儲罐油泥清洗與分離技術優化及應用

摘要：原油在儲運過程中，會在罐底沉積膠狀物質層―油泥。這些油泥如不清除將造成儲罐進出管線的堵塞、罐容的減少，增加安全隱患等危害。因此，國際上通常每6年左右對原油儲罐進行一次清洗檢修，國內石油行業規定新建鋼制油罐第一次開罐檢修的時間最長不超過10年，第二次及以后開罐檢修周期一般為5～7年。本文針對儲罐油泥清洗與分離技術優化及應用進行了分析。

關鍵詞：罐底油泥;射流清洗;油泥分離;工藝流程

一、傳統清洗工藝存在的缺陷

1.1清洗用油量大

為降低油泥密度與黏度，增加其流動性，實現抽吸與泵送，COWS需要大量清洗油。按照旁罐供油外循環清洗流程計算，所需清洗用油的總量為清洗時間與泵流量的乘積。采用單罐內循環清洗工藝，分批控量向待清洗油罐注入一定量油品，可以減少清洗用油總量。

1.2污染清洗用油品

沉積物一旦混入純凈的原油，會造成油品的石蠟、瀝青質、無機物、水與泥沙顆粒等成分劇增，對其接下來的儲存、運輸及煉化等各個環節造成嚴重影響。

1.3無法根本消除罐底油泥

儲油罐機械清洗流程是一種封閉的清洗工藝，油泥僅在罐區系統內部轉移。對于儲罐容積較小、原油進出頻繁、泥沙含量多的罐區，很快便會在罐底沉積超厚油泥，COWS工藝是不適用的。

二、儲罐機械清洗工藝的優化

為了避免污油泥對其他罐內原油的二次污染，對儲罐機械清洗工藝進行了改進，設計了油泥減量化的儲罐射流清洗工藝。該工藝以罐底油泥表層的殘油作為清洗介質，在射流破碎、抽吸與循環的流程中增加油泥分離環節。污油自循環清洗過程中不斷降低罐底污油泥的含固率，降低重組分，罐底污油不斷變稀，避免了油泥越攪越稠中斷循環。污油泥通過油泥分離裝置的調質、離心分離后輸出的干泥回收集中處理，好油進行循環清洗或回收，分離出的水排入污水管線。圖1是經優化后的儲罐清洗結合油泥分離的工藝流程圖。

該工藝改變了傳統清罐設備的構成型式，主要設計了油泥處理裝置，實現油泥的減量化，另外將傳統工藝的油回收裝置與油清洗裝置集成為清洗回收一體化裝置，具有完善的自動抽料與循環升壓功能，是建立自循環清洗的動力設備。

三、油泥處理裝置的研制

3.1工藝參數

主要的設計參數如下：處理量10m3/h;離心機主電機功率30kW;離心機副電機功率18.5kW;工藝溫度60～80℃;進液含固率≤10%。

分離效果：油中含水率≤1%，含固率≤0.5%（粒徑大于5μm）;

泥中含油率≤5%，含水率≤75%;

水中含油率≤0.5%，含固率≤0.5%（粒徑大于5μm）。

3.2流程設計

罐底沉積油泥經過清洗噴槍的射流沖洗攪拌，恢復良好流動性后，泵送至油泥分離系統的加熱、調質裝置后送至三相離心機進行油、水、泥三相分離，分離后的油用油泵提升至儲油罐或指定位置，水用水泵提升至污水罐或指定位置，泥用螺旋輸送器送出裝袋或裝車。

油泥處理裝置流程圖如圖2所示。圖2中，1bar=1MPa，1英尺=30.48cm。

在罐底油泥進入油泥分離裝置前，也可以流經本儲罐清洗系統配置的油水分離裝置的調質罐，油泥在這個15m3的槽罐內可以得到初始加熱，并可通過投加破乳劑，以提高三相離心機的分離效果。

3.3離心機的選型與工作原理

儲罐罐底污油主要由低分子烴類、重有機質、水與少量細粒泥沙等組成，體積分數≤40%，固相密度大于液相密度，具有一定流動性的懸浮液，適合選用臥螺離心機。該離心機分離因數高、工作連續，生產能力強、適應性好，能夠現實油、水、泥的三相分離。分離效果的調整操作簡單。

母液進入離心機腔體后，在高速旋轉產生的離心力作用下，密度大的固態顆粒沉積在轉鼓內壁上，與轉鼓做相對運動的螺旋葉片不斷地將沉積在轉鼓內壁的固態油泥推出排渣口。清潔油份擠到轉鼓中心，從溢流孔排出。螺旋與轉鼓之間的相對運動，也就是差轉速通過差速器來實現的，其大小由副電機來控制。差轉速大，推料速度快;差轉速小，推料速度慢。差轉速大時，脫水不充分，泥含水率大;差轉速小，出泥含水率低。差轉速對出清液含固率有很大影響：差轉速大時，由于攪動作用，已經沉降在轉鼓內壁的泥有可能重新泛起，進入上層清液，從出液口排出，使清液含固率增大;反之，清液含固率小。

差轉速對臥螺離心機的處理量有一定的影響：差轉速大，推料速度快，處理量大;差轉速小時，推料速度慢，處理量小。

參考文獻：

[1]劉濤.大型石油儲罐的自動化機械清洗[J].廣東化工，2011，38（6）：174-175.

[2]石油工業油氣儲運專業標準化委員會.立式圓筒形鋼制焊接油罐操作維護修理規程：SY/T5921—2011[S].北京：石油工業出版社，2011：7.

[3]魯飛，龐雷，張的，等.三維旋轉噴槍射流分析及機械和控制研究[J].流體機械，2014，42（1）：47-50.

（作者單位：中油遼河工程有限公司）

作者簡介： ?于飛云（1984.10.01），性別：男;籍貫：江蘇泰州;民族：漢;學歷：本科、學士;職稱：工程師;職務：油田給排水、污水處理工程設計;研究方向：給排水、油田污水、污泥處理。