油氣儲運中的安全環保問題及其對策

孫雅倩，王 爽，胡宗武，李 文，謝 藝

（蘭州理工大學石油化工學院，甘肅 蘭州 730050）

1 安全環保問題在油氣儲運中的意義

在我國工業化進程的推進中，石油天然氣承擔和扮演的角色也越來越重要，相關油氣設施規模也越來越大，油氣資源作為重要的基礎能源，由于油氣本身的特點，如：易揮發易點燃易爆炸等，給油氣儲存運輸等生產過程帶來了諸多問題。

油氣儲運工程作為承接油氣資源生產和使用的橋梁，在運輸過程中可能出現的腐蝕和泄漏，油氣損耗是較為常見的事故。在油氣運輸過程中由于大部分為長輸管道，存在難管理、易疏忽、高成本、受環境影響大等問題。然而如果在儲運工程中出現問題，不僅會浪費油氣資源，對環境造成污染，甚至可能危及相關人員的人身安全。所以，只有在油氣施工過程中重視安全環保問題，提前做好防治設計，建立完善的預警報告系統及設計突發情況應對措施，根據不同的管道材質和不同的環境，多方位，全方面的設計應急預案，才可以避免油氣資源的浪費。同時，及時引進綠色環保技術，提高施工效率和產業效益，定期排查保養，保護施工人員及周邊居民安全，將綠色生產、綠色運輸、綠色使用的美好愿景落到實處。文章就油氣儲運過程中可能存在的安全環保問題進行了簡要分析并提出對應的解決措施。

2 油氣儲運工程中存在的問題

2.1 油氣管道腐蝕損耗問題

眾所周知，在油氣儲運過程中，油氣管道腐蝕的問題尤為突出。我國地大物博，油氣管道多都處于不同的復雜環境中。第一，管道腐蝕機理不同，導致影響其腐蝕的因素有很多。簡單概括如下：（1）造成管道內部腐蝕的原因是石油天然氣中含有大量的水分、硫化物和碳氧化物等其他雜質［1］。（2）如若在管道的選材過程中，管道材質不符合安全標準，其內含有的大量硫、氫物質就會導致管道出現腐蝕問題。（3）管道承受的應力如果超過屈服應力的40%就會發生管道腐蝕［2］。

管道腐蝕至一定程度，就會造成油氣泄漏。第二，在油氣儲運過程中，管道表面材質的影響也可能會導致氧化劑發生泄漏，進而引發火災，進而對環境造成惡劣影響。第三，在運輸二過程中，因為油氣自身的易揮發性和毒性，油氣揮發在空氣中混合，增加了空氣中油氣的含量，當這個值達到一定程度時就會發生爆炸，進而浪費資源，產生大量的污染，給人類生產生活、空氣與環境帶來了極大的安全隱患。

2.2 油氣揮發性問題

眾所周知，石油產品極易揮發，在灌裝和儲存運輸的過程中不可避免地會出現揮發性損耗。灌裝的原理是利用高壓將汽油注入運輸的容器中。由于壓力極高，空氣出現高速擾動，快速將汽油揮發。現將汽油銷售給汽車的主要灌裝過程列舉如下：

1）汽油成品從煉油廠被裝入油罐車。

2）經過槽車的運輸，將汽油送至加油站，然后將汽油注入加油站儲油罐和加油槍中。

3）加油槍將汽油注入汽車。

在這些過程中，汽油經過多次灌裝，極易造成油氣資源的蒸發損耗，大大影響了生產效益。這種揮發性損耗會造成以下兩個問題：

1）空氣污染，油氣本身附有有毒物質，一旦泄漏產生爆炸，有毒物質迅速傳播到空氣中，造成一定環境污染。

2）揮發物燃燒與爆炸，油氣產品屬于可燃性物質，而且還具有一定的可揮發性，隨著油氣揮發量的增大，空氣中的油氣濃度逐漸提高，如果揮發的濃度達到飽和，或者在儲運過程中遇到溫度較高的物體，就可能會造成嚴重的爆炸。

目前來看，我國的油氣儲運條件相對落后，對于油氣揮發等情況還沒有找到科學合理的解決措施，而想要完全解決油氣安全環保管理問題還是存在較大難度。在實際的儲運過程中還有很多危險源沒有按照科學的要求安裝好自動控制體系和儀表體系。

3 應對策略

3.1 防腐問題管理措施

目前，石油天然氣發展迅速，然而油氣儲運管道腐蝕問題也日益嚴重，導致油氣出現泄漏等問題，造成資源浪費。因此，有效處理管道腐蝕問題，可以降低管道腐蝕問題的發生概率，更好地保證油氣儲運的安全性。需要從以下幾個方面著手：

1）控制管材質量，石油、天然氣中含有大量具有氧化性、腐蝕性的物質，與管道接觸后發生化學反應，進而造成管道的腐蝕，因此在管道選材上要格外注意選擇優質材料，以確保管道的優質性能。通過管控管道的質量，以期達到管道防腐要求［3］。例如，在選取管道時，要對其強度剛度穩定性進行合理的判斷，要考慮韌性焊接性，同時要求防腐材料要滿足以下性能:

為了保證正常安全施工以及日后防腐工作的順利進行，在選擇管道型號時，需要考慮實地需要。管道的材料，厚度，直徑大小等參數，都應符合工程設計的計算需要以及符合國家標準。不能為了節省成本而偷工減料。

2）發揮防腐層技術優勢，提高抗腐蝕效果，防腐層材料的選擇往往決定了油氣管道的質量好壞。具體來說就是在管道的內部和外部均勻涂抹具有防腐作用的金屬元素，使管道金屬材料可以與外部環境進行隔絕，避免金屬出現銹蝕。對于管道要盡量選擇耐磨性、抗腐蝕、耐高壓高溫性好的材料。在防腐層技術上，目前我國常用到的防腐層技術煤焦油磁漆防腐層技術、新型三層PE防腐層技術、溶解環氧粉末防腐層技術，其本質都是在管道外涂一層防腐材料，能夠有效起到保護管道的作用。我國研發的3PE 防腐技術，目前已經在管道儲運環節中廣泛進行應用，工藝沒有復雜、繁瑣的內容，但是防腐壽命相對會有一定的限制。

3）內部防腐技術，石油天然氣中含有大量的化學物質，如果在運輸過程中沒有得到合理保存，將會導致油氣在運輸的過程中的腐蝕問題。一旦出現管道腐蝕問題，將會使油氣儲運的管道工作質量大大降低。在重要位置很容易出現管道開裂等問題。目前，想要解決這個問題，相關工作人員應該更加關注油氣儲運管道的薄弱部位，使用專用的管道腐蝕試劑進行涂抹，使油氣儲運管道內部腐蝕問題可以得到有效的控制，減少腐蝕產生的影響。

3.2 揮發性問題的應對策略

3.2.1 改造油罐

目前，由于我國大部分使用固定頂油罐儲存油品，易揮發且不安全，對環境也有威脅。如果將固定頂油罐更換為浮頂罐，可以發揮浮頂罐設置有浮頂的優勢，有效減少油氣揮發，根據需要控制上方空氣體積。既可以減少安全風險，又可以保護環境。

3.2.2 加大油氣回收力度

油氣回收法是治理油氣揮發最根本的辦法。具體來說就是在油品灌裝集中的位置設置油品回收裝置，從而將烴類氣體恢復成液態并重新裝入灌中。目前常用的油氣回收工藝主要有吸收法和冷凝法［4］。

1）吸收法。吸收法是將油品裝卸過程產生的各種油氣吸入吸收塔，使得烴類物質都能處在循環利用系統之中，實現真空解吸，處理完畢之后的氣體還需要再次進入到回收塔之中，將其中的液體物質進行重復性的吸收和使用。但是這一回收工藝的效率低，不能真正滿足油氣的排放要求。

2）冷凝法。冷凝法是在回收高濃度油氣過程中，開展低溫冷凝冷卻，將烴類物質分離出來。冷凝法分為間接接觸和直接接觸兩種，冷凝溫度視氣體中烴的含量而定，一般情況下冷凝的溫度被控制在-70～-160℃。

4 結語

綜上所述，隨著我國石油天然氣運輸規模的不斷擴大，油氣資源在人們的日常生活扮演的角色也越來越重要，對于存在的風險，需要時刻提高警惕。只有解決了我國油氣儲運工程中存在的問題，我國油氣儲運事業才能得到更快的發展，在保證安全生產的同時，提高效益，為祖國的油氣工程事業做出更多的貢獻。