石油原油储运过程中常见危险有害因素与防范

马文贺，张振祖，王疆，高乾

(1.克拉玛依市富城能源集团有限公司，新疆 克拉玛依 834000；2.玉门油田分公司环庆采油厂，甘肃 酒泉 735000；3.新疆金戈壁油砂矿开发有限责任公司，新疆 克拉玛依 834000；4.北京迪威尔石油天然气技术开发有限公司，北京 100085)

0 引言

石油资源是支撑国家经济产业持续发展重要产业，因此，与石油原油储存运行相关的工作也一直是行业发展关注的重点。根据有关单位的不完全数据显示，我国在2018年在石油化工领域中的收益达到6 700亿元。石油化工行业的发展不仅对我国市场经济起到了助推作用，还在一定程度上提高了我国石油产业在国际市场中的地位。为做好石油原油储运与安全管理工作，有关单位要求石油储运企业在市场内做好对油罐区的安全管理，并树立与此方面工作的正确认知。由于石油属于危险品，且单次储存量的体量通常较大，一旦在存储运输过程中出现威胁到石油安全的因素，便会增加储存空间发生爆炸等安全事故的风险。轻微情况下，会对石油生产单位内的装置安全生产造成影响，严重情况下，会对现场工作人员的生命安全造成威胁[1]。随着我国化工相关产业的发展，对石油原油的需求量呈现逐年增加状态。为满足行业需求，我国投入了大量资金，用于建设地下、海上输油管道，并购置了大量的油轮用于存储运输石油原油。为避免石油存储运输不规范造成的产业运营风险，提高石油产业在社会发展中的经济效益，实现对化工相关领域发展提供助力，本文将以新疆富城能源为例，结合石油原油储备过程中潜在的危险因素，提出对应的安全防范措施。通过此方式，为石油企业的稳定、安全发展提供一定技术指导与帮助。

1 石油原油储运过程中常见危险有害因素

1.1 石油原油蒸发风险

石油原油蒸发是其储运过程中最常见的危险之一，无论在石油装卸，还是在油品运输、存储过程中，都会出现不同程度的油品渗漏问题。最常见的渗漏发生在石油灌装作业过程中，如果在执行此项工作时，没有选择由优质材料构成的密封性储油容器，不仅会增加石油的蒸发量，还会影响石油与原油质量[2]。完成对石油的罐装后，通常会使用专门的油罐车进行油品的运输，此时，劣质的罐车也同样会诱发石油原油的泄漏风险。石油蒸发过程中会在存储空间中形成一种特殊的物质，此种物质与大气环境发生混合，具有易燃、易爆炸的风险，一旦在储油空间中出现明火，现场或将发生爆炸。

石油气主要是由氢气和碳类化合物发生混合后蒸发形成的气体，在储运时会对石油气进行压缩液化。而发生罐装石油泄漏事件的过程便是液化的石油再次发生汽化的过程，此时释放的气体存在一定毒性，此种毒气不仅会对人体呼吸道造成灼伤，还会对人体健康造成一定威胁。如果石油原油泄漏过程中发生化学反应，此时储油空间中将产生大量的光化学烟雾，当扩散到大气层后，会加剧生态环境与大气环境的污染，对大气层造成严重破坏。同时，部分输油管道较长，负责罐车监测的技术人员会按照固定的频率进行油品检查。如果石油的蒸发量较大，监测人员将无法准确地记录石油运行情况，容易出现能源浪费的问题。

1.2 石油原油储运设备腐蚀风险

储运设备受到腐蚀不仅会造成油品质量问题，还会诱发严重的安全事故。石油原油储运设备腐蚀较多，而储运过程中的石油原油渗漏也是由于设备内外腐蚀导致。储运设备最容易发生腐蚀的位置在底板位置，位置较为隐蔽，且发生石油原油渗漏的初期，也会由于渗漏量较小无法被察觉。一旦渗漏量增加，存储在储运装置内的油品将渗漏到地下，从而对土体与地下水环境造成严重的污染。为降低此方面问题对石油储运过程造成的影响，下述将从三个方面，详细阐述石油原油储运设备的腐蚀类型，如表1所示。

通常情况下，新疆富城能源企业在进行石油存储运输时，会选择钢铁材料作为储备设备的主要构成材料。为保证装置的密封性，还会在装置构成材料中掺入一定量的金属锰、硫、硅物质。这些成分在发生偏析后，将存在相位电极差，电位差较大的位置将产生微电流。持续一段时间后，将出现石油原油储运装置外部与内部腐蚀的现象。此种问题不仅会导致石油资源的大量浪费，还会对运输存储过程中的安全性造成威胁。

1.3 储运过程中的静电风险

静电风险也是石油原油储运过程中最常见的危险之一。工人在进行罐装石油的装卸与运输时，会经常出现静电现象，尤其是在环境空气较为干燥的条件下，更是会加剧静电的发生[3]。对两种较为常见的静电风险进行描述，如图1所示。

表1石油原油储运设备腐蚀

图1 石油原油储运过程中的静电风险类型

除上述提出的内容，当存储在封闭环境下的石油原油与空气直接接触后，内部会出现携带电荷的现象，此种电荷会导致输油管道外壁或内壁出现电流。如果此时电流没有及时被导出，一旦发生电流点的汇聚，便会出现外壁火花，从而引发大面积的石油火灾事故。

2 防范措施

2.1 制定石油原油防泄漏储运方案

为解决上述提出的问题，防止石油原油出现蒸发、泄漏等安全事故，石油企业应在开展相关的作业任务前，应制定完善的石油原油防泄漏储运方案。通过此种方式，落实对油品的安全集中管理。

在设计方案时，应从储运的各个环节入手，在输油管道设计、石油存储装置选型、管道安装、罐区管线规划等层面入手，保证石油现场安全管理的合理性。同时，优化企业进场材料的质量检测，对所有装入油罐车或储运装置内的石油原油进行质量验收，严厉杜绝罐装油品中出现不合格的油品[4]。在此基础上，结合油品的类型，制定与其匹配的工艺操作要求与油品储运规章，来降低石油渗漏、蒸发等现象发生的概率。根据石油企业在市场运营过程中的经济条件，在资金合理或允许的情况下，可以引进新技术、新材料辅助石油原油的储运工作，提高石油企业对石油原油的存储运输能力，使储运装置具有更强的防渗漏性能，从而实现对石油企业综合运营管理能力的提升。并在管理油品的过程中，结合具体情况，制定科学、合理的石油原油存储区域安全风险防控方案。

此外，还可以在制定石油原油防泄漏储运方案时，做好对储运现场、环境的监测。由于石油原油泄漏或蒸发具有持续性，因此，可在储运装置的外表位置或储存空间的中心位置，安装高精度传感器，使用传感器进行石油原油泄漏情况的感知与反馈，此过程如图2所示。

图2 石油原油泄漏情况的感知与反馈流程

结合企业石油储运空间的实际布局，在现场布置传感器，并在工程现场建立总线连通，以此种方式实现对石油原油泄漏情况的感知与反馈[7]。借助高精度的监测设备，结合合理的监测方法，对石油原油的储运情况的环境可靠性进行评估。利用自然条件下存储环境的风向、气候、地质等条件，分析区域内可能出现泄漏问题的异常点，对异常点进行追溯，尽量做到对风险与事故的排查。此种方式可以实现将安全事故控制在发生前的目标，降低由于不稳定因素或不安全因素造成的石油原油泄漏事故发生概率。

同时，加强对现场石油原油泄漏过程中火灾等风险的预测，将精细化管理理念引进此项工作中。并规范石油原油装卸等现场工作人员的作业行为，严格杜绝作业现场出现明火[5]。此外，定期做好罐区石油原油机械运行的安全检查与定期检修，及时发现区域内存在的异常问题，包括机械运行出现超高温的现象、机械运行润滑效果不佳等，避免由于机械运行出现的火花，实现从细节入手，制定全面、优化、完善的石油原油防泄漏储运方案。

2.2 企业石油原油罐区安全设计与储备设备防腐蚀设计

为进一步实现对相关工作的优化，解决石油原油储运过程中存在的危险性问题，降低因不规范操作或不合理设计导致的石油渗漏现象[9]。可在上述内容的基础上，提出针对企业石油原油罐区的优化设计方案，来缓解罐区安全管理压力。

根据现有的大量实践证明，合理设计企业的石油原油罐区，可以为石油原油存储运输创造一个相对良好的条件，保证罐区内石油业务的稳定实施。为落实此项工作，可从罐区整体安全性设计入手。在实践过程中，坚持石油储运与消防的联动设计，将可燃物或可燃性气体预警装置(探头)安装在油罐密集区域，并将预设的装置与连锁石油存储罐的相液出口闸门进行连接。当灌区出现渗漏问题时，石油将在大气环境中发生汽化，此时挥发的气体将反馈到探头，消火栓装置将直接被驱动，并在作业现场发出预警，为现场工作人员提供警示。现场管理人员可以采用紧急切断闸门的方式降低液化气体的蔓延，从而为现场争取更多的救援与抢修时间。

除上文提出的企业石油原油罐区设计方案，还可以从源头入手，通过避免灌区石油泄漏，降低安全事故的发生。为落实此项工作，应明确石油泄漏是由于本体储运装置受到腐蚀从而出现破裂导致[10]。因此，可将工作的重点置于储运装置的防腐蚀设计方面。包括在储运装置罐壁上刷涂防腐蚀的涂漆，对罐壁自身产生的微电流进行阻隔，并有效降低在存储石油原油过程中，油品中的物质与罐壁上的物质直接接触发生化学反应，起到对石油原油储运装置的保护作用。同时，可在设计罐区储运装置防腐蚀的过程中，使用牺牲阳极保护放，进行罐壁化学腐蚀的防治，以此提高装置的使用寿命。

在进行储运装置罐壁化学腐蚀与氧化腐蚀的防护处理时，可采用在罐壁上刷涂防锈涂层的方式，进行罐壁与化学介质、大气的隔离，避免罐壁发生氧化。同时，为避免储运装置的罐底与地下水发生接触出现腐蚀，应在长期放置储运罐前，在罐底铺设一层沥青砂作为垫层，起到防护罐底的作用。

在上述内容的基础上，考虑到油罐底部边缘板与基础罐结构之间通常会存在裂缝，而此裂缝是导致储罐底部腐蚀、穿孔的主要原因之一。为避免水汽或雨水通过裂缝进入罐底，需要对油罐边缘板与梁圈之间的裂缝进行密封或防水处理。按照上述的多种方式，对企业石油原油罐区进行安全设计与储备设备防腐蚀设计，提高油罐在储运石油原油过程中的安全性。

2.3 石油原油储运设备防静电接地设计

除上述提出的措施，还可在现有工作的基础上，进行石油原油储运设备防静电接地设计，降低作业现场静电对石油存储造成的威胁。

在石油原油装卸与运输过程中，应尽量选择防静电的材料用于制作储运设备，根据现场防静电安全需求，优先选择导电塑料、导电橡胶等作为储运装置构成材料。对每一个大型储运罐进行接地连接，将静电通过地面导出，同时在作业现场做好对防静电接地的相关警示工作。并结合实际需求，进行作业现场的安全排查，对现场可能发生静电的金属导线、导体装置、金属设备、可移动装置等，均按照标准化的处理方式进行静电接地处理。对石油原油储运现场的金属设备与多种管线之间，应使用导线连接，确保导线与设备之间形成一个等价电位。按照标准完成对石油原油储运现场的跨接后，保证所有电流连通位置都可以呈现一个相对良好的通路状态。

此外，在储运作业现场，辅助缓和器进行防静电处理。但在辅助其他设备进行现场作业的防静电时，应注意此类设备在油罐储运场地内会占据一定的空间。因此，要在场地充足的条件下，在缓和器中加满油，并将其设置石油输运装置的末尾端接地。按照上述方式，对石油原油储运现场的辅助性设备与金属导线进行接地设备，不仅可以降低或避免由于不规范操作出现的电火花，同时也可以实现对罐体自身存在的微电流进行导出，以此提高石油原油储运过程中的安全性。

3 结语

石油行业是支撑我国市场经济发展的主要行业之一，只有保障石油储运安全，才能确保行业的发展，为社会创造更高的经济收益。本文从制定石油原油防泄漏储运方案、企业石油原油罐区安全设计与储备设备防腐蚀设计、石油原油储运设备防静电接地设计三个方面对石油原油储运过程中的安全防范展开了研究。另外在后续的研究中，将进一步深化此方面设计，以期为我国石油化工相关领域的研究提供一定技术帮助。