码头油气回收技术的发展及问题探讨

摘要：指出了油气回收技术对于环境保护和资源综合利用具有重要意义，近年来得到广泛关注，但是国内油气回收系统应用于码头的案例并不多见。介绍了码头油气回收技术的发展情况，并分析了其在应用过程中出现的问题。

关键词：油气回收；码头；发展现状；问题

中图分类号：X74 文献标识码：A

文章编号：1674-9944（2013）01-0043-03

1 引言

油气属于挥发性有机污染物（VOCS：volatile organic compounds），油气中含有多种致癌组分，含有较大比例的不饱和烃对形成光化学烟雾和臭氧污染作用较大。因此，国际上十分重视对储油库、加油站等处大气污染的治理。

由国家环保总局和国家质监总局联合发布的《储油库大气污染物排放标准》、《汽油运输大气污染物排放标准》和《加油站大气污染排放标准》已于2007年8月1日起实施，3项标准为油气回收治理规定了油气排放限值、控制技术要求和检测方法。其中储油库和加油站规定了油气排放处理装置的油气排放浓度应小于等于25g/m³，储油库的油气处理效率不应低于95%。

油气回收不但可以将损耗的油气重新利用，而且可以有效防范大量油气渗入到大气中，降低环境污染，同时还可提升码头和罐区的安全系数。这一措施，可有效推动节能减排工作，同时也是大力发展环保产业、循环经济和绿色经济的需要。

目前，我国油库、炼油厂和加油站都开展了回收油气的工作，但是油品码头装船作业其油气回收装置的工艺研发进展缓慢。随着国务院颁布《防治船舶污染海洋环境管理条例》的实施，以及MARPOL73/78公约附则Ⅵ在我国的生效，对于成品油装船油气回收装置不论从法律方面，还是从安全、环保和节能方面，其成熟、可靠的工艺出台都是迫在眉睫的问题。

2 油气回收技术及码头油气回收技术发展概况

2.1 国外油气回收技术发展概况

油气回收技术起步于20世纪60年代，美国、日本早在20世纪70年代就已成功研制出了油气回收装置。其主要工艺为冷凝法、吸收法及吸附法。德国也在近年推出了使用膜分离技术的油气回收成套装置，使油气回收技术得到了进一步发展。目前发达工业国家的炼油厂、油库、加油站等普遍都采用了油气回收设施，这些设施既保护了环境，也取得了良好的经济效益[1]。

除此之外，国外研究人员还建立了一些模型对各种油气回收装置实施情况进行模拟，进而得到各装置的回收效率及影响回收效率的各种因素，有利于在综合考虑经济效益、社会效益和环境效益的基础上，对现有的各装置作相应的改进，或改变周围的各制约因素，以达到最佳的回收效果[2]。

2.2 国外码头油气回收技术应用现状

国际海事组织（IMO）在1997年9月批准《73/78防污公约》新增加防止船舶造成大气污染规则，并于2005年5月19日生效。美国沿岸各州政府从1998年开始要求进入其港口装货的油轮使用油气回收系统，并陆续在各装船港口配备VOCs接收装置。美国联邦法典第46卷还对油轮货油舱的油气回收要求作了详细规定。目前美国海岸港口已禁止没有油气收集系统的船舶停靠。

挪威卑尔根港附近的Mongstad油港已着手进行油气回收系统的改造，在岸上增设相应的VOCs接收和处理装置。瑞典已在50多个液体散货装船码头上建造VOCs回收系统，采用的技术之一是利用低温煤油向吸收装置中喷淋，以吸收装置中的蒸发气体。被吸收的蒸气在分离器中与煤油相分离，再经冷却使之凝结成液体，回收率可达98%左右[3]。

尽管发展迅速，发达国家在油气回收领域的技术研发仍有提高的空间。美国油气回收技术以热解技术为主，回收的VOCs难于再利用；而欧洲应用推广VOCs回收再利用技术的国家仍为少数。这主要是因为与其他控制环节相比，在码头装卸过程中的气体回收技术所花费的成本过高[4]。

2.3 国内油气回收技术发展概况

20世纪70年代，国内石油系统科研单位和企业开始研究油气回收技术和产品。80年代初期，我国在吸收法油气回收技术和专用吸收剂开发以及冷凝吸收式油气回收技术研发领域取得了长足进步。90年代后期，上海蓝泓科技公司开发的人工制冷油气回收装置在上海耀华加油站投用。

2000年后，我国开始购买丹麦库索深公司、美国乔丹公司等在油气回收领域处于国际顶尖水平企业的设备。美国HEALY、OPW公司也开始在我国推销加油站的二次回收设施。德国某公司提供了两套膜分离工艺的加油站油气回收设备安装在中石油上海加油站试用。

2003年后，我国开始自行研制油气回收设备。2007年以来，国内油气回收行业迅猛发展。一方面，相应的国家法律法规、执行标准连续颁发，国家发改委、科技部、环保部等政府部门配套的管理方案、实施细则、技术导则陆续出台，对油气回收行业发展的指导文件、扶持政策也不断完善；另一方面，奥运会的召开有力地推动了油气污染的治理和油气的回收利用。京、津、冀地区部分油库、加油站安装了油气回收处理装置，全国的油气回收行动迈出了大步伐。

不过，油气回收行业虽然历经了30年的历程，但油气回收的科研成果没有继续提高，已取得的成果也没有得到推广、没有实现工程化。与国家环境保护政策法规要求的进度、政府对油气回收项目投入基金支持的力度及石油储运销企业对油气回收技术和产品需求的广度，存在很大的差距。

2.4 国内码头油气回收技术应用现状

根据对沿海、沿江各液体散货装船港的调查，码头油气回收技术投入实际应用范例较少。天津港、厦门港、青岛港、南京港、广州港均有码头安装了油气回收设备，天津港、厦门港、广州港的油气回收设备因设计选型和多种化工废气混杂原因未使用，南京港设备因管道运输替代船舶运输而停用，青岛港黄岛化工厂码头石脑油油气回收设备直接采用日本新日公司设备（3000m³/h）和美国乔丹公司设备（500m³/h），使用4年，效果良好。宁波港及大连港的新建油码头也都安装了油气回收系统。而国内其他大型港口的气体回收装置仅安装在个别装载毒性强的液体化工码头。

3 码头油气回收技术在推广中存在的问题

3.1 改造难度较大

一套完整的码头油气回收系统由3部分组成，包括：①拥有密闭货仓及气相回路的运输船舶；②岸上油气回收处理装置；③船舶油气的沿岸接收装置及连接到处理装置的管路。

岸上油气回收处理装置的技术较为成熟，吸收法、吸附法等技术均可应用于码头油气回收。我国沿海运输的液体散货船舶，除运输蒸汽压较高的液化烃船、部分运输毒性强、货物价值高的化工品船具有返回码头上的回气管路外，绝大部分的成品油、原油船货舱透气系统未形成封闭管路，没有气体回收接岸管道，因此无法实施回收，需要对船舶进行改造，由于油船及化工品船舶尚无统一规格，需要根据船舶不同情况提出改造方案。同样，对于船舶油气的沿岸接收装置的接口（呼吸阀）规格也没有统一的标准。对于运用多货种的外贸码头，该问题尤为明显。目前呼吸阀的生产厂家众多，呼吸阀的规格多样，价格差异巨大。由此可见，接收装置接口的规范化是推广码头油气回收技术的前提条件。

同时，逸散的油气实际是各种液态石油形成的混合气体，其在空气中的体积比约为1%～10%时为可燃气体，需严格控制油船火灾和爆炸的风险，这也是制约码头油气回收技术推广应用的重要安全因素。

3.2 投资过高

码头油气回收系统的投资包括3部分，即：①船舶改造费；②处理装置费用；③接收装置（管路）费用。其中以管路费用最为昂贵，具体价格根据泊位到处理设施之间距离的不同而变化巨大，大概是岸上处理设施价格的1～5倍。这主要是因为管路中保障运行安全的配件（①推进风扇②阻燃器③辅助燃料添加剂④探测器）较为昂贵。以美国经验为例，其岸上处理设施的价格仅为整个改造工程价格的24%。而国内新建的大连石油化工公司油码头，油气处理装置及接收装置费用高达6500万元（不包括船舶改造）。

船舶改造费用与船型密切相关，根据英国环保署对欧洲码头油气回收系统改造资料调查的资料显示：在欧洲水域大约3%的油船（不包括原油船）拥有油气收集系统VCS，48.6%的船有密闭装船系统CLS，28.3%的船有惰性气体系统IGS，25.9%的船同时拥有密闭装船系统和惰性气体系统（图1）。

对于有密闭装船系统和惰性气体系统的船舶安装油气收集系统的花费大约是7.5万欧元，有密闭装船系统没有惰性气体系统的花费大约是15万欧元，有惰性气体系统而没有封闭装载系统的大约是20万欧元，都没有的27.5万欧元。由此计算，对行业内油船进行统一改造需要一笔不小的花费。

目前我国油气回收产业刚刚起步，尚无油气回收装置的行业指导价格，而接收及处理设备主要依靠进口，设备维护及耗材更换等后期投资比例仍然较高，使得码头油气回收投资居高不下。

3.3 法规及监测手段不健全

目前，我国环保法规中尚无专门针对码头油气回收的具体规定，而《防治船舶污染海洋环境管理条例》以及MARPOL73/78公约附则Ⅵ也无针对码头油气逸散的具体限制指标。同时，基于环保考虑的码头油气逸散的监测技术尚处于空白阶段。油气回收系统会影响装船效率，在缺乏有效监管手段的前提下，全凭业主单位自觉履行相关规定的模式难以得到保障。

3.3 噪声

使用天然气锅炉的锅炉间主要噪声源为水泵，水泵噪声值在70～80dB（A）左右，非明显强噪声源，对外界声环境影响较小。水泵的振动影响应给予关注，其振动可能对附近居住人群正常生活造成干扰。

3.4 事故影响

天然气锅炉燃料为天然气，其管线输送过程、天然气锅炉本体、燃烧器以及控制、调节、测量等零部件及其连接部位均有可能出现泄漏情况。天然气属于易燃、易爆气体，有毒害性和窒息性，天然气大量泄漏导致锅炉间内天然气浓度过高，会造成人员窒息、甚至中毒死亡；还可能进一步引发火灾甚至爆炸。天然气大量泄漏或发生火灾、爆炸除造成人员伤亡、经济损失外，将对区域的大气环境和生态环境造成较明显的污染影响。

4 环保措施

煤改气工程实施主要目的在于污染物减排、保护环境，但在工程实施和运行过程也不应忽视其自身存在的环境问题，应采取有效的污染防治措施积极控制其污染影响。

（1）施工过程对建筑物拆除场地和煤场、渣场清理场地洒水降尘，拆除、清理后进行地表硬化处理；渣场灰渣必须落实去向，综合利用或者拉运至垃圾场处置；管线施工沿线尽量减少扰动范围、避免穿越工程、保护沿线植被，妥善处置弃土。

（2）天然气锅炉运行过程监控其达标排放情况，并对废气主要污染物SO₂、NOX实施总量控制。

（3）生产废水杜绝直排现象，利用原有的或新建沉淀池对生产废水进行沉淀、中和处理，水质达标方可排入排水管网。

（4）煤改气工程水泵延用技改前锅炉间内水泵，泵房位置和设备已定，若振动影响较为明显，可采取设单独减震基础、水泵机组设橡胶隔振垫或隔振器来控制振动影响。

（5）避免事故造成严重环境污染，关键在于做好事故防范和应急预案。首先，规范燃气锅炉间设计和施工，严把质量关；运行过程严格安全操作，能够使用科学的手段及时发现泄漏隐患并采取应对措施；此外，应制定有针对性的应急预案，一旦发生事故能够妥善处置，以减少事故损失、控制影响程度。

参考文献：

[1] 胡名操.环境保护实用数据手册[M].北京：机械工业出版社，1994.

[2] 国家环境保护总局环境标准研究所.第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册[R].北京：国家环境保护总局环境标准研究所，2001.

[3] 国家环境保护总局.GB13271-2001锅炉大气污染物排放标准[S].北京：国家环境保护总局，2001.