油气储运中问题与对策探讨

摘要：油气储运系统均存在诸多问题，如油气储运过程中的火灾隐患，储运过程中的油气蒸发损耗，油气管道的腐蚀等等。这些问题必须引起相当大的重视。
关键词：储运；火灾；蒸发
一、油气储运中常见问题及原因
1、火灾隐患
由于石油及天然气的主要成分是烃类碳氢化合物，具有易燃、易爆、易聚集静电、易中毒等特性，而油气储运过程中是在特定的条件下进行，特别是输油管道，加热加压是管道运输的特点，故具有极大的火灾及爆炸危险性。一旦发生事故，可能造成巨大的经济损失和人员伤亡，并带来恶劣的社会影响。主要原因主要有：（1）设备故障带来的危害。油气储运设备设计的不合理、工艺缺陷、管线的腐蚀、操作压力的波动、机械振动引起的设备疲劳性损坏以及高温高压等压力容器的破损，易引起泄漏及爆炸。（2）防静电措施不到位。油气储运过程中，油气在管道和设备内流动会因摩擦而产生静电，如果静电不能及时导除，造成电荷积累，导致火花放电，就会引起火灾爆炸事故。（3）不防爆设备及电器带来的危害。工艺设备及电器线路如果未按规定选用防爆型或未经防爆处理，泄漏的可燃液体、气体遇机械摩擦火花或电气火花极易发生火灾爆炸事故。（4）违章动火作业。包括违章指挥，动火审批不严，在不具备动火的条件下贸然审批动火；盲目动火。有的职工不熟悉动火管理规定，或存在侥幸心理，不办理动火手续，有的职工本身不具备动火资格，忽视动火管理规定，贸然动火酿成火灾；现场监护不力，流于形式。
2、油气蒸发严重
目前，从油田→炼油厂→用户的周转环节繁杂，油气损耗量及带来的经济损失十分惊人。在石化、石油企业,如炼油厂储运系统、油库、加油站等油品装卸操作频繁的工作环节,汽油等轻质油品中易挥发的有机组分会大量汽化逸出。按全国目前原油的年使用量2. 5×108t估算,全国原油和成品油的总损耗量将达到7. 5×106t/a以上，相当于一个大油田和炼油厂的采炼量，价值3×1010RMB以上。油品蒸发损耗的主要物质是轻组分，因此,油品蒸发不仅造成数量的损失,还将引起质量的下降。除此之外，由于散发到空气中的油气具有易燃易爆的特性，超过一定浓度遇到火源即可发生爆炸。石油储运过程中的装卸站台和加油站向空气中排放的油气具有一定的毒性，会引起皮肤、内脏和神经系统的疾病;另外油气(烃类物质)与空气中氮氧化物在紫外线的作用下发生反应生成臭氧，为光化学烟雾的形成创造了条件。
3、管道腐蚀
很多输油管道在湿硫化氢环境下受到严重腐蚀并开裂,如应力腐蚀开裂(SCC)、硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)、氢致开裂(HIC)、应力诱导的氢致开裂(SOHIC)等。造成管道腐蚀的原因通常有四种：（1）材质因素。以HIC为例,材料中包含贝氏体或者马氏体的“硬质”带对HIC十分敏感。如果材料夹杂物偏析区硬度控制在300HV以下,就能够很好的消除材料对HIC的敏感性。2、埋地管道所处的环境。埋地管道所处的环境是引起腐蚀的外因，这些因素包括土壤类型、土壤电阻率、土壤含水量(湿度)、pH值、硫化物含量、氧化还原电位、杂散电流及干扰电流、微生物、植物根系等。3、应力水平。有很多实验表明,如果材料所承受的应力超过其屈服应力的30%以上时,材料就可能发生SOHIC破坏。但这样的应力水平,在焊接构件的焊缝周围区域以及SSCC裂纹或者其它类似于裂纹的缺陷内都有可能出现。4、设计制造。一些学者参照NACE标准(对于介质为气体,设计压力,<448 kPa;对于介质为多相系统,设计压力<1 551 kPa)进行容器设计,认为可以避免SSCC或HIC发生的可能。但是实际上,这个标准的制定来源于实验室环境(空气中)。而且,酸性环境与水相的化学成分、pH值以及硫化氢分压等因素有关。
二、防止储运过程中问题的对策
1、油气储运过程的防火准备
（1）定期对设备维护保养。针对各种设备的特性严格按保养规程进行维护，工艺流程操作前做好工作危害分析，控制操作风险。（2）做好防火设计。设备泄漏等往往起源于设计阶段，因此抓好防火设计十分重要。首先是设备的设计、选型、选材、布置及安装均应符合国家规范和标准。根据不同工艺过程的特点，选用相应的耐压、耐高温或耐腐蚀的材质，按规定进行制造和安装。其次是新建、改建、扩建生产装置布局，单元设备布置，防火安全设施的设计和实施应遵循有关规范，做好严格的防火审核工作，充分考虑防火分隔、通风、防爆泄压、消防设施等因素。同时对设备、电气的防爆要求严格把关，从而消除先天性火灾隐患。3、落实动火作业措施。拆卸禁火区内需要动火的设备、管道及其附件，移至安全的地方去动火，将需要动火的设备、管道及其附件和相关的运行系统做有效地隔离，如在管道上加堵盲板或拆掉一节管子等，阻隔易燃易爆的物料和介质进入动火作业点。动火前应把动火点周围的易燃易爆物品转移至安全地方，现场应打扫干净。经检查确认无误后，开具“用火作业许可证”，落实好监护责任人。要在动火前和动火期间对动火区域内易燃易爆气体浓度进行分析，避免动火过程中发生火灾、爆炸事故。
2、油气储运中的油气挥发
首先，改造固定顶油罐。当前，很多石油企业依然用固定顶油罐来储存汽油和煤油，为了防止油气挥发，减少油品储存过程中油气污染，需要将这些汽油和煤油储罐改装成内、外浮顶储罐，并经常检查，确保浮顶密封和附件良好。可以增强油罐的安全可靠性,减少油气污染，浮顶罐的蒸发损耗可比固定顶罐降低85%左右。而且还可以产生可观的经济效益。2、油气回收装置，治理油品灌装过程中的油气挥发,最根本的手段是采取油气回收措施,回收排放出的烃类气体。采用油气回收措施就是在油品灌装集中的地点,设置油气回收装置,将灌装过程中产生的油气回收,通过装置恢复成液态,重新送入储罐。这样不仅可以大幅度降低烃类气体排放量,而且具有明显的经济效益。油气回收方法可分为吸收法、吸附法、冷凝法及薄膜选择渗透回收法等。总之，加油站采用油气管道系统方案、储油罐中固定顶罐较多的油库和炼油厂采用油气管道与专用设备结合的方案较为合理，即可在减少投资情况下达到一定效果，其他情况则应采用专用设备方案，效果较好，但投资较大。
3、管道的防腐蚀处理
（1）加强钢管材料要求。管道发生应力腐蚀开裂主要是由剥离或阴极剥离造成的，要完全控制和预防压力容器及管道中的与氢相关的腐蚀开裂，可能性非常小。为此，在材料的制造过程中,尽量控制和改善夹杂物的数量与形貌，降低含硫量与含氢量，涂敷前的钢管表面必须进行抛丸或喷砂处理,以达到标准要求的洁净度和锚纹深度,确保底漆粘结牢固。（2）把好现场补口质量。补口材料与管体防腐覆盖层有较好的相容性;补口接合部应严密粘牢,必要时可做严密性试验;必须认真处理补口处的钢管表面,达到管体表面洁净度的要求。（3）合理选择管材壁厚度。首先要防止储运过程与投运中管道的局部屈曲失稳;其次，要考虑裂纹扩展时效,防止开裂破坏。厚壁管比薄壁管有利于抗应力腐蚀开裂。因此在设计时不妨适当降低管材强度,增加管壁厚度。（4）固定式与移动式防腐作业线相结合工厂固定式防腐作业生产,由于施工环境好,可提高防腐管的质量,但对于需要长途运输的管材,防腐覆盖层易损伤,而现场修补也很难达到满意的效果,故建立防腐作业线应考虑固定与移动相结合,以满足工程现实的需要。
三、结语
石油是不可再生的自然资源，油气储运作业环境复杂，因此各个炼油厂和油库、加油站应必须着手在油品储运过程中采取切实可行的措施减少蒸发损耗，避免强制实施油气回收时影响生产经营。将火灾防患于未然，对储运管道加强管理。但是由于油气储运过程的复杂性,很多问题还有待进一步解决,如油气回收技术等等。目前我国还处于较低的发展阶段,如何将一些技术有机的结合起来,还需要以后的不断探索。