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油氣儲運中問題與對策探討
摘要：油氣儲運系統(tǒng)均存在諸多問題，如油氣儲運過程中的火災(zāi)隱患，儲運過程中的油氣蒸發(fā)損耗，油氣管道的腐蝕等等。這些問題必須引起相當(dāng)大的重視。
關(guān)鍵詞：儲運；火災(zāi)；蒸發(fā)
一、油氣儲運中常見問題及原因
1、火災(zāi)隱患
由于石油及天然氣的主要成分是烴類碳氫化合物，具有易燃、易爆、易聚集靜電、易中毒等特性，而油氣儲運過程中是在特定的條件下進行，特別是輸油管道，加熱加壓是管道運輸?shù)奶攸c，故具有極大的火災(zāi)及爆炸危險性。一旦發(fā)生事故，可能造成巨大的損失和人員傷亡，并帶來惡劣的社會影響。主要原因主要有：（1）設(shè)備故障帶來的危害。油氣儲運設(shè)備設(shè)計的不合理、工藝缺陷、管線的腐蝕、操作壓力的波動、機械振動引起的設(shè)備疲勞性損壞以及高溫高壓等壓力容器的破損，易引起泄漏及爆炸。（2）防靜電措施不到位。油氣儲運過程中，油氣在管道和設(shè)備內(nèi)流動會因摩擦而產(chǎn)生靜電，如果靜電不能及時導(dǎo)除，造成電荷積累，導(dǎo)致火花放電，就會引起火災(zāi)爆炸事故。（3）不防爆設(shè)備及電器帶來的危害。工藝設(shè)備及電器線路如果未按規(guī)定選用防爆型或未經(jīng)防爆處理，泄漏的可燃液體、氣體遇機械摩擦火花或電氣火花極易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。（4）違章動火作業(yè)。包括違章指揮，動火審批不嚴，在不具備動火的條件下貿(mào)然審批動火；盲目動火。有的職工不熟悉動火管理規(guī)定，或存在僥幸心理，不辦理動火手續(xù)，有的職工本身不具備動火資格，忽視動火管理規(guī)定，貿(mào)然動火釀成火災(zāi)；現(xiàn)場監(jiān)護不力，流于形式。
2、油氣蒸發(fā)嚴重
目前，從油田→煉油廠→用戶的周轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)繁雜，油氣損耗量及帶來的經(jīng)濟損失十分驚人。在石化、石油,如煉油廠儲運系統(tǒng)、油庫、加油站等油品裝卸操作頻繁的工作環(huán)節(jié),汽油等輕質(zhì)油品中易揮發(fā)的有機組分會大量汽化逸出。按全國目前原油的年使用量2. 5×108t估算,全國原油和成品油的總損耗量將達到7. 5×106t/a以上，相當(dāng)于一個大油田和煉油廠的采煉量，價值3×1010RMB以上。油品蒸發(fā)損耗的主要物質(zhì)是輕組分，因此,油品蒸發(fā)不僅造成數(shù)量的損失,還將引起質(zhì)量的下降。除此之外，由于散發(fā)到空氣中的油氣具有易燃易爆的特性，超過一定濃度遇到火源即可發(fā)生爆炸。石油儲運過程中的裝卸站臺和加油站向空氣中排放的油氣具有一定的毒性，會引起皮膚、內(nèi)臟和神經(jīng)系統(tǒng)的疾病;另外油氣(烴類物質(zhì))與空氣中氮氧化物在紫外線的作用下發(fā)生反應(yīng)生成臭氧，為光化學(xué)煙霧的形成創(chuàng)造了條件。
3、管道腐蝕
很多輸油管道在濕硫化氫環(huán)境下受到嚴重腐蝕并開裂,如應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)、硫化物應(yīng)力腐蝕開裂(SSCC)、氫致開裂(HIC)、應(yīng)力誘導(dǎo)的氫致開裂(SOHIC)等。造成管道腐蝕的原因通常有四種：（1）材質(zhì)因素。以HIC為例,材料中包含貝氏體或者馬氏體的“硬質(zhì)”帶對HIC十分敏感。如果材料夾雜物偏析區(qū)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(huán)境。埋地管道所處的環(huán)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(yīng)力水平。有很多實驗表明,如果材料所承受的應(yīng)力超過其屈服應(yīng)力的30%以上時,材料就可能發(fā)生SOHIC破壞。但這樣的應(yīng)力水平,在焊接構(gòu)件的焊縫周圍區(qū)域以及SSCC裂紋或者其它類似于裂紋的缺陷內(nèi)都有可能出現(xiàn)。4、設(shè)計制造。一些學(xué)者參照NACE標(biāo)準(zhǔn)(對于介質(zhì)為氣體,設(shè)計壓力,<448 kPa;對于介質(zhì)為多相系統(tǒng),設(shè)計壓力<1 551 kPa)進行容器設(shè)計,認為可以避免SSCC或HIC發(fā)生的可能。但是實際上,這個標(biāo)準(zhǔn)的制定來源于實驗室環(huán)境(空氣中)。而且,酸性環(huán)境與水相的化學(xué)成分、pH值以及硫化氫分壓等因素有關(guān)。
二、防止儲運過程中問題的對策
1、油氣儲運過程的防火準(zhǔn)備
（1）定期對設(shè)備維護保養(yǎng)。針對各種設(shè)備的特性嚴格按保養(yǎng)規(guī)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(fēng)險。（2）做好防火設(shè)計。設(shè)備泄漏等往往起源于設(shè)計階段，因此抓好防火設(shè)計十分重要。首先是設(shè)備的設(shè)計、選型、選材、布置及安裝均應(yīng)符合國家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)不同工藝過程的特點，選用相應(yīng)的耐壓、耐高溫或耐腐蝕的材質(zhì)，按規(guī)定進行制造和安裝。其次是新建、改建、擴建生產(chǎn)裝置布局，單元設(shè)備布置，防火安全設(shè)施的設(shè)計和實施應(yīng)遵循有關(guān)規(guī)范，做好嚴格的防火審核工作，充分考慮防火分隔、通風(fēng)、防爆泄壓、消防設(shè)施等因素。同時對設(shè)備、電氣的防爆要求嚴格把關(guān)，從而消除先天性火災(zāi)隱患。3、落實動火作業(yè)措施。拆卸禁火區(qū)內(nèi)需要動火的設(shè)備、管道及其附件，移至安全的地方去動火，將需要動火的設(shè)備、管道及其附件和相關(guān)的運行系統(tǒng)做有效地隔離，如在管道上加堵盲板或拆掉一節(jié)管子等，阻隔易燃易爆的物料和介質(zhì)進入動火作業(yè)點。動火前應(yīng)把動火點周圍的易燃易爆物品轉(zhuǎn)移至安全地方，現(xiàn)場應(yīng)打掃干凈。經(jīng)檢查確認無誤后，開具“用火作業(yè)許可證”，落實好監(jiān)護責(zé)任人。要在動火前和動火期間對動火區(qū)域內(nèi)易燃易爆氣體濃度進行分析，避免動火過程中發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故。
2、油氣儲運中的油氣揮發(fā)
首先，改造固定頂油罐。當(dāng)前，很多石油依然用固定頂油罐來儲存汽油和煤油，為了防止油氣揮發(fā)，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(nèi)、外浮頂儲罐，并經(jīng)常檢查，確保浮頂密封和附件良好�？梢栽鰪娪凸薜陌踩煽啃�,減少油氣污染，浮頂罐的蒸發(fā)損耗可比固定頂罐降低85%左右。而且還可以產(chǎn)生可觀的效益。2、油氣回收裝置，治理油品灌裝過程中的油氣揮發(fā),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(shè)置油氣回收裝置,將灌裝過程中產(chǎn)生的油氣回收,通過裝置恢復(fù)成液態(tài),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(jīng)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�？傊�，加油站采用油氣管道系統(tǒng)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(shè)備結(jié)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(yīng)采用專用設(shè)備方案，效果較好，但投資較大。
3、管道的防腐蝕處理
（1）加強鋼管材料要求。管道發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂主要是由剝離或陰極剝離造成的，要完全控制和預(yù)防壓力容器及管道中的與氫相關(guān)的腐蝕開裂，可能性非常小。為此，在材料的制造過程中,盡量控制和改善夾雜物的數(shù)量與形貌，降低含硫量與含氫量，涂敷前的鋼管表面必須進行拋丸或噴砂處理,以達到標(biāo)準(zhǔn)要求的潔凈度和錨紋深度,確保底漆粘結(jié)牢固。（2）把好現(xiàn)場補口質(zhì)量。補口材料與管體防腐覆蓋層有較好的相容性;補口接合部應(yīng)嚴密粘牢,必要時可做嚴密性試驗;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）合理選擇管材壁厚度。首先要防止儲運過程與投運中管道的局部屈曲失穩(wěn);其次，要考慮裂紋擴展時效,防止開裂破壞。厚壁管比薄壁管有利于抗應(yīng)力腐蝕開裂。因此在設(shè)計時不妨適當(dāng)降低管材強度,增加管壁厚度。（4）固定式與移動式防腐作業(yè)線相結(jié)合工廠固定式防腐作業(yè)生產(chǎn),由于施工環(huán)境好,可提高防腐管的質(zhì)量,但對于需要長途運輸?shù)墓懿?/SPAN>,防腐覆蓋層易損傷,而現(xiàn)場修補也很難達到滿意的效果,故建立防腐作業(yè)線應(yīng)考慮固定與移動相結(jié)合,以滿足工程現(xiàn)實的需要。
三、結(jié)語
石油是不可再生的資源，油氣儲運作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，因此各個煉油廠和油庫、加油站應(yīng)必須著手在油品儲運過程中采取切實可行的措施減少蒸發(fā)損耗，避免強制實施油氣回收時影響生產(chǎn)經(jīng)營。將火災(zāi)防患于未然，對儲運管道加強管理。但是由于油氣儲運過程的復(fù)雜性,很多問題還有待進一步解決,如油氣回收技術(shù)等等。目前我國還處于較低的階段,如何將一些技術(shù)有機的結(jié)合起來,還需要以后的不斷探索。
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