油品調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭在大型原油儲(chǔ)罐上的調(diào)合應(yīng)用

趙忠水（中石化北京燕山分公司儲(chǔ)運(yùn)一廠，北京 102503）

油品調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭在大型原油儲(chǔ)罐上的調(diào)合應(yīng)用

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趙忠水
（中石化北京燕山分公司儲(chǔ)運(yùn)一廠，北京 102503）

摘 要：大型原油儲(chǔ)罐接收不同品種的原油，由于密度差造成原油分層，罐內(nèi)原油混合不均勻，物性差異大，造成原油計(jì)量損失，也對(duì)下裝生產(chǎn)裝置的平穩(wěn)運(yùn)行造成很大的影響。通過深入分析現(xiàn)有調(diào)合技術(shù)與設(shè)施的特點(diǎn)，選擇應(yīng)用油品調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭，實(shí)現(xiàn)罐內(nèi)原油的均勻調(diào)合，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：原油；調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭；分層；調(diào)合

作者信息：趙忠水，男，1973.11生人，畢業(yè)于中國（北京）石油大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)工程碩士學(xué)位。目前為中國石油化工股份有限公司北京燕山分公司儲(chǔ)運(yùn)一廠工程師。

1　前言

隨著原油儲(chǔ)罐的日益大型化，目前單罐容量普遍達(dá)到10萬m3，由于儲(chǔ)存來自不同區(qū)域的原油，原油品種繁多，各油種的硫含量、酸值、密度及粘度等指標(biāo)差別較大。受密度差異、收油流速等因素的影響，原油在進(jìn)入儲(chǔ)罐后，經(jīng)常會(huì)呈現(xiàn)出不規(guī)則的分層現(xiàn)象。為了確保樣品數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，計(jì)量和分析人員需要分層采樣、分層計(jì)量。同時(shí)，由于原油性質(zhì)的不均勻，也造成煉油裝置在加工時(shí)頻繁調(diào)整工藝參數(shù)，影響了裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。為了解決罐內(nèi)原油性質(zhì)不均勻的問題，需增加完善調(diào)合設(shè)施，從而使罐內(nèi)分層原油混合均勻。

2　油罐調(diào)合設(shè)施性能對(duì)比與選擇

2.1 油罐攪拌器。部分中小型儲(chǔ)油罐安裝固定插入式側(cè)向伸入式攪拌器，用來對(duì)罐內(nèi)油品進(jìn)行攪拌，從而達(dá)到油品調(diào)合、熱傳遞、均勻化和防止沉積物聚集的目的。固定插入式側(cè)向伸入式攪拌器的結(jié)構(gòu)主要有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，葉輪，密封機(jī)構(gòu)，輔助密封機(jī)構(gòu)和支撐等部分組成。大型儲(chǔ)罐應(yīng)用固定插入式攪拌器，需安裝多臺(tái)，電耗較高。攪拌系統(tǒng)與罐壁間存在軸口密封， 容易漏油；罐前需配電， 存在安全隱患，運(yùn)行噪音和振動(dòng)較大。

2.2 調(diào)合噴嘴。部分儲(chǔ)罐采用在油罐出口處設(shè)置單噴嘴或多噴嘴，使油品在罐內(nèi)由噴射造成的渦流擴(kuò)散達(dá)到介質(zhì)均勻混合的目的。單噴嘴是一個(gè)流線型錐形體，安裝在調(diào)合罐內(nèi)靠近罐底的罐壁進(jìn)油管上。噴嘴中心線的延長線與罐內(nèi)最高液面的交點(diǎn)位于油罐直徑的2/3處。多噴嘴一般由5～7個(gè)噴嘴組合而成，多噴嘴安裝在調(diào)合罐底部中心。因噴嘴噴射形成的射流網(wǎng)角度固定，調(diào)合時(shí)間長效率低，在設(shè)計(jì)配置不合理的情況下，存在調(diào)合死角區(qū)。固定噴嘴在運(yùn)行時(shí)，受到高壓大流量的油液沖擊后將發(fā)生劇烈的振蕩，強(qiáng)力的沖擊流沖擊浮盤，容易造成浮盤損壞。易產(chǎn)生靜電積聚，存在安全隱患。

2.3 調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭。調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭一般安裝在油罐內(nèi)底部中央處，通過設(shè)備法蘭與油罐內(nèi)輸油管線相連接，通過工藝管線將油品輸入罐內(nèi)，再經(jīng)調(diào)合器均布的副噴嘴和頂部主噴嘴噴出，可使進(jìn)罐的物料與罐內(nèi)原有的物料充分混合。調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭利用射流的反沖油品，改固定噴嘴直射為旋轉(zhuǎn)噴射，以形成更為理想的渦流調(diào)合。它具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便安全可靠、調(diào)合效果好，效率高，不會(huì)出現(xiàn)無法攪勻死角的優(yōu)點(diǎn)，不直接沖擊浮盤和罐壁，避免罐內(nèi)設(shè)備損壞，同時(shí)減少了靜電積聚。

綜合以上技術(shù)的特點(diǎn)分析，調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭攪拌系統(tǒng)與罐壁間不存在軸口密封，罐前不需配電，沒有調(diào)合死角， 運(yùn)行無噪音，安全可靠，耗電少的特點(diǎn)，更加適用于大型原油儲(chǔ)罐的調(diào)合應(yīng)用。

3　油品調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭應(yīng)用改造

首先對(duì)原油罐區(qū)V-9903#罐進(jìn)行了改造。V-9903#罐為100000m3外浮頂罐，規(guī)格Ф81×H21.1m，安全高度為18.8m，儲(chǔ)油量95742m3。調(diào)合管道直徑400mm，調(diào)合時(shí)常用儲(chǔ)液高度18.5m，儲(chǔ)油量94000m3。為進(jìn)一步減少噴頭射流的沖擊力，降低對(duì)浮盤和罐壁的沖擊，同時(shí)避免調(diào)合死角，V-9903#罐采用了三噴頭組合方式，即在直徑81m的油罐中，以儲(chǔ)罐中心22m為圓周半徑均勻布置三個(gè)調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭。主噴嘴仰射角50度，主噴嘴與副噴嘴傾角均為25度。為了不破壞罐壁應(yīng)力結(jié)構(gòu)，借用一個(gè)DN600罐壁人孔，做為調(diào)合循環(huán)進(jìn)油管道入口。調(diào)合泵P-101C型號(hào)300AYsP200×2，揚(yáng)程400m，流量760m3/h。調(diào)合前組分油密度771kg/m3～932kg/m3；調(diào)合后油品密度830kg/m3～890kg/m3，調(diào)合作業(yè)溫度10℃～45℃。

4　油品調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭應(yīng)用情況

根據(jù)調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭的使用要求，確定V-9903#罐的收油調(diào)合程序，并對(duì)使用效果進(jìn)行了試驗(yàn)分析。調(diào)合程序?yàn)椋涸诒ＷCV-9903＃罐液位不低于3m條件下啟動(dòng)循環(huán)泵P-101C，對(duì)V-9903＃罐內(nèi)原油進(jìn)行循環(huán)調(diào)合。經(jīng)過8小時(shí)循環(huán)調(diào)合后，再經(jīng)過4小時(shí)沉降，分析結(jié)果顯示罐內(nèi)原油上部、中部和下部的硫含量、酸值、密度都分布的較均勻，罐內(nèi)原油調(diào)合效果良好。

通過多次調(diào)合操作后發(fā)現(xiàn)，借助儲(chǔ)罐收油動(dòng)態(tài)可以提高罐內(nèi)原油循環(huán)調(diào)合效果，將V-9903＃罐原油循環(huán)時(shí)間控制在6～8h，收油結(jié)束后延時(shí)半小時(shí)停止原油循環(huán)，可以實(shí)現(xiàn)原油在儲(chǔ)罐內(nèi)調(diào)合最佳工況，有效解決了罐內(nèi)原油出現(xiàn)分層、混合不均的情況。

表1 V-9903#罐使用調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭后的分析數(shù)據(jù)表

5 經(jīng)濟(jì)效果

按照分析數(shù)據(jù)表中V-9903＃罐循環(huán)前后密度值分別為863.4kg/m3和863.9kg/m3計(jì)算，原油經(jīng)過循環(huán)調(diào)合后，可減少計(jì)量損失約0.058%。如果按照V-9903＃罐區(qū)全年接收原油200萬噸計(jì)算，每年可減少原油計(jì)量損失約1158噸，可挽回經(jīng)濟(jì)效益：1158噸×4300元/噸=500萬元。

高硫與低硫原油差價(jià)按每噸400元，每天混煉原油2萬噸計(jì)算，如果穩(wěn)定提高調(diào)混后原油0.1%的硫含量，每年就能創(chuàng)造近300萬元的經(jīng)濟(jì)效益。

在減少原油儲(chǔ)罐計(jì)量損失的同時(shí)，性質(zhì)穩(wěn)定的原油可以提高下游生產(chǎn)裝置的運(yùn)行平穩(wěn)率，提升生產(chǎn)裝置的經(jīng)濟(jì)效益。油品調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭的使用，還能防止罐底的淤積，從而減少了油品的浪費(fèi)，同時(shí)還能延長大型原油儲(chǔ)罐的清罐周期，效益也是非常可觀的。

結(jié)語

大型原油儲(chǔ)罐加裝油品調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭后，在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)于罐存原油的均質(zhì)化取得較為理想的效果，油品調(diào)合旋轉(zhuǎn)噴頭充分立體、高效的調(diào)合功能，解決了大型儲(chǔ)罐儲(chǔ)存多品種原油出現(xiàn)的分層現(xiàn)象，減少因原油儲(chǔ)罐的計(jì)量損失，也提高了下游生產(chǎn)裝置加工原油的平穩(wěn)率，實(shí)際應(yīng)用效果顯著。

參考文獻(xiàn)

[1] 王秀文，董仁義. 儲(chǔ)油罐用旋轉(zhuǎn)噴射式攪拌系統(tǒng)[J].油氣田地面工程，1997.

中圖分類號(hào)：TE92

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A