油品儲運系統關于污染減排的優化管理

◎張俊

引言：在供給側結構性改革背景下，石油化工企業要想提高自身的市場競爭力和經濟效益，必須要重點做好油品儲運工作中的污染減排管理。除了通過減少污染物排放，樹立一個負責任的企業形象外，還能夠實現廢物再利用，給企業創造了額外的利潤價值。要想從源頭上加大污染減排力度，首先要立足于油品儲運的整個流程，找出可能存在污染的具體環節，然后制定相應的解決方案，讓節能減排工作真正落實下去，從長遠來看對我國石油化工行業的健康發展也有積極的幫助。

一、油品儲運中常見污染源及危害

1.油品儲運中的幾種污染源。

油氣具有易揮發的特性，當油品儲存設備所處環境溫度升高時，罐內油氣體積與壓力增加，導致部分油氣從閥門等部位蒸發并進入到空氣中。油品蒸發量的多少，除了與溫度有直接關系外，像油品儲存罐本身的密封性能、油品的類型等，也都會產生一定的影響。例如同樣的儲運條件下，汽油的蒸發量比柴油更高。有數據表明，對于容量為3000m3的油罐，在灌頂密封不嚴的情況下，每個月蒸發的原油可以達到20t。除了蒸發油氣造成空氣污染外，由于油品本身含有一些雜質，以及具有一定的腐蝕性。需要定期清洗油罐。而清洗出來的油泥、廢渣、廢水，如果處理不當也會污染環境。

2.油氣儲運中污染問題的危害。

油品儲運中污染排放問題，帶來的直接危害主要包括兩方面：其一就是環境的污染。除了蒸發的油氣較難控制外，廢水和廢渣都需要經過專門的凈化處理。但是許多石油化工企業為了降低成本，沒有對油品儲運環節生成的污染物進行必要的凈化處理。例如油罐清洗出來的油泥，含有許多重金屬物質，被直接堆放在企業周邊的空地、農田上，對環境的危害嚴重。其二就是增加了安全隱患。油氣蒸發是一個持續的過程，在通風效果不理想的情況下，區域內空氣中油氣的濃度會逐漸升高，這時候如果遇到明火、電火花等，很容易引起爆炸事故。鑒于油氣儲運中污染問題的嚴重危害后果，采取污染減排措施勢在必行。

二、油品儲運系統關于污染減排的要求

1.總體要求。

（1）嚴抓現場管理。

做好油品儲運中的污染防控和節能減排，必須要樹立精細化管理意識，從各項工作的細節上，采取行之有效的措施，在不影響油品儲運工作開展的前提下，將能源消耗降到最低。例如要堅持做到“人走燈滅”，像泵房、閥室這些場所，在沒有人員值班或是白天的情況下，將照明燈具關閉。嚴格遵循本公司制定的管理制度，定期對外網伴熱進行檢查。如果檢查中發現了伴熱跑、冒、滴、漏等現象，需要及時采取維護措施，確保泄露問題得到及時解決。結合油品儲運系統的運行特點，根據運行需要靈活的調節用水量、用氣量，將節能意識貫徹到油品儲運的各個環節當中。

（2）加強過程控制。

為了貫徹落實“源頭防治”的理念，石油化工企業還需要完善日能耗管理制度，堅持做到動態監測、實時反饋、及時處理。所有參與油品儲運工作的部門，每天上班后盡快完成能耗調查工作，并將各個小組、部門負責區域的能耗情況，記入電子臺賬，并將其發送給管理員。管理員將所有的臺賬信息進行匯總，了解整個油品儲運系統的能耗情況。對照標準參數，對污染排放超標、能源消耗超標的，要求相關負責人調查原因，并及時整改。以“周”為單位，每周向上級報告能耗情況。方便石油化工企業的管理者對油品儲運污染減排工作開展指導。

2.單項節能措施。

（1）注重溫度調節。

靈活調節溫度，始終讓油品儲運系統處于最佳狀態運行，對減緩油品蒸發速率有顯著作用。考慮到外界的溫度變化較為明顯，尤其是在夏季氣溫較高的情況下，應采取必要的控溫措施，防止因為油品受熱膨脹而加速蒸發。調查發現，很多石油化工企業的油品儲運系統中，使用蒸汽伴熱的方式。這種老式的伴熱方法，不僅投入和維護成本高，而且伴熱溫度起伏波動較大，不利于溫度的靈活控制。可以通過工藝革新的方式，用電伴熱或凝結水伴熱等方式，既可以減少空氣污染，又能夠提高伴熱溫度控制能力。這樣就可以讓油品始終處于相對恒定的環境，對降低油品蒸發量也有積極作用。

（2）注重電量調節。

近年來越來越多的石油化工企業使用電伴熱方式進行油品儲罐的溫度調節。如果這些電氣設備常年開著，無形中就會造成了電能的浪費，也給企業增加了運營成本。因此，管理人員可以根據外界氣溫的變化，調節電伴熱的功率與開閉。例如當氣溫維持在0-25℃時，可以關停電伴熱，從而節約了電能。另外，培養成良好的、規范的操作習慣，油品輸轉時先壓油后氣泵，可以減少因為氣泵空轉而造成的能源消耗。在油品儲運系統中，進泵設備是“能耗大戶”，原來的進泵設備大多采用定頻控制系統，經過工藝改良后將其改為變頻運行，這樣就可以根據油氣流量的變化，自動調節進泵運行功率，也可以明顯的節約電能。

三、油品儲運系統關于污染減排的優化管理策略

1.儲運參數最優化策略。

（1）優化罐區工藝指標。在保持經濟黏度，不使輸送動力消耗顯著增加的前提下，降低儲運溫度，可使散熱損失和加熱伴熱負荷顯著降低；（2）適當提高產品出裝置的溫度（如渣油95℃、蠟油95℃），在管線和儲罐中自然降溫，平衡其散熱損失，少用或不用蒸汽加熱；（3）合理減少伴熱線。提高裝置側線產品出裝置溫度后，正常運行的連續流動的管線可以停用伴熱線，空管線（在有壓縮風掃線、排水、防凍的條件下）可停用伴熱；（4）利用蒸汽伴熱凝結水，進行儲罐維溫，減少蒸汽用量；（5）新型保溫材料的使用。儲罐及管線保溫采用新型材料，減少維溫蒸汽的消耗，達到節能目的。

2.引進油氣回收再利用裝置。

石油化工企業每年因為油氣蒸發造成的經濟損失嚴重。通過使用油氣回收裝置，盡量的提高蒸發油氣的收集能力，一來是可以達到污染減排的效果，二來也幫助公司減少了損失。目前常用的油氣回收方法主要包括吸附法、冷凝法等幾種，另外隨著新材料工藝的發展，薄膜選擇滲透法在近幾年也開始得到了推廣使用。

吸附法就是以活性炭作為吸附材料，可以對空氣中飄散的油氣分子進行吸收。雖然成本較低，但是在實際應用中有諸多限制，例如活性炭達到飽和后，就失去了繼續吸附油氣分子的效果，需要經常的更換。而更換下來的活性炭如果處理不當，又會產生二次污染。冷凝法則是借助于特定的設備，將含有油氣分子的空氣吸入設備后，低溫環境下油氣分子變成液體，然后將其回收。其優點是回收能力強，但是設備價格較貴，且回收率與空氣中油氣濃度有直接關系。薄膜選擇滲透法則是利用濾膜材料的微小孔徑，空氣可以順利通過濾膜，而油氣分子則被截留，從濾膜上回收油氣。這種方法既經濟有便捷，逐漸成為油品儲運系統中油氣回收的常用方法。

3.儲量最小化策略。

（1）原油存量最小化。管輸原油在中轉庫已經脫水，可以考慮原油含水≯0.3%時,盡量不在罐區進行脫水操作，以降低原油中間庫存，還可以考慮不使用儲罐，可以消除進入污水廠的大部分污油，從而減少污油罐和揀油池的蒸汽加熱負荷，節省大量蒸汽。（2）成品油儲量最小化：技改陳舊的汽柴油調和設施，從經濟效益的角度來看，優化目標質量調合，能達到成品質量過剩最小，提高了一次調成率（可達到100%），降低調合能耗，縮短調合周期，提高油罐的使用效率，節省倒罐泵功耗。

4.使用變頻調速節能減排技術。

在一些比較老舊的儲運裝車系統中，經常采取調節出口閥門的方式控制油氣輸送流量。這種方式的弊端十分明顯，例如隨著油品儲量減少、液面降低，出口處所受的壓力減小，流量也會減慢，影響裝車效率。還有就是閥門處容易出現跑冒滴漏的情況，造成了油品的浪費和環境的污染。為此，我們可以通過工藝改良的方式，在油品儲運系統中安裝變頻器。利用壓力傳感器可以感知罐內出口處壓力變化情況，然后進行變頻調節，使用電機輔助控制流量變化，既可以提高裝車效率，又能夠防止資源的浪費。

5.選擇合適的加熱方式。

（1）熱水作熱源。簡單地利用90℃左右的低溫熱水代替蒸汽也行不通，因總傳熱溫差△T大幅度降低，傳熱量會成倍下降。不過在上述儲運參數優化的條件下，就有可能實現熱水替代蒸汽通過盤管維溫；（2）管殼式換熱器。在盤管傳熱面積不夠的情況下，可采用提高傳熱系數的其他加熱方式來實現能量的利用；（3）抽吸式加熱器。還可以在罐出口/泵入口設置抽吸式加熱器，只加熱抽出部分的油品，保證泵送油黏度的要求。重質油品低溫黏度較大、流動性差。為保證送油時達到黏度要求，可在罐內底部靠近泵入口處，增設抽吸式加熱器，低溫油品從遠端吸入，從近端出換熱器，進泵時已被加熱升溫，黏度達到要求。

四、某企業油品儲運系統現狀與優化措施

1.油品儲運系統存在的污染及能耗問題。

（1）罐區蒸汽消耗分析。

某公司的油品儲運系統中，儲罐類型主要包含了原料油品車間儲罐、中轉車間儲罐和潤滑油系統車間儲罐三種。在保溫方式上，主要以磚墻、石棉板等作為儲罐保溫材料，實際的保溫隔熱效果不理想。另外，由于運營年限較長，保溫材料也出現了不同程度的破裂情況，儲罐的熱損失直接導致了蒸汽消耗量居高不下。原油進罐前，需要先通過換熱器，采取恒溫水浴的方式，將原油的溫度升高至40℃。原油進入罐內存儲后，使用壓力為1MPa蒸汽，讓溫度一直維持在穩定狀態。一臺1000m3的儲罐每年需要消耗1MPa蒸汽約為11.8 m3×103t，蒸汽消耗嚴重。

（2）儲運系統電能消耗分析。

油品儲運系統的電能消耗主要來自于機泵。該公司的油品儲運系統中共安裝有5臺機泵，排量從200-500m3/h不等，揚程在260-300m之間。這些機泵大部分的使用年限已經接近甚至是達到了最長壽命，加上長時間的高負荷運行，因為自身老化導致能耗較高、效率低下。另外調查發現，有2臺機泵存在功率不足的情況，即機泵在滿負荷狀態下，油氣的傳輸流量仍然達不到要求。長時間的滿負荷工作，不僅讓機泵消耗了更多的電能，而且油品的傳輸效率不高。

2.油品儲運系統節能減排的改進措施。

（1）蒸汽消耗節能方案。

結合上文分析，在蒸汽能耗的減排管理上，主要從保溫隔熱著手。公司方面可以將原來使用的磚墻、石棉，替換為保溫性能更好、導熱系數更低的材料，這樣可以減少外界溫度波動變化對油罐產生的影響，達到降低蒸汽消耗的目的。例如復合硅酸鹽材料、水泥石棉絨材料等，都是目前常用的較為理想的保溫材料。對比普通的石棉板和水泥石棉絨，同樣是一臺1000m3的儲罐，保溫材料替換為后者，每年可以節省的熱能達到8.3×109kcal。按照標準煤的熱值為7000 kcal來計算，每年可以節約煤炭1200t。還有一種措施是將換熱器的壓力從1.0MPa調整為0.3MPa，既不會影響蒸汽溫度，又可以降低蒸汽消耗。調整之后，一臺10003m的儲罐，每年僅需要消耗2.7 m3×103t的蒸汽，對比來看節能減排效果明顯。

（2）電能節約方案。

首先是要根據本公司油氣儲運的實際需求，選擇合適的機泵。近年來，隨著公司不斷進行工藝改良，對油氣儲運和輸送的效率有了更高的要求。如果仍然使用原來的機泵設備，很難滿足現階段的需求。因此，在了解油品儲運需求后，及時更換功率、揚程合適的機泵，既可以滿足工作要求，又能夠節約電能。例如#2和#3機泵，主要負責給蒸餾裝置供料，只需要300m3/h就可以滿足需求。可以將原來300m3/h排量的機泵更換為小排量，在不影響供料的情況下，節電效果明顯。

除了上述兩種主要的節能減排措施外，石油化工企業還必須認識到，對于油氣儲運系統存在的污染與能耗問題，不能單純從經濟方面考慮，還要關注對于環境、安全帶來的潛在影響。這就需要石油化工企業必須從保證作業環境及作業人員的安全方面，從改善空氣質量方面，對污染減排問題給予更高的重視，并立足于本公司油品儲運系統的運行特點、實際情況，分別制定相應的污染防控與節能減排措施，真正實現油品“綠色”儲運。

結語：在油品儲運過程中，做好污染減排工作不僅有助于保證空氣環境質量，而且也能夠給石油化工企業創造間接的收入，避免不必要的能源、資源損耗。目前來看，導致油品儲運系統出現油氣蒸發、泄露的原因有多種，像儲罐密封不嚴，保溫隔熱材料不好等。針對這些問題，必須要從源頭出發，采取針對性的措施，切實提高節能減排的效率。尤其是對于比較老舊的油品儲運系統，需要逐步用新材料、新設備，替換原來的老舊系統，使用變頻調節技術、引進油氣回收裝置以及新型保溫隔熱材料等，高質量的完成油品儲運的污染減排與節能環保工作。