油氣儲運中問題與對策探討

    摘要：油氣儲運系統均存在諸多問題，如油氣儲運過程中的火災隱患，儲運過程中的油氣蒸發損耗，油氣管道的腐蝕等等。這些問題必須引起相當大的重視。
關鍵詞：儲運；火災；蒸發
一、油氣儲運中常見問題及原因
1、火災隱患
由於石油及天然氣的主要成分是烴類碳氫化合物，具有易燃、易爆、易聚集靜電、易中毒等特性，而油氣儲運過程中是在特定的條件下進行，特別是輸油管道，加熱加壓是管道運輸的特點，故具有極大的火災及爆炸危險性。一旦發生事故，可能造成巨大的經濟損失和人員傷亡，並帶來惡劣的社會影響。主要原因主要有：（1）裝置故障帶來的危害。油氣儲運裝置設計的不合理、工藝缺陷、管線的腐蝕、操作壓力的波動、機械振動引起的裝置疲勞性損壞以及高溫高壓等壓力容器的破損，易引起洩漏及爆炸。（2）防靜電措施不到位。油氣儲運過程中，油氣在管道和裝置內流動會因摩擦而產生靜電，如果靜電不能及時導除，造成電荷積累，導致火花放電，就會引起火災爆炸事故。（3）不防爆裝置及電器帶來的危害。工藝裝置及電器線路如果未按規定選用防爆型或未經防爆處理，洩漏的可燃液體、氣體遇機械摩擦火花或電氣火花極易發生火災爆炸事故。（4）違章動火作業。包括違章指揮，動火審批不嚴，在不具備動火的條件下貿然審批動火；盲目動火。有的職工不熟悉動火管理規定，或存在僥倖心理，不辦理動火手續，有的職工本身不具備動火資格，忽視動火管理規定，貿然動火釀成火災；現場監護不力，流於形式。
2、油氣蒸發嚴重
目前，從油田→煉油廠→使用者的週轉環節繁雜，油氣損耗量及帶來的經濟損失十分驚人。在石化、石油企業,如煉油廠儲運系統、油庫、加油站等油品裝卸操作頻繁的工作環節,汽油等輕質油品中易揮發的有機組分會大量汽化逸出。按全國目前原油的年使用量2. 5×108t估算,全國原油和成品油的總損耗量將達到7. 5×106t/a以上，相當於一個大油田和煉油廠的採煉量，價值3×1010RMB以上。油品蒸發損耗的主要物質是輕組分，因此,油品蒸發不僅造成數量的損失,還將引起質量的下降。除此之外，由於散發到空氣中的油氣具有易燃易爆的特性，超過一定濃度遇到火源即可發生爆炸。石油儲運過程中的裝卸站臺和加油站向空氣中排放的油氣具有一定的毒性，會引起面板、內臟和神經系統的疾病;另外油氣***烴類物質***與空氣中氮氧化物在紫外線的作用下發生反應生成臭氧，為光化學煙霧的形成創造了條件。
3、管道腐蝕
很多輸油管道在溼硫化氫環境下受到嚴重腐蝕並開裂,如應力腐蝕開裂***SCC***、硫化物應力腐蝕開裂***SSCC***、氫致開裂***HIC***、應力誘導的氫致開裂***SOHIC***等。造成管道腐蝕的原因通常有四種：（1）材質因素。以HIC為例,材料中包含貝氏體或者馬氏體的“硬質”帶對HIC十分敏感。如果材料夾雜物偏析區硬度控制在300HV以下,就能夠很好的消除材料對HIC的敏感性。2、埋地管道所處的環境。埋地管道所處的環境是引起腐蝕的外因，這些因素包括土壤型別、土壤電阻率、土壤含水量***溼度***、pH值、硫化物含量、氧化還原電位、雜散電流及干擾電流、微生物、植物根系等。3、應力水平。有很多實驗表明,如果材料所承受的應力超過其屈服應力的30%以上時,材料就可能發生SOHIC破壞。但這樣的應力水平,在焊接構件的焊縫周圍區域以及SSCC裂紋或者其它類似於裂紋的缺陷內都有可能出現。4、設計製造。一些學者參照NACE標準***對於介質為氣體,設計壓力,<448 kPa;對於介質為多相系統,設計壓力<1 551 kPa***進行容器設計,認為可以避免SSCC或HIC發生的可能。但是實際上,這個標準的制定來源於實驗室環境***空氣中***。而且,酸性環境與水相的化學成分、pH值以及硫化氫分壓等因素有關。
二、防止儲運過程中問題的對策
1、油氣儲運過程的防火準備
（1）定期對裝置維護保養。針對各種裝置的特性嚴格按保養規程進行維護，工藝流程操作前做好工作危害分析，控制操作風險。（2）做好防火設計。裝置洩漏等往往起源於設計階段，因此抓好防火設計十分重要。首先是裝置的設計、選型、選材、佈置及安裝均應符合國家規範和標準。根據不同工藝過程的特點，選用相應的耐壓、耐高溫或耐腐蝕的材質，按規定進行製造和安裝。其次是新建、改建、擴建生產裝置佈局，單元裝置佈置，防火安全設施的設計和實施應遵循有關規範，做好嚴格的防火稽核工作，充分考慮防火分隔、通風、防爆洩壓、消防設施等因素。同時對裝置、電氣的防爆要求嚴格把關，從而消除先天性火災隱患。3、落實動火作業措施。拆卸禁火區內需要動火的裝置、管道及其附件，移至安全的地方去動火，將需要動火的裝置、管道及其附件和相關的執行系統做有效地隔離，如在管道上加堵盲板或拆掉一節管子等，阻隔易燃易爆的物料和介質進入動火作業點。動火前應把動火點周圍的易燃易爆物品轉移至安全地方，現場應打掃乾淨。經檢查確認無誤後，開具“用火作業許可證”，落實好監護責任人。要在動火前和動火期間對動火區域內易燃易爆氣體濃度進行分析，避免動火過程中發生火災、爆炸事故。
2、油氣儲運中的油氣揮發
首先，改造固定頂油罐。當前，很多石油企業依然用固定頂油罐來儲存汽油和煤油，為了防止油氣揮發，減少油品儲存過程中油氣汙染，需要將這些汽油和煤油儲罐改裝成內、外浮頂儲罐，並經常檢查，確保浮頂密封和附件良好。可以增強油罐的安全可靠性,減少油氣汙染，浮頂罐的蒸發損耗可比固定頂罐降低85%左右。而且還可以產生可觀的經濟效益。2、油氣回收裝置，治理油品灌裝過程中的油氣揮發,最根本的手段是採取油氣回收措施,回收排放出的烴類氣體。採用油氣回收措施就是在油品灌裝集中的地點,設定油氣回收裝置,將灌裝過程中產生的油氣回收,通過裝置恢復成液態,重新送入儲罐。這樣不僅可以大幅度降低烴類氣體排放量,而且具有明顯的經濟效益。油氣回收方法可分為吸收法、吸附法、冷凝法及薄膜選擇滲透回收法等。總之，加油站採用油氣管道系統方案、儲油罐中固定頂罐較多的油庫和煉油廠採用油氣管道與專用裝置結合的方案較為合理，即可在減少投資情況下達到一定效果，其他情況則應採用專用裝置方案，效果較好，但投資較大。
3、管道的防腐蝕處理
（1）加強鋼管材料要求。管道發生應力腐蝕開裂主要是由剝離或陰極剝離造成的，要完全控制和預防壓力容器及管道中的與氫相關的腐蝕開裂，可能性非常小。為此，在材料的製造過程中,儘量控制和改善夾雜物的數量與形貌，降低含硫量與含氫量，塗敷前的鋼管表面必須進行拋丸或噴砂處理,以達到標準要求的潔淨度和錨紋深度,確保底漆粘結牢固。（2）把好現場補口質量。補口材料與管體防腐覆蓋層有較好的相容性;補口接合部應嚴密粘牢,必要時可做嚴密性試驗;必須認真處理補口處的鋼管表面,達到管體表面潔淨度的要求。（3）合理選擇管材壁厚度。首先要防止儲運過程與投運中管道的區域性屈曲失穩;其次，要考慮裂紋擴充套件時效,防止開裂破壞。厚壁管比薄壁管有利於抗應力腐蝕開裂。因此在設計時不妨適當降低管材強度,增加管壁厚度。（4）固定式與移動式防腐作業線相結合工廠固定式防腐作業生產,由於施工環境好,可提高防腐管的質量,但對於需要長途運輸的管材,防腐覆蓋層易損傷,而現場修補也很難達到滿意的效果,故建立防腐作業線應考慮固定與移動相結合,以滿足工程現實的需要。
三、結語
石油是不可再生的自然資源，油氣儲運作業環境複雜，因此各個煉油廠和油庫、加油站應必須著手在油品儲運過程中採取切實可行的措施減少蒸發損耗，避免強制實施油氣回收時影響生產經營。將火災防患於未然，對儲運管道加強管理。但是由於油氣儲運過程的複雜性,很多問題還有待進一步解決,如油氣回收技術等等。目前我國還處於較低的發展階段,如何將一些技術有機的結合起來,還需要以後的不斷探索。