成品油管道清管污油概述

摘要：隨著成品油管輸工藝的發(fā)展，成品油管道的建設(shè)也日益完善，管道在運(yùn)行時(shí)，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生大量的污油，污油的形成過(guò)程非常復(fù)雜，若能找到合適的方法處理污油，將會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，本文就污油的來(lái)源及其形態(tài)，污油的成因以及清管等進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：成品油;污油;除雜劑;管道清管

1、污油的來(lái)源和形態(tài)

當(dāng)污油生產(chǎn)出來(lái)的時(shí)候，許多未加工的污油會(huì)被直接排放到環(huán)境中，這樣將對(duì)環(huán)境造成巨大的影響和威脅[1]。污油通常是各種油的混合物，并且含水量高，并且以乳狀液形式存在[2，3]。污油乳狀液中含有大量的樹(shù)膠和瀝青質(zhì)，并且乳化污油的特征在于高乳化能力，高雜質(zhì)含量和嚴(yán)重老化[4]。其形態(tài)經(jīng)常受諸如溫度，電解質(zhì)，比率，攪拌，粘度，潤(rùn)濕性，親水性和界面張力等因素的影響[5]。其穩(wěn)定性通常取決于油和水的百分比以及乳化劑的類(lèi)型和用量。污油中的乳化劑通常是瀝青，樹(shù)脂，有機(jī)酸，粉碎的細(xì)粉等。這些乳化劑將粘附在分散相的液滴表面上，從而形成穩(wěn)定的界面膜，防止分散相液滴聚結(jié)。

2、污油成因

一般污油的形成有很多方面的因素，混油是其中的一方面。我們?cè)趯?duì)長(zhǎng)距離輸送油品的管道中，為了使輸油的效率得以提高，從而滿足用戶(hù)對(duì)各種油品的需求，再加上經(jīng)濟(jì)因素的影響，常常會(huì)采用不同油品交替輸送，此種情況下，由于管道橫截面沿徑向流速的不均勻分布會(huì)產(chǎn)生混油。

一般在管道運(yùn)行一定年限后，我們會(huì)對(duì)管道進(jìn)行定期的清管，所以在清管作業(yè)當(dāng)中，由于清管器與管道內(nèi)壁接觸十分緊密，摩擦劇烈，使得管道內(nèi)壁附著的腐蝕鐵銹、機(jī)械雜質(zhì)以及油中析出的氧化物等脫落在油品中，然后與油品充分接觸、混合，從而形成污油。而且清管器的速度也是一個(gè)非常重要的參數(shù)，速度過(guò)大則會(huì)致使混油量增多，速度過(guò)小又會(huì)影響運(yùn)行周期。

3、清管機(jī)理

清管器依靠清洗管道中的流體壓力或其他設(shè)備提供的壓力作為動(dòng)力來(lái)達(dá)到清洗的目的，以便清管器可以在管道中向前推動(dòng)以刮掉管壁上的污垢。管道內(nèi)的污垢和碎屑被推出管道。管道中的清管器取決于前部和后部之間的壓力差，以驅(qū)動(dòng)清管器在管道中前進(jìn)。有兩種主要的驅(qū)動(dòng)方法：第一種是使用流體的背壓作為推進(jìn)清管器的動(dòng)力，并且在推進(jìn)過(guò)程中去除管道中的殘留污物。這種方法適用于清潔度相對(duì)較短的管道。另一種方式是利用清洗器周?chē)黧w產(chǎn)生的壓力作為動(dòng)力，使附著在管壁上的污物達(dá)到粉碎的效果，從而排出。這種方法通常適用于清潔度較長(zhǎng)的管道。清管器的外徑一般比管道內(nèi)徑大3%至5%，并且可以與管道緊密結(jié)合。因此在操作過(guò)程中具有高度的密封性，這使得清潔污垢變得非常容易。特別是當(dāng)使用液體作為壓力供給液體時(shí)，所形成的射流會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生很大的沖擊力，使得污物可以被分離并送走（如圖1-1）。

清管器一般用于石油、天然氣、成品油以及其它化工原料的長(zhǎng)輸管道的清管作業(yè)，當(dāng)新管線被用作掃線施工驗(yàn)收時(shí)，在役管線則會(huì)被用來(lái)清掃管內(nèi)殘存的沉積物，還能夠檢測(cè)管道的損傷情況。清管的機(jī)理一般有兩種：一種是清管器在管道內(nèi)壁的摩擦和刮削作用，從而使結(jié)垢與管道剝離破碎;第二種是清管器周?chē)黧w泄漏，將會(huì)產(chǎn)生極大的沖擊力，使得管壁污垢進(jìn)行剝離，在這一系列操作后，污垢會(huì)產(chǎn)生沖刷、粉化作用，同時(shí)流體的流動(dòng)力會(huì)將懸浮的污垢分散排送出去。

4.清管器類(lèi)型

清管器可以根據(jù)不同的方法分類(lèi)。根據(jù)其使用目的可分為除垢用的清洗清管器和排水和分離的密封清管器;當(dāng)然，他們可以被清理或分離的清管器劃分為實(shí)用清管器和具有檢測(cè)功能的遙控清管器。

4.1.普通型清管器

普通的清管器有不同的結(jié)構(gòu)和形狀。一般來(lái)說(shuō)，主要有兩類(lèi)：球型（即清管球）和圓柱型。圓柱型清管器通常包括蝶形清管器、直板型清管器，直碟混合清管器，直板測(cè)徑清管器，軟質(zhì)泡沫清管器和蝶形測(cè)徑清管器，直板鋼刷清管器等其他形式。

清管器的外部材料一般是耐油的、耐磨的高強(qiáng)度聚氨酯或氯丁橡膠。公稱(chēng)直徑不超過(guò)100毫米的球型清管器通常填充有固體球體。當(dāng)它們大于100mm時(shí)，使用充滿水的空心球。如果清管器沒(méi)有注滿足夠的水或管道中有很多污垢，它們可能會(huì)卡住或損壞。普通皮碗清管器是三層或四層皮碗。它通常由導(dǎo)向皮碗、密封皮碗和隔離皮碗組成。

4.2.智能型清管器

目前，智能清管器的發(fā)展非常迅速，結(jié)構(gòu)差異也非常大。智能型清管器具有高分辨率漏磁技術(shù)，可以對(duì)管道中各種狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和處理，以及管道壁厚和閥門(mén)配件受到腐蝕、變形、裂紋、成型的位置和其他信息。智能清管器還可以使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)在操作過(guò)程中進(jìn)行精確定位。另外，智能清管器的結(jié)構(gòu)和原理各不相同。普通清管器的碗的前部和后部支撐著輪式清管器，并且沿周向增加了許多滾輪。滾筒通過(guò)彈簧的周邊支撐著清管器本體，使得清管器與管道之間的摩擦是滾動(dòng)摩擦。該清管器用于通過(guò)安裝各種傳感器和檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)管道的變形、輪廓、裂紋和壁厚。

雙向電子清管器具有雙向操作，遇到卡阻管道可逆行回原處的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)常使用聚氨酯皮碗，因?yàn)樗哪芰?qiáng)、耐磨損、壽命長(zhǎng)，其電子定位變送器使用改進(jìn)的高性能電子定位變送器。智能清管器可以使用超聲波技術(shù)來(lái)檢測(cè)管道的腐蝕和堵塞。此外，它還具有頻率識(shí)別技術(shù)，可以極大地消除地磁干擾和部分電磁干擾，使其可以在現(xiàn)場(chǎng)使用，遠(yuǎn)離電磁干擾。當(dāng)智能清管器使用模式識(shí)別技術(shù)時(shí)，它們可以消除各種地磁和電磁干擾，基本上可以在任何情況下使用。

5、小結(jié)

污油形成的機(jī)理相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，形成時(shí)間比較長(zhǎng)且難以根除。因此本文中只考慮研究污油當(dāng)中所含的機(jī)械雜質(zhì)，且考慮到在經(jīng)過(guò)掃線清管后才能得到污油，因此清管技術(shù)的好壞也會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生影響，在此只做簡(jiǎn)單的介紹，不進(jìn)行深入的探究。為了使污油能夠得到更好的凈化處理，選用殼聚糖和海藻酸鈉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，以便獲取更高的除雜率。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張國(guó)軍，申龍涉，齊瑞，郭荃宏，宋士祥，馬躍，張純靜，孫憲航.原油含水率測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J].當(dāng)代化工，2012，41（01）：59-62+72.

[2] 吳迪，彭柏群，孟祥春，宋輝.采出液和采出水處理設(shè)施內(nèi)污油的形成和穩(wěn)定機(jī)制[J].精細(xì)與專(zhuān)用化學(xué)品，2012，20（11）：30-36.

[3] 王波，黃華，佘喜春.國(guó)內(nèi)外污油脫水技術(shù)新進(jìn)展[J].廣東化工，2015，42（04）：54+50.

[4] 孫旭，陳欣，劉愛(ài)俠.清管器類(lèi)型與應(yīng)用[J].清洗世界，2010，26（06）：36-41.

[5]汪益寧，肖偉.油田給油管道的結(jié)垢機(jī)理及治理措施[J].油氣田地面工程，2015，34（12）：90-91.

作者簡(jiǎn)介：

邵慧龍，男，（1988.04-）吉林省吉林市，吉林化工學(xué)院講師，碩士。主要從事復(fù)雜流體流動(dòng)方面的研究。

（作者單位：1.吉林化工學(xué)院;石油化工學(xué)院）