石油原油儲運過程中常見危險有害因素與防范

馬文賀，張振祖，王疆，高乾

(1.克拉瑪依市富城能源集團有限公司，新疆 克拉瑪依 834000；2.玉門油田分公司環慶采油廠，甘肅 酒泉 735000；3.新疆金戈壁油砂礦開發有限責任公司，新疆 克拉瑪依 834000；4.北京迪威爾石油天然氣技術開發有限公司，北京 100085)

0 引言

石油資源是支撐國家經濟產業持續發展重要產業，因此，與石油原油儲存運行相關的工作也一直是行業發展關注的重點。根據有關單位的不完全數據顯示，我國在2018年在石油化工領域中的收益達到6 700億元。石油化工行業的發展不僅對我國市場經濟起到了助推作用，還在一定程度上提高了我國石油產業在國際市場中的地位。為做好石油原油儲運與安全管理工作，有關單位要求石油儲運企業在市場內做好對油罐區的安全管理，并樹立與此方面工作的正確認知。由于石油屬于危險品，且單次儲存量的體量通常較大，一旦在存儲運輸過程中出現威脅到石油安全的因素，便會增加儲存空間發生爆炸等安全事故的風險。輕微情況下，會對石油生產單位內的裝置安全生產造成影響，嚴重情況下，會對現場工作人員的生命安全造成威脅[1]。隨著我國化工相關產業的發展，對石油原油的需求量呈現逐年增加狀態。為滿足行業需求，我國投入了大量資金，用于建設地下、海上輸油管道，并購置了大量的油輪用于存儲運輸石油原油。為避免石油存儲運輸不規范造成的產業運營風險，提高石油產業在社會發展中的經濟效益，實現對化工相關領域發展提供助力，本文將以新疆富城能源為例，結合石油原油儲備過程中潛在的危險因素，提出對應的安全防范措施。通過此方式，為石油企業的穩定、安全發展提供一定技術指導與幫助。

1 石油原油儲運過程中常見危險有害因素

1.1 石油原油蒸發風險

石油原油蒸發是其儲運過程中最常見的危險之一，無論在石油裝卸，還是在油品運輸、存儲過程中，都會出現不同程度的油品滲漏問題。最常見的滲漏發生在石油灌裝作業過程中，如果在執行此項工作時，沒有選擇由優質材料構成的密封性儲油容器，不僅會增加石油的蒸發量，還會影響石油與原油質量[2]。完成對石油的罐裝后，通常會使用專門的油罐車進行油品的運輸，此時，劣質的罐車也同樣會誘發石油原油的泄漏風險。石油蒸發過程中會在存儲空間中形成一種特殊的物質，此種物質與大氣環境發生混合，具有易燃、易爆炸的風險，一旦在儲油空間中出現明火，現場或將發生爆炸。

石油氣主要是由氫氣和碳類化合物發生混合后蒸發形成的氣體，在儲運時會對石油氣進行壓縮液化。而發生罐裝石油泄漏事件的過程便是液化的石油再次發生汽化的過程，此時釋放的氣體存在一定毒性，此種毒氣不僅會對人體呼吸道造成灼傷，還會對人體健康造成一定威脅。如果石油原油泄漏過程中發生化學反應，此時儲油空間中將產生大量的光化學煙霧，當擴散到大氣層后，會加劇生態環境與大氣環境的污染，對大氣層造成嚴重破壞。同時，部分輸油管道較長，負責罐車監測的技術人員會按照固定的頻率進行油品檢查。如果石油的蒸發量較大，監測人員將無法準確地記錄石油運行情況，容易出現能源浪費的問題。

1.2 石油原油儲運設備腐蝕風險

儲運設備受到腐蝕不僅會造成油品質量問題，還會誘發嚴重的安全事故。石油原油儲運設備腐蝕較多，而儲運過程中的石油原油滲漏也是由于設備內外腐蝕導致。儲運設備最容易發生腐蝕的位置在底板位置，位置較為隱蔽，且發生石油原油滲漏的初期，也會由于滲漏量較小無法被察覺。一旦滲漏量增加，存儲在儲運裝置內的油品將滲漏到地下，從而對土體與地下水環境造成嚴重的污染。為降低此方面問題對石油儲運過程造成的影響，下述將從三個方面，詳細闡述石油原油儲運設備的腐蝕類型，如表1所示。

通常情況下，新疆富城能源企業在進行石油存儲運輸時，會選擇鋼鐵材料作為儲備設備的主要構成材料。為保證裝置的密封性，還會在裝置構成材料中摻入一定量的金屬錳、硫、硅物質。這些成分在發生偏析后，將存在相位電極差，電位差較大的位置將產生微電流。持續一段時間后，將出現石油原油儲運裝置外部與內部腐蝕的現象。此種問題不僅會導致石油資源的大量浪費，還會對運輸存儲過程中的安全性造成威脅。

1.3 儲運過程中的靜電風險

靜電風險也是石油原油儲運過程中最常見的危險之一。工人在進行罐裝石油的裝卸與運輸時，會經常出現靜電現象，尤其是在環境空氣較為干燥的條件下，更是會加劇靜電的發生[3]。對兩種較為常見的靜電風險進行描述，如圖1所示。

表1石油原油儲運設備腐蝕

圖1 石油原油儲運過程中的靜電風險類型

除上述提出的內容，當存儲在封閉環境下的石油原油與空氣直接接觸后，內部會出現攜帶電荷的現象，此種電荷會導致輸油管道外壁或內壁出現電流。如果此時電流沒有及時被導出，一旦發生電流點的匯聚，便會出現外壁火花，從而引發大面積的石油火災事故。

2 防范措施

2.1 制定石油原油防泄漏儲運方案

為解決上述提出的問題，防止石油原油出現蒸發、泄漏等安全事故，石油企業應在開展相關的作業任務前，應制定完善的石油原油防泄漏儲運方案。通過此種方式，落實對油品的安全集中管理。

在設計方案時，應從儲運的各個環節入手，在輸油管道設計、石油存儲裝置選型、管道安裝、罐區管線規劃等層面入手，保證石油現場安全管理的合理性。同時，優化企業進場材料的質量檢測，對所有裝入油罐車或儲運裝置內的石油原油進行質量驗收，嚴厲杜絕罐裝油品中出現不合格的油品[4]。在此基礎上，結合油品的類型，制定與其匹配的工藝操作要求與油品儲運規章，來降低石油滲漏、蒸發等現象發生的概率。根據石油企業在市場運營過程中的經濟條件，在資金合理或允許的情況下，可以引進新技術、新材料輔助石油原油的儲運工作，提高石油企業對石油原油的存儲運輸能力，使儲運裝置具有更強的防滲漏性能，從而實現對石油企業綜合運營管理能力的提升。并在管理油品的過程中，結合具體情況，制定科學、合理的石油原油存儲區域安全風險防控方案。

此外，還可以在制定石油原油防泄漏儲運方案時，做好對儲運現場、環境的監測。由于石油原油泄漏或蒸發具有持續性，因此，可在儲運裝置的外表位置或儲存空間的中心位置，安裝高精度傳感器，使用傳感器進行石油原油泄漏情況的感知與反饋，此過程如圖2所示。

圖2 石油原油泄漏情況的感知與反饋流程

結合企業石油儲運空間的實際布局，在現場布置傳感器，并在工程現場建立總線連通，以此種方式實現對石油原油泄漏情況的感知與反饋[7]。借助高精度的監測設備，結合合理的監測方法，對石油原油的儲運情況的環境可靠性進行評估。利用自然條件下存儲環境的風向、氣候、地質等條件，分析區域內可能出現泄漏問題的異常點，對異常點進行追溯，盡量做到對風險與事故的排查。此種方式可以實現將安全事故控制在發生前的目標，降低由于不穩定因素或不安全因素造成的石油原油泄漏事故發生概率。

同時，加強對現場石油原油泄漏過程中火災等風險的預測，將精細化管理理念引進此項工作中。并規范石油原油裝卸等現場工作人員的作業行為，嚴格杜絕作業現場出現明火[5]。此外，定期做好罐區石油原油機械運行的安全檢查與定期檢修，及時發現區域內存在的異常問題，包括機械運行出現超高溫的現象、機械運行潤滑效果不佳等，避免由于機械運行出現的火花，實現從細節入手，制定全面、優化、完善的石油原油防泄漏儲運方案。

2.2 企業石油原油罐區安全設計與儲備設備防腐蝕設計

為進一步實現對相關工作的優化，解決石油原油儲運過程中存在的危險性問題，降低因不規范操作或不合理設計導致的石油滲漏現象[9]。可在上述內容的基礎上，提出針對企業石油原油罐區的優化設計方案，來緩解罐區安全管理壓力。

根據現有的大量實踐證明，合理設計企業的石油原油罐區，可以為石油原油存儲運輸創造一個相對良好的條件，保證罐區內石油業務的穩定實施。為落實此項工作，可從罐區整體安全性設計入手。在實踐過程中，堅持石油儲運與消防的聯動設計，將可燃物或可燃性氣體預警裝置(探頭)安裝在油罐密集區域，并將預設的裝置與連鎖石油存儲罐的相液出口閘門進行連接。當灌區出現滲漏問題時，石油將在大氣環境中發生汽化，此時揮發的氣體將反饋到探頭，消火栓裝置將直接被驅動，并在作業現場發出預警，為現場工作人員提供警示。現場管理人員可以采用緊急切斷閘門的方式降低液化氣體的蔓延，從而為現場爭取更多的救援與搶修時間。

除上文提出的企業石油原油罐區設計方案，還可以從源頭入手，通過避免灌區石油泄漏，降低安全事故的發生。為落實此項工作，應明確石油泄漏是由于本體儲運裝置受到腐蝕從而出現破裂導致[10]。因此，可將工作的重點置于儲運裝置的防腐蝕設計方面。包括在儲運裝置罐壁上刷涂防腐蝕的涂漆，對罐壁自身產生的微電流進行阻隔，并有效降低在存儲石油原油過程中，油品中的物質與罐壁上的物質直接接觸發生化學反應，起到對石油原油儲運裝置的保護作用。同時，可在設計罐區儲運裝置防腐蝕的過程中，使用犧牲陽極保護放，進行罐壁化學腐蝕的防治，以此提高裝置的使用壽命。

在進行儲運裝置罐壁化學腐蝕與氧化腐蝕的防護處理時，可采用在罐壁上刷涂防銹涂層的方式，進行罐壁與化學介質、大氣的隔離，避免罐壁發生氧化。同時，為避免儲運裝置的罐底與地下水發生接觸出現腐蝕，應在長期放置儲運罐前，在罐底鋪設一層瀝青砂作為墊層，起到防護罐底的作用。

在上述內容的基礎上，考慮到油罐底部邊緣板與基礎罐結構之間通常會存在裂縫，而此裂縫是導致儲罐底部腐蝕、穿孔的主要原因之一。為避免水汽或雨水通過裂縫進入罐底，需要對油罐邊緣板與梁圈之間的裂縫進行密封或防水處理。按照上述的多種方式，對企業石油原油罐區進行安全設計與儲備設備防腐蝕設計，提高油罐在儲運石油原油過程中的安全性。

2.3 石油原油儲運設備防靜電接地設計

除上述提出的措施，還可在現有工作的基礎上，進行石油原油儲運設備防靜電接地設計，降低作業現場靜電對石油存儲造成的威脅。

在石油原油裝卸與運輸過程中，應盡量選擇防靜電的材料用于制作儲運設備，根據現場防靜電安全需求，優先選擇導電塑料、導電橡膠等作為儲運裝置構成材料。對每一個大型儲運罐進行接地連接，將靜電通過地面導出，同時在作業現場做好對防靜電接地的相關警示工作。并結合實際需求，進行作業現場的安全排查，對現場可能發生靜電的金屬導線、導體裝置、金屬設備、可移動裝置等，均按照標準化的處理方式進行靜電接地處理。對石油原油儲運現場的金屬設備與多種管線之間，應使用導線連接，確保導線與設備之間形成一個等價電位。按照標準完成對石油原油儲運現場的跨接后，保證所有電流連通位置都可以呈現一個相對良好的通路狀態。

此外，在儲運作業現場，輔助緩和器進行防靜電處理。但在輔助其他設備進行現場作業的防靜電時，應注意此類設備在油罐儲運場地內會占據一定的空間。因此，要在場地充足的條件下，在緩和器中加滿油，并將其設置石油輸運裝置的末尾端接地。按照上述方式，對石油原油儲運現場的輔助性設備與金屬導線進行接地設備，不僅可以降低或避免由于不規范操作出現的電火花，同時也可以實現對罐體自身存在的微電流進行導出，以此提高石油原油儲運過程中的安全性。

3 結語

石油行業是支撐我國市場經濟發展的主要行業之一，只有保障石油儲運安全，才能確保行業的發展，為社會創造更高的經濟收益。本文從制定石油原油防泄漏儲運方案、企業石油原油罐區安全設計與儲備設備防腐蝕設計、石油原油儲運設備防靜電接地設計三個方面對石油原油儲運過程中的安全防范展開了研究。另外在后續的研究中，將進一步深化此方面設計，以期為我國石油化工相關領域的研究提供一定技術幫助。