石油加工过程中油品挥发的污染分析及对策研究

＊李小仿 马玉锋 马松波 李彬

（山东华星石油化工集团有限公司 山东 257335）

在石化行业发展期间，从石油的开发，再到炼油公司的加工，最后生产获得各种油品，以此来满足人们日常工作与生活对于每项物质资源的需求。不过，因为石油自身的特殊性质，在其生产加工期间容易造成环境污染，若是不能采取有效的措施予以控制，对于自然与生态环境的破坏将是极为严重的，也不符合可持续发展战略。

1.石油加工过程中的污染物类型

(1)废水

①含油污水。在石油加工过程中，废水是污染较大的一类污染，因为石油性质的特殊性，在加工中必然会产生一定量的含油污水，结合炼油厂的污水排放情况，含油废水的排放量偏高，基本可达到全厂的80%，这部分污水主要来自生产装置机泵冷却水、油气冷凝水、油品与油气水洗水、油罐油品切水、设备清洗、循环水场排污等方面，结合对这类污水的检验检测，发现其中的油和COD含量较高。

②含硫污水。石油加工的过程中，也会产生一定的含硫污水，这部分污水在整个加工过程中的排放量较小，产生于二次加工装置、催化裂化、催化裂解、延迟焦化、加氢裂化等环节，多是从油水分离罐、富气水洗罐、液态烃水洗罐排出，其中的主要污染成分为硫化物、氨氮、COD、酚、氰化物和油。

③含碱污水。在石油加工的过程中，往往存在着油品的洗涤过程，在这一洗涤过程中，会排放出一定的含碱污水。此外，加氢等催化剂再生水洗水、碱渣提酚装置排水也会伴随着含碱污水的产生，虽然这类污水的排放量非常小，但也会加剧水污染，这类污水中的游离碱、石油类、硫和酚，对环境的危害较大。

(2)废气

在石油加工的过程中，废气也是引起环境污染的主要原因，因为在石油加工时，涉及了加热、冷却、冷凝、物理分离、化学反应等多个过程，在加热的过程中存在燃烧废气的产生。根据石油加工中废气的分类，主要以有组织排放源和无组织排放源为主。

①有组织排放源。这部分废气主要是针对在石油加工过程中经常性出现且相对固定的排放源而言的，结合加工工艺的流程，主要以加热炉、锅炉燃烧废气、催化再生烟气、焦化放空气、氧化沥青尾气、硫磺回收尾气为主。这些废气中，SO2、NOx、颗粒物、非甲烷总烃、苯、甲苯是主要的污染物。

②无组织排放源。石油加工是一个相对复杂的过程，无组织排放源废气的排放量也相对较大，对于环境也存在着较大的危害。无组织排放源废气主要表现在以下方面：A.烃类气体排放源，石油加工环节，烃类物质是废气中的主要污染物，在油品输送和储存的过程中，因为油品有着较大的挥发特性，势必会伴随着这种废气污染。排放源集中在原油、轻质油储罐、汽油装车、装船站台环节。B.恶臭气体排放源，在很多的石油加工工厂中，恶臭污染严重，加工环节存在高温高压作业环节，在这些加工条件下，原油中的硫、氮、氧等会发生一定的转化，在转化后就会形成恶臭的硫化氢、有机硫、氨和有机氨。

(3)固体废弃物

因为石油加工的流程复杂，在加工过程中存在着固体废弃物污染，石油特殊的性质决定了这些固体废弃物多以化学废物为主，对环境的危害巨大。根据当下石油加工的过程，生产装置排出的废弃催化剂和污水场底泥、储罐底泥等，都是主要废弃物，一些加工厂中也存在着废碱渣、废酸渣的排放。

①碱渣来源与性质。在油品精制环节，伴随着碱渣的大量产生，结合碱渣的性质区分，绝大部分的碱渣都有恶臭，为稀粘液，呈乳白色、次棕色或者黑色，通过对这类污染物的检测，发现其中含有COD、游离碱、酚、硫化物、磺酸钠等高污染成分。

②废催化剂排放。石油加工的过程中，为满足最终的产品需求，在加工环节一般采用的是硅铝氧化物，一些加工环节也会采用镍、钼等贵金属催化剂，将这一物质作为催化剂时，所形成的金属化合物附在硅、铝载体上。

③废溶剂排放。虽然在石油加工中存在有废溶剂的排放，但这一类污染物的排放总量非常少，如果在生产的过程中没有做好对这些废弃物的处理，存在随意的排放现象，也必将造成严重的污染，因此，在废溶剂的处理上，应结合溶剂本身的特点，可回收的要加以回收利用，不可回收的要开展专业化处理。

2.石油炼制企业中油品挥发污染原因

(1)石油加工过程油品储罐区的油气挥发现象

油气挥发属于一种较为常见的石油污染问题，在油品储存区域，不管是使用固定储罐亦或是浮顶罐来作为储存容器，都存在一定几率会发生油气挥发的问题，从而使空气环境受到较大的破坏。在储罐区油品挥发问题方面，通常是因为储罐的“大小呼吸”导致的。许多储罐由于蒸发作用而引起的油品损耗量在储运方面的总损耗中占比不低于二分之一，所以，储罐区的油气挥发需要着重控制。

(2)石油储罐区油品储罐排水环节中的污染因素

在油品储存期间，储罐中会存在一些水分，当将油品静置储存之时，应当把罐子中的水分排除出去，所以，要求把储油罐加以静置适当的时间，待到罐中水分下沉在罐子的底部之后，再从底侧的脱水阀把水分放出，在此操作中，就会发生油品泄漏问题，导致部分区域受到污染[1]。

(3)油品储存罐清洗环节造成的污染

在油品加工制造过程中，对储罐加以定期清洗干净也属于非常关键的一项任务，一般是采取水与蒸汽的混合物来对罐子的内部加以冲刷，而在清洗结束之后就会产生水油混合物，使得水质受到污染，若是将此污水不经处理就任意向外界排放，便会引起污染问题。

(4)石油加工企业在油品储存中出现泄漏因素

如果在油品储存过程中发生油品泄漏问题，便会引起大面积的污染问题，不仅会使空气环境受到破坏，并且还会对水质、土壤、植被等都造成较大的危害，甚至可能引起严重的生态失衡的问题。所以，石油加工公司应当注重油品泄漏的防治措施，尽可能的避免油品泄漏问题的发生。引起油品储存泄漏问题发生的主要原因为储罐的阀门、底部、法兰与机泵等区域出现泄漏，所以，在采取治理方案时，应当着重强化对这几处区域的管控[2]。

3.治理措施

(1)减少储罐油气挥发

①油罐改造

降低油品挥发几率的最为直接的一项措施就是把固定顶储罐改造成浮顶或者是内浮顶储罐，因为在内部有设置浮顶，可以大幅降低油气可活动的空间大小，起到阻止油气挥发的效果。另外，浮顶还能够随着液面变动而上下移动，可以显著减少呼吸损耗，可以降低大约95%的油气挥发。所以，将储罐设置成浮顶或者是内浮顶式的储罐，既可以降低对自然环境造成的污染与危害程度，让油气储存更加安全、可靠，还使得石油公司的经济利益获得了更加有力的保障。

②减少装车油气挥发产生的污染

装车环节发生的油品挥发量比较大，使用小鹤管液下装车，则因挥发而造成的损失量大概为1.5%。若假设某一公司年均加工原油一共为150万吨，那么每年就可以生产得到的轻质油只有110万吨，因挥发而损耗的油品量高达1650t。若使用大鹤管装车，并且不采取措施对挥发的油气加以回收的情况下，损失量大概可达2%，则在此公司中的年度损失总量可达2200t。有相关研究结果指出，使用大鹤管密闭装车，并结合应用油气回收系统的情况下，能够让油品损失率减少大约0.2%。比如，大庆石化公司就有在其装运车间使用由哈尔滨天源石化公司研发制造的TL型油气回收系统，其在实际运用中对于油品的回收率高达95%[3]。

③罐外壁涂敷隔热材料

隔热涂料是在涂膜内增加了特殊成分，既具备普通涂料防止腐蚀的作用，同时还对太阳与其它辐射能够起到反射与隔离的作用，从而发挥出隔热、降温、缓解罐中温度波动、降低油气挥发的效果。通常可以减少储罐顶部与外侧四壁温度至少10℃，而当储罐所处环境的问题愈高，则隔热的效果愈佳。

④优化操作

降低油品挥发尽可能地把油品加以集中储存，而非分散放置于多个储罐中，如此一来便能减小储罐顶部和液面中间的空间大小。储罐的油品测量与取样等操作尽可能的在温度较低的早晨或夜晚开展，以此来降低呼吸损失。当环境温度比较低的情况下，罐中气体会因为温度降低而发生收缩，从而使得蒸汽分子凝结速度增快或是蒸发变换，能够缓解油气的挥发量。当条件允许时，尽量在付油后立即进行收油，而且要极力增大泵流量，让油气来不及挥发逸散，控制油品的挥发损失[4]。

(2)储罐切水选用自动切水器

人工脱水缓解，由于对油水液面的变动状况不能清晰掌控，排水的含油比例也非常高，这就会引起油品损耗与自然污染问题。通过使用自动脱水器就能按照罐内油水液面的变动状况自动排除水分，而且在排水结束之后能够自行关闭，无需人工辅助操作。

(3)规范清罐操作

①通入至油罐的原油与重油内掺杂的泥沙物质会形成油泥沉淀物积聚在罐子的底部。所以，需要尽量提升原油质量，并设置合理的清罐周期，提高储罐使用寿命；

②将罐中清洗出来的污染物质集中放置，而放置区域的地面应当实行防渗处理，防止污染物质中夹杂的石油渗透到地下，污染水系与土壤。在清罐完毕后，要及时把清理出来的污染物质送离储罐区域，并加以处理后在排放；

③优化清洗方式。积极引入新工艺与技术来提升清洗工作的效率，同时提升清洗所用水资源的利用效率，尽可能降低污水形成量。

(4)防止油品泄漏的措施

法兰、垫片、阀门、泵机中所用的密封件都应当选取高质量产品，并且，加强储罐区域管理人员的责任意识，在发现问题的第一时间采取有效措施加以处理。对于罐底部由于腐蚀而形成的泄漏，当前较常使用的方式为，在油罐基础砂垫层下方增设防渗垫，而且在储罐基础周边安装排放管，当油罐底部发生渗漏问题时，油品便会直接从排水管中流出[5]。

(5)加强油气回收

强化油气挥发污染防治工作，最基础的措施便是使用油气回收装置来将挥发出的油气加以回收，在实际加工过程中，大多是在油品灌装集中的区域安装油品回收设备，通过把烃类气体还原为液态，再将其重新放入储罐内。当前较常使用的油气回收工艺主要有下述几种：

①吸收法

此种方法是把装运过程中挥发的油气吸至吸收塔内，先使用吸收液将烃类物质加以之中，然后把吸收液运送到解吸塔中，实行真空解吸处理得到解吸气，再把此气体通入到回收塔中予以回收，其中解吸液能够重复利用。不过此方式存在一定缺点，其工作效率不高，无法达到国家规定的油气排放标准。

②吸附法

此工艺是借助混合物内各种成分和吸附剂之间结合力的不同来实现对物质的分离。在选取吸附剂时需注意，其应当能和烃类分子发生亲和作用以此来做到对烃分子的吸附，同时还不能吸附空气，这样才能起到有效的油气回收作用。目前活性炭属于一种经济性较强的吸附剂，同时，带有变温或变压吸附效果的吸附剂最近几年的应用也日益广泛。

③冷凝法

此方式比较适合用来进行高浓度油气的回收，基于对含烃类气体加以低温冷凝处理，便能把烃类物质从中分离。可使用直接或者是间接接触的方式来实行冷凝，冷凝的温度需要按照气体之中烃类物质的占比来确定，一般是在-70℃至170℃之间。

④膜分离法

此方法的原理为通过选择性透过薄膜，可以使得空气分子从中通过，而阻隔油气分子的通过，以此来实现分离的目标。此种方式一般是与其他分离工艺加以结合运用，可以取得较高的回收率。

(6)增强工作人员的专业素养

不管是从事任何行业，工作人员的综合素养的培训均是不可或缺的一项任务，而在石油行业中也不例外。在石化公司的日常加工生产活动中，从储存、运输再到后续设施设备的修理维护都要安排专门的工作人员来负责处理，所以，石油公司在对职工进行培训教育时也需要从这些方面入手。其一，应当培养公司内部职工的综合素养，不仅要让全体职工在个人岗位的工作能力上达到更高水平，而且还要在日常工作中形成良好的环保节约意识，让其具有更强的责任意识与职业素养，使其对所从事的岗位具有使命感。其二，需要加强对职工专业技能的培养。例如，在兰州石化企业便会定期对职工进行有关专业知识的教育与相关技术的实操锻炼，培训活动的内容主要有对于每项机械设备的功能讲解、使用方法的介绍以及对工作流程的模拟与试操作，只有做到对各项机械设备的熟练使用以及其所有功能熟稔于心，做到对每项工作流程的清晰掌握，方可有效防止因发生操作失误从而引起油品泄漏等问题。其三，强化对储罐的日常维护与管理力度，安排专人负责定期检查老化装置，并将损坏的设备或零件及时替换。

4.结束语

为加强对油品挥发问题的有效控制，应当注重对油气挥发污染源头的分析排查，找到引起挥发问题的主要原因，再制定针对性措施予以处理，提升环境保护工作的实效性，促使石化公司的经济效益得到提升，保护自然环境与生态环境，为人们提供更加绿色、舒适、健康的生活环境，同时也推动了我国石化行业的进一步发展。