石油行業中新環保技術的應用分析

王春雨 崔 倩 羅 飚

（1 河北環信環保科技有限公司 河北石家莊 050000 2 河北環山企業管理咨詢有限公司河北石家莊 050000 3 中石油大港油田分公司第三采油廠 河北滄州 061023）

引言

石油行業是我國經濟發展的支柱產業之一，隨著經濟高速發展，石油行業的規模逐漸擴大，生產中產生的污染物數量日益增多，對生態環境造成了較大污染。目前，我國環保政策、法規標準對石油行業的生產進行了全過程監管，并以環境保護為導向，不斷提出新規范、新要求，因此石油行業面臨的環保壓力較大，降低生產造成的污染成為石油行業當前的首要任務。而新環保技術的應用有助于石油行業降低生產造成的污染，但如何合理有效地應用新環保技術，充分發揮新環保技術的應用價值是石油行業當前亟待解決的問題。

1 石油行業面臨的環保壓力

目前，我國的石油資源仍處于資源短缺、對外依存度較高的狀態，因此石油行業一直處于持續擴大生產規模、調整資源結構、產業結構的狀態。但在行業內部發展受到制約、國家環保政策與法規標準日益嚴格的情況下，石油行業面臨多方面的環保壓力。

1.1 開采方面

現存老油田進入開發中后期，油田內部含水率逐漸增加，受到地層等因素影響，污水回注量的變化使得外排增多，低產、稠油、低滲、高硫天然氣產出比例也因此提升，其中高硫天然氣運輸時會產生較多烴類氣體，稠油熱采使用的燃煤鍋爐會排放較多二氧化碳。同時，在油氣勘查開發技術原則“地上服從于地下”的指導下，開采過程也極易涉及地下水保護問題[1]，如后續排污中，部分企業對酸液和壓裂液未規范處理，造成水源和土壤的污染，從而影響周邊的農作物生產和居民的生活。另外，在長期開采中堵塞問題也較為常見，因此可通過酸液或壓裂液來溶解堵塞物質解決堵塞問題。

1.2 煉油方面

隨著國內諸多地區輕質原油加工份額的降低、稠油量的提高，中東、委內瑞拉、俄羅斯等國家的進口原油在國內陸續投入生產，由于此類原油具有高硫、高酸的特點，因此生產中的有害氣體排放較多。同時，伴隨煉化一體化進程的加深，石油行業產品升級加快，企業規模逐漸擴大，催化裂化設備、延遲焦化設備等重污染設備逐漸增多，耗水量加大，諸多石油企業迫于節水壓力，實行污水回用措施，但污水中氯化物、COD 濃度較高，如果處理不到位直接回用不僅影響產品質量，還會使生產中產生的烴類氣體、二氧化碳增多。另外，清潔燃料的大規模應用，也對加氫工藝的要求逐漸加深，使得二氧化碳排放量大增。

1.3 管道運輸方面

我國國土面積遼闊，石油資源、消費市場所處位置不均，管道運輸里程較大，運輸中會無法避免地涉及環境保護區、敏感區、水源保護區、風景區以及人群密集區等，因此石油運輸中一旦出現泄漏情況，不僅會對生態環境造成較大破壞，還會威脅人們的生命及財產安全。

新形勢下，廢水、廢氣、固體廢物（簡稱“三廢”）的產生量處于持續增加趨勢，使污染物處理的難度逐漸增加，根據英國Umis 提出的洋蔥模型，結合當前石油行業的特點，將石油行業“三廢”來源概括如圖1 所示的面源[2]。因此，在“三廢”產生量增加，國家政策、法律規范逐漸嚴格的背景下，油行業面臨著極大的環保壓力。

圖1 石油行業“三廢”來源概括

2 石油行業新環保技術的應用價值

2.1 優化資源結構

石油是一種不可再生資源，較為短缺。目前，我國石油產量無法滿足實際需求，必須進行資源進口。但進口石油質量不可控，可能含有多種有害物質，而傳統環保技術對原油生產過程中產生的有害物質處理效率較低，因此在實際生產中，只能減少進口石油在生產原料中的占比，這樣一來石油消費市場就出現了缺口，不僅影響人們日常生活與出行，還不利于石油行業的整體發展。造成上述現象的原因，可歸結為污染物處理效率低下，而新環保技術的應用，可顯著提升污染物的處理效率和效果，如此石油行業便可增加進口石油在生產原料中的占比，使石油行業的資源結構得到優化，有利于石油行業可持續發展。

2.2 提高企業經濟效益

對石油企業發展而言，新環保技術的應用可有效提高企業經濟效益。傳統環保技術成本較高，應用效果較差，且對于進口石油生產中產生污染的處理能力較弱，制約了石油行業的發展，使得石油企業難以提升經濟效益。新環保技術應用后，對石油行業的資源結構進行了優化，意味著可在保護生態環境的同時擴大生產規模、提高市場份額，達到提升企業經濟效益的目的。而石油企業提高經濟效益后，又可進一步增加新環保技術的資金投入、設備投入，降低對生產環境產生的影響，形成良性循環。

3 石油行業中新環保技術的實際應用路徑

本文基于石油行業中的“三廢”，說明石油行業中新環保技術的實際應用路徑。

3.1 廢水處理中的應用

石油行業生產中會產生大量廢水，其中含有大量的重金屬離子，這些重金屬離子隨廢水排放后將會嚴重污染水資源和土壤。如，重金屬離子排入水資源后，會直接進入水生態循環系統，將污染擴散至地表水、地下水，甚至在周邊動植物體內富集，并通過生物鏈對人體健康、生命安全產生威脅，污染危害極為廣泛。

傳統廢水處理工藝包括吸附、沉降、加入混凝劑或助凝劑等，雖然能夠有效去除廢水中的有害物質，但因流程較為復雜，難度較高，耗時較長，制約了石油行業的發展。為此，石油行業相關企業可將新環保技術中的活性炭吸附技術用于廢水處理之中。活性炭吸附技術是將大量活性炭投入廢水中，利用活性炭的吸附力，吸附廢水中的重金屬離子和其他有害物質，減少廢水中污染物的含量，降低廢水排放后對生態環境產生的污染。由于活性炭的吸附能力較強，成本低廉，目前已被石油行業廣泛應用。但采用活性炭吸附技術處理廢水時，應嚴格控制活性炭的投放量和浸泡時間。由于活性炭自身的吸附力會隨時間推移而降低，因此相關工作人員應對活性炭的使用時間進行合理規劃，避免浸泡時間過長而致活性炭吸附能力失效，對廢水產生反復污染。同時，在活性炭投放量方面，工作人員還應根據廢水中污染物的濃度，合理規劃活性炭投放量，防止出現浪費或凈化不完全現象。

3.2 廢氣處理中的應用

石油行業生產產生的廢氣攜帶大量化學物質，如氮氧化合物、硫化物、烴類物質等，若不經過特殊處理后再排放，將會引起嚴重大氣污染，甚至造成酸雨現象。

傳統石油企業對廢氣的處理依賴于加壓進行化學反應，雖然此種方式能夠去除廢氣中的化學物質，使其達到規范排放標準，但加壓過程的危險性較高，相關設備較為昂貴，會增加石油企業的生產成本。對此，可應用新環保技術中的超臨界流體萃取技術，取代傳統廢氣處理的加壓和化學反應。超臨界流體萃取技術的原理是利用超臨界流體對酮類物質、醚類物質、烴類物質等具有的特殊溶解作用，去除廢氣中的有害成分，其常用的超臨界流體為二氧化碳。和化學反應相比，超臨界流體萃取技術能夠在接近室溫（40℃左右）的條件下對廢氣中的有害物質進行溶解、提取，可有效防止廢氣中熱敏性物質的逸散，且能夠將高沸點、易熱解、低揮發度的有害物質在室溫下進行萃取。因此，超臨界流體萃取技術無需進行加熱，可降低廢氣處理成本，且無需加壓，顯著提高了廢氣處理過程的安全性，對石油行業廢氣的處理效率極高。此外，二氧化碳作為常用的超臨界流體，成本較為低廉，意味著該項技術在后續應用中產生的成本較低，具有較強的推廣價值。

3.3 固體廢物處理中的應用

石油行業固體廢物具有揮發性強、自身毒性強、處理難度較高、占據空間較大等特點，且種類、數量較多，對于局部環境污染極為嚴重，極易威脅到生產人員與周邊居民的生命安全。

石油行業傳統固體廢物處理方法為無害化處理，指的是經過適當處置，將固體廢物中的有害物質分解或使其無法危害環境，常用的方法有填埋法、拆解法等。雖然無害化處理的難度較低，但效果較差、成本較高，處理后的固體廢物極易受外界因素影響而對生態環境造成污染。為最大限度提高石油行業固體廢物處理效果，新環保技術中的資源化技術不僅能夠將固體廢物的危害降到最低，還能幫助石油企業在短時間內獲取經濟收益。具體而言，資源化技術是將固體廢物進行二次處理后，轉化為可利用資源，投入到各個領域中，或將處理過程中產生的副產物作為資源，降低生產成本。如，將固體廢物中的重金屬離子進行去除后，利用其中的氮氧化合物以及相關硫化物、磷化物等物質，制作為混合肥料，投入到農業領域中；或將固體廢物直接進行焚燒，利用固體廢物的熱值，通過熱傳導，將熱能傳導至生產流程中，減少石油行業生產過程中的熱能消耗，同時焚燒產生的爐渣可與粉煤灰混合，經過加工處理后轉變為建筑材料，應用到建筑領域中。

3.4 微生物處理

除廢水、廢氣、固體廢物外，含油污水也是石油行業中常見的污染物。對含油污水進行處理時，雖無法應用上述新環保技術，但可應用微生物處理技術，具體流程如圖2 所示。微生物處理技術是利用除油器將含油廢水中的油污去除，再利用A/O 池進行凈化，最后排放或回收利用。同時，此項技術還可應用到石油行業中的開采環節，去除老油田開采出的、含水率較高的原油中的水分，提高原油開采效率[3]。因此，不同污染物類型可應用不同的新環保技術，相關人員可結合石油行業生產實際情況，選擇合適的新型環保技術解決生產過程的各種污染問題，詳見表1。

表1 石油行業中可應用的新環保技術

圖2 微生物處理工藝流程

3.5 酸液和壓裂液污染防治

防止酸液、壓裂液污染的最佳方法便是及時回收酸液、壓裂液，統一進行無害化處理。傳統環保技術對于濃度在10%以上的廢酸液，采用自然結晶法、自然結晶-擴散滲透法、真空濃縮-冷凍結晶法和離子交換法等進行處理。對于濃度較低（10%以下）的廢酸液，使用石灰石池過濾中和、廢水中和等方式處理。這些方法雖然能夠對廢酸液無害化，但經濟性較差。因此，石油行業的相關人員可進行創新，對廢酸液進行二次利用，如利用廢酸液中的殘留酸進行注水井調剖，改善吸水剖面的效果，以二次回收的形式降低廢酸液的排放量。對于變質后的廢酸液、廢壓裂液，處理后可作為活性廢水應用到廢水處理中。若石油行業相關企業不具備二次回收利用技術，可使用絮凝沉淀法，清除廢酸液、廢壓裂液內部的可溶性物質，再結合氯酸鈉、紫外線光對廢液進行處理，將內部高分子及有機化合物氧化分解，使其達到排放標準后進行排放。同時，相關人員還可嘗試應用生物-超聲波法、膜法分離法、電絮凝法等新技術對廢酸液和壓裂液進行處理。

4 石油行業中新環保技術應用的保障策略

石油行業特點鮮明，生產過程產生的污染和設備的先進程度密切相關，若生產設備較為老舊，生產技術落后，極易導致污染物增多，降低新環保技術的應用效果。因此，為提高新環保技術的應用效果，相關企業應重視生產設備的更新換代以及保養維修，應用較為先進的生產技術，并適當投入資金，降低生產資源消耗，實現節能生產。同時，良好的生產設備、環保設備可最大限度發揮新環保技術的價值，降低石油行業的環境污染風險，促進生產規模的擴大，維持企業穩定健康發展[4]。

此外，利用新環保技術改善污染時，還應對生產細節加強管控，設立污染監測部門，對生產全過程的相關環保問題進行監測，確保相關工作人員可嚴格按照規范使用新環保技術。

結語

綜上所述，在資源短缺、環保政策日趨嚴格的背景下，石油行業面臨著較大環保壓力。為此，石油行業應明確新環保技術的應用價值，結合行業實際情況，合理運用新環保技術，并加強對環保技術的創新和優化探索，提高石油行業的環保水平，促進石油行業穩定、健康發展。