石油行业中新环保技术的应用分析

王春雨 崔 倩 罗 飚

（1 河北环信环保科技有限公司 河北石家庄 050000 2 河北环山企业管理咨询有限公司河北石家庄 050000 3 中石油大港油田分公司第三采油厂 河北沧州 061023）

引言

石油行业是我国经济发展的支柱产业之一，随着经济高速发展，石油行业的规模逐渐扩大，生产中产生的污染物数量日益增多，对生态环境造成了较大污染。目前，我国环保政策、法规标准对石油行业的生产进行了全过程监管，并以环境保护为导向，不断提出新规范、新要求，因此石油行业面临的环保压力较大，降低生产造成的污染成为石油行业当前的首要任务。而新环保技术的应用有助于石油行业降低生产造成的污染，但如何合理有效地应用新环保技术，充分发挥新环保技术的应用价值是石油行业当前亟待解决的问题。

1 石油行业面临的环保压力

目前，我国的石油资源仍处于资源短缺、对外依存度较高的状态，因此石油行业一直处于持续扩大生产规模、调整资源结构、产业结构的状态。但在行业内部发展受到制约、国家环保政策与法规标准日益严格的情况下，石油行业面临多方面的环保压力。

1.1 开采方面

现存老油田进入开发中后期，油田内部含水率逐渐增加，受到地层等因素影响，污水回注量的变化使得外排增多，低产、稠油、低渗、高硫天然气产出比例也因此提升，其中高硫天然气运输时会产生较多烃类气体，稠油热采使用的燃煤锅炉会排放较多二氧化碳。同时，在油气勘查开发技术原则“地上服从于地下”的指导下，开采过程也极易涉及地下水保护问题[1]，如后续排污中，部分企业对酸液和压裂液未规范处理，造成水源和土壤的污染，从而影响周边的农作物生产和居民的生活。另外，在长期开采中堵塞问题也较为常见，因此可通过酸液或压裂液来溶解堵塞物质解决堵塞问题。

1.2 炼油方面

随着国内诸多地区轻质原油加工份额的降低、稠油量的提高，中东、委内瑞拉、俄罗斯等国家的进口原油在国内陆续投入生产，由于此类原油具有高硫、高酸的特点，因此生产中的有害气体排放较多。同时，伴随炼化一体化进程的加深，石油行业产品升级加快，企业规模逐渐扩大，催化裂化设备、延迟焦化设备等重污染设备逐渐增多，耗水量加大，诸多石油企业迫于节水压力，实行污水回用措施，但污水中氯化物、COD 浓度较高，如果处理不到位直接回用不仅影响产品质量，还会使生产中产生的烃类气体、二氧化碳增多。另外，清洁燃料的大规模应用，也对加氢工艺的要求逐渐加深，使得二氧化碳排放量大增。

1.3 管道运输方面

我国国土面积辽阔，石油资源、消费市场所处位置不均，管道运输里程较大，运输中会无法避免地涉及环境保护区、敏感区、水源保护区、风景区以及人群密集区等，因此石油运输中一旦出现泄漏情况，不仅会对生态环境造成较大破坏，还会威胁人们的生命及财产安全。

新形势下，废水、废气、固体废物（简称“三废”）的产生量处于持续增加趋势，使污染物处理的难度逐渐增加，根据英国Umis 提出的洋葱模型，结合当前石油行业的特点，将石油行业“三废”来源概括如图1 所示的面源[2]。因此，在“三废”产生量增加，国家政策、法律规范逐渐严格的背景下，油行业面临着极大的环保压力。

图1 石油行业“三废”来源概括

2 石油行业新环保技术的应用价值

2.1 优化资源结构

石油是一种不可再生资源，较为短缺。目前，我国石油产量无法满足实际需求，必须进行资源进口。但进口石油质量不可控，可能含有多种有害物质，而传统环保技术对原油生产过程中产生的有害物质处理效率较低，因此在实际生产中，只能减少进口石油在生产原料中的占比，这样一来石油消费市场就出现了缺口，不仅影响人们日常生活与出行，还不利于石油行业的整体发展。造成上述现象的原因，可归结为污染物处理效率低下，而新环保技术的应用，可显著提升污染物的处理效率和效果，如此石油行业便可增加进口石油在生产原料中的占比，使石油行业的资源结构得到优化，有利于石油行业可持续发展。

2.2 提高企业经济效益

对石油企业发展而言，新环保技术的应用可有效提高企业经济效益。传统环保技术成本较高，应用效果较差，且对于进口石油生产中产生污染的处理能力较弱，制约了石油行业的发展，使得石油企业难以提升经济效益。新环保技术应用后，对石油行业的资源结构进行了优化，意味着可在保护生态环境的同时扩大生产规模、提高市场份额，达到提升企业经济效益的目的。而石油企业提高经济效益后，又可进一步增加新环保技术的资金投入、设备投入，降低对生产环境产生的影响，形成良性循环。

3 石油行业中新环保技术的实际应用路径

本文基于石油行业中的“三废”，说明石油行业中新环保技术的实际应用路径。

3.1 废水处理中的应用

石油行业生产中会产生大量废水，其中含有大量的重金属离子，这些重金属离子随废水排放后将会严重污染水资源和土壤。如，重金属离子排入水资源后，会直接进入水生态循环系统，将污染扩散至地表水、地下水，甚至在周边动植物体内富集，并通过生物链对人体健康、生命安全产生威胁，污染危害极为广泛。

传统废水处理工艺包括吸附、沉降、加入混凝剂或助凝剂等，虽然能够有效去除废水中的有害物质，但因流程较为复杂，难度较高，耗时较长，制约了石油行业的发展。为此，石油行业相关企业可将新环保技术中的活性炭吸附技术用于废水处理之中。活性炭吸附技术是将大量活性炭投入废水中，利用活性炭的吸附力，吸附废水中的重金属离子和其他有害物质，减少废水中污染物的含量，降低废水排放后对生态环境产生的污染。由于活性炭的吸附能力较强，成本低廉，目前已被石油行业广泛应用。但采用活性炭吸附技术处理废水时，应严格控制活性炭的投放量和浸泡时间。由于活性炭自身的吸附力会随时间推移而降低，因此相关工作人员应对活性炭的使用时间进行合理规划，避免浸泡时间过长而致活性炭吸附能力失效，对废水产生反复污染。同时，在活性炭投放量方面，工作人员还应根据废水中污染物的浓度，合理规划活性炭投放量，防止出现浪费或净化不完全现象。

3.2 废气处理中的应用

石油行业生产产生的废气携带大量化学物质，如氮氧化合物、硫化物、烃类物质等，若不经过特殊处理后再排放，将会引起严重大气污染，甚至造成酸雨现象。

传统石油企业对废气的处理依赖于加压进行化学反应，虽然此种方式能够去除废气中的化学物质，使其达到规范排放标准，但加压过程的危险性较高，相关设备较为昂贵，会增加石油企业的生产成本。对此，可应用新环保技术中的超临界流体萃取技术，取代传统废气处理的加压和化学反应。超临界流体萃取技术的原理是利用超临界流体对酮类物质、醚类物质、烃类物质等具有的特殊溶解作用，去除废气中的有害成分，其常用的超临界流体为二氧化碳。和化学反应相比，超临界流体萃取技术能够在接近室温（40℃左右）的条件下对废气中的有害物质进行溶解、提取，可有效防止废气中热敏性物质的逸散，且能够将高沸点、易热解、低挥发度的有害物质在室温下进行萃取。因此，超临界流体萃取技术无需进行加热，可降低废气处理成本，且无需加压，显著提高了废气处理过程的安全性，对石油行业废气的处理效率极高。此外，二氧化碳作为常用的超临界流体，成本较为低廉，意味着该项技术在后续应用中产生的成本较低，具有较强的推广价值。

3.3 固体废物处理中的应用

石油行业固体废物具有挥发性强、自身毒性强、处理难度较高、占据空间较大等特点，且种类、数量较多，对于局部环境污染极为严重，极易威胁到生产人员与周边居民的生命安全。

石油行业传统固体废物处理方法为无害化处理，指的是经过适当处置，将固体废物中的有害物质分解或使其无法危害环境，常用的方法有填埋法、拆解法等。虽然无害化处理的难度较低，但效果较差、成本较高，处理后的固体废物极易受外界因素影响而对生态环境造成污染。为最大限度提高石油行业固体废物处理效果，新环保技术中的资源化技术不仅能够将固体废物的危害降到最低，还能帮助石油企业在短时间内获取经济收益。具体而言，资源化技术是将固体废物进行二次处理后，转化为可利用资源，投入到各个领域中，或将处理过程中产生的副产物作为资源，降低生产成本。如，将固体废物中的重金属离子进行去除后，利用其中的氮氧化合物以及相关硫化物、磷化物等物质，制作为混合肥料，投入到农业领域中；或将固体废物直接进行焚烧，利用固体废物的热值，通过热传导，将热能传导至生产流程中，减少石油行业生产过程中的热能消耗，同时焚烧产生的炉渣可与粉煤灰混合，经过加工处理后转变为建筑材料，应用到建筑领域中。

3.4 微生物处理

除废水、废气、固体废物外，含油污水也是石油行业中常见的污染物。对含油污水进行处理时，虽无法应用上述新环保技术，但可应用微生物处理技术，具体流程如图2 所示。微生物处理技术是利用除油器将含油废水中的油污去除，再利用A/O 池进行净化，最后排放或回收利用。同时，此项技术还可应用到石油行业中的开采环节，去除老油田开采出的、含水率较高的原油中的水分，提高原油开采效率[3]。因此，不同污染物类型可应用不同的新环保技术，相关人员可结合石油行业生产实际情况，选择合适的新型环保技术解决生产过程的各种污染问题，详见表1。

表1 石油行业中可应用的新环保技术

图2 微生物处理工艺流程

3.5 酸液和压裂液污染防治

防止酸液、压裂液污染的最佳方法便是及时回收酸液、压裂液，统一进行无害化处理。传统环保技术对于浓度在10%以上的废酸液，采用自然结晶法、自然结晶-扩散渗透法、真空浓缩-冷冻结晶法和离子交换法等进行处理。对于浓度较低（10%以下）的废酸液，使用石灰石池过滤中和、废水中和等方式处理。这些方法虽然能够对废酸液无害化，但经济性较差。因此，石油行业的相关人员可进行创新，对废酸液进行二次利用，如利用废酸液中的残留酸进行注水井调剖，改善吸水剖面的效果，以二次回收的形式降低废酸液的排放量。对于变质后的废酸液、废压裂液，处理后可作为活性废水应用到废水处理中。若石油行业相关企业不具备二次回收利用技术，可使用絮凝沉淀法，清除废酸液、废压裂液内部的可溶性物质，再结合氯酸钠、紫外线光对废液进行处理，将内部高分子及有机化合物氧化分解，使其达到排放标准后进行排放。同时，相关人员还可尝试应用生物-超声波法、膜法分离法、电絮凝法等新技术对废酸液和压裂液进行处理。

4 石油行业中新环保技术应用的保障策略

石油行业特点鲜明，生产过程产生的污染和设备的先进程度密切相关，若生产设备较为老旧，生产技术落后，极易导致污染物增多，降低新环保技术的应用效果。因此，为提高新环保技术的应用效果，相关企业应重视生产设备的更新换代以及保养维修，应用较为先进的生产技术，并适当投入资金，降低生产资源消耗，实现节能生产。同时，良好的生产设备、环保设备可最大限度发挥新环保技术的价值，降低石油行业的环境污染风险，促进生产规模的扩大，维持企业稳定健康发展[4]。

此外，利用新环保技术改善污染时，还应对生产细节加强管控，设立污染监测部门，对生产全过程的相关环保问题进行监测，确保相关工作人员可严格按照规范使用新环保技术。

结语

综上所述，在资源短缺、环保政策日趋严格的背景下，石油行业面临着较大环保压力。为此，石油行业应明确新环保技术的应用价值，结合行业实际情况，合理运用新环保技术，并加强对环保技术的创新和优化探索，提高石油行业的环保水平，促进石油行业稳定、健康发展。