油品調合旋轉噴頭在大型原油儲罐上的調合應用

趙忠水（中石化北京燕山分公司儲運一廠，北京 102503）

油品調合旋轉噴頭在大型原油儲罐上的調合應用

、

趙忠水
（中石化北京燕山分公司儲運一廠，北京 102503）

摘 要：大型原油儲罐接收不同品種的原油，由于密度差造成原油分層，罐內原油混合不均勻，物性差異大，造成原油計量損失，也對下裝生產裝置的平穩運行造成很大的影響。通過深入分析現有調合技術與設施的特點，選擇應用油品調合旋轉噴頭，實現罐內原油的均勻調合，取得了較好的效果。

關鍵詞：原油；調合旋轉噴頭；分層；調合

作者信息：趙忠水，男，1973.11生人，畢業于中國（北京）石油大學化學工程專業工程碩士學位。目前為中國石油化工股份有限公司北京燕山分公司儲運一廠工程師。

1　前言

隨著原油儲罐的日益大型化，目前單罐容量普遍達到10萬m3，由于儲存來自不同區域的原油，原油品種繁多，各油種的硫含量、酸值、密度及粘度等指標差別較大。受密度差異、收油流速等因素的影響，原油在進入儲罐后，經常會呈現出不規則的分層現象。為了確保樣品數據的準確，計量和分析人員需要分層采樣、分層計量。同時，由于原油性質的不均勻，也造成煉油裝置在加工時頻繁調整工藝參數，影響了裝置的平穩運行。為了解決罐內原油性質不均勻的問題，需增加完善調合設施，從而使罐內分層原油混合均勻。

2　油罐調合設施性能對比與選擇

2.1 油罐攪拌器。部分中小型儲油罐安裝固定插入式側向伸入式攪拌器，用來對罐內油品進行攪拌，從而達到油品調合、熱傳遞、均勻化和防止沉積物聚集的目的。固定插入式側向伸入式攪拌器的結構主要有傳動機構，葉輪，密封機構，輔助密封機構和支撐等部分組成。大型儲罐應用固定插入式攪拌器，需安裝多臺，電耗較高。攪拌系統與罐壁間存在軸口密封， 容易漏油；罐前需配電， 存在安全隱患，運行噪音和振動較大。

2.2 調合噴嘴。部分儲罐采用在油罐出口處設置單噴嘴或多噴嘴，使油品在罐內由噴射造成的渦流擴散達到介質均勻混合的目的。單噴嘴是一個流線型錐形體，安裝在調合罐內靠近罐底的罐壁進油管上。噴嘴中心線的延長線與罐內最高液面的交點位于油罐直徑的2/3處。多噴嘴一般由5～7個噴嘴組合而成，多噴嘴安裝在調合罐底部中心。因噴嘴噴射形成的射流網角度固定，調合時間長效率低，在設計配置不合理的情況下，存在調合死角區。固定噴嘴在運行時，受到高壓大流量的油液沖擊后將發生劇烈的振蕩，強力的沖擊流沖擊浮盤，容易造成浮盤損壞。易產生靜電積聚，存在安全隱患。

2.3 調合旋轉噴頭。調合旋轉噴頭一般安裝在油罐內底部中央處，通過設備法蘭與油罐內輸油管線相連接，通過工藝管線將油品輸入罐內，再經調合器均布的副噴嘴和頂部主噴嘴噴出，可使進罐的物料與罐內原有的物料充分混合。調合旋轉噴頭利用射流的反沖油品，改固定噴嘴直射為旋轉噴射，以形成更為理想的渦流調合。它具有結構緊湊，操作方便安全可靠、調合效果好，效率高，不會出現無法攪勻死角的優點，不直接沖擊浮盤和罐壁，避免罐內設備損壞，同時減少了靜電積聚。

綜合以上技術的特點分析，調合旋轉噴頭攪拌系統與罐壁間不存在軸口密封，罐前不需配電，沒有調合死角， 運行無噪音，安全可靠，耗電少的特點，更加適用于大型原油儲罐的調合應用。

3　油品調合旋轉噴頭應用改造

首先對原油罐區V-9903#罐進行了改造。V-9903#罐為100000m3外浮頂罐，規格Ф81×H21.1m，安全高度為18.8m，儲油量95742m3。調合管道直徑400mm，調合時常用儲液高度18.5m，儲油量94000m3。為進一步減少噴頭射流的沖擊力，降低對浮盤和罐壁的沖擊，同時避免調合死角，V-9903#罐采用了三噴頭組合方式，即在直徑81m的油罐中，以儲罐中心22m為圓周半徑均勻布置三個調合旋轉噴頭。主噴嘴仰射角50度，主噴嘴與副噴嘴傾角均為25度。為了不破壞罐壁應力結構，借用一個DN600罐壁人孔，做為調合循環進油管道入口。調合泵P-101C型號300AYsP200×2，揚程400m，流量760m3/h。調合前組分油密度771kg/m3～932kg/m3；調合后油品密度830kg/m3～890kg/m3，調合作業溫度10℃～45℃。

4　油品調合旋轉噴頭應用情況

根據調合旋轉噴頭的使用要求，確定V-9903#罐的收油調合程序，并對使用效果進行了試驗分析。調合程序為：在保證V-9903＃罐液位不低于3m條件下啟動循環泵P-101C，對V-9903＃罐內原油進行循環調合。經過8小時循環調合后，再經過4小時沉降，分析結果顯示罐內原油上部、中部和下部的硫含量、酸值、密度都分布的較均勻，罐內原油調合效果良好。

通過多次調合操作后發現，借助儲罐收油動態可以提高罐內原油循環調合效果，將V-9903＃罐原油循環時間控制在6～8h，收油結束后延時半小時停止原油循環，可以實現原油在儲罐內調合最佳工況，有效解決了罐內原油出現分層、混合不均的情況。

表1 V-9903#罐使用調合旋轉噴頭后的分析數據表

5 經濟效果

按照分析數據表中V-9903＃罐循環前后密度值分別為863.4kg/m3和863.9kg/m3計算，原油經過循環調合后，可減少計量損失約0.058%。如果按照V-9903＃罐區全年接收原油200萬噸計算，每年可減少原油計量損失約1158噸，可挽回經濟效益：1158噸×4300元/噸=500萬元。

高硫與低硫原油差價按每噸400元，每天混煉原油2萬噸計算，如果穩定提高調混后原油0.1%的硫含量，每年就能創造近300萬元的經濟效益。

在減少原油儲罐計量損失的同時，性質穩定的原油可以提高下游生產裝置的運行平穩率，提升生產裝置的經濟效益。油品調合旋轉噴頭的使用，還能防止罐底的淤積，從而減少了油品的浪費，同時還能延長大型原油儲罐的清罐周期，效益也是非常可觀的。

結語

大型原油儲罐加裝油品調合旋轉噴頭后，在實際應用中對于罐存原油的均質化取得較為理想的效果，油品調合旋轉噴頭充分立體、高效的調合功能，解決了大型儲罐儲存多品種原油出現的分層現象，減少因原油儲罐的計量損失，也提高了下游生產裝置加工原油的平穩率，實際應用效果顯著。

參考文獻

[1] 王秀文，董仁義. 儲油罐用旋轉噴射式攪拌系統[J].油氣田地面工程，1997.

中圖分類號：TE92

文獻標識碼：A