石油及天然气开采行业5大VOCs排放源控制

　　石油及天然气开采、集输及处理过程中存在巨大的VOCs排放问题。研究统计发现，该部分VOCs年排放量约为36万吨，其中87.5%的VOCs排放来自于油品的储存、转运。
　　石油及天然气开采、集输及处理过程均存在泄漏的现象，不仅仅是油类液体的泄漏，更有潜在的不易察觉的油气泄漏，其中混合的大量蒸汽压较大的碳氢化合物，是主要的VOCs排放源。
　　排放现状
　　近几年石油炼制、石油加工行业的VOCs排放得到了有效的管控，但石油天然气开采以及储运行业中VOCs的排放管控力度仍相对不足，石油及天然气开采、集输及处理过程中造成的VOCs排放占我国VOCs总排放量的16%以上，排放总量不容小觑。
　　排放来源
　　油气田开发建设项目主要包含开发建设期和油气生产期两个阶段，排放情况如下表所示。
　　美国EPA根据工艺流程、基础布站设施以及相关数据统计，发现石油及天然气开采、集输及处理过程中较易发生泄漏，或潜在泄漏量较大的排放源有： 储罐  压缩机  气动阀  气动泵  设备泄漏及逸散排放
　　控制技术
　　1 储罐
　　储罐排放主要来自于蒸发损耗、呼吸损耗及工作损耗。我国油品储罐主要使用拱顶罐、浮顶罐或压力罐，VOCs的排放绝大部分来源于拱顶罐及浮顶罐，上游板块对这两类储罐缺乏针对性的VOCs尾气有效控制措施。
　　鉴于石油、天然气的自身易燃的特点，EPA推荐使用安全性极高的VCU（密闭焚烧系统） 进行后续处理。该方法属于直接火焰燃烧法，把废气作为燃料直接燃烧，适合于净化含可燃组分浓度较高或者热值较高的废气。与RTO、CTO相比，该系统结构更为简单。
　　2 压缩机
　　石油天然气行业主要使用往复式及离心式压缩机。EPA统计发现不同工业环节下不同类型压缩机的VOCs泄漏量并不相同，针对不同压缩机类型及不同环节，提出以下控制建议。
　　3 气动阀
　　EPA将气动阀分为高流量（＞0.17m³/h）和低流量（≤0.17m³/h ）两种类型，石油和天然气工业使用大量的加工调节设备中，气动阀是气体排放的直接源头。气动阀泄漏VOCs的情况集中在从井口到天然气加工厂或从接转站到石油管线这两个过程。
　　EPA统计分析发现排放量受生产工艺及流量大小影响，高流量的气动阀泄漏量明显大于低流量气动阀。因此EPA推荐使用低流量气动阀替代高流量气动阀，同时尽量使用仪表风代替天然气驱动的气动阀 。
　　4 气动泵
　　对于天然气驱动的气动泵，影响VOCs泄漏的原因包括操作频率、单元尺寸、进气压及天然气组成。
　　气动泵发生泄漏的概率较高，推荐尽量避免使用气动泵，EPA控制建议如下： 用电力代替天然气驱动气动泵，如位于天然气加工厂的独立天然气驱动泵  用太阳能代替天然气驱动气动泵  用仪表空气代替天然气驱动气动泵  收集废气并引入VRU（油气回收装置）或VCU中
　　5 设备泄漏及逸散排放
　　天然气的生产和加工过程中泵、减压装置、阀门、法兰、连接件和开口管线等可能会由于密封失效或密封件类型而导致泄漏。由于天然气加工厂中阀门、泵等组件数量众多，因此设备泄漏对VOCs排放量影响巨大。
　　对此，EPA的控制建议是： 针对油气处理站的设备泄漏，最常用的是对全厂实施LDAR项目  针对油井及接转站的逸散排放，可采用OGI（光学气体成像仪）对VOCs的逸散性排放进行定性检测，若发现泄漏，则再采用FID（氢火焰离子检测器）进行定量检测
　　综上所述，对上游板块加大VOCs控制力度刻不容缓。我们可以学习发达国家的经验，采用先进的技术、对VOCs的排放有效合理监管，将管理与技术相结合，切实提高石油天然气开采行业的VOCs排放控制水平。
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