减压渣油罐机械清洗工艺优化

2022-07-12仇军华范海明

设备管理与维修 2022年7期

关键词：清洗机淤积储罐

仇军华，范海明

（中石油第二建设有限公司，甘肃兰州 730060）

0 引言

兰州石化公司炼油运行三部油品储运区域减压渣油储罐（G-573#）已正常运行6年，罐底部存在一定的淤积物，而淤积物会导致储罐容积减少[1]。由于在运行过程中发现罐底存在泄漏，决定对G-573#罐进行机械清洗，以满足罐内检查及动火条件。

储罐清洗方式多数为人工清洗和机械清洗。人工清洗由于劳动强度大、作业风险高、施工周期长、固废量大、环保危害大、安全管控难度大等原因，已逐渐被机械清洗所取代，而机械清洗也因为其工艺不同，导致清洗效果不同。

1 储罐基本情况

1.1 储罐参数

兰州石化公司炼油运行三部油品储运区域减压渣油储罐为5000 m3立式拱顶储罐，内有加热盘管。储罐基本参数见表1。

表1 储罐基本参数

1.2 减压渣油的主要性质（表2）

表2 减压渣油的主要性质[2-3]

2 机械清洗流程及设备

储罐机械清洗作业是利用喷射清洗机将清洗介质在一定温度、压力和流量下喷射到被清洗储罐的内表面和淤积物的表面，反复冲洗及循环处理一段时间后，罐内的淤积物即被清理干净。渣油罐清洗介质选用轻质油和水。本次清洗轻质油选用不合格柴油。

机械清洗系统由五部分组成：清洗回收设备、油罐清洗机组、惰性气体发生装置、油水分离箱和其他附属设施[4]。

清洗机利用压缩空气给气动马达提供动力，可水平0～360°旋转，垂直0～135°升降。清洗机出口压力最高可达0.8 MPa，正常工作压力为0.5～0.7 MPa。清洗机喷射枪结构见图1、图2。

图1 清洗机喷射枪结构[5]

图2 喷枪三维结构示意

3 问题及改进措施

3.1 清洗存在问题

2015年对G-573#罐进行机械清洗，效果不理想，主要问题如下：

（1）固废量大。清洗结束后，人工清渣约86 t，受限空间作业，工作效率低下。

（2）油水循环工序、人员进罐清渣时间长。油水循环时间为18 d，人员进罐清渣时间为16 d，且由于罐内固废多，人员进罐清理固废时间长，劳动强度大，安全管理风险增加，对罐内作业人员健康危害大。

（3）清洗效果不理想，环保压力大。机械清洗不彻底，罐底淤积物、障碍物死角等全靠人工清洗，且固废处理量大，给环保带来很大压力。

3.2 原因分析

清洗公司按照要求对G-573#罐进行机械清洗，作业人员根据物料性质、储罐现场实际情况，对清洗工艺进行了优化。由于两次清洗均使用XHQ-180III清洗设备及AM-76-VSR清洗机，对设备进出场、管道连接、氮气注入等共同工序不再赘述，仅从清洗工艺部分进行分析。

（1）未加入不合格柴油，仅利用清洗罐内减压渣油进行循环冲洗，未对罐内淤积物进行溶解，淤积物流动性差。

（2）油循环及水循环清洗介质温度为50～55℃，清洗罐内清洗介质温度低，清洗时对淤积物表面的溶解作用不明显。

（3）由于未对罐体进行详细踏勘，依据常规方式，仅在罐顶透光孔、观察孔架设3台清洗机，清洗机喷射介质在淤积物上表面进行剥洋葱式的冲刷作业，逐层进行清理。同时，由于清洗机架设于罐顶，距离罐底13 m左右，加之罐内盘管阻挡，对罐底淤积物清洗效果差。

3.3 改进措施

3.3.1 压油浸泡及油循环清洗

根据相似相溶原理，减压渣油罐的淤积物组分主要为胶质和沥青质，胶质是渣油中除沥青外最重且最复杂的组分。有研究表明，增加芳香烃的含量能够阻止沥青质的聚集。因此，在清洗时通过罐体工艺管道向清洗罐内压入不合格柴油，将罐内淤积物浸泡3 d；压油及回油循环清洗工作分别进行2次，以确保罐内淤积物充分溶解，提升清洗效果。

3.3.2 提高油洗及水洗介质温度

根据减压渣油胶质及沥青质含量高，减压渣油储存工艺指标为80～150℃，清洗介质及清洗罐内淤积物温度高，流动性好[6]，作业时提高油循环和水循环的介质温度。考虑到温度过高时油内混有的少量轻质组分会挥发出来，且依据设备使用要求，清洗设备机封使用温度不高于75℃，经综合考虑，将罐内清洗介质温度范围设定为60～65℃，且24 h连续作业，确保罐内淤积物的温度保持相对稳定，避免淤积物温度降低后再进行加热，导致多次加热延长工期。

3.3.3 优化清洗机布置

机械清洗机越靠近淤积物清洗效果越好。在罐顶架设3台清洗机的同时，根据清洗罐设备实际开孔情况，将罐底部脱水口管道DN80和距罐底300 mm的预留口DN150（罐体自带）连接至清洗设备，进行罐内底油及淤积物内循环，对罐底淤积物进行搅动，从底层解决问题。罐底部油循环按照清洗罐⇌脱水口⇌清洗设备⇌预留口⇌清洗罐顺序，正反方向循环3 d，清洗机进口压力为0.5～0.6 MPa。