的水還要產(chǎn)生同樣多的含油廢水，如不進行污水處理會嚴重污染環(huán)境。2.2.4化學(xué)藥劑清罐法在實驗室已經(jīng)證明有些化學(xué)藥品具有破壞沉積物的乳性、溶解殘渣、提高沉積物分散性的能力，但是在大型儲罐的清罐應(yīng)用中效果并不理想，還在進一步的研究中。2.2.5機械清罐法國外搞機械清罐研究的機構(gòu)有很多，采用的方式也是多種多樣，總體上可分為兩種:一種是采用機器人作業(yè)方式，機器人在罐內(nèi)可以自動移動，打散或吸出罐內(nèi)沉積物。另一種是采用同種油噴射方式，比較典型的是日本的cow的清罐系統(tǒng)，目前國內(nèi)已經(jīng)引進了該系統(tǒng)。cow方法清洗源油儲罐的工藝過程是:先將被清洗原油罐內(nèi)的原油全部倒到另一個油罐內(nèi)，同時將噴嘴安裝在罐頂?shù)闹е诨蚬薇诘娜丝咨?，用管道連接噴嘴、泵和供油罐。用同種原油作為清洗劑。然后用氮氣填充罐內(nèi)空間，并在清洗全過程啟用氣體濃度監(jiān)視器。通過高壓泵將清洗油泵至噴嘴，使其集中噴射，以破碎沉積物并將其溶解?；厥辗蛛x溶解后的淤渣通過排放閥和過濾器將其排除，并將分離出的清洗油打回供油罐。經(jīng)過兩遍原油噴射清洗和一遍熱水噴射清洗，罐內(nèi)只剩下由砂子、鐵銹和含碳物質(zhì)形成的固態(tài)殘渣，只需很少的手工清除工作。COw油罐清洗方法的優(yōu)點有:(l)原油的回收率高。cow方法可以最大限度地回收罐內(nèi)沉積物中的原油和蠟，僅?；静缓偷蔫F銹、砂子等，經(jīng)濟效益極好。用cow方法清洗100000澎油罐，需人工處理的沉積物只有幾十噸。(2)清洗過程不用蒸汽，清洗成本低，同時不會使沉積物的凝固點增高，不會產(chǎn)生再次沉降。(3)清罐工期短，可以減少油罐停修期。該方法的施行不受氣候等因素的影響，清洗一座100000擴油罐只需15天。(4)安全性強，用人工少。為了操作安全，采用了充入氮氣，控制氧氣濃度在8%以下，提高油氣濃度到11%以上的雙保險措施，克服了產(chǎn)生靜電的因素。而且人員進入油罐前，罐內(nèi)只剩油砂和鐵銹，基本消除了油氣，操作人員的作業(yè)環(huán)境得到極大的改善。cow方法需用人工僅7人。(5)不造成環(huán)境污染，資源可再利用。cow方法可不使油氣揮發(fā)，回收油砂可再利用，制造高級的清潔劑，因此不會對環(huán)境造成污染。一座s000om3原油儲罐約有沉積物1000一Z000t，一座l00000m3原油儲罐約有沉積物3000一s000t，通常國內(nèi)大多將原油儲罐內(nèi)的沉積物作為廢油處理，既浪費了寶貴的資源，同時也造成巨大的經(jīng)濟損失。目前國內(nèi)清罐大多采用原始的人力手工清罐方法，隨著我國大型原油儲罐的增加和環(huán)意思的增強，要將我們的儲運管理水平向國際標準靠攏，我們應(yīng)盡早淘汰落后的清罐方法，特別是在大型儲罐的清罐中大力推廣機械清罐方法。人工清洗與機械清洗原油罐的比較中國石化巴陵石油化工有限責(zé)任公司烯烴事業(yè)部(以下簡稱烯烴事業(yè)部)罐區(qū)現(xiàn)有4臺3義104時外浮頂原油罐，其中T3n一01、T3n一02、14于1999年12月建成投用。經(jīng)過5年左右時間的運行，淤積在罐底的泥沙等雜質(zhì)越來越多，使油罐有效容量減少。油泥淤積在罐底使原油加溫效率降低，蒸汽消耗量增大。油泥混合使原油脫水困難，操作人員勞動強度增大。油罐內(nèi)壁、浮艙涂料層脫落，存在穿孔漏油危險。罐頂平臺、裙邊及附屬的樓梯、消防水管線等腐蝕嚴重，存在安全隱患。按照《立式圓筒形鋼制焊接原油罐修理規(guī)程》規(guī)定，“油罐的修理周期一般為5一7年，新建油罐第一次修理周期最長不超過10年”。因此，必須有計劃地安排對原油罐進行清罐和檢修。傳統(tǒng)的油罐清洗方法主要是人工清罐。人工清罐雖然設(shè)備簡單、勞務(wù)費用低，但存在施工周期長、環(huán)境污染大等問題。一些煉油廠的清罐經(jīng)驗表明，人工清洗1臺3x104耐的原油罐至少需要45天，加上油罐檢修時間15天，清洗、檢修一臺原油罐共需要2個月時間。目前，烯烴事業(yè)部生產(chǎn)任務(wù)十分繁重，原油罐容非常緊張，很難騰出油罐進行這樣長時間的清罐和檢修。1原油罐運行現(xiàn)狀烯烴事業(yè)部以加工低硫石臘基原油為主。建廠之初，原油加工設(shè)計能力為1xl叭/a，原油罐組正常生產(chǎn)時，一罐收油，一罐沉降脫水，一罐付油。常壓裝置加工量按3xl護t/計算，一罐原油可供常壓裝置加工8天。加工的大慶原油居多，原油含油泥較少，油水乳化情況不嚴重，原油收付、加溫脫水時間充足。原油庫存量一般能保持在5xl叭左右。原油罐容不顯得緊張。2001年6月，配套1.05x106t/aARGG裝置擴能改造，常壓裝置處理量提高到1.92x106t/a，比原設(shè)計擴大了約1倍，一罐原油僅供常壓裝置加工4天。加工的原油，品種越來越多，除大慶原油外，還有韋杜里、尼羅河、卡賓達、白虎等混合油。有些品種的原油含油泥較多，油水乳化嚴重，原油脫水困難。特別是當原油運輸不暢或原油資源緊張時，原油庫存量嚴重偏低，庫存量時常不足3x104t，最緊張的時候原油從進廠到送常壓裝置，加溫脫水時間前后不到3天，時間十分匆促，操作人員必須堅持24h現(xiàn)場脫水。原油罐區(qū)以1xlo“t/a的儲存能力擔負近2xl護t/a的加工任務(wù)，原油罐容幾乎成了影響裝置擴大加工量的瓶頸。在一時不能增建原油罐的情況下，生產(chǎn)上很難空出原油罐來進行長時間的清罐和檢修。因此，具有機械化程度高、清罐時間短等優(yōu)點的機械清洗工藝成為烯烴事業(yè)部原油罐清罐的首選。2機械清洗裝置與工藝簡介機械清洗裝置是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，主要由移送裝置、清洗裝置、清洗噴嘴、自動過濾器、氣體濃度檢測裝置等幾部分組成。根據(jù)烯烴事業(yè)部原油儲罐的現(xiàn)場分布及使用情況，可以按照T311一01、鄧11一02、T311一11、犯311一14的先后順序?qū)?臺油罐逐一進行機械清洗。以清洗份11一01為例，為了不影響其它原油罐的正常使用，可將頂水罐犯311一16作為清潔原油供給罐。首先用倒罐泵把T3ll一01的罐底油抽到不能再抽為止。將能進行上下擺動和3600轉(zhuǎn)動的清洗噴嘴安裝在浮艙的支柱孔、檢修孔、排氣孔等位置。用清洗裝置中的清洗泵將T2311一16中的清潔原油抽出，打人安裝在T311一01浮艙上的清洗噴嘴，清洗噴嘴將清潔原油向止清洗過程中產(chǎn)生的靜電引起火災(zāi)，要向T311一01油艙內(nèi)補充一定量的工業(yè)氮氣，氣體濃度由檢測裝置進行檢測，使油艙內(nèi)的混合氣體濃度控制在爆炸極限之外。溶解的原油和淤渣由移送裝置吸到抽吸槽中，經(jīng)自動過濾器過濾除去泥沙后，再將清洗油送回清潔原油供給罐代311一16，重復(fù)使用。最后用溫水代替清洗油，再進行循環(huán)清洗。T3n一01機械清洗工藝流程圖如圖1所示。通過這種清洗，T3ll一01罐內(nèi)的油組合基本上被清除，剩下的泥沙等雜質(zhì)待打開人孔后，由人工進行浩們_3機械清洗工藝的優(yōu)勢3.1清罐工期短、綜合效益好人工清洗1臺3x104耐的原油罐至少需要45天。機械清洗1臺3x104耐的原油罐一般只需15天，所需時間只有人工清洗的123。以清洗T3ll一01原油罐為例，來估算機械清洗的經(jīng)濟效益。(1)人工清罐的隱含效益損失T311一01罐容3x104砰，油罐直徑46m。清罐前檢尺，假設(shè)淤油平均深度為0.sm，淤油量為3.14X23，火0.5=531耐;假設(shè)殘留物約為3m3。能以原油價(1500元l耐)收回831一3=828耐，計828x1500=124.200萬元。人工清罐清出的淤油按油泥油渣出售，以600元/耐計算為831x600=49.860萬元。考慮到人工清罐的勞務(wù)費一般計算在淤油的折價里，不另外支付勞務(wù)費，即49.860萬元相當于支付了勞務(wù)費。那么前后二者差價為(831一3)x1500一831只600二74.340萬元，也就是人工清洗T3ll一01罐隱含效益損失74340萬元。(2)機械清洗成本計算根據(jù)某施工單位提供的機械清洗預(yù)算，3x104砰原油罐機械清洗總成本由以下幾方面構(gòu)成:人工費5.980萬元，設(shè)備折舊及倉庫租賃費為13.080萬元，現(xiàn)場機械費為1.500萬元，配件加工及工程材料消耗費為2‘690萬元，排污費2.100萬元，原材料費4，519萬元，辦公費為1。000萬元，設(shè)備維修費8.350萬元，氮氣費18.000萬元，其它費用為5.450萬元，合計總費用為62.669萬元_機械清洗雖然施工費用高，但可將罐底淤渣中的油組分基本全部回收，按正常的原油價格計價，共回收124.200萬元，即除支付總費用外，仍有124.200一62.669=61.531萬元的直接效益。而人工清罐方法，雖然施工費用低，但是約占油罐容量2%一4%的罐底淤油需折價按油泥油渣銷售。按前面的計算，人工清罐的隱含效益損失為74.340萬元。另外機械清洗方法可減少油罐停用周期，提高油罐的利用率，有利于增產(chǎn)增效。3.2不污染環(huán)境、安全性能高傳統(tǒng)的人工清罐方法，清罐前要進行蒸罐，對罐底沉積物加熱，造成油氣大量揮發(fā)，既損失了原油中有用的輕組分，又污染了空氣。對清出的油渣、淤泥進行堆放、廢棄，也會造成環(huán)境污染。機械清洗工藝不向外排放污油和污水，也不會揮發(fā)出大量油氣。污油經(jīng)油水分離器分離后，水作為清洗介質(zhì)再循環(huán)使用，分離出的原油被回收，不對環(huán)境產(chǎn)牛污染。人工清罐方法，大量的油泥、淤渣要靠作業(yè)人員進人罐底手工清除，工作環(huán)境差，勞動強度大。從安全上考慮，進罐作業(yè)存在作業(yè)人員缺氧窒息和可燃氣體含量超標引起火災(zāi)爆炸的危險。機械清洗工藝，清洗設(shè)備代替人工，由清洗噴嘴在密閉的原油罐內(nèi)進行噴洗作業(yè)，施工人員在油罐外面操作機器，清洗過程安全性高。3.3回收原油質(zhì)量穩(wěn)定、收率高人工清罐方法，用大量蒸汽蒸罐，讓凝油直接與蒸汽接觸，使凝油融化，回收原油中的輕質(zhì)組分被揮發(fā)掉了，破壞了回收原油的質(zhì)量。而機械清洗工藝是用清潔原油沖擊沉積物、使其稀釋、溶解和擴散?；厥盏脑椭?，不增加含水量，不含砂或雜物，原油組分基本保持不變，質(zhì)量穩(wěn)定，不會在短期內(nèi)形成沉積物。機械清洗工藝可以最大限度地回收淤積物中的油組分。原油回收率一般占總淤積物的98%以上，剩下的鐵銹和泥砂等雜物在2%以下。而人工清罐是把所有淤積物都當成油泥油渣進行處理，既造成原油浪費又造成環(huán)境污染。4結(jié)論.原油罐的機械清洗工藝，具有工期短、綜合效益好，安全、環(huán)保等優(yōu)點。對生產(chǎn)任務(wù)重、原油罐容緊張的單位來說，原油罐進行機械清洗是較好的選擇，同時也符合企業(yè)實施HSE(健康、安全、環(huán)境)的要求。罐體油泥自動清理系統(tǒng)研究張軍，郭軍，祝金奎，汪建敏(中國科學(xué)院力學(xué)研究所環(huán)境科學(xué)與技術(shù)中心，北京100080)摘要:油田罐體內(nèi)易沉積泥砂，這些含油泥砂的自動清理及無污排放難題長期無法解決。本文通過介紹一個工程應(yīng)用，給出了一套解決此問題的工藝流程。關(guān)鍵詞:罐體;油泥;污染治理;環(huán)境保護中圖分類號:x74文獻標識碼:A1前言在國內(nèi)外油田，一些處于開采中后期的油井，采出的原油攜帶泥砂較多。而這些泥砂不僅造成石油輸運設(shè)備磨損，而且泥砂易在地面集輸站的沉降罐、儲油罐和運輸管線內(nèi)沉降，致使有效容積減小，嚴重時影響正常工作。因此，需要定期進行清理淤積的泥沙。目前，國內(nèi)各油田清理罐內(nèi)的積沙一般需要部分停產(chǎn)，打開大罐，利用人工進行清理。罐內(nèi)的泥砂中含有一定量的原油、污水及絮凝物等污染物，如直接對外排放會造成地面環(huán)境的污染。因此，如何做到不停產(chǎn)直接清除罐內(nèi)淤積的含油污泥，而且無害化排放，是許多油田面臨的難題之一。對于含油污泥的處理，國內(nèi)外刊物上已有相關(guān)文獻報道，但都偏重一個方面—有的介罐體的清淤方法〔’〕;有的介紹污泥的無害化處理〔2〕。對于罐體油泥自動清理一無污排放聯(lián)合工藝的研究是近年來新的發(fā)展方經(jīng)過對含油污泥特性的分析及研究〔3〕，通過采用淹沒射流、固液分離、洗滌脫油、泥漿濃縮、泥漿固化等技術(shù)手段對原油中的污泥進行分離、洗滌，達到連續(xù)、密閉，不停產(chǎn)自動清除罐底淤積的含油污泥，無污染排放的目的。本文以古一聯(lián)合集輸站罐體淤積油泥清理系統(tǒng)為例，介紹罐體油泥自動清理系統(tǒng)的流程和無害化處理效果。2古一聯(lián)合集輸站狀況及石油品質(zhì)特性古一聯(lián)合站是一個油田地面集中輸油站，內(nèi)有兩具沉降罐長期以來受到泥砂沉積問題的困擾。沉降罐直徑12米，高11米，每三個月罐底沉積含油污泥100了左右，需要定期停產(chǎn)開罐，清除罐底油泥。由罐內(nèi)直接排出的污泥中含油量高達20%以上。大量油泥直接排入站外農(nóng)田內(nèi)，造成嚴重的環(huán)境污染，而且被污水、原油污染的農(nóng)田面積隨時間的延續(xù)不斷擴大。每次的清罐都不可避免的有大量的原油流失，為此造成很大的經(jīng)濟損失。為了解古一聯(lián)集輸站罐底油泥的特性，做為制定工藝的依據(jù)，對罐底油泥樣品進行了實驗分析:表1為對古一聯(lián)合集輸站沉降罐內(nèi)的油泥進行的成份分析結(jié)果。以上數(shù)據(jù)表明:古一聯(lián)站的泥砂粒度小，小于76p的占總顆粒數(shù)的40%左右;污泥中含油20%左右，含油高，粘稠;隨著溫度的升高，粘度降低;在相同狀態(tài)時，下層物的粘度及屈服應(yīng)力都較上層物大的多。3治理方法及工藝在室內(nèi)試驗研究及室外中試研究的基礎(chǔ)上，制定出了一套適合于古一聯(lián)合集輸站罐體油泥無污清理的方法及工藝。流程圖如圖3所示。整套處理工藝分為以下四個主要環(huán)節(jié):自動清罐:對于淤積在罐底的泥砂，我們采用多頭管網(wǎng)技術(shù)(專利技術(shù))，利用淹沒射流激起罐底沉積的泥砂，通過吸頭將其抽出。在水力計算〔“〕及對泥漿性質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，制定多頭管在罐底的布局，開口方式等，在沉降罐底部鋪設(shè)多頭管網(wǎng)。罐內(nèi)管線可以在不停產(chǎn)的情況下密閉運行，可靠的將罐底沉降下來的含油泥砂吸出。分離洗滌:在罐外，與噴、吸管線相連接的是一整套分離、洗滌、濃縮裝置。針對泥漿的粒徑，選用Nxsl3型固液分離器(專利)進行初步的固液分離。泥砂排放至洗砂箱體內(nèi)。在旋流器及泵的高速剪切作用下，油泥在洗砂箱體的熱水中經(jīng)過三級洗滌，泥砂中所含的油充分析出，在熱水噴淋作用下，經(jīng)過溢流板流到集油箱體內(nèi)集中儲存，滿箱后打回集輸系統(tǒng)。濃縮外排:經(jīng)過最后一級洗滌的泥漿，被泵提升至濃縮裝置。泥漿經(jīng)過此裝置濃縮，排出多余的水，以減少外排物的量。打開排泥閥門，稠泥漿自動排至運輸機械的車斗內(nèi)。泥漿的固化:為方便運輸、處理，對外排泥砂進一步濃縮、固化，在排出的泥漿中摻入適量固化劑，將泥漿中所含的水轉(zhuǎn)化為結(jié)晶水，使泥漿在短時間內(nèi)凝固為塊狀。4含油污泥清理效果經(jīng)過如此處理的外排泥漿，潔凈，顏色灰白，基本不含油漬。如加入固化劑，排出物為塊狀。外排物在自然環(huán)境下干燥、風(fēng)化，成為細小的白色泥砂。排除的泥沙即使經(jīng)雨水沖刷也不會有油析出。對于粒徑>25p的細泥，分離效率>80%一95%。經(jīng)中國石油天然氣總公司環(huán)境監(jiān)測總站化驗分析，泥砂中含石油類物質(zhì)，從未處理前的20%降至目前4.32ppm。整個清理過程連續(xù)密閉，沒有二次污染。可以做到在不停產(chǎn)的情況下進行自動清除罐底沉積的污泥并進行無害化處理。避免了開罐除泥的環(huán)境污染及原油的浪費，大大降低了工人的勞動強度，改善了工人的勞動條件。古一聯(lián)站的罐體油泥自動清理裝置和工藝于1998年10月開始運行。至今狀況良好，排砂量穩(wěn)定，罐底沉積的泥砂維持在一定的平衡高度，不再增長。泥砂排放地的環(huán)境得以改觀，以前所造成的環(huán)境污染得到了根本控制。據(jù)該站現(xiàn)狀估算，該裝置運行后，每年為集輸站帶來的直接和間接經(jīng)濟效益約50萬元。5結(jié)論實踐證明:本套罐體油泥自動清理系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用是成功的。對于被類似問題所困擾的不同油田集輸站，可以在對實際情況具體分析的基礎(chǔ)上，對這套系統(tǒng)的部分進行調(diào)整，加以推廣應(yīng)用，從而實現(xiàn)環(huán)境保護與環(huán)境治理的目的。大型油罐底泥自動清理及資源化處理徐如良張曉方黃永港(浙江大學(xué)，杭州310027)(鎮(zhèn)海煉化公司，寧波315207)摘要:分析了大型油罐底泥清理及資源化處理系統(tǒng)建設(shè)的重要性，介紹國內(nèi)外常見的油罐自動清理及底泥資源化處理方法和工藝，以及作者所在試驗組在這一領(lǐng)域嘗試國產(chǎn)化設(shè)備開展油罐底泥分離回收污油，達到危險廢物減量化和資源化目的研究的初步成果和體會。關(guān)鍵詞:油罐底泥自動清理國產(chǎn)化減量化1問題的提出油品儲罐在儲存油品特別是原油時，在長時間的存放過程中，油品中的少量機械雜質(zhì)、沙粒、泥土、重金屬鹽類以及石蠟和瀝青質(zhì)等重油性組分會因比重差而自然沉降積累在油罐底部，形成又黑又稠的膠狀物質(zhì)層，一般需在間隔5一6年的定期油罐清洗時，將它清出罐外，從而產(chǎn)生油罐底泥，其數(shù)量一般高達該儲罐容量的1%一2%。特別是伴隨單座油罐容積的大型化，儲量在100km3的油罐設(shè)計上通常套用日本JsB8501和美國API650規(guī)范，由于齊平清掃孔的受力復(fù)雜且受力狀態(tài)較差，大型油罐基本上不再設(shè)置齊平清掃孔。因此，傳統(tǒng)的人工清理油罐底泥的方式和方法將難以與規(guī)?；瘍\發(fā)展趨勢相適應(yīng)。油罐底泥區(qū)別于一般性的含油污泥，由于其極高的碳氫化合物含量，是一種很好的可回收利用的資源。經(jīng)長期的調(diào)查測試發(fā)現(xiàn)，油罐底泥中含有約25%的水和5%的無機物如泥砂等，其余70%為碳氫化合物(其中瀝青質(zhì)占7.8%、石蠟占6%、灰份占4.8%)。通過適當?shù)姆蛛x術(shù)，碳氫化合物回收率即可達到98%以上。因此，若對清罐底泥不采取有效的回收減量化處理，將造成大量的石油資源流失，同時對環(huán)境造成污染。油罐儲運生產(chǎn)的特殊要求也決定了油罐底泥區(qū)別于其它油泥，產(chǎn)生時有其特殊性。首先表現(xiàn)在油罐底泥產(chǎn)生時間相對集中，單位時間數(shù)量大;還表現(xiàn)在油罐底泥產(chǎn)生的不連續(xù)性或者脈沖性，地點的不固定性或者游動性;另外，由于緊湊的儲運生產(chǎn)要求，清罐工作必須在盡可能短的時間內(nèi)完成，這就要求相應(yīng)的油罐清理、油泥處理不但要符合環(huán)境保護的要求，而且速度要快，才能取得較好的經(jīng)濟效益。發(fā)達國家早就制訂相關(guān)法規(guī)，明確規(guī)定禁止人員進入罐內(nèi)進行油罐清理的作業(yè)。目前，國內(nèi)許多企業(yè)安全生產(chǎn)正在推行“HsE”管理模式，即將健康、安全、環(huán)境三者進行一體化管理。傳統(tǒng)的清罐方法，需要人員進入進行手工作業(yè)，雖然，油罐經(jīng)過較長時間的蒸罐、通風(fēng)等工序作業(yè)，但罐內(nèi)仍然是油氣彌漫，嚴重損害作業(yè)人員的身體健康，甚至?xí)l(fā)中毒事故和惡臭污染事件。2國內(nèi)的清罐和油罐底泥處理方式2.1清罐方法當某油罐達到清罐時限時，國內(nèi)普遍采用的方法是:在罐中原油盡可能全部抽取后，注入適量清水并通入蒸汽，即所謂的“蒸罐”，加熱到一定溫度后，部分油品不從乳狀底泥中上浮至水層上，然后用泵將表層油品抽取，這樣完成一次“蒸罐”處理。一般情況下，為了盡可能多地回收底泥中的油品，通常采用兩次或兩次以上“蒸罐”處理。經(jīng)過“蒸罐”處理后，打開人孔進行自然或強制通風(fēng)，同時將油罐底部齊平清掃孔打開，讓能流動的油水和部分底泥自流進入油罐旁的儲泥槽。待底泥自流性變差直至自流結(jié)束后，再從罐中采集氣樣，測爆合格后作業(yè)人員方可從人孔進入，進行人工清泥洗罐作業(yè)。由于準備工作所需的工序多、步驟復(fù)雜、危險性大，因此清罐全過程所占時間較長，以清理1座50km3為例，一般需要45一50個工作日。2.2油罐底泥處理方式由于“蒸罐”過程中注入的清水加上通入蒸汽產(chǎn)生的閃蒸水，不僅額外地增加了油泥總量，而且還給油泥處理過程增加了破乳的工序，難度和能耗均較大。因此，普遍的做法是將油罐底泥送給工廠周邊的一些小型油品加工廠提煉成品油或給磚瓦廠作燃料，不但利用率低，而且由于這些土煉油廠或磚瓦廠沒有完善的環(huán)境保護措施，在油罐底泥的運輸和再利用過程中極易發(fā)生二次污染。某些工廠開始嘗試將油泥送焦化裝置進行催化焦化反應(yīng)等油泥資源化的方法，但這些方法仍是以人工清罐為前提，顯而易見的缺點主要有以下幾點，一是人員入罐作業(yè)的不安全性和對人體健康的危害性;二是油泥從油罐區(qū)遷移至綜合利用裝置的過程中仍存在發(fā)生二次污染的可能性;三是石油資源回收利用的不經(jīng)濟性。3國外自動清罐及油罐底泥處理系統(tǒng)介紹3.1BLABO系統(tǒng)BLABo系統(tǒng)的原則流程圖如圖1。丹麥泰福得公司在清罐、油泥分離領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。其主要有以下技術(shù)特點:一是模塊化，整套系統(tǒng)可以分為幾個單元模塊，根據(jù)不同油罐的清洗要求，可把幾個模塊的設(shè)備分開、串起來靈活使用，以滿足不同的需要;二是自動化，全套清洗、分離設(shè)施實現(xiàn)PLc控制;三是密閉化，清罐前不需要蒸罐、通風(fēng)、開人孔等一系列繁瑣又耗時的準備工作，整個清罐、油泥處理過程無需人員進入罐內(nèi)，無惡臭污染;四是專業(yè)化，利用其專利噴頭和交替使用的容積泵和離心泵，建立其特有的油罐體外油循環(huán)，來實現(xiàn)自動清洗油罐、自動清出底油泥的目的;五是便捷化，全套清罐、油泥分離系統(tǒng)均可以分裝在若干個集裝箱內(nèi)，安裝移動較為便利。采用這種方法，在12一16天內(nèi)清洗1座100km3油罐，處理1500m3的罐底油泥，回收的烴類物質(zhì)接近100%。2o3·2C0w系統(tǒng)COw系統(tǒng)的原則流程圖如圖日本大風(fēng)工業(yè)株式會社研制的COwS清洗系統(tǒng)，在東南亞、歐洲、中遠東等地區(qū)的陸上石油儲罐清洗方面得到廣泛應(yīng)用，該技術(shù)是利用特殊的液體噴射裝置，采用“同種類油品、全封閉、機械自動循環(huán)”的物理清洗技術(shù)。罐底有機沉積物經(jīng)過噴射、擊碎、溶解安全復(fù)原成標準質(zhì)量的原油。其主要有以下技術(shù)特點:一是罐底有機沉積物全部回收;二是清洗工期短，固定化，據(jù)資料介紹，100km3油罐的清洗作業(yè)時間為15天，僅為國內(nèi)傳統(tǒng)清罐時間的四分之一;三是全封閉式清洗，無需人員進入罐內(nèi)作業(yè)，惰性氣體控制罐內(nèi)可燃氣體，安全有保障;四是無環(huán)境污染;五是清洗效果好，清洗后罐內(nèi)表面可現(xiàn)出金屬本色;六