高凝点原油储罐的机械清理

刘秋梅(中海石油宁波大榭石化有限公司，浙江 宁波 315812)

0 引言

机械清洗工程涉及到设备进场[1]、流程管线连接、电缆铺设、残油移送、氮气注入、伴洗油清洗、温水清洗、罐内通风、罐内清渣等多个工序，明确每道工序的具体施工作业步骤以及各工序之间的顺序十分重要，因此必须对整个过程的组织机构、人员、HSE 管理等进行严密组织，明确职责，统筹安排。

针对不同的储罐及所储存的介质不同，可以选择用水清洗、柴油清洗、高凝点原油清洗、低凝点原油伴洗，也可多种介质进行交替清洗。

该炼厂以公司两台20 000 Nm3高凝点原油储罐机械清洗中遇到的问题及处理办法为契机，总结清洗经验，找到了一条切实可行、高效应对高凝点原油罐机械清洗的途径。

1 装置背景

该炼厂建有75 万吨/ 年沥青装置，原设计原油处理能力为230 万吨/年，主要加工渤海重质原油，其设计基准原油为蓬莱19-3 原油，该装置于2009 年3 月停工，一直处于停产保护状态。根据该厂三期馏分油综合利用项目原油加工需求，预计到2015 年，将每年加工150～200 万吨/ 年南海中质油，中质原油性质较好，柴油组分可以直接调合国标柴油，常压渣油可做为DCC 装置原料，而南海中质油如与其他原油混合加工，资源效益将得不到较好的利用。为此，对现处于停工保护状态下的75 万吨/年沥青装置进行恢复性改造。75 万吨/ 年沥青装置改造按加工文昌原油考虑，改造后装置规模达到150 万吨/年，年开工时数8 400 小时，装置操作弹性为60%～120%。

为配套为装置供料，该炼厂储运罐区配套改造建设了2 台20 000 Nm3外浮顶储罐，储存中轻质海洋原油，为沥青装置作供料罐。该罐自2010 年7 月检修后投用至2021 年交付清罐，已连续使用11 年。因该罐长期使用且储存高凝点原油，罐底沉积物检尺数据约0.93 m(约1 100 t)，人孔不能打开。因此，此次清罐选用了机械清洗方式进行清理。

机械清罐厂家自2021 年9 月8 日设备进场、9 月26 日启枪开始清洗作业，至11 月5 日交付建安进行前期作业，共计59 天(包括中秋/ 国庆假期、台风影响及风险管控时间)，其中实际开展清罐作业时间为40 天(变更为裂解柴油清洗后所用的时间仅23天)。

2 准备阶段

2.1 公用工程准备及拔立柱

(1)厂家人员进场前相关部门与清罐厂家提前进行了对接，对所需的水、电、蒸汽、氮气来源及数量进行了现场对接核对，并在厂家进场前将所有接口准备完毕，节约了时间。

(2)因有前期原油罐清罐经验，因此相关部门提前对立柱进行了试拔(确定无垫板)，确保了垫板不会卡住浮盘影响作业。

(3)本次立柱总计拔出7 根(6 杆旋转喷枪及1 处氮气注入口)，拔出率13.7%，满足小于20% 的要求(立柱总量51根)。

2.2 检测设备调试

(1) 2021 年9 月24 日，该罐开始倒空，浮盘逐渐落地。当浮盘完全落地后，逐步向浮盘下方注入氮气[2]，并设置2 路气体检测，同步对罐内油气空间进行实时监测分析，控制罐内空间氧含量8%以下。

(2)为确保浮盘上空间不会产生氮气积聚，设置了1 路气体检测，对浮盘上空间进行实时监测分析，以确保无氮气及其他可燃有毒气体积聚。

3 准备阶段

3.1 水循环

该罐倒至泵抽空后，通过检尺测量，确认罐内液位为1.028 m，底部约有0.93 m 沉积物，沉积物含量较多。为了不用伴洗油及减少污油的产量，因此初始时试验直接用水进行循环，同时进行加热升温，尝试将罐底沉积物冲散并带出储罐。

水循环过程情况，如表1 所示。

3.2 原油循环

由于前期水循环效果不佳，因此按先前清罐经验进原油进行循环，并同步加热升温至50 ℃。

原油循环过程情况，如表2 所示。

表1 水循环过程情况

表2 原油循环过程情况

使用高凝点原油循环，其过滤器频繁发生堵塞(经常凝线)，无法进行循环，且槽车无法正常抽吸；清洗效果不佳。

3.3 柴油循环

吸取水循环及原油循环的经验，并根据前期的垢物分析结果(灰分：0.58%)，初步判断罐底沉淀物主要是高凝蜡质并包含部分胶质、沥青质。

根据前期运行情况，相关部门立即在现场召开了专题会，初步商定改用DCC 装置裂解柴油(闪点：75 ℃)进行伴洗，并在化验室进行了化验小试，稀释效果非常明显。因此，按规定履行变更手续后改用裂解柴油进行了清洗。同时，进一步提高储罐温度至60 ℃，加快罐内沉积蜡质的溶解。

经过7轮柴油倒入循环作业，共计倒入柴油447 t，倒出污油2 052 t。在柴油循环过程中，前2 轮循环建立时间较长，且置换出的污油数量较多，循环效果显著。期间为提高柴油置换效率，采用少量多次的方式，减少柴油倒入量，尽可能进行循环，使得中期柴油置换率有所提高。

3.4 水洗循环及人工清罐

经过柴油循环作业后，罐内沉积物中已基本抽出转移完毕，随后采用水洗循环的方式，对罐内进行清洗。

经机械通风及检测分析合格后，人工进行清理，将罐内剩余污泥进行清理打包，共计约6 t。

4 三废的产生及处理

4.1 固废

本次清罐固废的产生主要分为两部分：一是循环过程中过滤器堵塞而清出残渣约2～3 t；二是最后人工清理阶段产生残渣约6 t；总计约8 t，目前已出厂。

4.2 污水

本次机械清罐污水的产生主要分为两部分：一是直接水洗试验阶段产生的污水直接拉至接收罐约157 t，该水少量缓慢切至污水提升池送至污水处理厂；二是水洗循环阶段产生的污水约90 t，该水直接切至切水口至提升池送至污水处理厂；总计约250 t。因外观发黑无法分析，10～15 t/班送至污水处理厂，缓慢处理。

4.3 污油

本次机械清罐产生的污油总计为2 249 t(含原油循环阶段倒入的446 t 原油、柴油循环阶段倒入的447 t 裂解柴油)，全部进接收罐进行收集。目前接收罐加温切水跟踪指标中，目前取样数据不稳定；后期继续跟踪根据指标分析情况安排回炼或者进污油处理设施。

5 优点

(1)成立清罐协调小组，共同协商督查。机械清罐开始前，相关部门及时成立了协调小组，这种方式被证明是非常实用和有效的。各专业对方案的合规性及实施情况、现场的人员行为安全、设备运行安全、安全措施落实、清罐质量、检测仪表可靠性、槽车转输等共同进行协商及现场督查，对清罐作业的安全有序进行起到了非常好的促进作用；尤其是现场遇到困难的时候，小组成员及时到位共同协商，找到合理的解决办法。

(2)建立浮盘上表面气体检测，及时掌握浮盘表面气体分布。因已提前查明该罐密封破损，为防止注氮后氮气溢出到浮盘上表面引起聚集造成危险。本次清罐协调小组要求厂家对浮盘上表面分出一路支管，进行实时检测，以了解浮盘上表面的氮气积聚情况。

(3)建立盘梯隔离机制，实现有序上罐作业。本次清罐过程中在盘梯处设置了铁门并上锁处理，上罐作业人员需向储运报备并在专人监护的情况下开锁上罐作业，此方法有效防止了无关人员上罐。

(4)提前试拔立柱，有备无患。本次清罐前提前试拔了立柱，确保无垫板不会卡住(如有则编制专项方案进行处理)。

(5) 提前对接，节约时间。对清罐厂家所需要的水、电、气、风等公用工程节点，提前对接做好了准备，节约了时间。

(6) 先拆密封，再结束人工清理。本次在水洗结束，罐内剩余油泥基本处理干净的情况下，及时安排将密封进行了拆除。拆除密封后，再次组织清理并进行了验收，将拆密封落地的污油一并处理干净，安全交付动火作业。

(7)罐内作业佩戴空呼，确保万无一失。虽然浮盘上表面设置了一路气体检测，但为了保证万无一失。本次清罐期间要求进罐作业人员(浮盘上表面)一律佩戴空气呼吸器，并配四合一检测仪持续检测。

6 不足之处及建议

(1)浮盘立柱拔出数量偏少，浮盘下空间气体检测点以及油泥液位检测点较少。由于前期仅考虑机械清罐所需旋转喷枪及氮气注入口，立柱只拔出7根，气体检测只能放置在导波管及注氮处。同时无法通过浮盘立柱口，对罐内剩余污泥高度及分布进行监测。

改进措施：在确保浮盘安全的前提下，拔出足够的浮盘立柱且保证立柱均匀分布，方便后期的气体检测及油泥液位测量。

(2) 罐温控制偏低，循环卸车困难。机械清罐前期，对储罐温度控制在40～50 ℃，导致循环建立困难，过滤器频繁堵塞。后期将罐温提高至60 ℃左右，储罐循环基本正常。但是，由于本次机械清罐采用槽车转运方式转运污油，在转运过程中热量损失较快，存在卸车困难的情况。

改进措施：针对罐内沉积物中高凝蜡质含量较多的储罐，在机械清罐过程中，需将储罐控制温度尽量升高，确保循环顺利进行。同时，如通过槽车进行转运污油，为确保顺利卸车，在转运时需适当提高储罐控制温度。

7 结语

对高凝点原油罐的机械清洗一定要选用合适的伴洗油，直接用水清洗或者选用原油进行伴洗的方式是不可取的，需要浪费大量的原油、产生较多的污油，且清罐效率得不到保证。选用催化装置所产的裂解柴油等略轻组分是个不错的选择，但要做好化验分析及安全把控，保证机械清罐安全、高效的进行。