減壓渣油罐機(jī)械清洗工藝優(yōu)化

仇軍華，范海明

（中石油第二建設(shè)有限公司，甘肅蘭州 730060）

0 引言

蘭州石化公司煉油運(yùn)行三部油品儲運(yùn)區(qū)域減壓渣油儲罐（G-573#）已正常運(yùn)行6年，罐底部存在一定的淤積物，而淤積物會導(dǎo)致儲罐容積減少[1]。由于在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)罐底存在泄漏，決定對G-573#罐進(jìn)行機(jī)械清洗，以滿足罐內(nèi)檢查及動火條件。

儲罐清洗方式多數(shù)為人工清洗和機(jī)械清洗。人工清洗由于勞動強(qiáng)度大、作業(yè)風(fēng)險高、施工周期長、固廢量大、環(huán)保危害大、安全管控難度大等原因，已逐漸被機(jī)械清洗所取代，而機(jī)械清洗也因為其工藝不同，導(dǎo)致清洗效果不同。

1 儲罐基本情況

1.1 儲罐參數(shù)

蘭州石化公司煉油運(yùn)行三部油品儲運(yùn)區(qū)域減壓渣油儲罐為5000 m3立式拱頂儲罐，內(nèi)有加熱盤管。儲罐基本參數(shù)見表1。

表1 儲罐基本參數(shù)

1.2 減壓渣油的主要性質(zhì)（表2）

表2 減壓渣油的主要性質(zhì)[2-3]

2 機(jī)械清洗流程及設(shè)備

儲罐機(jī)械清洗作業(yè)是利用噴射清洗機(jī)將清洗介質(zhì)在一定溫度、壓力和流量下噴射到被清洗儲罐的內(nèi)表面和淤積物的表面，反復(fù)沖洗及循環(huán)處理一段時間后，罐內(nèi)的淤積物即被清理干凈。渣油罐清洗介質(zhì)選用輕質(zhì)油和水。本次清洗輕質(zhì)油選用不合格柴油。

機(jī)械清洗系統(tǒng)由五部分組成：清洗回收設(shè)備、油罐清洗機(jī)組、惰性氣體發(fā)生裝置、油水分離箱和其他附屬設(shè)施[4]。

清洗機(jī)利用壓縮空氣給氣動馬達(dá)提供動力，可水平0～360°旋轉(zhuǎn)，垂直0～135°升降。清洗機(jī)出口壓力最高可達(dá)0.8 MPa，正常工作壓力為0.5～0.7 MPa。清洗機(jī)噴射槍結(jié)構(gòu)見圖1、圖2。

圖1 清洗機(jī)噴射槍結(jié)構(gòu)[5]

圖2 噴槍三維結(jié)構(gòu)示意

3 問題及改進(jìn)措施

3.1 清洗存在問題

2015年對G-573#罐進(jìn)行機(jī)械清洗，效果不理想，主要問題如下：

（1）固廢量大。清洗結(jié)束后，人工清渣約86 t，受限空間作業(yè)，工作效率低下。

（2）油水循環(huán)工序、人員進(jìn)罐清渣時間長。油水循環(huán)時間為18 d，人員進(jìn)罐清渣時間為16 d，且由于罐內(nèi)固廢多，人員進(jìn)罐清理固廢時間長，勞動強(qiáng)度大，安全管理風(fēng)險增加，對罐內(nèi)作業(yè)人員健康危害大。

（3）清洗效果不理想，環(huán)保壓力大。機(jī)械清洗不徹底，罐底淤積物、障礙物死角等全靠人工清洗，且固廢處理量大，給環(huán)保帶來很大壓力。

3.2 原因分析

清洗公司按照要求對G-573#罐進(jìn)行機(jī)械清洗，作業(yè)人員根據(jù)物料性質(zhì)、儲罐現(xiàn)場實(shí)際情況，對清洗工藝進(jìn)行了優(yōu)化。由于兩次清洗均使用XHQ-180III清洗設(shè)備及AM-76-VSR清洗機(jī)，對設(shè)備進(jìn)出場、管道連接、氮?dú)庾⑷氲裙餐ば虿辉儋樖?，僅從清洗工藝部分進(jìn)行分析。

（1）未加入不合格柴油，僅利用清洗罐內(nèi)減壓渣油進(jìn)行循環(huán)沖洗，未對罐內(nèi)淤積物進(jìn)行溶解，淤積物流動性差。

（2）油循環(huán)及水循環(huán)清洗介質(zhì)溫度為50～55℃，清洗罐內(nèi)清洗介質(zhì)溫度低，清洗時對淤積物表面的溶解作用不明顯。

（3）由于未對罐體進(jìn)行詳細(xì)踏勘，依據(jù)常規(guī)方式，僅在罐頂透光孔、觀察孔架設(shè)3臺清洗機(jī)，清洗機(jī)噴射介質(zhì)在淤積物上表面進(jìn)行剝洋蔥式的沖刷作業(yè)，逐層進(jìn)行清理。同時，由于清洗機(jī)架設(shè)于罐頂，距離罐底13 m左右，加之罐內(nèi)盤管阻擋，對罐底淤積物清洗效果差。

3.3 改進(jìn)措施

3.3.1 壓油浸泡及油循環(huán)清洗

根據(jù)相似相溶原理，減壓渣油罐的淤積物組分主要為膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，膠質(zhì)是渣油中除瀝青外最重且最復(fù)雜的組分。有研究表明，增加芳香烴的含量能夠阻止瀝青質(zhì)的聚集。因此，在清洗時通過罐體工藝管道向清洗罐內(nèi)壓入不合格柴油，將罐內(nèi)淤積物浸泡3 d；壓油及回油循環(huán)清洗工作分別進(jìn)行2次，以確保罐內(nèi)淤積物充分溶解，提升清洗效果。

3.3.2 提高油洗及水洗介質(zhì)溫度

根據(jù)減壓渣油膠質(zhì)及瀝青質(zhì)含量高，減壓渣油儲存工藝指標(biāo)為80～150℃，清洗介質(zhì)及清洗罐內(nèi)淤積物溫度高，流動性好[6]，作業(yè)時提高油循環(huán)和水循環(huán)的介質(zhì)溫度?？紤]到溫度過高時油內(nèi)混有的少量輕質(zhì)組分會揮發(fā)出來，且依據(jù)設(shè)備使用要求，清洗設(shè)備機(jī)封使用溫度不高于75℃，經(jīng)綜合考慮，將罐內(nèi)清洗介質(zhì)溫度范圍設(shè)定為60～65℃，且24 h連續(xù)作業(yè)，確保罐內(nèi)淤積物的溫度保持相對穩(wěn)定，避免淤積物溫度降低后再進(jìn)行加熱，導(dǎo)致多次加熱延長工期。

3.3.3 優(yōu)化清洗機(jī)布置

機(jī)械清洗機(jī)越靠近淤積物清洗效果越好。在罐頂架設(shè)3臺清洗機(jī)的同時，根據(jù)清洗罐設(shè)備實(shí)際開孔情況，將罐底部脫水口管道DN80和距罐底300 mm的預(yù)留口DN150（罐體自帶）連接至清洗設(shè)備，進(jìn)行罐內(nèi)底油及淤積物內(nèi)循環(huán)，對罐底淤積物進(jìn)行攪動，從底層解決問題。罐底部油循環(huán)按照清洗罐?脫水口?清洗設(shè)備?預(yù)留口?清洗罐順序，正反方向循環(huán)3 d，清洗機(jī)進(jìn)口壓力為0.5～0.6 MPa。

4 清洗工藝改進(jìn)及效果對比

4.1 清洗工藝改進(jìn)前后對比（表3）

表3 清洗工藝改進(jìn)對比

4.2 清洗工藝改進(jìn)效果（表4）

表4 清洗工藝改進(jìn)效果

5 結(jié)論

（1）加入不合格柴油，可加大罐底淤積物的溶解。

（2）提高清洗罐內(nèi)油洗介質(zhì)溫度和水洗介質(zhì)溫度，可提升清洗效果；儲罐機(jī)械清洗采取24 h不間斷作業(yè)方式，保證了罐內(nèi)溫度相對穩(wěn)定，避免淤積物黏度隨溫度發(fā)生較大變化。

（3）在儲罐貼近罐底位置架設(shè)2臺清洗機(jī)，進(jìn)行封閉循環(huán)，最大限度地對淤積物進(jìn)行攪動，加大了淤積物的流動性。

實(shí)踐證明，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際對機(jī)械清洗工藝進(jìn)行改進(jìn)，保證施工在連續(xù)、安全、高效的情況下進(jìn)行，可縮短清洗工期、提高清洗質(zhì)量、減少固廢處理量，達(dá)到了機(jī)械清洗的目的，為檢修動火作業(yè)和后續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行爭取更多的作業(yè)時間，為今后同類儲罐機(jī)械清洗提供了可借鑒經(jīng)驗。