田付海，王孝忠，王彦波
中国石油化工股份有限公司 石家庄炼化分公司，河北 石家庄 050099
摘要:大型原油储罐由于罐容大，储存油品油质重、粘度大、凝固点高的特点，罐底、立柱、盘管及罐壁表面会存有较多淤积物，传统的人工清洗无法满足大型原油储罐的清洗要求，所以需进行机械清洗。本文某炼化5万m3原油储罐机械清罐为例，阐述了机械清洗的原理，设备和施工过程，说明了机械清洗的优势和经济效益，具有良好的应用前景。
关键词: 原油储罐；机械清洗；原理；经济效益
原油储罐保证炼化装置原料的供给，炼化企业应加强对原油罐的管理，定期进行检查和维修工作，需要进行清罐处理后交设备检修。鉴于机械清洗相较于人工清洗具有诸多优点，使用机械清洗技术对此罐进行清罐作业。结果表明机械清洗可以实现全过程密闭清洗，环保安全性高，作业时间短，原油回收率高，经济效益明显。随着近几年大型原油储罐建设增多，原有的人工清罐已无法满足环境和发展的需求，机械清洗代替人工清洗是必然趋势。
1 机械清洗原理
机械清洗技术是通过机械清洗设备将原油罐底部具有流动性的原油移送至指定原油罐中，然后用原油经加温、加压后喷射清洗油泥溶解淤渣，清洗介质经过滤器过滤后移送至指定原油罐中，最后再用温水对储罐内各部位进行循环清洗，把残留在罐内的淤渣清理到罐外，以达到罐内检修及动火条件。
2 主要机械清洗设备
2.1 日本COWS清洗设备
安装于需清理的罐内旋转清洗喷枪。这些清洗枪可通过罐顶已有的孔口如检修孔、透气孔或新的安装孔等安装于罐内，清洗枪的分布要保证射流面积可以覆盖罐内所有部分。再循环单元，包括泵、过滤器，热交换器和旋液分离器。本单元处理并加热油泥，使污油能够通过旋转喷枪再流回罐内，使罐内的污油将被逐步稀释和液化。
2.2 油渣/油水处理单元
由两套分离系统组成，一套系统通过精密过滤器进行油渣分离，一套系统通过油水分离器进行油水分离。可以满足清罐的油渣处理及清罐作业后期水清洗的废水综合处理要求。
油水分离器：采用专业的油水分离系统，满足清罐作业的油水分离要求及清罐作业后期水清洗的废水综合处理要求。
精密过滤器：采用袋式过滤的方式，具有结构合理、密封性好、流通能力强、过滤精度高、过滤面积大且稳定等特点，保证外送油的品质。
泥水分离机：通过泥水分离机将罐内含水量超标的泥渣进行泥水分离，分离后的泥渣装袋放置指定位置，水排入指定地点。
3 主要施工作业过程
3.1 原油移送过程
移送过程是指在机械清洗设备启动前，将原油罐中有流动性的油移送到其它油罐中的过程。通常从油罐的脱水管口抽送。由于这一过程中罐顶支柱着底，则会在油罐内形成气相空间。为了防止清洗机启动时的静电等导致火灾，向气层部分注入氮气，将流动性的油全部移送到其它油罐，液位降至0.35米。
3.2 原油清洗过程
原油清洗过程，即用清洗机喷射干净的原油，打碎溶解油罐内的淤渣，使分散流动化的原油排出到原油罐外，此过程可以去掉大部分淤渣。
3.3 温水清洗过程
温水清洗是往油罐中加入一定量的温水边循环加热的进行清洗，在循环管道中设置油水分离器，回收油分。
3.4 油罐内部清扫过程
在温水清洗结束后，打开人孔、清扫孔，把残留在罐内的淤渣清理到罐外。
储罐清洗过程中，所有回收油转移过程中，必须经过有效的油泥过滤分离处理，以保证回收油罐不受到二次污染。在清罐过程中会产生一些废弃物，主要是罐内残留的淤渣、铁锈、油泥沙和罐内后期处理的抹布等，装入双层编织袋，将固废物按照环保管理的要求定点摆放，后期进行固废物的处理。
4 原油储罐机械清洗技术的优点
4.1 原油回收率高，清罐周期短
有效回收罐底沉积物中的油分，回收率占总沉积物的98% 以上。它不受储罐大小、罐底油泥量和天气的影响，因此效率高，施工周期短，而人工清洗受影响较大，随着油泥量的增加，施工时间也较大幅度的跟着增加。
4.2 保证了原油质量
传统的人工清罐法是让罐底油直接与蒸汽接触，使其融化，而轻组分流失，破坏了原油的质量。机械清洗是靠清洗油时冲击沉积物，由于稀释和溶解，回收的原油不会增加含水量，不含砂或杂物，从而保证了原油质量。
4.3 安全有保障
通过注入氮气减少可燃气体的浓度，避免了因喷嘴高速喷射产生静电可能带来的隐患。机械清洗结束后，检修人员可以进罐进行动火维修作业，而人工清罐，需要投入大量人员在罐内清除沉积物，高浓度油气容易引发风险。
4.4 环境污染小，清洗效果好
机械清洗经油水分离槽分离后，把温水循环清洗利用，分离出的油组分，而不和人工清罐一样会造成大量油气挥发，污染环境。并且使用原油清洗时，原油相当于溶剂，在一定温度和压力下，能够清除罐内死角使内表面露出金属本色。
4.5 经济效益明显
人工清罐中原油罐底淤渣难以处理，需要按渣油折价销售，而机械清洗虽然施工费用较高，但可将罐底油泥中的油分基本全部回收，按正常原油炼制。并且可减少油罐停用期，提高原油罐的利用率。
5 机械清罐效益分析
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以某炼化公司5万m3原油罐机械清洗为例，从表1计算，公用工程消耗费用合计12.95万元，机械清洗第二次加温循环油洗分离出来468吨高凝点油，加上热水水洗撇油45吨，共回收了513吨原油，按照原油价格3700元/吨计算，污油没有出厂价，参考重油指导价2000元/吨，产生效益513*（3700-2000）=87.21万元，公用工程消耗合计13万元，实际效益74.21万元。考虑机械清洗环保情况，此次清罐共清理危废69吨包，实现全部出厂处理，每吨处置费3380元，共花费69*3380=233220元，机械清洗污水按照生产处要求，以10吨/小时外送至环保装置处理。最终效益74.21-23.32=50.89万元。事实证明，机械清洗能够回收罐底高凝点原油，降低清罐油品损耗，尤其是在减少污油量的产生，减少污油罐存，有较大经济效益。
6 此次原油罐机械清洗存在问题
罐循环油洗倒油期间，向收料罐倒油按照100吨/罐进行，常减压装置的电脱盐出现发黑、脱盐效果不好的情况，清洗罐罐底油采样结果油86%，泥4%，水10%，盐含量441mg/l，分析清洗罐罐底油较脏、盐含量较高对下游装置的电脱盐有影响，下次清罐循环油洗倒油时，向收料罐倒油先按照50吨/罐进行，并观察常减压装置的电脱盐情况，根据实际情况进行调整。
机械清洗倒油线流量计不准，倒油量不好控制，外排污水无流量计，外排污水量不好控制，这样对下游装置有影响，下次机械清洗倒油时流量计要准确，外排污水增加流量表，确保小流量外排污水。外排污水要加过滤器，避免油泥进入隔油池、污水池，影响污水外送。
7 结语
随着原油罐的大型化和原油品质的劣质化，原油储罐机械清洗有很好的应用前景，在清洗过程中系统密闭和循环，创造了较高的安全，环保和经济效益，满足了检修所要求的动火条件，市场应用前景非常广阔。
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田付海（1989-），男（汉族），河北省赞皇县，中级工程师，学士，主要从事石油化工行业设备管理工作。