油氣儲運技術(shù)的發(fā)展

孫德舟

摘 要：作為重要一環(huán)的能源保障系統(tǒng)，汽油儲運在國民經(jīng)濟建設(shè)里面占有著非常重要的位置。在社會經(jīng)濟發(fā)展中，國家油氣資源戰(zhàn)略實施是標志著油氣儲運設(shè)施建設(shè)邁入新的發(fā)展時期。了解原油、成品油、天然氣儲存跟運輸?shù)臍v史跟現(xiàn)在的情況，簡單描述我國的油氣儲運工業(yè)發(fā)展的過程。介紹油氣儲運在科學(xué)技術(shù)跟管理領(lǐng)域中研究的最新成果，對我國油氣儲運技術(shù)的發(fā)展結(jié)合我國相關(guān)的國情進行討論。

關(guān)鍵詞：油氣儲運技術(shù)；挑戰(zhàn)；發(fā)展

引言

油氣儲運是油氣運輸體系的重要組成部分，在國民經(jīng)濟發(fā)展中占有重要的地位。管道運輸具有輸送能力大、勞動生產(chǎn)率高、成本低、運輸安全可靠、輸送產(chǎn)品損失少、易于實現(xiàn)自動化控制等優(yōu)點，這些獨特的優(yōu)勢使得管道業(yè)發(fā)展迅速。

1、油氣儲運工程的概述

油氣儲運工程是連接油氣生產(chǎn)、加工、分配、銷售諸環(huán)節(jié)的紐帶，主要包括油氣田集輸、長距離輸送管道、儲存與裝卸及城市輸配系統(tǒng)等?！坝蜌饧敽蛢\”技術(shù)是隨著油氣的開發(fā)應(yīng)運而生的。早在中國漢代，蜀中人民就以當(dāng)?shù)厥a(chǎn)的竹子為原料，去節(jié)打通，外用麻布纏繞涂以桐油，連接成“筧”，就是我們現(xiàn)在鋪設(shè)的輸氣管線。到了19世紀中期以后，四川地區(qū)的這些管線總長達二三百里，專門從事管道建設(shè)的工人就有一萬多人。在當(dāng)時的自流井地區(qū)，綿延交織的管線翻越丘陵，穿過溝澗，形成輸氣網(wǎng)絡(luò)，使天然氣的應(yīng)用從井的附近延伸到遠距離的鹽灶，推動了氣田的開發(fā)，使當(dāng)時的天然氣年產(chǎn)達到7000多萬立方米。 我國進入新時期以來，我國的油氣儲運事業(yè)得到了快速發(fā)展。以西氣東輸管道為代表的各條油氣長輸管道，集中反映了我國在原油、成品油、天然氣管道輸送技術(shù)等方面的研究和應(yīng)用已經(jīng)達到新的水平。與此同時，大連、青島、鎮(zhèn)海、岱山4座國家石油戰(zhàn)略儲備庫的建設(shè)，提高了我國建設(shè)大型地面原油儲庫工程的技術(shù)水平。同時，各種國際先進技術(shù)和先進理念在我國油氣儲運領(lǐng)域得到了比較好的運用和發(fā)展，提高了我國的油氣儲運技術(shù)水平。

2、油氣儲運存在的問題與應(yīng)對措施

2.1、油氣儲運過程中的油氣蒸發(fā)難以解決

在石化、石油企業(yè)進行的油氣儲運的各個環(huán)節(jié)都有可能發(fā)生油氣的汽化溢出。目前油氣蒸發(fā)造成了大量的資源浪費，其所帶來的經(jīng)濟損失是驚人的，還給周圍環(huán)境安全造成嚴重威脅。另外，石油儲運過程中的裝卸過程以及加油站向空氣中排放油氣的過程都會產(chǎn)生一定的毒性，對人體造成傷害，引起皮膚、內(nèi)臟和神經(jīng)系統(tǒng)的異常。其對環(huán)境的破壞則表現(xiàn)在油氣中的烴類物質(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，成為光化學(xué)煙霧形成的誘因。因此，抑制油氣儲運過程中的油氣蒸發(fā)問題，成了油氣儲運工程急需解決的問題之一。目前拱頂油罐仍是很多石油企業(yè)儲存油氣的主要方法。只有將拱頂油罐制成內(nèi)、外浮頂油罐，保持其良好的密封性能，才會起到減少油氣揮發(fā)的作用。

2.2、 管道銹蝕問題，需要做好管道的防腐蝕工作

油氣儲運系統(tǒng)管道材料大都是金屬管道。當(dāng)金屬管道和油氣等介質(zhì)接觸時，會由于各種物質(zhì)間的相互作用發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起管道銹蝕。這是一種較為普遍的現(xiàn)象。而目前我國的油氣運輸所采用的管材大多數(shù)是碳素鋼無縫鋼管、螺旋焊縫鋼管和直縫電阻焊鋼管，這一現(xiàn)象就尤為普遍。值得引起我們注意的是，金屬管道被腐蝕后，其外部形態(tài)、金屬色澤以及機械性能等方面都會發(fā)生巨大變化，導(dǎo)致的不僅僅是管道使用壽命的縮短，更嚴重的是會降低運輸油品的質(zhì)量。如果管道的損傷達到一定程度還會出現(xiàn)油品泄漏。因此，需要做好管道的防腐蝕工作。管道的易腐蝕程度與管道材料有著極為密切的關(guān)系。為了保證管道的使用質(zhì)量，盡可能的減少腐蝕，首先要提高管道材料的質(zhì)量，同時要認識到現(xiàn)場補口的重要性，做好現(xiàn)場補口工作。另外要科學(xué)選擇設(shè)計管道材料的厚度。管道材料的厚度選擇應(yīng)該做到能夠防止儲運過程與投運過程中管道的局部屈曲失穩(wěn)。在設(shè)計時不妨適當(dāng)降低管材強度，增加管壁厚度。

3、特殊區(qū)域油氣儲運技術(shù)

3.1 海洋油氣儲運技術(shù)

第三次油氣資源評價結(jié)果表明，我國海洋石油和天然氣的資源量分別占全國總量的 23%和 30%。隨著陸地剩余石油資源量的日益減少，海洋石油取代陸地石油成為人類油氣資源主要來源的時日已經(jīng)為期不遠。中國石油自2004年獲得南海10×104km2的海洋石油勘探開發(fā)礦權(quán)之后，也開始向海洋石油開發(fā)領(lǐng)域進軍。但至今，在海洋油氣儲運工程的設(shè)計和建設(shè)能力方面，尚未達到成熟完善的技術(shù)水平。目前，我國的渤海、東海和南海蘊藏著豐富的油氣資源，海洋石油工業(yè)未來的發(fā)展?jié)摿薮?，但與美國、英國、法國、挪威等海洋石油強國相比，甚至與巴西、墨西哥、印尼等發(fā)展中國家相比，我國的海洋石油技術(shù)仍處于落后狀態(tài)，尤其在深水開發(fā)領(lǐng)域。我國在深水開發(fā)方面，油氣儲運領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)主要有3個方面：（1）與儲運工程配套的水下增壓和處理設(shè)備、水下輸變電、水下自動化技術(shù)（2）海底長距離輸送管道在復(fù)雜海底地貌和地質(zhì)情況、惡劣海況條件下的設(shè)計和施工技術(shù)；（3）大型水下儲油設(shè)施的設(shè)計和建造技術(shù)等。

3.2、天然氣水合物儲運技術(shù) 20世紀90年代中期，挪威Aker公司以天然氣輸量40×108m3/a、輸送距離5500km為條件，對天然氣水合物（NGH）和液化天然氣（LNG）兩種不同形式的儲運方式做比較，結(jié)果表明，生產(chǎn)、儲存、運輸NGH的費用至少比LNG的低26%。同時，天然氣水合物還具有制備溫度和壓力條件不苛刻、再次氣化釋放速度較慢且易于控制、安全性較好等優(yōu)點，是一種具有廣闊發(fā)展前景的天然氣儲運新技術(shù)。天然氣水合物儲運技術(shù)是以罐裝運輸為主要特征的技術(shù)，適用于邊遠、零散氣源的收集以及提供給下游的分散用戶。20世紀90年代初，挪威科技大學(xué)提出天然氣水合物在常壓下、大規(guī)模儲存和運輸時，不必冷卻到平衡溫度以下，而是將其冷凍到水的冰點以下、平衡溫度以上（-15～-5℃），完全絕熱，水合物就可以保持穩(wěn)定。

3.3、油氣混輸技術(shù)

目前油氣混輸技術(shù)已經(jīng)從實驗階段走向工業(yè)化的應(yīng)用階段，油氣混輸?shù)膬身楆P(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)付諸實踐。2007年，英國BP公司在美國墨西哥灣的King油田，首次在水深1676m和距離主張力腿平臺24km的條件下，安裝投產(chǎn)了2臺單重達92t的海底多相混輸泵，用于輸送油井產(chǎn)物，在水深和海底增壓輸送距離上均刷新了世界記錄。自20世紀90年代以來，我國開始在該領(lǐng)域追趕國際研究進展的步伐。九五期間，中國石油天然氣集團公司立項開展了“油氣水混相輸送技術(shù)研究”，在跟蹤國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，取得了一系列研究成果。單條混輸管道的最大輸油量達到了220×104t/a、輸氣量達到了8×108m3/a，其輸量和長度的綜合指標進入了世界前列，這標志著我國長距離油氣混輸技術(shù)的發(fā)展進入了一個新的階段。

4、我國未來儲運技術(shù)的發(fā)展方向

與其他發(fā)達國家相比，我國在油氣儲運方面技術(shù)存在著不足，還需要增強科技研發(fā)，以解決目前面臨的技術(shù)難題，例如對高強鋼和高壓輸送的研發(fā)和運用，氣體監(jiān)控、管道的防腐技術(shù)、加油站的改造技術(shù)、汽油以及其他的易燃易爆物品儲存器具的防爆、減少原油損耗等方面的課題進行研究和應(yīng)用?，F(xiàn)階段，我國在技術(shù)創(chuàng)新方面與國際水平相比較，存在著很大距離，需要加強這些方面的研究，密切關(guān)注國際上儲運技術(shù)的發(fā)展方向，和現(xiàn)階段應(yīng)用的儲運技術(shù)。在市場環(huán)境順利的情況下快速擴張，在惡化的條件下調(diào)整經(jīng)營模式，創(chuàng)立新的儲運方式，完善有關(guān)法規(guī)，加大整合力度，增強生產(chǎn)安全意識，注重基礎(chǔ)建設(shè)，進行學(xué)習(xí)和總結(jié)經(jīng)驗。加快我國油氣儲運工業(yè)化的發(fā)展步伐，準確的了解儲運技術(shù)的科學(xué)發(fā)展方向，緊隨未來的發(fā)展趨勢，探索我國油氣儲運發(fā)展的規(guī)律，借鑒正確的經(jīng)驗，保證我國油氣產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定、可靠、快速的發(fā)展。

5、結(jié)語

綜上所述，石油是重要的能源物質(zhì)并且不可再生，關(guān)系到人類社會的生存與發(fā)展。油氣儲運作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，難度較高，危險性較大，因此各個煉油廠、油庫和加油站應(yīng)必須針對油氣儲運過程中容易發(fā)生的問題采取各種有效措施，保證油氣儲運的質(zhì)量。

參考文獻：

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