王 云

(中國(guó)石化貴州石油分公司，貴陽(yáng) 550002)

截至2011年底，我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)2.25億輛。汽車數(shù)量的迅速增加帶動(dòng)了油品需求量的大幅度增加，加油站數(shù)量已達(dá)9.5萬(wàn)座;預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)每年至少需要4.5億噸原油，而其中汽車用油將占我國(guó)總用油量的55%。目前，絕大多數(shù)加油站普遍存在油氣泄漏問(wèn)題，不僅浪費(fèi)了寶貴的油氣資源，而且造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染;近兩年我國(guó)加油站的油氣揮發(fā)率在千分之七左右，由此造成的損失高達(dá)20億元。因此，對(duì)加油站的油氣進(jìn)行回收治理是節(jié)能、環(huán)保和安全的綜合體現(xiàn)。

1 加油站油氣回收的必要性

加油站的油品蒸發(fā)是揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)排放的一個(gè)重要來(lái)源，油氣中所含VOC的化學(xué)活性非常高，因此其對(duì)臭氧生成的貢獻(xiàn)率不容忽視;而VOC物質(zhì)自身具有很強(qiáng)的毒性，含有苯、二甲苯、乙基苯等致癌物質(zhì)，油氣揮發(fā)物被吸入人體后，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生直接危害;同時(shí)，油氣遇煙火、金屬碰撞、發(fā)電機(jī)排氣管噴火等都可導(dǎo)致火災(zāi)，由于絕大多數(shù)的加油站都位于城鎮(zhèn)交通要道等人群相對(duì)集中的地方，因而存在較大的潛在危險(xiǎn)。實(shí)施油氣回收，可以從根本上解決問(wèn)題、切斷危險(xiǎn)源的存在，消除可能導(dǎo)致爆炸、燃燒等的安全隱患[1]。

2 油氣回收技術(shù)的發(fā)展

油氣回收是指對(duì)儲(chǔ)油庫(kù)和加油站在卸油、儲(chǔ)油和加油過(guò)程中產(chǎn)生的油氣，通過(guò)密閉收集、儲(chǔ)存和送入油罐汽車的罐內(nèi)，運(yùn)送到儲(chǔ)油庫(kù)集中，經(jīng)過(guò)一定的工藝使油氣從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，重新變?yōu)槠?，達(dá)到資源回收利用的過(guò)程。

油氣回收主要分三次:一次回收是將油庫(kù)發(fā)油和加油站卸油過(guò)程中產(chǎn)生的油氣回收到油罐車中;二次回收是將加油站加油槍和汽車油箱揮發(fā)的油氣回收到埋地油罐中;三次回收是指將一次和二次回收到油罐中的油氣通過(guò)壓縮機(jī)冷凝工藝進(jìn)行油氣回收。

油氣回收技術(shù)按其工作原理分為5種基本形式:冷凝法、吸收法、吸附法、膜分離法和燃燒法[2]。

2.1 國(guó)外加油站油氣回收現(xiàn)狀

1970年美國(guó)《空氣清潔法》頒布，逐步實(shí)施一次油氣回收。1974年圣地亞哥市首先推動(dòng)一次油氣回收技術(shù)。此后，美國(guó)其他十六個(gè)因臭氧污染造成空氣質(zhì)量不合格的地區(qū)也推行了一次油氣回收技術(shù)。1975年美國(guó)的聯(lián)邦法規(guī)文件中首次提及控制汽車加油站油氣逸散的管制方案。文件中也討論計(jì)劃要在全美空氣質(zhì)量最差的地區(qū)，采用二次油氣回收技術(shù)作為加油時(shí)油氣揮發(fā)的控制策略。1977年公布的空氣清潔法修訂版中，規(guī)定特定地區(qū)必須采用二次油氣回收技術(shù)以控制加油站油氣擴(kuò)散。80年代后期美國(guó)進(jìn)一步完善了《空氣保護(hù)法》，新法規(guī)中明確指出，只有當(dāng)加油站安裝油氣回收系統(tǒng)后才能滿足環(huán)保法規(guī)的要求;90版的空氣清潔法修訂案中規(guī)定:“對(duì)認(rèn)定為臭氧污染造成空氣質(zhì)量不好或嚴(yán)重的地區(qū)，必須推行二次油氣回收計(jì)劃以作為管理措施”?，F(xiàn)在美國(guó)加州和美國(guó)中心城市已全部安裝了二次油氣回收裝置。

目前國(guó)外采用的油氣封存冷凝系統(tǒng)能將油罐正常排放油氣的99%處理回油罐，基本實(shí)現(xiàn)零排放;成熟的membrane技術(shù)，與快速冷凝系統(tǒng)綜合而成的先進(jìn)設(shè)備，主要用于加油站油罐內(nèi)的油氣處理?；厥蘸蟮挠蜌?，變?yōu)橐簯B(tài)油和高濃度的油氣回到油罐中。而處理后的氣體是純凈的空氣，被排放到大氣中，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的油氣回收[3]。

在歐洲，針對(duì)加油站建設(shè)方面也有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。鑒于完善而嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)有效地促進(jìn)了歐美加油站的安全與環(huán)保，不少南美及亞洲國(guó)家也紛紛采取系列措施效仿歐美來(lái)約束本國(guó)加油站。

2.2 國(guó)內(nèi)加油站油氣回收技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)從上世紀(jì)90年代起開始引進(jìn)油氣回收技術(shù)。隨著環(huán)保和安全越來(lái)越受到重視，中國(guó)石油和中國(guó)石化的很多加油站安裝了油氣回收設(shè)備，特別是中國(guó)石化在北京奧運(yùn)會(huì)期間對(duì)市區(qū)加油站的油氣回收改造得到北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院博士生導(dǎo)師唐孝炎教授的高度評(píng)價(jià)，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益[4]。

2007年8月1日起，為治理油氣排放污染，由國(guó)家環(huán)?？偩趾蛧?guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局聯(lián)合頒布的《儲(chǔ)油庫(kù)大氣污染排放物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《油氣運(yùn)輸大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和《加油站大氣污染排放物排放標(biāo)準(zhǔn)》三個(gè)強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)開始實(shí)施。這三個(gè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)油氣污染物的排放特點(diǎn)，為油品儲(chǔ)存、運(yùn)輸和銷售過(guò)程制定的各自相對(duì)獨(dú)立的油氣排放標(biāo)準(zhǔn)，并充分利用汽油儲(chǔ)、運(yùn)、銷系統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)施，完成油氣收集、儲(chǔ)存、輸送和集中回收處理的治理過(guò)程。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，2012年1月1日前設(shè)市城市建成區(qū)加油站要完成一次油氣回收和與之配套的油氣回收處理裝置安裝，2015年1月1日前設(shè)市城市建成區(qū)加油站要完成二次油氣回收處理裝置安裝工作，詳見表1和表2。三個(gè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施標(biāo)志著我國(guó)油氣回收治理工作的全面啟動(dòng)。

表1 卸油油氣排放控制標(biāo)準(zhǔn)控制實(shí)施區(qū)域和時(shí)限

表2 儲(chǔ)油、加油油氣排放控制標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施區(qū)域和時(shí)限

從2007年開始，為保障北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)、廣州亞運(yùn)會(huì)等大型活動(dòng)舉辦地的空氣質(zhì)量，中國(guó)石化率先在北京、天津、上海、及河北、廣東、浙江等省市陸續(xù)完成了500座加油站和33座油庫(kù)的油氣回收治理工作，多數(shù)加油站和油庫(kù)采用常壓常溫吸收法回收技術(shù)及裝置，治理的油氣排放分別達(dá)到《儲(chǔ)油庫(kù)大氣污染排放物排放標(biāo)準(zhǔn)》和《加油站大氣污染排放物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求[5－6]。

2.3 貴陽(yáng)市油氣回收實(shí)例

自2010年以來(lái)，貴陽(yáng)市區(qū)寶山加油站和團(tuán)坡橋加油站先后實(shí)施了油氣回收試點(diǎn)改造，一個(gè)是針對(duì)原來(lái)加油槍在加油時(shí)油氣散發(fā)到大氣中的情況，現(xiàn)在通過(guò)抽氣孔全部吸回到油罐中，減少了由于油罐內(nèi)壓力不平衡導(dǎo)致的油氣泄漏。另一個(gè)是讓油罐車進(jìn)入油站卸油時(shí)連接兩條管路，一條卸油，一條裝氣，再將油氣運(yùn)送回油庫(kù)通過(guò)冷凝設(shè)備轉(zhuǎn)化為液態(tài)油，整個(gè)過(guò)程油氣回收率可以達(dá)到90%以上，最大限度地改變以前“不進(jìn)入加油站也聞得到汽油味”的現(xiàn)象，進(jìn)一步改善環(huán)境。工程完工后通過(guò)了消防和環(huán)保部門的驗(yàn)收。通過(guò)近二年的運(yùn)行，消費(fèi)者在加油站不再聞到刺鼻的汽油味了，周邊地區(qū)空氣質(zhì)量也明顯好轉(zhuǎn)。根據(jù)2011年貴陽(yáng)市環(huán)境質(zhì)量狀況公報(bào)，城區(qū)空氣質(zhì)量總體良好，優(yōu)良天數(shù)達(dá)到349天。其中NO2年平均濃度值為0.030 mg/m3，SO2年平均濃度值為0.049 mg/m3，可吸入顆粒物年平均濃度值為 0.079 mg/m3，均達(dá)到 GB 3095—1996《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中年均值二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)加油站油氣揮發(fā)重點(diǎn)位置油氣回收前后油氣排放量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可見實(shí)施油氣回收后，加油站卸油和加油流程中油氣排放得到有效控制，卸油時(shí)卸油口的排放損耗率從1.92‰降到0.06‰，加油槍加油時(shí)的損耗率從1.83‰降到0.18‰，通氣管排氣口的損耗率也從0.86‰降到了0.47‰(表3)，在《加油站大氣污染排放物排放標(biāo)準(zhǔn)》允許的范圍內(nèi)降低了損耗率，為實(shí)施油氣回收及改進(jìn)相關(guān)技術(shù)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

表3 貴陽(yáng)市某加油站油氣排放監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

3 我國(guó)加油站油氣回收應(yīng)用存在的問(wèn)題

目前，我國(guó)油氣回收系統(tǒng)的改造還存在以下問(wèn)題[7－8]:

(1)對(duì)油氣回收必要性的認(rèn)識(shí)不到位。近年來(lái)中國(guó)石化和中國(guó)石油兩大集團(tuán)大力投入資金設(shè)置轄下加油站油氣回收裝置，但是占加油站總數(shù)46%的民營(yíng)加油站由于技術(shù)和資金缺乏的原因，油氣回收改造一直處于停頓狀態(tài)。

(2)油氣回收流程不完整。目前已實(shí)施油氣回收的加油站很少，且大多只停留在一次回收和二次回收的范疇，基本只能算是油氣收集系統(tǒng)，氣體回收率不高，設(shè)備故障率高，加油機(jī)生產(chǎn)商的加油機(jī)油氣回收技術(shù)不完善，因此，需要深入實(shí)施三次回收及后期處理，才能真正實(shí)現(xiàn)回收利用。

(3)設(shè)施不滿足需求，導(dǎo)致油氣的轉(zhuǎn)移排放。一方面，從一次回收中收集到的油氣通過(guò)油罐車運(yùn)到油庫(kù)進(jìn)行油氣分離的途中，由于油罐車使用狀態(tài)及密閉情況導(dǎo)致油氣泄漏到大氣中;另一方面，二次回收中油氣從加油槍回到油罐的過(guò)程中，由于氣液比偏大，多收集的空氣反而將地下油罐內(nèi)的飽和油氣排擠出來(lái)，增加排放污染，無(wú)法達(dá)到治理污染、保護(hù)環(huán)境和消除安全隱患的目的[9]。

(4)政府及相關(guān)部門管理力度不夠。部分加油站安裝油氣回收系統(tǒng)是為了通過(guò)消防部門的消防驗(yàn)收檢查，驗(yàn)收通過(guò)后卻不再使用，由于政府及相關(guān)部門的監(jiān)管力度不夠，缺乏對(duì)油氣泄漏具體的檢測(cè)手段，導(dǎo)致設(shè)備形同虛設(shè)和安全意識(shí)淡漠[10]。

4 結(jié)論與建議

(1)優(yōu)化加油站設(shè)計(jì)和設(shè)備選型，全面提升加油站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范加油站安全和環(huán)境評(píng)價(jià)工作。在油氣技術(shù)上開展自主創(chuàng)新，研發(fā)適合我國(guó)加油站實(shí)際情況的油氣回收技術(shù)參數(shù)。加油機(jī)生產(chǎn)商要在提高加油機(jī)油氣回收效率方面做好設(shè)備性能提升，并跟蹤測(cè)試設(shè)備運(yùn)行效果，總結(jié)分析影響回收效果的而各種因素，逐步推廣環(huán)保加油槍，提高油氣回收率和整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

(2)加強(qiáng)加油設(shè)施的日常維護(hù)保養(yǎng)和加油站數(shù)量、質(zhì)量和計(jì)量管理，提高加油員工的安全意識(shí)，學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)技能，熟練掌握加油站工藝流程和油氣回收流程，規(guī)范操作，減少損耗和泄漏，保證加油站油氣回收系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

(3)應(yīng)用視頻監(jiān)控和液位儀等信息手段加強(qiáng)對(duì)輸油管線泄漏的監(jiān)測(cè)和預(yù)警，對(duì)罐存組態(tài)、罐存趨勢(shì)、卸油信息及歷史庫(kù)存進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，防患于未然。政府和企業(yè)應(yīng)該協(xié)力推進(jìn)我國(guó)加油站油氣回收系統(tǒng)改造的順利進(jìn)行。

(4)加強(qiáng)對(duì)加油站油氣回收系統(tǒng)改造前后區(qū)域環(huán)境質(zhì)量的對(duì)比監(jiān)測(cè)，消防和環(huán)保部門定期對(duì)轄區(qū)內(nèi)加油站油氣回收系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督檢查，以法律和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，對(duì)不符合規(guī)定和排放標(biāo)準(zhǔn)的加油站進(jìn)行嚴(yán)厲處罰，以促使其充分運(yùn)行油氣回收系統(tǒng)，并保證該系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

(5)通過(guò)環(huán)保宣傳，大力倡導(dǎo)消費(fèi)者選擇環(huán)保安全的加油站，從而進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)加油站油氣回收系統(tǒng)的應(yīng)用，減少加油站揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)人體健康的影響。

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