储罐油泥清洗与分离技术优化及应用

摘要：原油在储运过程中，会在罐底沉积胶状物质层―油泥。这些油泥如不清除将造成储罐进出管线的堵塞、罐容的减少，增加安全隐患等危害。因此，国际上通常每6年左右对原油储罐进行一次清洗检修，国内石油行业规定新建钢制油罐第一次开罐检修的时间最长不超过10年，第二次及以后开罐检修周期一般为5～7年。本文针对储罐油泥清洗与分离技术优化及应用进行了分析。

关键词：罐底油泥;射流清洗;油泥分离;工艺流程

一、传统清洗工艺存在的缺陷

1.1清洗用油量大

为降低油泥密度与黏度，增加其流动性，实现抽吸与泵送，COWS需要大量清洗油。按照旁罐供油外循环清洗流程计算，所需清洗用油的总量为清洗时间与泵流量的乘积。采用单罐内循环清洗工艺，分批控量向待清洗油罐注入一定量油品，可以减少清洗用油总量。

1.2污染清洗用油品

沉积物一旦混入纯净的原油，会造成油品的石蜡、沥青质、无机物、水与泥沙颗粒等成分剧增，对其接下来的储存、运输及炼化等各个环节造成严重影响。

1.3无法根本消除罐底油泥

储油罐机械清洗流程是一种封闭的清洗工艺，油泥仅在罐区系统内部转移。对于储罐容积较小、原油进出频繁、泥沙含量多的罐区，很快便会在罐底沉积超厚油泥，COWS工艺是不适用的。

二、储罐机械清洗工艺的优化

为了避免污油泥对其他罐内原油的二次污染，对储罐机械清洗工艺进行了改进，设计了油泥减量化的储罐射流清洗工艺。该工艺以罐底油泥表层的残油作为清洗介质，在射流破碎、抽吸与循环的流程中增加油泥分离环节。污油自循环清洗过程中不断降低罐底污油泥的含固率，降低重组分，罐底污油不断变稀，避免了油泥越搅越稠中断循环。污油泥通过油泥分离装置的调质、离心分离后输出的干泥回收集中处理，好油进行循环清洗或回收，分离出的水排入污水管线。图1是经优化后的储罐清洗结合油泥分离的工艺流程图。

该工艺改变了传统清罐设备的构成型式，主要设计了油泥处理装置，实现油泥的减量化，另外将传统工艺的油回收装置与油清洗装置集成为清洗回收一体化装置，具有完善的自动抽料与循环升压功能，是建立自循环清洗的动力设备。

三、油泥处理装置的研制

3.1工艺参数

主要的设计参数如下：处理量10m3/h;离心机主电机功率30kW;离心机副电机功率18.5kW;工艺温度60～80℃;进液含固率≤10%。

分离效果：油中含水率≤1%，含固率≤0.5%（粒径大于5μm）;

泥中含油率≤5%，含水率≤75%;

水中含油率≤0.5%，含固率≤0.5%（粒径大于5μm）。

3.2流程设计

罐底沉积油泥经过清洗喷枪的射流冲洗搅拌，恢复良好流动性后，泵送至油泥分离系统的加热、调质装置后送至三相离心机进行油、水、泥三相分离，分离后的油用油泵提升至储油罐或指定位置，水用水泵提升至污水罐或指定位置，泥用螺旋输送器送出装袋或装车。

油泥处理装置流程图如图2所示。图2中，1bar=1MPa，1英尺=30.48cm。

在罐底油泥进入油泥分离装置前，也可以流经本储罐清洗系统配置的油水分离装置的调质罐，油泥在这个15m3的槽罐内可以得到初始加热，并可通过投加破乳剂，以提高三相离心机的分离效果。

3.3离心机的选型与工作原理

储罐罐底污油主要由低分子烃类、重有机质、水与少量细粒泥沙等组成，体积分数≤40%，固相密度大于液相密度，具有一定流动性的悬浮液，适合选用卧螺离心机。该离心机分离因数高、工作连续，生产能力强、适应性好，能够现实油、水、泥的三相分离。分离效果的调整操作简单。

母液进入离心机腔体后，在高速旋转产生的离心力作用下，密度大的固态颗粒沉积在转鼓内壁上，与转鼓做相对运动的螺旋叶片不断地将沉积在转鼓内壁的固态油泥推出排渣口。清洁油份挤到转鼓中心，从溢流孔排出。螺旋与转鼓之间的相对运动，也就是差转速通过差速器来实现的，其大小由副电机来控制。差转速大，推料速度快;差转速小，推料速度慢。差转速大时，脱水不充分，泥含水率大;差转速小，出泥含水率低。差转速对出清液含固率有很大影响：差转速大时，由于搅动作用，已经沉降在转鼓内壁的泥有可能重新泛起，进入上层清液，从出液口排出，使清液含固率增大;反之，清液含固率小。

差转速对卧螺离心机的处理量有一定的影响：差转速大，推料速度快，处理量大;差转速小时，推料速度慢，处理量小。

参考文献：

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[2]石油工業油气储运专业标准化委员会.立式圆筒形钢制焊接油罐操作维护修理规程：SY/T5921—2011[S].北京：石油工业出版社，2011：7.

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（作者单位：中油辽河工程有限公司）

作者简介：  于飞云（1984.10.01），性别：男;籍贯：江苏泰州;民族：汉;学历：本科、学士;职称：工程师;职务：油田给排水、污水处理工程设计;研究方向：给排水、油田污水、污泥处理。