油氣儲運環節分析及優化措施研究

金 欣

（中石化中原石油工程設計有限公司，河南鄭州 450000）

油氣儲運是對油品、天然氣的存儲與運輸，這個過程涉及諸多環節，不同的環節運用的技術不同。油氣儲運的效益與儲存、運輸效率和質量密切相關，為此有必要采取科學的方法和措施，對儲運環節進行優化。主要就油氣儲運環節分析及優化措施展開分析 探討。

1 油氣儲運的技術問題

1.1 管道運輸技術落后

我國在油氣管道運輸方面的研究起步較晚，經過業內專家學者的不斷研究，雖然取得一定的成果，但與世界發達國家的水平相比還存在很大差距，具體體現在：大型油氣管道綜合網絡系統尚未構建起集約化的管理平臺，在線勘測的技術水平不高，盡管設計開發出自動監控系統，但因技術不成熟，加之大部分硬件和軟件均為進口，使得質量與調度兩個方面無法實現自動化。為提高油氣儲運水平，要進一步加大管道運輸技術的研究力度。

1.2 管道腐蝕問題

我國石油行業在最近幾年里的發展速度相對較快，運輸油氣的過程中，管道運輸是主要方式之一，這種運輸方式較為突出的優點是損耗低，但缺點也顯而易見，即管道容易受到腐蝕，維護維修成本高。運輸油氣使用的管道有碳素鋼無縫鋼管、電阻焊鋼管以及螺旋焊縫鋼管等。運輸油氣時，管道可敷設方式有兩種，分別為埋地和架空，埋地管道的占比較高。埋于地下的油氣運輸管道在使用過程中，會受到土壤和空氣的影響，進而使管道產生理化反應，這樣一來，管道便會遭到腐蝕。當腐蝕達到一定程度后，管道的形狀與性能都會發生改變，使用壽命也會隨之縮短。局部位置嚴重腐蝕，很可能引起油氣泄漏，導致資源浪費，造成經濟損失，泄漏的油氣會污染大氣環境，增大治理難度。

1.3 安全隱患問題

油氣是一種性質比較特殊的物質，這種特殊性體現在：油氣易燃易爆，危險性較高，長時間接觸容易引起中毒，天然氣會發生聚積，對儲運環節的安全性具有一定影響。若是儲運過程中，采取的安全技術措施不到位，則會造成安全隱患，一旦油氣起火，極有可能引起爆炸事故，后果非常嚴重。油氣在儲運環節中發生泄漏，會對人們的生命財產安全造成威脅，還會影響油氣工業的發展，所以確保油氣儲運安全成為亟待解決的首要問題之一。

1.4 能源損耗問題

受技術工藝、機械設備、管理理念與方法等諸多因素的影響，使得油氣儲運環節中，有一部分資源進入大氣，由此不但造成能源損失，而且還導致大氣環境污染。油氣日常管理中，因工作人員疏忽大意，加之經驗不足，引起油氣損耗，相關調查統計數據結果顯示，油氣儲運環節損耗的油氣約為原油產量的3%左右，并且這一數字還有持續增長的趨勢，對于企業而言，如此之高的損耗會造成巨大經濟損失。目前，國內油氣采用的主要運輸方式為管道運輸，可將油氣從生產企業直接輸送給用戶。但個別地區由于技術、資金等方面受限，仍然采用鐵路和公路對油氣進行運輸。油罐車為上部敞口式結構，這種結構加大了成品油在儲運過程中的蒸發量，進而產生損耗。

2 油氣儲運環節中的主要技術

油氣儲運歸屬于系統性工程的范疇，與油氣生產、加工、分配以及銷售等環節之間存在著極為密切關聯。國家為進一步提高能源的安全性，并保障能源的可靠供應，規劃了諸多大型油氣儲運設施建設，如石油戰略儲備、跨國油氣管道工程等。油氣儲運環節由兩個部分組成，一部分是油氣存儲，另一部分是油氣運輸，應用的主要技術如圖1所示。

圖1 油氣儲運關鍵技術

2.1 油氣存儲技術

2.1.1 浮頂儲罐

儲罐是油氣存儲中應用較為廣泛的一種裝置，浮頂儲罐由以下幾個部分構成：浮頂（浮在管內介質表面）、立式罐壁（圓筒形）、罐底及附件等，圖2為浮頂儲罐的結構示意圖。

圖2 浮頂儲罐的結構1 罐底板；2 浮頂立柱；3 密封裝置；4 盤頂；5 浮梯；6 抗風圈；7 加強圈；8 罐壁

儲罐內浮在液面上的浮頂，會隨著油氣儲存量的變化而上下浮動，容量大是此類儲罐較為突出的特點，已知容量最大的浮頂儲罐為20萬m3。5萬~10萬m3的浮頂儲罐在油氣存儲中的應用較為廣泛，通常都是以正裝法進行安裝，該安裝方法能利用吊裝機械，增加預置深度，質量易于控制，可以采用自動焊接技術，焊縫質量能夠得到保障，作業安全性顯著提升，儲罐的使用壽命隨之延長。利用浮頂儲罐除存儲石油時，只能暫存，為避免油品因過度蒸發而大量損耗，要確保以下參數達標：浮頂位置、儲罐溫度、壓力、液位等[2]。可以通過綜合自動化系統對浮頂儲罐加以控制，使壓力與液位始終保持在最佳狀態，防止因壓力超標，造成油品冒罐的情況發生。

2.1.2 地下儲氣庫

地下儲氣庫是將采出的天然氣重新注入地下可以保存氣體的空間中，形成人工氣田，在天然氣利用中的應用非常廣泛。為滿足調峰處理的需要，可以將天然氣長輸管道內多余的天然氣存儲到地下儲氣庫內，天然氣輸送量增大時，可從儲氣庫中將之前存儲的天然氣輸出，以此來確保天然氣長輸系統的運行穩定性。

2.2 油氣運輸技術

油氣運輸以管道運輸為主，包括原油管道、成品油管道以及天然氣管道。

2.2.1 原油管道

原油輸送管道是一種能夠長距離輸送原油的設施，石油中的液相部分為原油。長距離輸油管道的輸送方式有兩種，一種是等溫輸送，另一種是加熱輸送。在對低黏度、低凝點的原油輸送時，可以采用常溫輸送的方式，只需要對原油加壓，為其提供動力即可，輸送沿線上不用再對原油進行加熱處理，原油進入管道后輸送一段距離，管內的油溫便會與埋深處的地溫相等。采用該方法輸送原油，不需要考慮管內的原油熱交換問題，能夠直接輸送低黏度、低凝點的原油。高黏度、高凝點的原油在輸送時，可加入適量的化學添加劑對原油改性，之后以常溫的方式輸送 即可。

2.2.2 成品油管道

成品油采用長輸管道輸送時，通常都是以順序輸送的方式為主，這種輸送方式是在同一個管道內，按預先設定好的順序，對不同種類的油品進行輸送，輸送過程為連續不間斷。之所以采用這樣的輸送方式，是因為成品油種類較多，但批量卻比較少，運輸距離比較長時，單品單獨敷設一條輸送線路，會導致輸送成本增大，不符合經濟性的原則。順序運輸是一項較為成熟的管道運輸技術，是從國外引進，借鑒了成功經驗，為成品油運輸提供了有利條件。

2.2.3 天然氣管道

天然氣管道又被稱之為輸氣管道，這種運輸方式具有諸多優點，如成本低、占地面積小、建設速度快、油氣運輸量大、安全性高、損耗少、無三廢排放、泄漏危險小、環境污染小、受惡劣氣候影響小、設備維修量小、便于管理、易于實現遠程集中監控[3]。

2.2.4 混輸管道

油氣混輸管道是一種能夠對原油和天然氣混合輸送的管道系統，其特點體現在如下方面：油、氣兩相流速不同，相間產生能量交換和能量損失，增大了混輸管道的壓降；混輸管道沿線上的壓力與溫度發生變化后，天然氣在原油中的溶解度隨之不斷變化，由此會產生相間傳質現象，氣液兩相的輸送量沿著管道的長度逐漸變化；由于管道高程變化，會引起壓能損失，所以需要采取有效的措施，保證壓能穩定，這是應用混輸管道時，必須注意的問題。

3 油氣儲運環節優化措施

3.1 管道建設優化

管道是油氣輸送環節的重要基礎，如果管道出現問題，則會對油氣運輸造成直接影響，為此，在油氣儲運環節的優化中，要對管道的建設工作予以重視，并采取行之有效的優化措施，充分發揮出管道在油氣運輸中的作用，提高油氣運輸的安全性、穩定性、可靠性及經濟性。

（1）在油氣輸送管道建設前期，要以效益最大化為目標，遵循科學合理、切實可行的原則，編制戰略部署，強化選線工作。在輸油管道管徑的選取方面，要充分考慮到原油的高黏性、高凝點，管徑不宜過大。輸氣管道設計時，可以通過選擇壓氣站的方法應對上升的輸送量，以此來實現小管徑的目標。

（2）輸送管道選線時，除了要選擇適宜的指標數據外，還要對地質特性全面分析，使管道避開破碎斷裂帶、采空區等特殊地段，在明確輸送量的前提下，對管道直徑、壁厚以及輸送壓力等關鍵指標優化調整，以此來提高輸送質量，保證油氣能夠順利輸送。

（3）輸送管道建設時，要開展相關試驗，確保在正常輸送條件下，可以完成輸送任務，使相應的產業可以獲得足夠的油氣，保持生產的穩定性。

3.2 運行與安全管理優化

3.2.1 管道維護

油氣輸送管道內的介質為石油和天然氣，一旦輸送管道出現漏點，會造成油品和天然氣大量損耗，給安全事故的發生埋下隱患。在油氣儲運環節優化中，要重視管道的維護工作，通過防腐、防裂，避免滲漏問題的發生。具體措施如下：

（1）針對輸送管道應力腐蝕問題，應加大對壓力容器的控制，采取有效的措施，降低應力腐蝕的產生概率。如材料制造時，嚴格控制夾雜物等，按規程要求定期對管道進行保養維護。

（2）對管道上的裂紋擴展時效予以充分考慮，避免形成開裂破壞的現象。實踐表明，厚壁的油氣輸送管道比薄壁的管道抗開裂能力強，所以在管道設計時，可適當增加管壁厚度。

（）3經常檢查管道，定期保養，使管道保持良好的狀態，延長使用壽命。安排專人負責管道及相關設備設施的檢查，重點地段的管道要做重點檢查；做好管道的加固防護措施，使油氣輸送能夠順利進行。管道檢查過程中若是發現裂隙，則應技術修補，防止裂隙進一步擴展而導致安全問題。

3.2.2 防火措施優化

在油氣儲運環節中，泄漏問題時有發生，為此，必須重視防火工作，采取有效的方法和措施，對防火設計進行優化。確保防火設施的選材、選型、安裝、布置等環節與現行規范標準的規定要求相符；所有設備、設施及系統的布置均應符合防火安全規范的要求，經審核無問題后，方可實施；加強通風、防火隔離以及防爆管理。

3.3 油氣回收措施優化

3.3.1 吸附油氣

吸附油氣是油氣回收中的重要技術，具體利用吸附劑分離出空氣中的烴類組分，并對烴類組分回收利用，保證油氣儲運質量安全。固體吸附劑的種類較多，不同種類的吸附劑對烴類吸附作用各有不同，在油氣回收中應采用活性炭吸附劑，提高烴類組分的吸收率。在油氣儲運環節，運用吸附油氣回收技術能夠有效降低吸附成本，保證活性炭吸附劑的利用率，有助于提高油氣回收效果。在運用活性炭吸附烴類組分時，要確保活性炭吸附劑完全吸附飽和后才能停止吸附，不得在未吸附飽和的狀態下更換吸附劑，降低油氣吸附回收率。

3.3.2 吸收油氣

在油氣儲運環節可以采用吸收油氣技術達到回收利用油氣資源的目的。吸收油氣回收技術按照溫度條件劃分，分別常壓常溫吸收法、常壓低溫吸收法。其中，常溫常壓吸收法是在正常壓力、溫度的條件下，利用具備油氣吸收功能的吸收劑來吸收油氣，該項技術應用較為廣泛，油氣回收效果較好。常壓低溫吸收法是利用冷卻液體吸收油氣資源。在應用油氣吸收技術時，必須加強控制油氣資源中的混合物分離情況，降低對吸收劑的干擾，保證油氣資源回收利用率。

3.3.3 冷凝油氣

冷凝是油氣回收中較為常用的方法之一，在正常的氣壓下，降低油氣的溫度，使重組分凝結成液體油品，輕組分會排入大氣中，油氣資源得到有效回收。冷凝回收中，制冷設備的選擇是關鍵，可結合實際情況選取，以此來提高油氣的回收效率。

4 結束語

油氣儲運是一項較為復雜且系統的工作，其中涵蓋的內容相對較多，若是某個環節出現問題，都可能影響油氣儲運效率和質量，進而導致經濟效益下降。為避免這一問題的發生，可按照油氣儲運的特點，采取有效的方法和措施，對儲運環節加以優化，為儲運效益的提升提供保障。