摘要：储油罐的正常运行是输油生产平稳安全运行的基础。原油长期储存在储油罐，罐底会积成油泥，影响罐容及产生多项危害。介绍了储罐罐底油泥堆积的情况，说明了罐底油泥堆积造成的多项危害；其次探讨了罐底油泥的组成和生成机理，分析了储油罐罐底油泥堆积的原因，针对罐底油泥堆积的原因提出多项解决方案与措施建议；最后总结了改善后所期望达到的效果。
关键词：原油存储；原油储罐；罐底油泥；沉降
前言
为了保证因气候灾害、人为破坏等各种因素而造成的事故使上游场站生产运输暂时中断的情况下，仍能保证管输的平稳运行，输油站及储备油库需储存一定量的原油，而罐底积成油泥使储罐的有效容量即贮油量减小，因此，防止油泥在罐底的堆积是输油站及大型储备油库的重大技术课题。
1. 罐底油泥堆积危害
由于粘度较大的固体蜡和沥青质在罐底堆积，带来以下危害：
1.1 储罐有效罐容减小
考虑罐底沉积层的存在，设计单位通常在设计中把出油管流出口截面提高50mm，使油罐最低液位相应提高，以1000m3储油罐为例，油罐高度约为11m，出口高50mm，有效容积降低0.45%。储油时间长，罐底沉积物增厚，最低液位逐渐提高使油罐有效容积大大降低。
1.2 清罐次数增多
罐底油泥的大量堆积严重影响油罐的运行，需将油泥彻底清除，以免加热炉、输油泵等设备积污和堵塞，增加维护维修费用。储罐罐底油泥堆积速度快，会增加清罐次数，清罐工程费用大，投入大量劳动力，且清罐作业使油罐停运，罐容利用率降低。
1.3 影响正常生产运行
当较低罐位运行储罐时，大量固体杂质堵塞输油泵过滤器，造成频繁停泵清洗输油泵过滤器的情况，从而影响正常输油生产。
1.4 增加罐底及其附属设备的腐蚀速度
由于沉积物中含有腐蚀性强的硫化物，尤其是由于沉积物的存在无法把水脱除干净，水中溶盐造成罐底和加热盘管的腐蚀十分严重。因加热盘管腐蚀穿孔造成的输油站热循环管线串油现象、油罐停运现象在输油站和炼油厂都经常发生。
2. 罐底油泥的组成和生成机理
为合理分析罐底油泥堆积的原因，明确罐底油泥的组成和生成机理十分重要。
2.1 罐底油泥组成
罐底油泥是油田地面处理系统中各类容器的清淤产物，呈粘稠状，颗粒细密，乳化严重。罐底油泥成分复杂含有大量老化原油、蜡质、沥青质、胶体、固体悬浮物、细菌、盐类、酸性气体、腐蚀产物，还包括大量生产过程中投加的缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等处理剂。
有关研究表明，油罐底泥的组成变化范围较大，平均约含25%的水和5%的无机沉淀物，如泥沙等，剩余的70%为碳氢化合物，其中沥青质占7.8%，石蜡占6%，污泥灰分含量为4.8%，美国曾对不同炼厂的31 座储罐的油泥进行了分析与统计，油泥中的油、水和灰分的含量范围分别在1.3%~95%、5%~98% 和0~55.3%之间。国内研究了油泥的平均组成，主要物质含量为15%沥青质、10%石蜡、65%液态烃、5%盐水、5%泥砂。
2.2 罐底油泥生成机理
原油中胶质、沥青质、石蜡和水含量决定油泥的产生量。除直接沉降的机械杂质、粗粒泥沙外，原油沉降的主体为石蜡、沥青质、微粒泥沙三种胶粒和乳化水滴， 客体为溶解于乳化水滴中的无机盐类和被胶团巨大表面所粘附并最终被包裹的大量液态烃类。原油在储罐中的沉降过程分粗粒杂质直接沉降、胶粒聚集沉降、乳状液失稳脱水、液态烃密度场形成四个层面。 原油沉降进程分混沌期、暂稳期、聚沉期和稳定期四个阶段。混沌期为2h，暂稳期为22h，聚沉期因油种和存储条件而异，需耗时24~110h。
3. 罐底油泥堆积的原因分析
罐底油泥堆积是储油罐普遍存在的问题，分析出有以下几点原因：
3.1 来油质量
一些采油厂部分井区已经到运行后期，采出原油含泥沙杂质较多，且含水较大，采出后处理过程中为脱水所加的加药剂也较多，原油进入储罐内停留一段时间后泥沙杂质混合析出药剂在罐底沉积。
3.2 储罐内加热盘管换热面积不够
当温度降低时为了防止原油和易凝油品在油罐内凝结，便于油品进泵和传输，油罐内设有盘管加热器，油罐外壁设有保温层。但加热器和保温层的设计没有考虑到输油站所接原油仍含蜡，在油品凝结前已经开始析出蜡晶。
3.3 常年高罐位运行
为确保一定储油量应对上游突发事故及气候灾害，减少油品小呼吸蒸发损耗，一些输油站长期处于双罐高罐位运行，这种运行模式使得原油在储油罐内停留时间较长，由罐底油泥生成机理可看出，原油沉降进程分混沌期、暂稳期、聚沉期和稳定期四个阶段，当进罐原油渡过暂稳期进入聚沉期时，开始产生大量沉淀油泥，当罐内原油渡过聚沉期进入稳定期时，罐底已堆积形成大量固化油泥。
4. 防止罐底油泥堆积的措施
由于罐底油泥堆积存在诸多危害，应实施措施加以控制。在已有大量油泥的情况下，保持油罐有效容积的方法有两个：使油泥在原油中分散，呈悬浮状态，随原油的输送而送走即防止其沉积，或将已沉积在罐底的油泥清除出罐。以下是针对上述原因分析提出的防止油泥在罐底堆积的措施：
4.1 增加换热面积
从上文可看出罐底沉积物主要是蜡结晶，来油进罐后存在的降温过程造成蜡结晶的大量产生，储油罐加热盘管换热面积不够，油罐内加热器的应用主要根据原油的凝固点、粘度、及输油温度决定加热器的面积，这样决定的换热面积不足以防止蜡结晶的产生，若能增加换热面积使油温高于析蜡点则可以大大减少油泥沉积。可增加一组罐壁环绕盘管，使罐内油温不低于进站温度，这样既可以预防蜡晶析出沉淀，又可以降低加热炉负荷。
4.2 增加机械搅拌
油泥的主要成分是固体蜡，防止固体蜡在油罐内形成就可减少油泥沉积问题，在此问题的解决上国外油罐长期使用侧壁插入式搅拌器，日美等国在四十年代开始使用固定角度式油罐搅拌器，从六十年代年开始，国外就大量使用可调角度式搅拌器。
在罐容较小的情况下，常在罐的下部安装用电动机带动旋转的螺旋桨搅拌器，使油泥在原油中悬浮，此类设备比较简单，但单纯的机械搅拌需要消耗动力，油泥在油中分散的不好，一停搅拌，油泥就开始沉降。因此可选储罐下部安装带有许多喷嘴的可旋转式水平管，用压力注入原油或油品，使油泥悬浮于油中，随原油输送。
4.3 采用热油循环
对于已经固化的油泥，热油循环可以有效解决，把加轻油作溶剂的热原油，经加热升温后，再循环至油罐中，可溶化大量油泥。此外，维持罐底乳化油层的温度，用泵抽出再循环到罐中来，可预防油泥生成。
4.4 化学悬浮法
在油泥中加入溶剂（油）和油泥分散剂，可使油泥较好的悬浮分散于油中，呈可流动状态，油泥分散剂都是既有亲油的链烷基，又有亲水基团的表面活性剂，有试验结果表示，经20℃下储存100天，原油中沉降油泥体积百分数降低了57%~93.3%，大大减少了沉积油泥量。对于已经固化的油泥，可先加入石油或煤焦油的芳烃为溶剂和表面活性剂，加热并停留软化，再加入多量油为溶剂，搅拌使之流动，可使多数油泥得到分散。
4.5 其他措施
尽量保持低罐位运行，当油罐保持低液位运行时，油品在罐内停留时间短，导致沉淀时间短，降温时间短，在胶质、沥青质未完全沉淀，蜡晶未析出之前，就直接进入加热炉加温外输。另外，应严把油交质量关，必要时增设对上游来油的含泥沙分析。
5. 结论及建议
储油罐是输油生产中的重点设备，站内工艺设施、辅助设施都应保证储罐平稳运行。无论正常情况还是非正常情况的操作要点都是保证储罐有效罐容。
在日常管理和操作中如果加以注意，可以降低油泥沉积，减少清罐次数，减少清罐工程的费用，延长泵和加热炉的运行时间。若采用多种措施使罐底油泥堆积情况改善，则能提高有效罐容防止大量沉淀物的堆积和形成，确保储罐长期、安全、高效运行。
参考文献
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作者简介：李炳良（1977-），男，四川资阳人毕业于长庆石油技校，技师，从事输油维修工作。