油氣儲運過程中常見的問題與應對措施研究

李東澤

（大慶華凱石油化工設計工程有限公司大連分公司，遼寧 大連 116033）

1 油氣儲運中常見問題及原因

1.1 油氣蒸發嚴重

油氣從油田經過煉油廠加工后送至各個用戶，周轉的環節多且復雜，這個過程中的損耗以及經濟損失不可小視。我國目前原油的年使用量巨大，如何控制原油成品油的損耗，就顯得至關重要。在煉油企業的儲運過程中，輕質油的大量揮發不但引起油質下降，而且經濟損失也很大，散發的油氣具有爆炸的危險，遇到火源極易引起爆炸，排向空氣的油氣具有一定的毒性，容易引起疾病，油氣與空氣的氮氧化物在太陽光中的紫外線作用下形成臭氧反應，形成光化學煙霧現象，影響環境。

1.2 火災隱患

烴類碳氧化合物是石油和天然氣的主要成分，具有易爆、易燃、易中毒和易聚集靜電等特性，在儲運的過程中，在一定的條件下，特別對于油田的輸油管道，在加熱以及加壓的管道運輸的過程中，具有火災和爆炸的危險。分析原因主要為：（1）由于設備故障引發的危害。不合理的儲運設備，在設計以及工藝上存在缺陷，管路的腐蝕，在輸送過程中壓力的波動以及機械振動等引發的設備損壞，高溫高壓等壓力容器的損壞，可能引發油氣的泄露和爆炸危險。（2）防靜電措施不夠。油氣在流動的過程中，與管道和運輸設備因為摩擦容易產生靜電，在靜電消除不及時的情況下，極易造成火災以及爆炸事故。（3）運輸設備不具備防爆功能。由于在運輸過程中，沒有才有防爆設備和電器設備而造成的災害。（4）違章動火作業。在運輸的過程中，違章指揮，動火的審批程序不對，在運輸環境不具備動火的工作條件下動火，極易引發火災或者爆炸事故。

1.3 管道腐蝕

很多輸油管道在濕硫化氫環境下受到嚴重腐蝕并開裂,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，這些因素包括土壤類型、土壤電阻率、土壤含水量(濕度)、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裂紋或者其它類似于裂紋的缺陷內都有可能出現。（4）設計制造。一些學者參照NACE標準(對于介質為氣體,設計壓力，<448kPa;對于介質為多相系統，設計壓力<1551kPa)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于實驗室環境(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。

2 防止儲運過程中問題的應對措施

2.1 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污染，需要將這些汽油和煤油儲罐改裝成內、外浮頂儲罐，并經常檢查，確保浮頂密封和附件良好。可以增強油罐的安全可靠性，減少油氣污染，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。油氣回收裝置，治理油品灌裝過程中的油氣揮發，最根本的手段是采取油氣回收措施，回收排放出的烴類氣體。采用油氣回收措施就是在油品灌裝集中的地點，設置油氣回收裝置，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，加油站采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采用油氣管道與專用設備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，其他情況則應采用專用設備方案，效果較好，但投資較大。

2.2 油氣儲運過程的防火準備

（1）定期對設備維護保養。針對各種設備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。設備泄漏等往往起源于設計階段，因此抓好防火設計十分重要。首先是設備的設計、選型、選材、布置及安裝均應符合國家規范和標準。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，按規定進行制造和安裝。其次是新建、改建、擴建生產裝置布局，單元設備布置，防火安全設施的設計和實施應遵循有關規范，做好嚴格的防火審核工作，充分考慮防火分隔、通風、防爆泄壓、消防設施等因素。同時對設備、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設備、管道及附件，移至安全的地方去動火，將需要動火的設備、管道及其附件和相關的運行系統做有效地隔離。動火前應把動火點周圍的易燃易爆物品轉移至安全地方，現場應打掃干凈。經檢查確認無誤后，開具“用火作業許可證”，落實好監護責任人。

2.3 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。（2）把好現場補口質量。補口材料與管體防腐覆蓋層有很好的相容性;補口接合部應嚴密粘牢，必要時可做嚴密試驗;必須認真處理補口處的鋼管表面，達到管體表面潔凈度的要求。（3）合理選擇管材。（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，由于施工環境好，可提高防腐管的質量，但對于需要長途運輸的管材，防腐覆蓋層易損傷。

結束語

石油是目前世界主要的能源，十分珍貴，在油氣儲運作業的各個環節中，作業環境復雜，需要考慮的問題也很多。煉油廠、油庫以及加油站等油氣運輸過程，必須認真采取相應的措施，以減少油氣的蒸發損耗，避免火災以及爆炸等各類事故，加強儲運過程中各個環節的管理工作，要防患于未然。

[1]宮敬，翁維瓏，吳明勝.油氣集輸與儲運系統[M].中國石化出版社，2006.

[2]李智勇，閔希華，馬志榮.油氣儲運技術專業人才培養方案[M].石油工業出版社，2010.

[3]謝濤.油氣儲運網絡綜合管理系統需求分析及實現[J].重慶大學，2002-10-10.