本發(fā)明涉及到一種水下儲存油品的方法，此技術(shù)屬于石油化工儲存運輸領域。油品指原油、柴油、汽油、潤滑油和其它液體石油的一種。
技術(shù)背景
水下儲油的設想早在1935年就被提出，但直至1967年才得到實際應用，其目的是為了縮短運輸(送)距離、降低風吹日曬、酷熱嚴寒、膨脹收縮和自身重力的破壞作用、提高安全性、減少對環(huán)境的影響、節(jié)省土地等。經(jīng)過了半個多世紀的發(fā)展，已經(jīng)研制出帶環(huán)形底盤儲罐、倒盤形儲罐、雙圓筒混凝土水下油罐、帶防波墻立式鋼筋混凝土水下儲罐、橢球拋物面形水下混凝土儲罐、帶浮頂?shù)牧⑹綀A柱形海中儲罐，水下軟體油罐七種儲存方式。前六種儲存方式儲罐的骨架是巨型剛體，其建造、運輸、安裝工藝復雜、施工周期長，資金投入量較大。軟體油罐分為帶球狀底部的圓筒形、枕頭形和枕座形三種形式，殼體為涂以合成橡膠的兩層尼龍纖維復合物結(jié)構(gòu)。因為大多數(shù)油品比水輕，為了使油罐不浮到水面，對于容量較小的軟體油罐，采用了重物做錨，將油罐反吊于水底；對于容量較大的軟體油罐，采用了網(wǎng)狀條帶，將其固定后置于水底的框架上。軟體油罐的主體部分是軟體，其建造、運輸、安裝(放)工藝比較簡單、施工周期較短，但重物固定錨和框架的制作、運輸和安放仍然耗費較多的時間和資金。
通常，采用水下軟體儲存時，罐內(nèi)的油品在罐外的較高水壓作用下被壓送到水面之上，此方法稱為油水置換水下儲油技術(shù)，可以節(jié)省泵送的費用。然而，在油水置換過程中總會有少量的油品隨水排放到周圍的水域中，累積造成的環(huán)境污染不容忽視。
還有，絕大多數(shù)油品中含有小量的硫，例如：世界著名不含硫的大慶原油，仍然含有質(zhì)量分數(shù)0.1％的硫,在幾百方的容器中所有的硫化物都聚集到一起，對設備的腐蝕破壞作用也是很大，有時還危及到人身健康和生命安全。
最重要的是，盛裝軟體容器具有較大浮力，它始終趨向于掙脫固定物體的束縛、處于動蕩狀態(tài)，時刻存在著移動、磨損、掙脫泄漏的危險。
本發(fā)明提出了用鐵礦石粉作加重材料，將油品的密度增加，以便使之不被浮起，進而消除相對運動和動能；盡量降低油品混合物的溫度，增加其粘度，力求達到凝固，使之流動速度和硫化物的運移速度變慢，減緩泄漏速度和硫化物的聚集速度，在理想情況下，混合物可以像瀝青一樣不易流動；鐵礦石粉也是一種重要工業(yè)原料，在油品儲存的同時，此加重材料也得到適當?shù)膬Υ?。本方法簡單易行、安全可靠，有利于實現(xiàn)縮短運輸(送)距離、少占用土地、減少對陸地和水域環(huán)境的影響、提高安全性、減少能源消耗、降低儲存成本之目的。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明選擇密度大、純度高、粒度適宜的鐵礦石粉作為加重材料，按一定的比例與油品混合，使之達到比海(水庫、池塘、湖)水略高的密度；將混合液充入軟體膠囊中，封住充入孔和排氣孔后，沉入溫度較低的海(水庫、池塘、湖)底；這樣就使軟體膠囊減輕了風吹日曬、酷熱嚴寒、膨脹收縮和自身重力的破壞作用；出庫前，將膠囊升至水面，通過自然或人工法將其加溫，混合液粘度下降，鐵礦石粉自然沉淀；然后，提升其高度排放出混合物；最后，通過電磁吸附和過濾提純油品。另外，鐵礦石粉也是一種重要工業(yè)原料，它不與油品發(fā)生化學，在油品儲存的同時，此加重材料也得到適當?shù)膬Υ妗?/p>
具體實施方式
第一步，選擇水深、平坦、沒有急流、不受波浪和潮汐影響的海(水庫、池塘、湖)底，其形狀如洗臉盆最佳。清除各種堅硬、研磨性強的突出物；如果清除困難，可鋪一層細砂，防止刺磨軟體膠囊。
第二步，訂制容積大、強度大、耐油腐蝕的膠囊。其中容積為500方、殼體為涂以合成橡膠的兩層尼龍纖維復合物枕頭型軟體膠囊已經(jīng)得到應用。囊體上要設有裝入孔和排氣孔，并能密封；另外，四個角和中間部分帶有吊環(huán)，每個環(huán)的抗拉破壞強度在5噸以上。
第三步，在油品充入軟體膠囊的同時，用冷風吹入一定比例將鐵礦石粉，混合物加軟體膠囊的當量密度應高于所處水介質(zhì)密度。這一操作宜選擇在冬天、早晚或其它天氣較冷的時間進行，有利于節(jié)約能源。
通常，鐵礦石的密度在4.8-5.3之間，化學和物理性質(zhì)穩(wěn)定，是石油鉆井液常用的加重材料。在鋼鐵工業(yè)上，冶煉之前，鐵礦石需要加工成粉末，并盡量除去非金屬成分，這樣，鐵礦石粉中雜質(zhì)量減小，密度增加，是最好的加重材料。鐵礦石粉和油品之間不發(fā)生化學反應，并且，由于油的存在，防止了鐵礦石粉與潮濕的空氣之間接觸，鐵質(zhì)成分得到了保護。
鐵礦石粉粒度細、表面積大，極容易吸附周圍的物質(zhì)以降低其表面自由能。在鐵礦石粉加入到油品的過程中，它首先吸附水分子，水和油不相容，產(chǎn)生了表面張力，每個鐵礦石粉末都有表面張力，就使得整個油品液體粘度增加，有更好的懸浮加重材料顆粒的作用。另外，鐵礦石粉末顆粒表面不光滑，運動時所受到的阻滯力很大，整個混合液體表現(xiàn)為粘稠、流動性能差，這有利于對加重材料的 懸浮。
然而，溫度是影響油品粘滯性的最重要物理量，實驗證明，只要溫度足夠低，大多數(shù)油品都會失去流動性能。但油品的比熱容高出鐵礦石大很多倍，改變其溫度需要更多的熱能量和更長的時間，而鐵礦石比熱容較低，改變溫度的熱能量消耗低、時間更短，故，本儲油方法利用冷氣來吹動鐵礦石粉，在與油品混合前，使其溫度降低；與油品混合后，在表面吸附上水分子，界面張力增大，粘滯力增加，減緩了沉降速度，從而，油品可以將密度較高鐵礦石粉懸浮一定時間，以便使之均勻分布。
第四步，將充滿混合物的膠囊容器沉入溫度較低海(水庫、池塘、湖)底；這樣就使軟體膠囊減輕了風吹日曬、酷熱嚴寒、膨脹收縮和自身重力的破壞作用。油品一個重要特性是其粘度比較高，并隨溫度的降低而增加，當溫度低到一定點以后，就失去了流動性能，這個溫度點稱為凝固點。例如大慶油品凝固點在25-30℃之間，遼河沈北油田高凝油凝固點高達40℃以上。而大多數(shù)海(水庫、池塘、湖)底的溫度在2-25℃之間，并且，那里的水溫隨季節(jié)和晝夜的變化很小。利用水域較低的溫度，可以促使混合物的粘度增加，硫化物聚集速度降低，在容器損壞時，油品的泄漏速度減緩。
第五步，出庫前，將膠囊升至水面，通過自然或人工法將其加溫，油品粘度下降，鐵礦石粉自然沉淀，然后，提升其高度、排放出混合物。出庫操作宜選擇在夏天、中午或其它天氣炎熱的時間進行，有利于節(jié)約能源。
最后一步，通過電磁吸附和精細過濾提純油品。鐵礦石粉具有較大的研磨性，對管道、油泵和儲罐設備有很大的磨損破壞作用，但經(jīng)過電磁法吸附和精細過濾，鐵質(zhì)成分會降低到允許范圍內(nèi)。