加油站機械清罐技術(shù)的探討

黎健強（中國石油化工銷售有限公司廣東石油分公司，廣東 廣州 510000）

1 概述

隨著國家對安全環(huán)保要求的提高，中石化將對現(xiàn)有的3萬多座加油站進行以地下油罐更換雙層罐為主要形式的加油站防滲改造。

南方某石油公司2500 多座加油站正在改造進行中，每座加油站平均以3～4個油罐計算，涉及油罐104個，為了確保施工安全，并按要求依法合規(guī)處置原有地下油罐，埋地油罐的清洗被列入本次加油站防滲改造工作的重點關(guān)注環(huán)節(jié)。對加油站防滲改造而言，油罐拆除前絕大部分都處于正常運行狀態(tài)，當(dāng)把油罐內(nèi)的油品抽取干凈后，油罐內(nèi)壁沾滿了油品殘余可能還有鐵銹，罐內(nèi)整個空間充滿著高濃度的油氣。為了確保加油站防滲改造安全，如果埋地油罐需進行動火作業(yè)，需對油罐進行清洗，并采用長時間的強制通風(fēng)等形式降低罐內(nèi)空間的油氣濃度，待油氣濃度達標(biāo)后再進行[2]。

此外，加油站日常運營中油罐約四年需清洗一次，南方某石油公司每年還會對大約2500個油罐進行周期性清罐。

因此，探討尋求安全、高效、環(huán)保、經(jīng)濟的清罐技術(shù)具有重大的社會和經(jīng)濟意義。

2 油罐常用的清洗技術(shù)及存在的問題

2.1 加油站常用的油罐清洗技術(shù)

目前加油站通常采用的油罐清洗技術(shù)主要有：人工清洗、化學(xué)藥劑清洗。

2.1.1 人工清洗技術(shù)

人工清洗作業(yè)時，由作業(yè)人員在抽完罐內(nèi)殘余油品后佩戴全防護性呼吸面具進入油罐，利用工具收集沉積油泥并除垢，大約需要2h 左右。整個過程中，清洗作業(yè)人員完全處于一個存在大量有毒、易燃、易爆氣體環(huán)境中，作業(yè)安全性很差。同時，在清洗作業(yè)完成后，埋地儲罐內(nèi)仍然充滿大量的有毒、易燃、易爆氣體，后續(xù)的所有檢查作業(yè)仍需戴呼吸面具進行。如果油罐需要吊裝、運輸和拆解，還需進行長時間的強制通風(fēng)。

2.1.2 化學(xué)藥劑清洗技術(shù)

化學(xué)藥劑清洗是利用化學(xué)藥劑對罐內(nèi)壁沉積的油品和污垢進行清理的方法，主要實施為:抽出罐內(nèi)底油后，向罐內(nèi)注入化學(xué)藥劑的水溶液，并加入稀釋劑便于回收烴類物質(zhì)，隨后利用特殊方式升高儲罐內(nèi)溫度使反應(yīng)進一步進行，后將反應(yīng)后生成的烴類物質(zhì)和清洗廢水抽到廢水罐存放。

2.2 常用清洗技術(shù)存在的問題

人工清洗技術(shù)主要問題：（1）作業(yè)環(huán)境很差，易出現(xiàn)中毒、暈厥等事故；（2）清罐過程中，高濃度油氣的長時間排放，嚴重違反了《中華人民共和國大氣污染防治法》的相關(guān)規(guī)定，對大氣及周圍環(huán)境造成了嚴重的污染[3]。

化學(xué)藥劑清洗技術(shù)主要問題：（1）清洗完成后罐內(nèi)壁的化學(xué)抑制劑容易見光失效等，造成油氣再次析出，給拆除油罐造成了很大的困擾；（2）清洗完的廢水難以重新回收利用，只能送去危廢處理廠家進行處理，處理費用高達5000-6000元/t，增加清罐成本。

3 清洗技術(shù)改進的必要性

從“技術(shù)、安全、環(huán)保、成本”等方面對現(xiàn)有清罐技術(shù)進行分析，同時借鑒和研究國外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)APISTD1631-2001[4]及國內(nèi)相關(guān)行業(yè)的成熟應(yīng)用經(jīng)驗，探索一種成本低、操作方便、安全性能高、能夠滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的清罐技術(shù)，研發(fā)出符合加油站作業(yè)實際的車載式油罐自動清洗裝置，將大幅提高清洗速度，同時降低清罐費用和成本、提高清罐作業(yè)的安全性及環(huán)保性[5]。

4 機械清洗技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用

4.1 機械清洗技術(shù)

機械清洗主要指采用專有設(shè)備對油罐進行清洗，應(yīng)用最廣的屬于高壓多維水射流技術(shù)[6-7]。高壓多維水射流法清洗是指清水先經(jīng)過過濾器過濾掉顆粒物和雜質(zhì)后，利用高壓泵將清水加壓到0.5～35MPa，泵入旋轉(zhuǎn)噴頭，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)噴頭進行360°球面旋轉(zhuǎn)，通過水壓清洗整個埋地儲罐的內(nèi)壁。同時啟動真空泵，將儲罐底部的污水廢液抽出至污水箱收集。清洗完成后，再利用通風(fēng)機對油罐進行吹掃，直至罐內(nèi)壁整個干燥，并用油氣濃度檢測儀實時監(jiān)測罐內(nèi)的油氣濃度，確保整個過程的安全環(huán)保。

4.2 機械清洗的特點

該清洗方法具有如下優(yōu)點：(1)作業(yè)人員勞動強度低；(2)清洗作業(yè)時間短，效率高；(3)對作業(yè)人員身體危害最?。?4)通過自動調(diào)控噴頭的壓力，可防止油罐被擊穿；(5)清洗用柱塞泵功率大，配用電機功率達75kW，加油站的電箱可滿足使用要求，使清洗效率進一步提高。

4.3 機械清罐技術(shù)在南方某石油公司加油站防滲改造中的應(yīng)用

針對南方某石油公司加油站防滲改造項目，加油站遍布全省，地域不固定、作業(yè)環(huán)境不一致等因素，特委托南方某公司研發(fā)了機械清罐作業(yè)車來對油罐進行清洗。該清罐作業(yè)車，采用如下工藝流程：

該清罐作業(yè)車包含了清油模塊、清洗模塊、污水處理[8]模塊及自控模塊，實現(xiàn)了一鍵式啟動操作。清油模塊包含了過濾器、泵、安全保障等設(shè)備。清洗模塊是將清洗液通過多級離心泵加壓，泵入旋轉(zhuǎn)噴頭，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)噴頭進行360°球面旋轉(zhuǎn)，通過水壓清洗整個埋地儲罐的內(nèi)壁。污水處理模塊是用泵將清洗完儲罐的廢水抽吸入該系統(tǒng)，經(jīng)水處理設(shè)備的特殊反應(yīng)，降解部分有機物，同時通過氣浮攪拌作業(yè)將水中大顆粒物質(zhì)吹脫出來形成浮渣。降解后水大部分回到循環(huán)用水系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用。另一部分水經(jīng)加藥絮凝混合后進入壓濾系統(tǒng)，濾液回到循環(huán)系統(tǒng)，廢渣送至危廢單位處理。自控模塊是將清油、清洗、污水處理三個通過PLC 等技術(shù)整合，使整機實現(xiàn)一鍵式啟動，同時可在線顯示清洗、水處理效果。

該清罐方法操作簡便，成本低，可達到如下指標(biāo)：（1）由于人員不再進入油罐內(nèi)作業(yè)，且設(shè)備操作可設(shè)在安全距離之外，直接避免了人為因素造成的不可控安全風(fēng)險，（2）作業(yè)人員人身安全及接觸有毒有害氣體的危險性降為0;（3）油罐清洗效率提高三倍以上；（4）清洗完成后,罐內(nèi)油汽濃度為0%LEL；（5）機械清洗成本為人工清洗成本的30%-40%；（6）處理完的水可循環(huán)使用，產(chǎn)生的危廢基本為0。該清罐作業(yè)車的成功應(yīng)用不僅降低了成本，同時也加快了進度、提高了安全性。

目前，清罐成本降控制在每個罐在150-200 元/m3，清洗速度為人工清洗的1/8，清洗后所產(chǎn)出的廢水為人工清洗的1/120-1/200，且廢水經(jīng)處理后可以直接達標(biāo)回用，不再產(chǎn)生其他費用。清罐的安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟性顯著提高。

5 結(jié)語

隨著環(huán)保要求的不斷提高，現(xiàn)有的清罐技術(shù)已經(jīng)不能滿足環(huán)保的要求，采用小型化、高效、綠色環(huán)保的清罐技術(shù)已大勢所趨。今后的發(fā)展趨勢主要集中在以下幾個方面：

（1）針對現(xiàn)有技術(shù)及工藝，開發(fā)實用新型的“清洗作業(yè)+含油污水處理+油氣處理”的車載系統(tǒng)，避免現(xiàn)有“作業(yè)固定、作業(yè)不達標(biāo)”等的局限性。

（2）開發(fā)探索更有效的機械清洗技術(shù)，不僅適用于加油站還可適用于油庫及裝置、管道清洗等。

（3）深入探索含油污水降解原理，尤其是高分散乳化油的去除率，意在提高含油污水處理效率。同時為降低處理成本，提供理論基礎(chǔ)。

（4）加強對“工藝簡化、操作簡便、環(huán)境友好”處理方法的研究。