油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決措施

1、學(xué) 年 論 文論 文 題 目：油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決措施 學(xué) 院 名 稱(chēng)： 化學(xué)工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 油氣儲(chǔ)運(yùn)工程 班 級(jí)： 07-1 姓 名： 崔偉永 學(xué) 號(hào) 07402050114 指 導(dǎo) 教 師： 黃輝 完成日期： 2010 年 06月 22 日油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決措施摘要：本文介紹了國(guó)內(nèi)外油氣儲(chǔ)運(yùn)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，并就油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中常見(jiàn)的兩個(gè)問(wèn)題：油品蒸發(fā)損耗和防靜電進(jìn)行了全面的剖析。闡述了問(wèn)題產(chǎn)生的原因、危害以及相應(yīng)的解決措施。最后呼吁尋求更加有效的方法來(lái)應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題。關(guān)鍵詞：油氣儲(chǔ)運(yùn)；問(wèn)題；措施 Abstract: In this paper we introduc

2、e the present situation and development of the oil-gas storage and transportation, and give a comprehensive analysis of oil evaporation loss and anti-static in the processes. Then we expound the reason, the harm and the corresponding measures of the two problems.Finally, we appeal to seek more effec

3、tive methods to deal with these problems.Key words: oil-gas storage and transportation; problem; measure1.前言近幾年，世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的完善與否不僅影響國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，而且也是制約國(guó)內(nèi)區(qū)域經(jīng)濟(jì)平衡發(fā)展的重要因素。隨著石化行業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的制定實(shí)施，油氣儲(chǔ)運(yùn)在石化行業(yè)中也占據(jù)了越來(lái)越重要的地位，油氣儲(chǔ)運(yùn)已分布到世界各個(gè)國(guó)家。但是油氣儲(chǔ)運(yùn)是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，由于石油及天然氣的主要成分是烴類(lèi)碳?xì)浠衔?，具有易燃、易爆、易聚集靜電等特性，而油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程又是在

4、特定的條件下進(jìn)行。特別是輸油管道，加熱加壓是管道運(yùn)輸所必須的，故具有極大的火災(zāi)及爆炸危險(xiǎn)性。一旦發(fā)生事故，可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，并帶來(lái)惡劣的社會(huì)影響。因此，分析油氣儲(chǔ)運(yùn)存在的危險(xiǎn)性因素，制定相應(yīng)的預(yù)防措施，控制油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中事故的發(fā)生，為安全生產(chǎn)創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境，是非常有必要的1。2.國(guó)內(nèi)外油氣儲(chǔ)運(yùn)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)2.1我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)管道運(yùn)輸是我國(guó)石油和天然氣最主要的運(yùn)輸方式，經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，我國(guó)原油輸送干線管道目前已形成貫通東北、華東、華中和中南地區(qū)的東部輸油管網(wǎng)和西北局部管網(wǎng)，天然氣干線管道在川渝地區(qū)和京津冀魯晉地區(qū)形成了區(qū)域性供氣管網(wǎng)。同時(shí)這些這些管道工程

5、項(xiàng)目表明我國(guó)油氣管道已向長(zhǎng)距離、大口徑、高壓力和高度自動(dòng)化的方向發(fā)展2。未來(lái)20年，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展使石油與天然氣需求不斷增加。據(jù)宏觀預(yù)測(cè)，到2020年我國(guó)天然氣需求量將達(dá)到1654×108m3以上，石油需求量可達(dá)到4.2×108t。與此相應(yīng)，作為主要運(yùn)輸石油和天然氣的長(zhǎng)輸管道也進(jìn)入一個(gè)大的發(fā)展時(shí)期，利用國(guó)內(nèi)外兩種資源,建設(shè)跨區(qū)域天然氣與石油管道網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已是必然趨勢(shì)。屆時(shí)，我國(guó)油氣長(zhǎng)輸管道基本形成分布合理、聯(lián)絡(luò)成網(wǎng)、互相調(diào)配、安全可靠、覆蓋全國(guó)主要區(qū)域的油氣管網(wǎng),滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活需要3。2.2國(guó)外油氣儲(chǔ)運(yùn)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)發(fā)達(dá)國(guó)家早在20世紀(jì)60年代就開(kāi)始

6、重視油氣儲(chǔ)運(yùn)工業(yè)與整個(gè)石油工業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，逐步建成的油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)不僅為這些國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了有力的能源保障作用，使得這些國(guó)家在發(fā)生能源危機(jī)時(shí)具有充分的自我調(diào)節(jié)能力4。目前，世界各國(guó)尤其是盛產(chǎn)含蠟粘性原油的國(guó)家，都在進(jìn)行長(zhǎng)距離管道常溫輸送工藝的試驗(yàn)研究，新型、多樣化的輸送工藝研究非?；钴S。隨著含蠟高粘原油開(kāi)采量的增加，以及原油開(kāi)采向深海發(fā)展，特別重視對(duì)高含蠟高粘原油輸送及流動(dòng)保障技術(shù)研究，石油工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在含蠟高粘原油流變性及其機(jī)理、管道蠟沉積預(yù)測(cè)、多相流等基礎(chǔ)方面的研究已超過(guò)我國(guó)，并取得許多重要成果，即將帶來(lái)應(yīng)用技術(shù)的新突破2。3.油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中存在的問(wèn)題及解決措施雖然油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)在近幾

7、十年中的發(fā)展飛快，但是每年許許多多的油氣儲(chǔ)運(yùn)事故還是提醒著我們油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中存在一些不可忽視的問(wèn)題。從這些事故發(fā)生的原因來(lái)看，油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的問(wèn)題大概可以歸結(jié)為兩類(lèi)：(1)油品蒸發(fā)損耗和回收問(wèn)題；(2)靜電產(chǎn)生和預(yù)防問(wèn)題。3.1油品蒸發(fā)損耗和回收問(wèn)題油品蒸發(fā)損耗的原因油氣蒸發(fā)損耗屬于一種自然損耗。引發(fā)油品蒸發(fā)損耗的內(nèi)因是油品餾份越輕，其蒸汽壓就越大，蒸發(fā)越嚴(yán)重，蒸發(fā)損耗越大5。常見(jiàn)油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中油氣蒸發(fā)的外因有以下幾種：(1)油品儲(chǔ)存過(guò)程中的蒸發(fā)損耗油品儲(chǔ)存過(guò)程中的蒸發(fā)損耗主要來(lái)自?xún)?chǔ)罐的大呼吸損耗和小呼吸損耗。大呼吸損耗是指儲(chǔ)罐進(jìn)油時(shí)，由于液面的上升導(dǎo)致罐內(nèi)的油氣經(jīng)儲(chǔ)罐排氣管排放到大氣中；小呼

8、吸損耗是指由于晝夜溫差變化，使得罐內(nèi)油氣壓力發(fā)生變化，當(dāng)溫度下降時(shí)，罐內(nèi)氣體壓力降低，吸進(jìn)罐外空氣，當(dāng)溫度上升時(shí)，罐內(nèi)氣體壓力升高，油氣就會(huì)排到大氣中去。(2)灌裝過(guò)程中的油氣揮發(fā)灌裝過(guò)程是散發(fā)烴類(lèi)污染物的重要環(huán)節(jié)。當(dāng)油品高速灌入槽車(chē)等容器時(shí)，會(huì)產(chǎn)生劇烈的攪動(dòng)，造成大量的油氣揮發(fā)。以汽油為例，汽油從煉廠到加油站出售給用戶(hù)，最少要經(jīng)過(guò)煉油廠、油庫(kù)、加油站、加油機(jī)四次灌裝過(guò)程。(3)運(yùn)輸過(guò)程中的油品蒸發(fā)損耗油品運(yùn)輸主要有鐵路油罐車(chē)運(yùn)輸、汽車(chē)油罐車(chē)運(yùn)輸、油船運(yùn)輸和管道運(yùn)輸?shù)葞追N方式。管道運(yùn)輸基本上沒(méi)有油料蒸發(fā)，但是其它運(yùn)輸方式在運(yùn)輸過(guò)程中，油品隨著運(yùn)輸工具的運(yùn)動(dòng)而不停的晃蕩，其上方氣體中的油蒸氣達(dá)到

9、飽和，當(dāng)外界環(huán)境溫度上升時(shí)，大量油蒸氣將隨氣體的呼出而進(jìn)人大氣；當(dāng)外界環(huán)境溫度下降時(shí)，新鮮空氣進(jìn)入儲(chǔ)油器時(shí)油品也會(huì)繼續(xù)蒸發(fā)6。油品蒸發(fā)損耗的危害油品蒸發(fā)損耗會(huì)減少油品數(shù)量，造成經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)污染環(huán)境并危害人體的健康。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2004年全國(guó)消耗汽油約8 000萬(wàn)t，僅在裝卸過(guò)程中油氣揮發(fā)造成的損失就有24 萬(wàn)t，總價(jià)值近10 億元。每年蒸發(fā)的油氣已經(jīng)成為大氣不可忽視的重要污染源之一。油品的大量蒸發(fā)或直接排放不僅造成石油產(chǎn)品的嚴(yán)重?fù)p失和質(zhì)量下降，并且留下重大的火災(zāi)隱患7。近年來(lái)，油氣儲(chǔ)運(yùn)工作中廣泛采用了許多新工藝、新設(shè)備、新材料，在環(huán)境保護(hù)方面已有明顯的改善和提高。然而，無(wú)論是油品的儲(chǔ)存還是運(yùn)輸

10、，由于多種原因，當(dāng)前都超過(guò)環(huán)保的排放標(biāo)準(zhǔn)，仍有大量油氣排人大氣。 油氣回收方法隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國(guó)成品油消耗量劇增，油庫(kù)、加油站數(shù)量及規(guī)模也相應(yīng)增加。汽油等油品含有大量的輕烴組分，沸點(diǎn)低，揮發(fā)性強(qiáng)，在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，有一部分輕烴組分汽化而逸人大氣，與空氣混合形成油氣。輕烴揮發(fā)造成嚴(yán)重的油品蒸發(fā)損耗，大量油氣直接排放到大氣，帶來(lái)了嚴(yán)重的安全隱患、環(huán)境污染。因此，對(duì)油氣中的輕烴組分進(jìn)行回收有著重要意義8。目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)已開(kāi)發(fā)研制并推廣應(yīng)用了數(shù)套油氣回收裝置，為該項(xiàng)目的進(jìn)一步研究提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)和著重點(diǎn)。但是由于設(shè)備龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不便等原因，至今仍不能普遍推廣這些方法和裝置5。所以目前所采用的油氣

11、回收方法，主要還是傳統(tǒng)的油氣回收方法，大概有吸收法、吸附法、冷凝法及膜分離法等幾種。(1) 吸收法吸收分離過(guò)程中通過(guò)混合氣體與適當(dāng)?shù)囊后w接觸，氣體中的一個(gè)或幾個(gè)組分便溶解于該液體內(nèi)而形成溶液，不能溶解的組分則在氣相中，于是原混合氣體的組分得以分離5。吸收法分為常壓常溫吸收法和常壓冷卻吸收法。前者是在常溫常壓下，利用吸收劑使其與排放氣體接觸以去除油蒸氣的一種方法。該過(guò)程是利用填料塔使蒸氣與從上部流下的吸收液進(jìn)行對(duì)流接觸，或者使吸收液從垂直填充有金屬網(wǎng)的箱子的上部噴霧，使蒸氣從流下的液膜中穿過(guò)。這種方法要求氣液接觸吸收率高、壓力損失小和在噴霧部分等處不產(chǎn)生靜電及吸收液不發(fā)泡等。后者是利用冷凍機(jī)將吸

12、收液冷卻到低溫，然后送到吸收塔對(duì)混合氣進(jìn)行噴淋接觸選擇溶解吸收。由于可省略吸收的輕組分的汽提操作，因此作為吸收液一般可直接使用產(chǎn)品汽油。但是該方法與常溫常壓吸收法相比較，成本和操作費(fèi)用較高。7(2)吸附法吸附分離過(guò)程是利用混合物中各組分與吸附劑間結(jié)合力強(qiáng)弱的差別，即各組分在吸附劑與流體相間分配不同的性質(zhì)，使混合物中難吸附與易吸附組分分離的技術(shù)6。一般吸附過(guò)程中選擇活性炭進(jìn)行油蒸氣和空氣混合氣的分離，活性炭為疏水性和親有機(jī)物質(zhì)的吸附劑，因此特別適宜于從氣體或液體混合物中吸附回收有機(jī)物，但活性炭存在壽命問(wèn)題，而且在吸附油成分之后有較大的溫度升高，易形成過(guò)熱面白燃，存在安全隱患。所以吸附法的研究重點(diǎn)

13、主要是新型吸附劑的選擇。活性炭纖維是近年迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型高效吸附材料，其外表面積和比表面積大，細(xì)孔均勻整齊，吸附效率高、容量大，脫附容易、迅速，且阻力小安全性，但由于活性炭纖維的機(jī)械強(qiáng)度低和制造費(fèi)用大，因此限制了其推廣應(yīng)用。另外，也有資料介紹用炭分子篩、大孔吸附樹(shù)脂、硫化橡膠及有機(jī)共聚物作為油氣吸附劑9。(3)冷凝法冷凝法回收油氣是采用多級(jí)連續(xù)冷卻方法降低揮發(fā)油氣的溫度，使油氣中的輕油成分凝聚為液體而排出潔凈空氣的一種回收方法8。這種方法操作安全可靠，回收的烴類(lèi)液體不含雜質(zhì)。但是深冷裝置的投資偏大，裝置在連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下的運(yùn)行成本也偏高，因此只有用于大濃度大排放量的場(chǎng)合才具有比較好的經(jīng)濟(jì)性

14、10。 (4)膜分離法膜分離法是根據(jù)不同的氣體在不同的速度下，由于擴(kuò)散率與溶解度之間的差異，使空氣滲透過(guò)薄膜從高壓區(qū)到低壓區(qū)而得到分離。分離效率受膜材料、氣體組成、壓差、分離系數(shù)以及溫度等因素的影響，是一種典型的動(dòng)力學(xué)分離過(guò)程，可用于各類(lèi)混合氣分離11。國(guó)外對(duì)膜法油氣回收的研究和工業(yè)應(yīng)用較早。1989年德國(guó)BORSIG公司成功推出了膜法油氣回收裝置，至今已有110多套大型裝置在運(yùn)行。德國(guó)的GKSS公司、日本的日東電工和美國(guó)的MTR公司也都在膜法油氣回收方面實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。中國(guó)起步相對(duì)較晚。2003年，從國(guó)外引進(jìn)的膜法油氣回收技術(shù)在中石油上海靈廣加油站應(yīng)用成功。這座加油站安裝上膜法油氣回收裝置后

15、，油氣回收率達(dá)大大提高了，尾氣排放濃度甚至比歐洲標(biāo)準(zhǔn)還低，是國(guó)內(nèi)第一座真正意義上的安全、環(huán)保、效益型的加油站7。3.2防靜電問(wèn)題靜電產(chǎn)生的原因及條件根據(jù)雙電層理論，當(dāng)兩種不同屬性的物質(zhì)相接觸時(shí)，由于物質(zhì)得失電子的能力不同，在接觸面處發(fā)生電荷的重新排序和電子轉(zhuǎn)移，這樣就在界面兩側(cè)形成極性不同的等量靜電。靜電產(chǎn)生的另一種原因是靜電感應(yīng)：在帶電物體附近有絕緣的導(dǎo)體時(shí)，因其受到靜電感應(yīng)而產(chǎn)生電荷分布不均勻，而使物體帶電。這兩種靜電產(chǎn)生途徑都存在于油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，所以油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中靜電是不可避免的。但是產(chǎn)生靜電不一定會(huì)造成靜電危害，靜電危害是在一定條件下才能造成的，需滿(mǎn)足以下四要素：(1)有靜電產(chǎn)生的來(lái)

16、源；(2)積聚起來(lái)的電荷形成具有足以引起火花的靜電電壓；(3)放電的火花能量達(dá)到爆炸性混合物的最小引燃能量；(4)放電過(guò)程發(fā)生在該油品蒸氣與空氣形成的混合氣的爆炸極限范圍內(nèi)。只有這四個(gè)條件同時(shí)存在才可能造成危害，否則不可能引起靜電危害的發(fā)生12。產(chǎn)生靜電的危害對(duì)于油氣儲(chǔ)運(yùn)來(lái)說(shuō)，靜電的主要危害是靜電放電可能引起的爆炸和火災(zāi)。在油品的灌裝、輸送、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中，它們?cè)诠艿?、?chǔ)罐、油罐車(chē)中磨擦、沖擊和激濺，尤其在壓力大、流速快、磨擦面積大、器壁粗糙等情況下，靜電電荷迅速增加和大量積聚，極易產(chǎn)生靜電放電，引起爆炸事故。靜電防范措施對(duì)于油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，我們不能完全消除靜電電荷的產(chǎn)生，只能減少靜電的產(chǎn)生，并

17、且防止產(chǎn)生靜電危害的四要素同時(shí)存在。因此，預(yù)防靜電危害可以從以下幾個(gè)方面著手。(1)一開(kāi)始就設(shè)法盡量避免和減少靜電的產(chǎn)生；(2)在工業(yè)生產(chǎn)的許多場(chǎng)合，由于生產(chǎn)上的要求，在靜電大量產(chǎn)生不可避免的情況下，通常是采用加速靜電逸散泄漏，防止靜電荷積累的方法；(3)在部分無(wú)法采用上述措施，或采用了一些措施后，靜電仍大量產(chǎn)生，并且不斷積累的場(chǎng)合，應(yīng)采用防止靜電放電著火措施，避免電擊、故障和爆炸、火災(zāi)事故的發(fā)生13。4.結(jié)束語(yǔ)油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)正在飛速發(fā)展，但是由于油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程的復(fù)雜性，很多問(wèn)題還有待進(jìn)一步的解決。對(duì)于油氣蒸發(fā)損耗問(wèn)題及防靜電問(wèn)題，還需尋求出更好的方法來(lái)應(yīng)對(duì)。如何將一些技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái), 還需要

18、以后的不斷探索。參考文獻(xiàn)1 王興庫(kù).油氣儲(chǔ)運(yùn)防火安全分析及預(yù)防措施J.中國(guó)公共安全(學(xué)術(shù)版).2007,(9),100-102.2 梅云新.未來(lái)我國(guó)油氣儲(chǔ)運(yùn)的科技問(wèn)題J.油氣儲(chǔ)運(yùn). 2005,24(6),4-9.3 王世煒,焦光偉.國(guó)內(nèi)油氣儲(chǔ)運(yùn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)淺析J.中國(guó)儲(chǔ)運(yùn).2008,(11),117-118.4 徐輝利,孫杰,王莉.淺談國(guó)內(nèi)油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中存在問(wèn)題及對(duì)策J.煉油與化工.2006,(1),9-10,19.5 何廣湘,楊春育,佟澤民,徐春明.油品蒸發(fā)損耗及油氣回收技術(shù)J.現(xiàn)代化工.2001,21(1),21-25.6 王珊,黃維秋,董軍波.儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的油品蒸發(fā)及回收J(rèn).油氣儲(chǔ)運(yùn).2008,27(12),56-60.7 李輝,王樹(shù)立,趙會(huì)軍,劉強(qiáng).膜分離技術(shù)在油氣回收中的應(yīng)用J.污染防治技術(shù).2007,20(2),61-638 Xochitl Cruz-Núñeza, José M. Hernández-Solísa and Luis G. Ruiz-Suárez. Evaluation of vapor recovery systems efficiency and personal exposure in service s