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原油储罐清洗技术探讨

文档作者: 于宏伟 于晓红        文档来源: 中国石油技术开发公司 中国石油集团海洋工程有限公司
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更新时间: 2021年01月05日
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2016 年2 月 原油储罐清洗技术探讨 于宏伟(中国石油技术开发公司,北京100028) 于晓红(中国石油集团海洋工程有限公司,北京100028) 摘要:本文首先针对我国目前原油储罐清洗技术的现状进 行分析。在此基础上分析了目前我国原油储罐清洗技术存在 的问题,并提出相应的解决方案,指出原油储罐清洗技术未来 的发展方向。 关键词:原油;油污;储罐清洗;安全性 作为一种复杂的混合物,原油呈黑褐色,包含不同种类的 烃类物质。烷烃是原油的主要成分,硫、磷、氮等元素也参与原 油的组成[1]。原油在油罐中存储的时间一般较长,受到重力和 压力以及温度等各种因素会导致原油中的杂质以及重油组分 沉降。日积月累,油罐底部和周围壁上会有黑色的粘稠物质沉 积,这就是油罐底泥的形成过程。当油罐底泥不断增加时,油 罐的有效容积会大大减少,进而降低油罐的使用效率。沉积物 积累的时间过长会造成底部腐蚀的现象。所以,为保证原油的 存储质量,对油罐进行定期的清理非常有必要。 1原油储罐清洗技术的发展现状 就我国目前的油罐清洗技术来说,主要分为三种,下面具 体叙述。 人工清洗通常是工作人员亲自进入油罐内,对油罐底部和 侧壁存在的污泥等沉积物进行清洗。蒸汽蒸罐法是进行油罐 清洗的常用方法。“蒸罐”结束以后需要进行通风、气检、测爆检 验等一系列的操作[2]。罐内安全之后方可进人,工作人员在罐 内采用专业的工具对罐壁和罐底进行污物的清除。最后一步 是对油罐进行烘干操作。这种方法清洗较为干净,但对工作人 员的人身安全有一定的威胁。同时也需要消耗大量的人力物 力和时间。 化学清洗就是借助化学试剂来清除罐内的油污。化学试 剂和油罐内部的淤泥等发生化学反应后会生成可溶性的液体, 并被排到油罐外部。化学试剂不仅能够溶解油污,同时还可以 将油罐中沉积的烃类物质吸收,最后得到稳定的溶液。与传统 的人工清洗相比,这种方式可以节省大量的人力资源,同时产 生的残渣也较少。尤其是针对内部结构比较复杂的油罐来说 较为方便。但化学试剂处理不当会造成严重的事故。 当前较为先进的油罐清洗技术就是借助原油清洗系统( Crude Oil Washing System,COWS)来完成。COWS 清洗之前需 要将清洗装置与油罐进行连接。接着向罐内喷射清洗介质,将 油罐内部的污物冲走。借助抽取系统将污泥抽出对可回收部 分进行回收。最后工作人员进入罐内进行清理并烘干。这种 方式可以实现较高的原油回收率,同时可以大大减少人工劳动 强度,增加了安全性。但整套设备所占用的空间较大,需要较 多的资金投入,并且对于工作人员的技术要求较高。 2原油储罐清洗存在的问题和解决方案 先进的原油储罐清洗技术可以提高原油的回收率,并且缩 短原油清洗所需的时间,降低人力和物力等成本。但在实际的 清洗过程中存在有安全问题。 首先,原油储罐清洗对于现场的施工要求和安全系数要求 比较高。尤其是针对大型油罐,在残油传送的过程中,油罐内 部原油的液位逐渐下降。罐内气相空间逐渐增加。很容易结 合罐内的蒸汽而形成爆炸性混合气体。另外,原油储罐清洗和 清扫环节会伴随有原油换热和流动、搅拌以及过滤、飞溅、冲刷 等各种接触和分离的现象。这些都会促使油料产生静电,当静 电荷的数量积累到一定程度静电火花就会发生爆炸。 其次,无论何种方式的原油储罐清洗,最后都需要工作人 员进行检查和收尾。清扫孔和人孔打开以后,罐内大部分的轻 质组分虽然已被清除,但仍有少量的硫化氢以及碳氢等可燃性 气体,这可能会造成工作人员当场窒息或者身亡。 针对上述两种情况,需要在清洗过程中加强安全保护措 施。尽可能的降低罐内可燃气以及空气的浓度,杜绝任何火源 是防止爆炸发生的基本措施。另外,用锅炉燃烧产生的尾气 (锅炉惰气)来代替之前的保护惰气,同时锅炉燃烧产生的热蒸 汽也可以给清洗提供热源。不仅安全而且可以节约成本。为 了避免工作人员受有毒气体的伤害,可借助高灵敏度的检测仪 器对罐内气体进行成分浓度的检测。当数检测到的数据稳定 且确认无危险时人员方可进罐。 3原油储罐清洗技术未来的发展方向 降低成本和减少安全隐患是原油储罐清洗技术发展首要 解决的问题。未来原油储罐的清洗将朝着全自动化的方向发 展。随着科技的发展,机器人越来越智能。借助专门的油罐清 洗机器人来对罐内油污和淤泥进行清洗是下一步研究的焦 点。磁吸附和真空吸附等技术是进行吸附操作最优选择。机 器人在清洗的过程中可将用超声波、等离子以及机械力等方式 结合到一起,实现彻底、无死角的清洗。但由于罐内环境结构 复杂,机器人在罐内的移动是一个非常关键的问题。履带式移 动方式是一种很好的选择,但不能灵活的转向。车轮式和腿足 式移动方式具有各自的优势和不足之处。因此,如何平衡各项 技术进而研制出具有较高的灵活性和可控性的机器人是一个 值得深入研究的问题。 4结语 随着我国对石油需求量越来越大,石油存储装置的重要性 逐渐增加。环境问题、安全问题等都是在进行油罐清洗的过程 中需要重点关注的问题。人工清洗、化学试剂清洗以及COWS 等清洗方式均被应用。但这些清洗技术均存在这样活着那样 的不足。为了克服种种缺陷,提高清洗的安全性和环保性,对 清洗机器人的研究十分必要。 参考文献: [1]何桂英,肖学喜.原油储罐清洗的环境污染及环保对策[J]. 浙江化工,2010,01:28-31. [2]王安军,袁浩.COWS原油储罐清洗技术在吐哈油库的应 用[J].管道技术与设备,2012,05:46-49. 作者简介:于宏伟(1980-),山东人,硕士研究生学历,专业:油气 田开发,工作单位:中国石油技术开发公司。 设备运维 25
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