張 鵬 劉英斌 葛永睿

(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州516086)

中海油惠州石化有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)惠州石化)原油罐211-T-02自2009年開(kāi)工投產(chǎn)后未進(jìn)行過(guò)清罐檢修，罐內(nèi)及罐壁結(jié)油污渣垢、罐底淤渣過(guò)多，而且中央排水管線(xiàn)已部分損壞，不能繼續(xù)正常使用，需要進(jìn)行工藝處理后交設(shè)備檢修。鑒于機(jī)械清洗相較于人工清洗具有諸多優(yōu)點(diǎn)，提出使用油罐機(jī)械清洗(COW)技術(shù)對(duì)211-T-02進(jìn)行清罐作業(yè)。結(jié)果表明該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)全過(guò)程密閉清洗，安全環(huán)保性能高，作業(yè)時(shí)間短，原油回收率高，且回收油性能穩(wěn)定，社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益顯著[1-2]。與人工清罐相比,改油罐采用機(jī)械清罐可產(chǎn)生清罐效益371.4萬(wàn)元。

1 COW技術(shù)原理及流程

COW技術(shù)清洗流程見(jiàn)圖1。使用臨時(shí)敷設(shè)的管道，將COW設(shè)備與需清洗油罐、供給清洗油的油罐以及存放殘油的回收油罐連接在一起，利用設(shè)置在清洗油罐上的清洗機(jī)，噴射清洗油罐所供給的清洗油來(lái)溶解油渣、油污，通過(guò)抽取系統(tǒng)抽取溶解的淤渣，過(guò)濾處理后再將其送到回收油罐中。主要工藝過(guò)程包括同種油清洗和溫水循環(huán)清洗，通過(guò)機(jī)械清洗后，可以使油罐直接達(dá)到動(dòng)火維修條件。

圖1 清洗流程

2 清罐過(guò)程及存在的問(wèn)題

2.1 清罐過(guò)程

方案審批完成后，清罐單位人員、設(shè)備進(jìn)場(chǎng)；將211-T-02液位降至不高于3 m，在浮盤(pán)支柱處安裝25支清洗槍?zhuān)辉賹OW設(shè)備與需清洗油罐、供給清洗油油罐以及存放殘油的回收油罐連接好；通過(guò)稀釋攪拌，倒空罐底油至液位0.6 m處；利用安置在清洗油罐上的清洗機(jī)噴射清洗油來(lái)溶解油渣、油污并進(jìn)行循環(huán)油洗，將溶解后的淤渣過(guò)濾后送到回收油罐回收；利用升溫后的消防水進(jìn)行溫水循環(huán)清洗；罐內(nèi)油渣清理。最后在清罐后進(jìn)行驗(yàn)收。

2.2 存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施

2.2.1 清洗油的處理

本次清罐罐底油及清洗污油超過(guò)900 t，原計(jì)劃通過(guò)脫水口進(jìn)入摻煉泵去常減壓裝置摻煉。但加工后出現(xiàn)常減壓電脫鹽排水發(fā)黑，排水重油和油泥較多等現(xiàn)象，不適合常減壓摻煉。經(jīng)過(guò)充分論證后決定改為進(jìn)延遲焦化裝置回?zé)?，故安排本次清洗油全部進(jìn)入216-T-05,然后進(jìn)入裝置回?zé)挕５?16-T-05為拱頂常壓罐且無(wú)呼吸閥，因此對(duì)清洗油的閃電、密度、油溫、含水要求較高，為了作業(yè)安全，往216-T-05通氮?dú)饨档脱鹾亢蜁和Ｑ鼐€(xiàn)伴熱，從而使該清洗油順利倒入216-T-05。然后對(duì)216-T-05進(jìn)行技術(shù)改造，如增加氮封系統(tǒng)等，以保障儲(chǔ)罐安全。目前該罐已完成改造，用于原油罐及重油罐的清罐油的接收、處置，改造效果良好。

另外，211-T-02罐內(nèi)存油為停開(kāi)工產(chǎn)輕、重污油，重污油沉降至罐底使得211-T-04罐內(nèi)油品的黏度很大(經(jīng)蓬萊油稀釋攪拌后黏度1 747 mm2/s)，而清罐單位的倒油泵(離心泵，設(shè)計(jì)流量180 m3/h)吸力不夠，導(dǎo)致流量偏低，實(shí)際使用時(shí)最大流量?jī)H為70 m3/h，影響了清罐進(jìn)度。因此當(dāng)油品黏度較大時(shí)可以考慮使用容積泵進(jìn)行輸送。

2.2.2 機(jī)械清洗過(guò)程中存在的問(wèn)題

這次機(jī)械清洗進(jìn)行了3次清罐油洗和2次稀釋攪拌，共5次使用清洗槍循環(huán)。清洗槍壓力維持在0.5 MPa時(shí)才能保證清洗效果，但由于211-T-02罐底黏油未能倒空，清洗油循環(huán)后黏度很快上升，清洗泵出口壓力下降很快，致使開(kāi)雙槍時(shí)泵出口壓力達(dá)不到0.5 MPa，只能改用單槍循環(huán)清洗，致使油洗耗時(shí)較長(zhǎng)。

改進(jìn)建議：在清洗設(shè)備不能改變的情況下，要盡量倒空罐底油；增加油洗次數(shù)至4～5次，按每次壓250 m3新油計(jì)算，將需要250～500 m3新油進(jìn)行油洗。

2.2.3 機(jī)械清洗存在的弊端

清洗設(shè)備大型化、占用場(chǎng)地大且移動(dòng)困難；清洗設(shè)備運(yùn)行涉及面廣，包含機(jī)、電、儀的安裝、操作、維修以及使用等多方面的技術(shù)性工作，特別是處在原油罐區(qū)特定環(huán)境下，現(xiàn)場(chǎng)安全管理存在一定難度；油水分離器存在高溫水霧，易造成操作人員燙傷；在惰性氣體冷卻過(guò)程中存在泄漏，造成浪費(fèi)的同時(shí)嚴(yán)重威脅到清洗安全。

對(duì)應(yīng)的改進(jìn)措施為：(1)將油水分離器底加熱盤(pán)管改成密封結(jié)構(gòu)，將水與外界介質(zhì)隔離，并將水引入另一水箱進(jìn)行再利用，從而形成一個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)，消除了傷人危險(xiǎn)；(2)清洗裝置運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)分離器右側(cè)空腔積水過(guò)多是惰性氣體堵塞泄漏的主要原因，因此對(duì)分離器進(jìn)行技改加上閥門(mén)，有效解決了該類(lèi)問(wèn)題。

3 COW技術(shù)的應(yīng)用效果

2014年7月，惠州石化首次運(yùn)用COW技術(shù)對(duì)1×105m3原油罐211-T-02進(jìn)行清罐作業(yè)，取得了良好的清洗效果，清罐后完全具備檢修條件。與人工清罐相比，主要具有如下優(yōu)點(diǎn)。

3.1 實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程密閉清洗，安全環(huán)保性能高

傳統(tǒng)人工清洗只是清洗簡(jiǎn)單地對(duì)罐底堆積物人工挖掘處理或蒸汽加熱溶解，作業(yè)人員通過(guò)罐壁人孔進(jìn)入油罐內(nèi)進(jìn)行人工清洗，儲(chǔ)罐空間狹小，空氣流通不暢，可燃?xì)怏w濃度高，容易發(fā)生中毒及爆炸事故，施工作業(yè)周?chē)h(huán)境惡劣，嚴(yán)重地影響作業(yè)人員的身心健康。另一方面，從油罐內(nèi)清出的污油渣及人工清洗產(chǎn)生的大量污水可能造成罐區(qū)及周邊地區(qū)環(huán)境的污染。

COW技術(shù)可實(shí)現(xiàn)全過(guò)程密閉清洗，清洗時(shí)人員不需進(jìn)罐，僅需在罐外部操控清洗設(shè)備，控制清洗進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)施工作業(yè)人員不直接接觸罐內(nèi)油氣，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)改善了施工作業(yè)條件，而且也不會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成影響，安全環(huán)保性能較好。

3.2 作業(yè)時(shí)間短，清罐效果好

對(duì)于1×105m3原油罐211-T-02來(lái)說(shuō)，人工清洗一般需要120 d的清罐時(shí)間，而本次采用COW技術(shù)僅用了56 d，不僅大幅縮短了清罐時(shí)間，同時(shí)也減少了因油罐停運(yùn)而給業(yè)主帶來(lái)的損失。

機(jī)械清罐可以實(shí)現(xiàn)全方位、徹底清洗儲(chǔ)油罐，可使絕大多數(shù)有機(jī)沉積物經(jīng)過(guò)噴射、擊碎、溶解得以清除。通過(guò)開(kāi)人孔進(jìn)罐檢查，罐底部、管壁、中央排水管、密封圈、浮盤(pán)支柱等清洗得較為干凈，僅在罐壁與罐底板交界處周?chē)练e了少量幾乎不含污油的砂泥、鐵銹等廢渣，同時(shí)清罐現(xiàn)場(chǎng)整潔健康，清洗效果好，完全具備動(dòng)火檢修條件。

3.3 原油回收率高且回收油性能穩(wěn)定

儲(chǔ)油罐在密閉環(huán)境下清洗，經(jīng)過(guò)油、水循環(huán)清洗及相應(yīng)的油水分離工藝，使罐底油經(jīng)過(guò)濾清除雜質(zhì)后得以重新回收，減少了原油損耗。與人工清罐相比，采用COW機(jī)械清罐技術(shù)減少了油品損耗量，提高了原油回收率，原油回收率可達(dá)95%以上，而人工清罐原油回收率只能達(dá)到90%左右。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一座1×105m3原油罐能抽至罐底0.6 m(扣除罐底油泥和水后約有原油量1 000 t)。人工清罐時(shí)通過(guò)兩次墊水抽罐底能回收約850 t原油，切盡明水后，罐內(nèi)約有0.2 m(含有罐底油泥)、150 t原油無(wú)法回收。而本次采用COW清洗共計(jì)回收原油954.7 t，原油回收率達(dá)到95.5%。

本次回收原油全部外送污油罐，從表1(回收油性質(zhì))可以看出：罐底原油經(jīng)稀釋攪拌及油洗后外送能達(dá)到接收污油指標(biāo)，且罐內(nèi)污油可以通過(guò)延遲焦化裝置回?zé)捇虻怪猎凸迵綗捈庸ぁ?/p>

表1 回收油性質(zhì)

3.4 社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益顯著

機(jī)械清洗時(shí)注入氮?dú)庵脫Q罐內(nèi)空氣或可燃性氣體，降低了可燃性氣體及氧氣濃度，可以避免靜電、爆炸或人為疏忽造成的事故，確保機(jī)械清罐作業(yè)安全、可靠。作業(yè)環(huán)境及空間無(wú)任何污染，作業(yè)人員的身心健康得以保證，因此社會(huì)效益顯著。

機(jī)械清罐是在密閉系統(tǒng)進(jìn)行的，所回收的原油進(jìn)入煉油系統(tǒng)按商品原油進(jìn)行銷(xiāo)售，而人工清罐這部分油按落地污油處理掉，商品原油與落地污油差價(jià)約1 500元/t(原油價(jià)格約為3 500元/t，污油價(jià)格為1 000～2 000元/t)，在此回收污油價(jià)格按上限計(jì)算，即2 000元/t。由于回收后的油品雖接近正常原油的品質(zhì)，但是品質(zhì)略低，因此取一個(gè)保守的價(jià)格，即按回收原油售價(jià)為3 000元/t計(jì)算。

清罐效益主要包括回收油效益、清罐費(fèi)用(包括人工、材料、輔助消耗等)、停罐損失費(fèi)。人工清罐及機(jī)械清罐數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表2～5，其中停罐損失一般按0.5元/(m3·d)計(jì)算。

表2 回收油效益

表3 停罐損失及清罐費(fèi)用

表4 清罐效益綜合分析 萬(wàn)元

表5 機(jī)械清洗5個(gè)原油罐的清罐效益

綜上所述，與人工清洗相比，機(jī)械清洗有較好的經(jīng)濟(jì)效益，僅211-T-02即可實(shí)現(xiàn)清罐效益371.4萬(wàn)元。截至目前為止，COW技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在惠州石化5個(gè)原油罐上，累計(jì)帶來(lái)清罐效益1 710.6萬(wàn)元。

4 推廣應(yīng)用

隨著原油罐的大型化以及原油品質(zhì)的劣質(zhì)化，同時(shí)又要滿(mǎn)足健康安全環(huán)保方面的急切需求，COW技術(shù)的推廣應(yīng)用就顯得格外重要。該清罐技術(shù)不僅健康安全環(huán)保、經(jīng)濟(jì)高效，同時(shí)從節(jié)約資料，保護(hù)環(huán)境方面來(lái)看，均引領(lǐng)油罐清洗業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

目前我國(guó)有原油儲(chǔ)罐1萬(wàn)余座，總儲(chǔ)量約有1×108m3，每年有上千座原油罐需要進(jìn)行清洗作業(yè)。機(jī)械清洗技術(shù)適應(yīng)全球原油趨于劣質(zhì)化的形勢(shì)，針對(duì)各種性質(zhì)不同油品的原油罐均有良好的清洗效果，其推廣應(yīng)用的前景深遠(yuǎn)、意義重大。

由于COW清洗全過(guò)程都是在油罐內(nèi)密閉條件下施行的，作業(yè)人員不直接接觸油氣，同時(shí)采取注入氮?dú)庵脫Q罐內(nèi)空氣和可燃?xì)怏w，以降低可燃性氣體及氧氣濃度的方法，達(dá)到了很好的防爆條件。所以，COW清洗完全可靠，同時(shí)作業(yè)環(huán)境及空間無(wú)污染，作業(yè)人員的身心健康也得以保障，其社會(huì)效益顯著。鑒于COW技術(shù)應(yīng)用于原油罐清罐的諸多優(yōu)點(diǎn)，惠州石化的其他原油罐清罐時(shí)也將全部選用機(jī)械清洗方法。