高凝點原油儲罐的機械清理

劉秋梅(中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315812)

0 引言

機械清洗工程涉及到設備進場[1]、流程管線連接、電纜鋪設、殘油移送、氮氣注入、伴洗油清洗、溫水清洗、罐內通風、罐內清渣等多個工序，明確每道工序的具體施工作業步驟以及各工序之間的順序十分重要，因此必須對整個過程的組織機構、人員、HSE 管理等進行嚴密組織，明確職責，統籌安排。

針對不同的儲罐及所儲存的介質不同，可以選擇用水清洗、柴油清洗、高凝點原油清洗、低凝點原油伴洗，也可多種介質進行交替清洗。

該煉廠以公司兩臺20 000 Nm3高凝點原油儲罐機械清洗中遇到的問題及處理辦法為契機，總結清洗經驗，找到了一條切實可行、高效應對高凝點原油罐機械清洗的途徑。

1 裝置背景

該煉廠建有75 萬噸/ 年瀝青裝置，原設計原油處理能力為230 萬噸/年，主要加工渤海重質原油，其設計基準原油為蓬萊19-3 原油，該裝置于2009 年3 月停工，一直處于停產保護狀態。根據該廠三期餾分油綜合利用項目原油加工需求，預計到2015 年，將每年加工150～200 萬噸/ 年南海中質油，中質原油性質較好，柴油組分可以直接調合國標柴油，常壓渣油可做為DCC 裝置原料，而南海中質油如與其他原油混合加工，資源效益將得不到較好的利用。為此，對現處于停工保護狀態下的75 萬噸/年瀝青裝置進行恢復性改造。75 萬噸/ 年瀝青裝置改造按加工文昌原油考慮，改造后裝置規模達到150 萬噸/年，年開工時數8 400 小時，裝置操作彈性為60%～120%。

為配套為裝置供料，該煉廠儲運罐區配套改造建設了2 臺20 000 Nm3外浮頂儲罐，儲存中輕質海洋原油，為瀝青裝置作供料罐。該罐自2010 年7 月檢修后投用至2021 年交付清罐，已連續使用11 年。因該罐長期使用且儲存高凝點原油，罐底沉積物檢尺數據約0.93 m(約1 100 t)，人孔不能打開。因此，此次清罐選用了機械清洗方式進行清理。

機械清罐廠家自2021 年9 月8 日設備進場、9 月26 日啟槍開始清洗作業，至11 月5 日交付建安進行前期作業，共計59 天(包括中秋/ 國慶假期、臺風影響及風險管控時間)，其中實際開展清罐作業時間為40 天(變更為裂解柴油清洗后所用的時間僅23天)。

2 準備階段

2.1 公用工程準備及拔立柱

(1)廠家人員進場前相關部門與清罐廠家提前進行了對接，對所需的水、電、蒸汽、氮氣來源及數量進行了現場對接核對，并在廠家進場前將所有接口準備完畢，節約了時間。

(2)因有前期原油罐清罐經驗，因此相關部門提前對立柱進行了試拔(確定無墊板)，確保了墊板不會卡住浮盤影響作業。

(3)本次立柱總計拔出7 根(6 桿旋轉噴槍及1 處氮氣注入口)，拔出率13.7%，滿足小于20% 的要求(立柱總量51根)。

2.2 檢測設備調試

(1) 2021 年9 月24 日，該罐開始倒空，浮盤逐漸落地。當浮盤完全落地后，逐步向浮盤下方注入氮氣[2]，并設置2 路氣體檢測，同步對罐內油氣空間進行實時監測分析，控制罐內空間氧含量8%以下。

(2)為確保浮盤上空間不會產生氮氣積聚，設置了1 路氣體檢測，對浮盤上空間進行實時監測分析，以確保無氮氣及其他可燃有毒氣體積聚。

3 準備階段

3.1 水循環

該罐倒至泵抽空后，通過檢尺測量，確認罐內液位為1.028 m，底部約有0.93 m 沉積物，沉積物含量較多。為了不用伴洗油及減少污油的產量，因此初始時試驗直接用水進行循環，同時進行加熱升溫，嘗試將罐底沉積物沖散并帶出儲罐。

水循環過程情況，如表1 所示。

3.2 原油循環

由于前期水循環效果不佳，因此按先前清罐經驗進原油進行循環，并同步加熱升溫至50 ℃。

原油循環過程情況，如表2 所示。

表1 水循環過程情況

表2 原油循環過程情況

使用高凝點原油循環，其過濾器頻繁發生堵塞(經常凝線)，無法進行循環，且槽車無法正常抽吸；清洗效果不佳。

3.3 柴油循環

吸取水循環及原油循環的經驗，并根據前期的垢物分析結果(灰分：0.58%)，初步判斷罐底沉淀物主要是高凝蠟質并包含部分膠質、瀝青質。

根據前期運行情況，相關部門立即在現場召開了專題會，初步商定改用DCC 裝置裂解柴油(閃點：75 ℃)進行伴洗，并在化驗室進行了化驗小試，稀釋效果非常明顯。因此，按規定履行變更手續后改用裂解柴油進行了清洗。同時，進一步提高儲罐溫度至60 ℃，加快罐內沉積蠟質的溶解。

經過7輪柴油倒入循環作業，共計倒入柴油447 t，倒出污油2 052 t。在柴油循環過程中，前2 輪循環建立時間較長，且置換出的污油數量較多，循環效果顯著。期間為提高柴油置換效率，采用少量多次的方式，減少柴油倒入量，盡可能進行循環，使得中期柴油置換率有所提高。

3.4 水洗循環及人工清罐

經過柴油循環作業后，罐內沉積物中已基本抽出轉移完畢，隨后采用水洗循環的方式，對罐內進行清洗。

經機械通風及檢測分析合格后，人工進行清理，將罐內剩余污泥進行清理打包，共計約6 t。

4 三廢的產生及處理

4.1 固廢

本次清罐固廢的產生主要分為兩部分：一是循環過程中過濾器堵塞而清出殘渣約2～3 t；二是最后人工清理階段產生殘渣約6 t；總計約8 t，目前已出廠。

4.2 污水

本次機械清罐污水的產生主要分為兩部分：一是直接水洗試驗階段產生的污水直接拉至接收罐約157 t，該水少量緩慢切至污水提升池送至污水處理廠；二是水洗循環階段產生的污水約90 t，該水直接切至切水口至提升池送至污水處理廠；總計約250 t。因外觀發黑無法分析，10～15 t/班送至污水處理廠，緩慢處理。

4.3 污油

本次機械清罐產生的污油總計為2 249 t(含原油循環階段倒入的446 t 原油、柴油循環階段倒入的447 t 裂解柴油)，全部進接收罐進行收集。目前接收罐加溫切水跟蹤指標中，目前取樣數據不穩定；后期繼續跟蹤根據指標分析情況安排回煉或者進污油處理設施。

5 優點

(1)成立清罐協調小組，共同協商督查。機械清罐開始前，相關部門及時成立了協調小組，這種方式被證明是非常實用和有效的。各專業對方案的合規性及實施情況、現場的人員行為安全、設備運行安全、安全措施落實、清罐質量、檢測儀表可靠性、槽車轉輸等共同進行協商及現場督查，對清罐作業的安全有序進行起到了非常好的促進作用；尤其是現場遇到困難的時候，小組成員及時到位共同協商，找到合理的解決辦法。

(2)建立浮盤上表面氣體檢測，及時掌握浮盤表面氣體分布。因已提前查明該罐密封破損，為防止注氮后氮氣溢出到浮盤上表面引起聚集造成危險。本次清罐協調小組要求廠家對浮盤上表面分出一路支管，進行實時檢測，以了解浮盤上表面的氮氣積聚情況。

(3)建立盤梯隔離機制，實現有序上罐作業。本次清罐過程中在盤梯處設置了鐵門并上鎖處理，上罐作業人員需向儲運報備并在專人監護的情況下開鎖上罐作業，此方法有效防止了無關人員上罐。

(4)提前試拔立柱，有備無患。本次清罐前提前試拔了立柱，確保無墊板不會卡住(如有則編制專項方案進行處理)。

(5) 提前對接，節約時間。對清罐廠家所需要的水、電、氣、風等公用工程節點，提前對接做好了準備，節約了時間。

(6) 先拆密封，再結束人工清理。本次在水洗結束，罐內剩余油泥基本處理干凈的情況下，及時安排將密封進行了拆除。拆除密封后，再次組織清理并進行了驗收，將拆密封落地的污油一并處理干凈，安全交付動火作業。

(7)罐內作業佩戴空呼，確保萬無一失。雖然浮盤上表面設置了一路氣體檢測，但為了保證萬無一失。本次清罐期間要求進罐作業人員(浮盤上表面)一律佩戴空氣呼吸器，并配四合一檢測儀持續檢測。

6 不足之處及建議

(1)浮盤立柱拔出數量偏少，浮盤下空間氣體檢測點以及油泥液位檢測點較少。由于前期僅考慮機械清罐所需旋轉噴槍及氮氣注入口，立柱只拔出7根，氣體檢測只能放置在導波管及注氮處。同時無法通過浮盤立柱口，對罐內剩余污泥高度及分布進行監測。

改進措施：在確保浮盤安全的前提下，拔出足夠的浮盤立柱且保證立柱均勻分布，方便后期的氣體檢測及油泥液位測量。

(2) 罐溫控制偏低，循環卸車困難。機械清罐前期，對儲罐溫度控制在40～50 ℃，導致循環建立困難，過濾器頻繁堵塞。后期將罐溫提高至60 ℃左右，儲罐循環基本正常。但是，由于本次機械清罐采用槽車轉運方式轉運污油，在轉運過程中熱量損失較快，存在卸車困難的情況。

改進措施：針對罐內沉積物中高凝蠟質含量較多的儲罐，在機械清罐過程中，需將儲罐控制溫度盡量升高，確保循環順利進行。同時，如通過槽車進行轉運污油，為確保順利卸車，在轉運時需適當提高儲罐控制溫度。

7 結語

對高凝點原油罐的機械清洗一定要選用合適的伴洗油，直接用水清洗或者選用原油進行伴洗的方式是不可取的，需要浪費大量的原油、產生較多的污油，且清罐效率得不到保證。選用催化裝置所產的裂解柴油等略輕組分是個不錯的選擇，但要做好化驗分析及安全把控，保證機械清罐安全、高效的進行。