李國清
(中國石化管道儲運有限公司荊門輸油處,湖北荊門 448000)
石油資源是一個國家在發展過程中所必須的不可再生能源,石油的產量對社會經濟的發展具有較大的影響。而在石油產出后儲運的過程中,存在多種原油損耗的現象,造成了一定的損失。因此石油企業在儲運期間要針對其存在的損耗問題進行研究,并采取有效的解決對策,最大限度地減少石油原油儲運損耗,保障石油企業的經濟效益。
石油原油儲運最主要的損耗形式即是蒸發損耗,而其具有相當大的危害。其一則是石油原油的蒸發能夠使油氣散發到空氣中,具有易燃易爆的特性,一旦超過了一定濃度,在遭遇明火時就會引發爆炸,威脅人們的生命安全;其次是石油原油蒸發的油氣具有一定的毒性,可能會引起人體皮膚以及內臟和神經系統異常,甚至誘發一部分疾病,同時油氣中含有的烴類物質與空氣中的氮氧化物會在紫外線的作用下發生化學反應,從而生成了大量的臭氧,為光的化學煙霧形成提供了基礎;最后石油原油的蒸發損耗會造成大量的資源浪費,并且石油原油是不可再生資源,大量的損耗不利于可持續 發展。
石油原油在儲運過程中存在損耗的情況較多,最常見的有蒸發損耗、漏油損耗以及原油品質降低損耗等。其中蒸發損耗是最為嚴重的損耗類型,這是由于石油原油具有一定的蒸發特性,在長時間的儲運過程中容易受到運輸設備以及環境的影響而導致蒸發。
首先石油儲罐的罐體在經過大修之后再裝入原油,就會發生蒸發損耗問題。這主要是因為石油原油的蒸發現象會持續到儲罐中的氣體進入到相對飽和的狀態,如果此時石油儲罐沒有進行密封,就會導致石油發生汽化,儲油罐的無限自動調節作用得到一定的加強,從而加大了石油原油的損耗 程度[1]。
其次石油原油儲罐隨著原油的不斷注入,其液體體積會逐漸升高,氣體的空間將會被壓縮,因此就會產生一定的氣體壓力。當儲罐內的壓力上升到呼吸閥的極限值或者是超過極限時,石油原油儲罐的呼吸閥就會被打開,原油蒸發的氣體就會排出。另外在石油儲罐抽取原油的過程中,罐體內部的油面會隨之降低,氣體空間就會增大,產生的氣體壓力也會隨之減少,并且逐漸趨向真空狀態,罐體內的壓力減少,當氣壓降低到呼吸閥的負極限制時,外界空氣就會打開呼吸閥而進入到罐內,這一過程加快了儲罐內石油原油的蒸發。因此在石油原油的轉輸越頻繁,石油損耗就越嚴重。
石油原油在儲罐內白天會受到陽光的輻射,罐內的原油和氣體溫度會得到一定的上升,進而可能就會發生氣體膨脹,加快了原油的蒸發速度,同時促使罐內的氣體壓力增加。當壓力增加到呼吸閥的極限值是,其就會自動打開,罐內的原油蒸發氣體會與空氣發生混合,然后排出儲罐之外,形成了不同程度的損耗[2]。
石油原油在儲運的過程中以蒸發損耗為主,除此還有其他損耗現象,比如石油原油的漏損,在儲運過程中由于管道或者儲油罐出現一定程度的破損,就會導致石油原油發生泄漏,造成大量的損耗。另外還有由于儲油罐的閥門填料不足或者是存在焊接缺陷也會導致石油原油外泄。最明顯的損耗問題還包括受原油黏度特性的影響,大量的原油可能會附著在儲油罐的內壁上,再加上蒸發作用或者混入雜質等就會使石油原油的質量有所下降,導致相同品級的油品數量下降,造成嚴重的損耗。
對石油原油的儲運工藝一般分為輕質成品裝車和原油管道輸送兩種。由于石油原油具有較強的黏性,所以在進行管道運輸時要提前采取加熱措施,要保障加熱的溫度要高于石油原油凝點20~30℃即可,此時石油原油的溫度相比于大氣溫度要高,石油原油在運輸時與大氣溫度之間的溫差會越來越小,因此石油原油的熱傳質量和損耗量也會隨著減少,在日間溫度較高的條件下盡量采用管道運輸則可以有效降低石油原油的損耗程度。其次是要加強石油原油管道防腐工藝技術的應用,管道在輸送原油時可能出現一定的腐蝕,也會造成大量的原油損耗。因此要采用當前比較先進的外埋地集輸管道防腐材料,其主要是利用硬質和高性能的高分子聚合物涂層以及復合結構,來實現對管道的防腐性能,或者也可以借鑒國外的儲運工藝防損耗技術,即通過強制電流來進行石油原油儲運管道實現防腐,其具有驅動電位高、保護距離相對較長,而且方便監測,可以根據實際需求進行及時調整的優勢,注重整體儲運結構的嚴密性,特別適合長輸管道的防腐設計。
石油原油的順序輸送即是指根據原油的成分,按照烴分子相溶最小的原則,合理劃分油品,并以此作為主要依據確定石油原油的輸送順序,能夠盡可能地減少在儲運期間發生原油損耗。所以工作人員要嚴格執行石油原油的順序輸送機制,保障原油的質量,避免發生大量的原油損耗。
在石油原油收發的過程中,液面的下降速度會明顯加快,外部的空氣就會通過呼吸閥而進入到罐體內部,在一定程度上會沖散油品的蒸汽濃度,直到原油收發結束以后,石油原油就會出現比較嚴重的蒸發情況。因此要想減少原油的損耗量就要在罐體呼吸閥的下部安裝擋板,既可以防止罐外空氣直接進入到液面,而能夠在阻力的作用下向罐體內部的四周分散,又能夠實現罐內的原油蒸汽分層,當空氣進入到儲油罐中時,擋板能夠起到阻礙的作用,促使上層含有原油蒸汽的氣體先呼出,進而實現石油原油損耗減少。
除此之外還可以對罐體本身進行改良,由于儲油罐在受到陽光輻射后會加大原油的損耗程度,所以要盡量對罐體進行減損措施,比如可以在罐體的頂部設置石棉板等,在罐壁上設置石棉水泥板,從而能夠形成一個空氣夾套,或者也可以采用涂刷隔熱漆的辦法,也能夠起到一定的隔熱和防曬作用。而對于儲油罐的選擇,要盡可能選擇白色等吸熱性能較差的罐體,同時要保障罐體的表面光滑平整,能夠降低罐體的油溫,減少蒸發量。最后對于夏季高溫天氣,石油原油的儲運要合理選擇運輸時間,避開高溫時段,而要采取一定的噴水措施,保障儲油罐內的油溫穩定,減少原油損耗。
提高石油原油儲運的操作水平和管理水平是減少其損耗的重要手段,能夠保障儲油罐等設備包裝儲存性能良好,同時更加靈活,不會發生破損、腐蝕、滲漏等現象。比如對儲油罐呼吸閥以及計量口、自動化裝置等設備進行定期的檢查和維護,保障其良好的使用狀態。其次相關工作人員還要定期對灌輸油線進行檢查,如果發現油線存在破損等安全隱患,則要立即更換,防止出現嚴重的原油損耗。最后在裝油時要實時監測油面的高度,防止過度蒸發和溢滿。同時在卸油時要注意儲油罐的內壁殘留原油量,要盡量控制在規定的標準范圍內。如果具有良好的清油條件,則可以對儲油罐等包裝容器的底部進行徹底清掃。
綜上所述,在石油原油儲運的過程中出現的最嚴重的損耗問題即是蒸發損耗,因此工作人員要仔細分析原油損耗的現象,積極采取預防措施和減少措施。要針對石油原油蒸發損耗的特性和相關因素,從原油儲運工藝以及儲運機制和儲運設施上入手,最大限度地減少石油原油的損耗。