老舊石油化工碼頭油氣回收治理初探與展望

魯東青

摘 要：本文對當前油氣回收治理工作的政策、技術和排放標準進行闡述和分析，以廣石化碼頭為實例研究老舊碼頭油氣回收工作，結合場地、船型、貨源等實際，從改造可行性、投資經濟性、運作穩定性和項目安全性進行研究，提出存在問題和展望。

關鍵詞：碼頭；油氣；回收；技術

中圖分類號：U698.7 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）07-0057-03

石油產品是由多種烴化合物組成的混合物，低沸點的組分容易蒸發形成揮發性有機污染物—-油氣。石化碼頭油品及化工品裝船過程中排放油氣導致環境污染、安全隱患和資源浪費，碼頭油氣回收是指對船舶排放的油氣進行收集，通過管道輸送經油氣回收設備處置后，將油氣還原為油品，進行回收再利用，油氣回收具有節能減排、保護環境的雙重作用。在當今大氣污染嚴重、能源供給緊張、油碼頭作業頻繁的情況下，油氣回收工作受到國家和行業的高度重視。油氣回收治理是當前改善空氣質量，解決區域性大氣環境問題的重要的舉措。

1 油碼頭油氣回收的作用與意義

1.1 對安全和職業健康有益

油品易揮發，油氣和空氣混合達到一定濃度，若遇到火源或靜電有可能發生燃燒或爆炸，實施油氣回收，可消除油氣聚集，油氣麻醉人體中樞神經，刺激皮膚粘膜，對造血系統慢性損害，油氣濃度高足以引起急性中毒。碼頭油氣回收系統的實施，必將減少油氣的排放和在大氣中的聚集，保護了人員的身體健康。

1.2 減少對大氣的污染

揮發性有機物（VOCs）是導致霧霾和臭氧超標的重要污染物，近年來廣受關注。油氣作為VOCs 中石油類產品烴組合的揮發物，含有的不飽和烴對形成霧霾和光化學污染作用較大，碼頭油氣回收收集船舶貨油蒸汽，杜絕無組織污染排放，減少了大氣污染，保護了環境。

1.3 實現資源回收再利用

原油、成品油是極易揮發的液體，特別是汽油，在裝載過程中排放量大。石油是不可再生的資源，油氣的排放是資源的巨大浪費。2015年我國原油和成品油裝船量分別為9200萬噸和17100萬噸，揮發率分別按照0.08%和0.1%計算，揮發油氣排放總量24.5萬噸，碳排放76.87 萬噸。按1 萬元/ 噸計，每年損失24.5 億元。對原油、成品油等貨類進行油氣回收可以減少資源浪費，實現回收再利用。

2 油氣回收的主要政策標準和相關技術

2.1 油氣回收主要的政策要求和標準規范

2.1.1 政策要求

2013年10月國務院發布《關于印發大氣污染防治計劃的通知》，提出了治理大氣污染的奮斗目標，推進揮發性有機物污染治理，在原油成品油碼頭積極開展油氣回收治理。2015年7月，交通運輸部辦公廳印發《原油成品油碼頭油氣回收試點工作實施方案》明確了首批油氣回收試點項目。2015年9月交通運輸部出臺了《船舶與港口污染防治專項行動實施方案（2015-2020年）》，提出進一步的要求。 2016年2月交通運輸部、環境保護部、商務部、質檢總局共同發出《關于印發原油成品油碼頭油氣回收行動方案的通知》提出在環渤海地區、長江干線、長江三角洲地區和珠江三角洲地區，再遴選一批原油或成品油碼頭作為第二批碼頭油氣回收試點工程。

各地政府也對油氣回收工作做出了具體要求，如 2015年7月1日實施的《廣東省環境保護條例》中要求，油碼頭、加油加氣站、儲油儲氣庫（區）和油罐車、氣罐車等要按照規定安裝油氣回收裝置。

2.1.2 技術規范

關于油氣回收的技術規范有《油氣回收系統工程技術導則》（Q/SH0117—2007）、《油庫、加油站大氣污染治理項目驗收檢測技術規范》（HJ/T431—2008）等標準規范。在排放標準方面，我國有儲油庫、加油站的大氣污染物排放標準，同時也有國標《汽油運輸大氣污染物排放標準》和《石油化學工業污染物排放標準》。

2.2 碼頭油氣回收相關技術

碼頭油氣回收設施一般由氣相輸送單元、船岸界面安全單元、碼頭引風輸送單元、油氣回收單元、安全控制系統等組成。油氣回收常用方法有：吸附法、吸收法、冷凝法、膜分離法、熱氧化法和復合工藝法。各種方法的優缺點如下

（1）吸附法。利用活性炭、硅膠等吸附劑對油氣/空氣混合氣進行吸附，實現油氣和空氣的分離。吸附法處理效率較高，排放濃度較低。缺點其一是活性炭失活后存在二次污染；其二是大多數國產活性炭吸附力較弱，壽命不足2年，吸附材料的后續成本較高。

（2）吸收法。根據混合油氣中各組分在吸收劑中溶解度的大小，來進行油氣和空氣的分離。工藝簡單，缺點是回收率低，設備占地空間較大、能耗高，吸收劑消耗較大，需不斷補充。

（3）冷凝法。利用制冷設備將油氣的熱量置換，實現油氣組分從氣相到液相的直接轉換。工藝原理簡單，可直觀的看到液態的回收油品，自動化水平高 。缺點是制冷能耗高，要提前開機制冷。

（4）膜分離法。利用烴類優先透過特殊高分子膜的特點，讓油氣和空氣混合氣在壓力推動下通過高分子膜，油氣分子優先透過而空氣組分被截留排放，富集的油氣經傳輸轉回油罐或用其他方法液化。此技術先進，工藝相對簡單，自動化水平高。缺點是投資較大，膜分離裝置要求穩流、穩壓氣體，膜的壽命有限。

（5）熱氧化法。熱氧化法即燃燒法，將油氣集中起來，送到加熱爐或者焚燒系統燒掉，此法對烴類排放的控制相當徹底，缺點也很突出就是沒有回收利用造成資源浪費，且由于系統和明火相通需要特別注意安全問題。

（6）復合工藝。若采用單一工藝難以兼顧環保性和經濟性的要求。一般采用的是復合工藝。復合工藝一定程度上達到了減少占地面積、提高處理效率、提高安全性能，投資成本也可適當降低。

3 老舊碼頭油氣回收改造研究及存在的問題

以廣州港股份有限公司石油化工分公司廣石化碼頭為實例，對照有關油碼頭技術規范以及碼頭油氣回收船岸安全界面技術要求，結合公司碼頭場地現狀、靠泊船型，分析近年貨源結構，從改造難度、投資經濟性、運作穩定性、項目安全性進行研究。

3.1 廣石化碼頭有關情況介紹與油氣回收研究

場地現狀。碼頭于1977年建成投產， 是中石化廣州分公司的配套碼頭，碼頭呈“T”型棧橋式布置，高樁梁板結構，泊位總長378.3米，工作平臺長289.2米，碼頭面寬為15.8m-21.8m，碼頭前沿水深為-13.3m，航道水深為-13.5m，碼頭安裝有13臺輸油臂，還有多種軟管接口。

靠泊船型研究。1977年建成時設計通過能力為進口原油250噸，1983年擴建為2個2.4萬噸級油船泊位，設計通過能力為350萬噸；2013年加固改造為2個5萬噸級油碼頭泊位。據相關資料顯示，我國油船具備油氣回收條件的船舶約占10%，2萬噸以下的80%的油船均未安裝油氣接收管道、標準接頭和惰性氣體發生裝置等，不具備油氣回收的條件。對本碼頭近三年靠泊船型進行研究，如圖1所示，靠泊船型分布以5000噸以下的船舶為主占大多數，大于20000噸的僅占2%。

貨類分析研究。本碼頭主要承擔中石化廣州分公司、中冠安泰石油化工有限公司和藍天航空油料有限公司等企業的液體石油化工品裝卸業務。其中中石化廣州分公司經水路供給珠三角、西南地區和港澳地區的成品油主要經石油化工分公司碼頭，藍天航空油料有限公司供給白云國際機場的航空煤油50%以上是經石油化工分公司碼頭上岸經管輸至機場。對適用油氣回收的裝船作業進行統計，近三年的年平均裝船量為160萬噸，其中主要貨類的裝船量分布如圖2。

3.2 老舊碼頭油氣回收可能存在的問題

3.2.1 碼頭位置狹窄改造難度大

老舊的石油化工碼頭場地普遍偏狹窄，設計初期未做油氣回收裝置的位置預留。按照油氣回收工藝，需對油氣收集單元、船岸連接單元、輸送單元、油氣回收處理單元、油氣回收再利用單元和連接管路進行平面布置。油氣回收裝置布置與相鄰建（構）筑物的防火間距，須按現行國家標準《石油庫設計規范》（GB50074）、《裝卸油品碼頭防火設計規范》JTJ 237、《油品裝載系統油氣回收設施設計規范》（GB50759）等。

按照本碼頭貨類和泊位輸油泵流量，油氣流量保守估計按 800-1200 m 3 /h估計，選用占地相對較小的吸附+冷凝的技術方案，裝置總占地至少為18m*10m，船岸對接安全保障單元占地1.5m*7m，油氣回收處理單元占地15m*4m。

石油化工分公司碼頭為老舊碼頭，空間比較狹窄，碼頭面寬為15.8m-21.8m，兩面分別為管廊和輸油臂，安裝船岸界面安全單元及碼頭引風輸送單元后，再考慮線槽橋架，對檢修通道和消防通道將造成一定影響。

此外，本碼頭的庫區屬于貨主所有，離碼頭約3.5公里，回收后的油品在碼頭是沒有儲存設施的，所以碼頭區域也另需要多余的場地建設回收后的儲存設施，選用吸收加吸附的技術方案，還需增加存放吸收劑的儲存設施，進行油氣回收改造要充分考慮場地狹窄帶來的改造難度。

3.2.2 碼頭靠泊船型大多不具備油氣回收條件

本碼頭近年來每年裝卸量有280萬噸左右，但近三年年平均裝船量只有160萬噸，其中汽油、石腦油、二甲苯揮發性強的貨類裝船量為80萬噸，本碼頭雖然是5萬噸級的，但實際靠泊船型以小型船舶居多，具備油氣回收條件的2萬噸以上的船舶裝船年平均僅10艘次，利用率低，回收利用價值有限，營運成本可觀。

3.2.3 油氣回收后利益歸屬問題比較復雜

本碼頭與庫區是完全分開經營的，庫區和管線歸貨主中石化廣州分公司，計量是通過中石化廣州分公司的流量計計算，安裝油氣回收裝置后，裝船量容易出現爭議，油氣回收后利益歸屬問題也是法律的空白，容易出現物權和銷售權的糾紛。

3.2.4 油氣回收設施安全性更需重視

油氣回收的過程存在隱患，主要可歸結為：超壓和負壓，空氣侵入、火災和爆炸。據資料顯示，國內已安裝的油氣回收設備很少使用。老舊碼頭泊位靠泊中小型船舶居多，現有技術下，大多數中小型船舶不具備油氣回收條件，石油化工分公司等老舊碼頭即使建設油氣回收系統，勢必使用頻次較低，周期較長，長時間不用更容易存在安全隱患，設備老化、個別管件失靈等問題不容忽視。

4 展望

碼頭油氣回收是國家大氣污染防治的重要環節，是交通運輸部推進綠色發展的重要任務。《原油成品油碼頭油氣回收行動方案》已詳細列出任務清單，分工和保障措施。交通運輸部第一批試點項目舟山中化興中石油轉運有限公司1、2泊位原油裝船油氣回收工程的順利實施，上海石化碼頭投建的油氣回收裝置通過環保評估正式投用，均為國內碼頭油氣回收提供了良好的示范作用和實踐經驗。交通運輸部科學研究院等單位起草的交通運輸行業標準 “碼頭油氣回收船岸安全界面技術要求”3月份已完成征求意見，政策法規的具體化、技術標準的規范化、資金扶持的制度化、試點開展的規模化等方面已展開多項工作。隨著法規層面的在斷完善，技術層面的不斷成熟，碼頭油氣回收排放標準、船舶油氣回收配套接口等問題得到解決指日可待，油碼頭油氣回收工作將迎來新的春天。

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