油品儲運系統(tǒng)關(guān)于污染減排的優(yōu)化管理

◎張俊

引言：在供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革背景下，石油化工企業(yè)要想提高自身的市場競爭力和經(jīng)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(yè)形象外，還能夠?qū)崿F(xiàn)廢物再利用，給企業(yè)創(chuàng)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(huán)節(jié)，然后制定相應(yīng)的解決方案，讓節(jié)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(yè)的健康發(fā)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(fā)的特性，當油品儲存設(shè)備所處環(huán)境溫度升高時，罐內(nèi)油氣體積與壓力增加，導致部分油氣從閥門等部位蒸發(fā)并進入到空氣中。油品蒸發(fā)量的多少，除了與溫度有直接關(guān)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(chǎn)生一定的影響。例如同樣的儲運條件下，汽油的蒸發(fā)量比柴油更高。有數(shù)據(jù)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(fā)的原油可以達到20t。除了蒸發(fā)油氣造成空氣污染外，由于油品本身含有一些雜質(zhì)，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(huán)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(huán)境的污染。除了蒸發(fā)的油氣較難控制外，廢水和廢渣都需要經(jīng)過專門的凈化處理。但是許多石油化工企業(yè)為了降低成本，沒有對油品儲運環(huán)節(jié)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(zhì)，被直接堆放在企業(yè)周邊的空地、農(nóng)田上，對環(huán)境的危害嚴重。其二就是增加了安全隱患。油氣蒸發(fā)是一個持續(xù)的過程，在通風效果不理想的情況下，區(qū)域內(nèi)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(tǒng)關(guān)于污染減排的要求

1.總體要求。

（1）嚴抓現(xiàn)場管理。

做好油品儲運中的污染防控和節(jié)能減排，必須要樹立精細化管理意識，從各項工作的細節(jié)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(guān)閉。嚴格遵循本公司制定的管理制度，定期對外網(wǎng)伴熱進行檢查。如果檢查中發(fā)現(xiàn)了伴熱跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，需要及時采取維護措施，確保泄露問題得到及時解決。結(jié)合油品儲運系統(tǒng)的運行特點，根據(jù)運行需要靈活的調(diào)節(jié)用水量、用氣量，將節(jié)能意識貫徹到油品儲運的各個環(huán)節(jié)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(yè)還需要完善日能耗管理制度，堅持做到動態(tài)監(jiān)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(diào)查工作，并將各個小組、部門負責區(qū)域的能耗情況，記入電子臺賬，并將其發(fā)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(tǒng)的能耗情況。對照標準參數(shù)，對污染排放超標、能源消耗超標的，要求相關(guān)負責人調(diào)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(yè)的管理者對油品儲運污染減排工作開展指導。

2.單項節(jié)能措施。

（1）注重溫度調(diào)節(jié)。

靈活調(diào)節(jié)溫度，始終讓油品儲運系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)運行，對減緩油品蒸發(fā)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(yīng)采取必要的控溫措施，防止因為油品受熱膨脹而加速蒸發(fā)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多石油化工企業(yè)的油品儲運系統(tǒng)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(jié)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(huán)境，對降低油品蒸發(fā)量也有積極作用。

（2）注重電量調(diào)節(jié)。

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

三、油品儲運系統(tǒng)關(guān)于污染減排的優(yōu)化管理策略

1.儲運參數(shù)最優(yōu)化策略。

（1）優(yōu)化罐區(qū)工藝指標。在保持經(jīng)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(chǎn)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(cè)線產(chǎn)品出裝置溫度后，正常運行的連續(xù)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(jié)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(jié)能目的。

2.引進油氣回收再利用裝置。

石油化工企業(yè)每年因為油氣蒸發(fā)造成的經(jīng)濟損失嚴重。通過使用油氣回收裝置，盡量的提高蒸發(fā)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(fā)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(yīng)用中有諸多限制，例如活性炭達到飽和后，就失去了繼續(xù)吸附油氣分子的效果，需要經(jīng)常的更換。而更換下來的活性炭如果處理不當，又會產(chǎn)生二次污染。冷凝法則是借助于特定的設(shè)備，將含有油氣分子的空氣吸入設(shè)備后，低溫環(huán)境下油氣分子變成液體，然后將其回收。其優(yōu)點是回收能力強，但是設(shè)備價格較貴，且回收率與空氣中油氣濃度有直接關(guān)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(jīng)濟有便捷，逐漸成為油品儲運系統(tǒng)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(zhuǎn)庫已經(jīng)脫水，可以考慮原油含水≯0.3%時,盡量不在罐區(qū)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(jié)省大量蒸汽。（2）成品油儲量最小化：技改陳舊的汽柴油調(diào)和設(shè)施，從經(jīng)濟效益的角度來看，優(yōu)化目標質(zhì)量調(diào)合，能達到成品質(zhì)量過剩最小，提高了一次調(diào)成率（可達到100%），降低調(diào)合能耗，縮短調(diào)合周期，提高油罐的使用效率，節(jié)省倒罐泵功耗。

4.使用變頻調(diào)速節(jié)能減排技術(shù)。

在一些比較老舊的儲運裝車系統(tǒng)中，經(jīng)常采取調(diào)節(jié)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(xiàn)跑冒滴漏的情況，造成了油品的浪費和環(huán)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(tǒng)中安裝變頻器。利用壓力傳感器可以感知罐內(nèi)出口處壓力變化情況，然后進行變頻調(diào)節(jié)，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(shù)優(yōu)化的條件下，就有可能實現(xiàn)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(shù)的其他加熱方式來實現(xiàn)能量的利用；（3）抽吸式加熱器。還可以在罐出口/泵入口設(shè)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(zhì)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(nèi)底部靠近泵入口處，增設(shè)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(yè)油品儲運系統(tǒng)現(xiàn)狀與優(yōu)化措施

1.油品儲運系統(tǒng)存在的污染及能耗問題。

（1）罐區(qū)蒸汽消耗分析。

某公司的油品儲運系統(tǒng)中，儲罐類型主要包含了原料油品車間儲罐、中轉(zhuǎn)車間儲罐和潤滑油系統(tǒng)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(xiàn)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(nèi)存儲后，使用壓力為1MPa蒸汽，讓溫度一直維持在穩(wěn)定狀態(tài)。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(tǒng)電能消耗分析。

油品儲運系統(tǒng)的電能消耗主要來自于機泵。該公司的油品儲運系統(tǒng)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(jīng)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(diào)查發(fā)現(xiàn)，有2臺機泵存在功率不足的情況，即機泵在滿負荷狀態(tài)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(tǒng)節(jié)能減排的改進措施。

（1）蒸汽消耗節(jié)能方案。

結(jié)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(shù)更低的材料，這樣可以減少外界溫度波動變化對油罐產(chǎn)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(jié)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(jié)約煤炭1200t。還有一種措施是將換熱器的壓力從1.0MPa調(diào)整為0.3MPa，既不會影響蒸汽溫度，又可以降低蒸汽消耗。調(diào)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(jié)能減排效果明顯。

（2）電能節(jié)約方案。

首先是要根據(jù)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(shè)備，很難滿足現(xiàn)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(jié)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(jié)電效果明顯。

除了上述兩種主要的節(jié)能減排措施外，石油化工企業(yè)還必須認識到，對于油氣儲運系統(tǒng)存在的污染與能耗問題，不能單純從經(jīng)濟方面考慮，還要關(guān)注對于環(huán)境、安全帶來的潛在影響。這就需要石油化工企業(yè)必須從保證作業(yè)環(huán)境及作業(yè)人員的安全方面，從改善空氣質(zhì)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(tǒng)的運行特點、實際情況，分別制定相應(yīng)的污染防控與節(jié)能減排措施，真正實現(xiàn)油品“綠色”儲運。

結(jié)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(huán)境質(zhì)量，而且也能夠給石油化工企業(yè)創(chuàng)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(tǒng)出現(xiàn)油氣蒸發(fā)、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(fā)，采取針對性的措施，切實提高節(jié)能減排的效率。尤其是對于比較老舊的油品儲運系統(tǒng)，需要逐步用新材料、新設(shè)備，替換原來的老舊系統(tǒng)，使用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)、引進油氣回收裝置以及新型保溫隔熱材料等，高質(zhì)量的完成油品儲運的污染減排與節(jié)能環(huán)保工作。