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| 關于石化行業揮發性有機物綜合管控探討 | |
| 發布時間:2017-10-20 16:49:14 | |
近年來，大氣環境中的臭氧和細顆粒物(PM2.5)是造成目前重污染天氣的主要元兇之一。氮氧化物(NOx)和一些VOCs等物質在紫外光照射下，通過一系列光化學反應，造成臭氧在空氣中的積累。這些VOCs的光化學活性主要有兩種指標，分別為羥基自由基反應速率常數值KOH和最大增量活性指標MIR。除了光化學活性外，部分VOCs還具有有毒有害特性;少數VOCs具有破壞平流層臭氧和溫室氣體特性;其中苯、甲苯、二甲苯等物質同時具有光化學反應和有毒有害特性。
VOCs的綜合管控已成為我國大氣環境污染治理的熱點問題。石化行業是VOCs排放管控的重點行業之一，加之排放特點以無組織排放為主、行業工藝繁瑣、涉及源項眾多、組分復雜、真實組成不清、全過程精細化的管控能力不足等多方面問題，與其他行業相比，石化行業VOCs的綜合管控需要更高的認知能力和系統技術支持。
本文梳理了石化行業VOCs的國家管控要求，總結了我國目前石化行業的VOCs綜合整治現狀。以重點抽樣調查企業的VOCs整治結果為基礎，分析了存在的主要問題，對“十三五”期間企業和環境保護管理部門的VOCs綜合管控提出了具有針對性的對策建議。
石化行業VOCs管控要求
相關標準
目前我國涉及VOCs的標準有35項，包括監測方法標準、質量標準、排放標準等;核算方法有16項，涉及石化行業、印刷業、汽車制造業(涂裝)等行業;收費辦法有4項;地方出臺的管理辦法有4項，包括VOCs污染防治指導意見、VOCs污染整治驗收辦法等。
相關政策文件
2012年我國頒布實施的《重點區域大氣污染防治“十二五”規劃》中將VOCs和二氧化硫(SO2)、NOx、工業煙粉塵一起列為三區十群重點地區的重點防控對象，確定了重點行業現役源的減排目標，并要求開展重點行業的治理，其中明確要大力削減石化行業VOCs排放。隨后，國家和地方相繼出臺了一系列VOCs的管控政策，至今約有26項相關文件。在石化行業VOCs的排放核算、措施要求、管控方式等方面均提出了要求，如《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》中明確提出開展揮發性有機物摸底調查;全面推行LDAR(泄漏檢測與修復)技術;有機液體儲存設施應全部采用高效密封的浮頂罐，或安裝油氣回收設施;廢水系統應加蓋密閉;有機廢氣應優先進行回收利用，無法回收利用的，應通過焚燒等方式進行有效處理;加強監督、管理，實施VOCs全過程污染控制等要求。
石化行業VOCs綜合整治現狀
根據石油和化學工業聯合會的統計數據，2015年，我國石油和化工行業規模以上企業29765家，2015年全行業主營業務收入達到13.35萬億元，比2010年增長58.8%;稅金總額達到1.03萬億元，占全國工業稅收比重的21%左右，位列工業行業之首;石油產量、天然氣產量和原油加工量分2017別居世界第四位、第六位和第二位。
根據當前石化行業VOCs治理現狀，重點地區大型企業如金陵石化、惠州煉化、大港石化等均已開展VOCs的治理工作。依據《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》的相關要求，2017年石化行業VOCs排放總量需比2014年削減30%以上。2015—2016年，各省(市、自治區)均根據整治方案，制訂了關于VOCs綜合整治的工作方案、實施方案、治理計劃或實施細則等，開展了石化企業VOCs綜合整治工作?？傮w來講，各省(市、自治區)石化行業VOCs綜合整治工作正在有序地推進，但實施過程中依然存在一些問題。
按環保部大氣司統一安排，工作團隊對典型石化企業開展了現場調研工作，根據核算結果及類比計算，估算我國石化行業的VOCs排放水平。截至2015年年底，我國煉油產能約為7.97億噸/年、乙烯生產能力約為1700萬噸，據調研企業VOCs排放情況估算我國石油煉制行業、乙烯生產行業VOCs排放量分別約為54.99萬噸/年、1.5萬噸/年。由于選取企業的代表性和基礎數據的準確性，估算數據與真實情況會存在一定程度的偏差。
石化行業VOCs綜合整治存在的主要問題
近三年來，絕大多數的石化行業均已經開展了眾多形式的VOCs綜合整治，截至目前整治成效距離《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》的要求仍具有一定的差異性，例如VOCs的排放量的底數仍未摸清。采取的各類措施五花八門，多數為末端治理措施，當擺設的多，起實際作用的少。VOCs治理從業的人多，真正解決問題的人少，普遍存在認知水平不到位的問題。
我國環境保護行政部門的力量相對薄弱，只對有組織排放的污染物尚難以進行長期有效的監管。對于以無組織排放為主的VOCs，傳統的以政府監管和現場監測為主要手段的管理模式已無法滿足VOCs管理的要求。根據典型石化企業的調研情況梳理，針對主要存在的問題探討如下。
VOCs定義模糊，頂層設計不完善
目前我國涉及VOCs的眾多監測方法標準、質量標準、排放標準尚未形成統一VOCs定義，較多的是根據VOCs的物理性質來定義，沒有考慮物質的光化學特性，無法體現VOCs的控制目的，不利于企業采取針對性的措施。此外，標準覆蓋不全面、表征和監測方法不統一，也給VOCs污染源監測、控制等均帶來了難度。
現行《大氣污染防治法》未對VOCs的控制和排放提出針對性要求，導致VOCs污染控制工作缺少必要的法律基礎和依據;配套標準尚不完善，眾多涉及VOCs的行業尚未制定VOCs排放控制標準，也阻礙了VOCs污染控制的實施進度。
認知水平不到位，未建立系統化管控思想
企業VOCs管控理念及日常管理水平正在逐漸提高和加強，但相關人員對VOCs的污染管控認知水平不足，主要污染控制抓手仍偏向于末端治理。企業決策人員對治理技術的理解缺乏系統性，實際采用的技術往往只是系統技術中的一個單獨模塊，導致整體運行效果不理想。
企業在VOCs日常管理方面存在一些系統性問題，如未建立LDAR管理制度;臺賬機制不健全，未連續記錄點火設施和火炬的工作狀態;火炬長明燈熄滅;部分工藝有組織排放源未統計等。當下企業更多地考慮的是如何避免或降低監管部門對企業的行政處罰，不利于提升企業在國際同行業中的競爭力，雖投入大量資本，但未起到明顯改善環境質量的作用。
污染源項識別不全，核算參數缺失或有誤
多數企業雖已開展有組織和無組織排放氣體的相關基本信息統計工作，但污染源項識別不夠全面，還需進一步細化統計工作。如煉化企業除延遲焦化以外的其他生產或操作過程中，也存在無組織排放源項但未統計排放量;生產中間產品裝卸過程的VOCs排放未統計;儲罐周轉量未考慮倒罐周轉部分、部分溶劑儲罐未納入核算范圍;未核算采樣過程和廢水收集系統的排放量;廢水采用排放系數法核算，未扣除污染治理實施去除VOCs的排放量等。
部分企業未對燃燒煙氣的流量、火炬氣流量和組成等參數進行監測和記錄。儲罐VOCs排放核算所需的雷德蒸汽壓、餾出溫度、盤縫因子等相關重要參數缺少，會導致核算結果與實際情況存在較大差異。以裂解石腦油儲罐的雷德蒸汽壓及餾出溫度參數為例，若無相應油品參數則直接現默認為輕石腦油數據，在17℃下的真實蒸汽壓為57.5kPa，相應內浮頂罐的邊緣密封損失為2.8噸/年，若按照雷德蒸汽壓43.6kPa及相應餾出溫度代入，17℃時的真實蒸汽壓為22.9kPa，相應損失為0.9噸/年。前者是后者的3.1倍。
個別企業尚未建立LDAR臺賬，核算采用初步統計的密封點類型不全面、數量不足，不能全面反應設備動靜密封點泄漏VOCs的排放情況?；騆DAR臺賬建立與相關要求不符，如統計密封點不能囊括全廠受控密封點、將閥門劃分為壓蓋和填料兩個密封點、乙二醇識別為輕液、未統計不可達點等。
治理措施不滿足要求，運行效果不理想
大多數企業的清潔生產水平有待提高。如有機液體存儲未安裝油氣回收設施;污水收集和輸送未采取密閉設施，部分設施加蓋收集但氣密性有待加強;部分有機液體仍采用噴濺式裝載;中間產品和產品裝卸逸散較多，造成廠區環境污染。
以裝車設置油氣回收設施為例，雖常年在運轉中，但發現尚未回收到物料或回收物料很少，以收集效率、去除效率和設施投用率為統計手段的總控制效率很低。根據現場監測調研的數據，某石化企業有機液體裝載過程利用油氣收集對油氣進行回收減排，通過末端治理措施的進出口油氣濃度值比較，得出其去除效率為96%左右，然而通過汽油回收量、汽油理論揮發量核算得到其治理措施的油氣綜合去除效率僅為3.34%～5.56%。造成這種結果的主要原因為，雖然汽油回收設施本身對于收集到的油氣具有較高的去除效率96%，但實際收集效率約為5%，95%的油氣通過無組織排放到大氣中。
系統監測能力不健全，現代化管理手段應用不足
目前石化行業VOCs綜合整治基礎相對薄弱，大部分企業不具備VOCs監測能力，少數具備能力的企業也基本未對工藝有組織尾氣、廢水和循環水等源項開展定期監測工作，無法獲取具有統計學意義的監測數據。多數企業未制訂監測制度，無法科學合理地掌握自身的VOCs排放情況。
從地方到國家，至今尚未構建全國統一的VOCs管控信息平臺，企業“各自為戰”的模式導致環保管理部門不能切實掌握企業實際排放量的數據，橫縱向比較的管理模式無法實現，公眾社會無法查閱周邊企業VOCs的排放，全社會監管模式不能順利推進，難以實現公開、公正、公平的原則。
對策建議
根據《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》文件要求，到2017年，全國石化行業基本完成VOCs綜合整治工作，建成VOCs監測監控體系，VOCs排放總量較2014年削減30%以上。2017年是方案的考核年，現狀情況距離整治方案中的工作目標仍具有一定的差距，形勢嚴峻。
加快完善頂層設計體系
應盡快統一VOCs的定義，建議從管控目的和可操作性的角度，參照美國標準定義VOCs，以光化學反應活性對其進行定義，并制定豁免清單，對光化學活性小的物質進行豁免。在此基礎上，統一表征監測方法，規范驅動性的核算統計方法，為VOCs的系統性管控奠定基礎。
通過創建VOCs的管控平臺，實現“政府引導和服務、企業施治和申報、社會參與和監督”多方參與的環境監管新模式。通過制定具有驅動性的管控要求，引導企業自主申報污染物真實排放情況;鼓勵社會參與和監督，充分發揮群眾監督和社會輿論的積極作用;環保部門進行動態監管，逐步將工作職能重點放在引導和監管上，以適應新形式下的環境保護要求。
加大環保人員的培訓力度，提升VOCs綜合管控能力
對于VOCs管控，應以全過程精細化管理為目標，加大各級環保部門、各企業相關人員的培訓力度，提高環保隊伍的認知水平和管控能力，使工作人員充分理解全過程精細化的管控理念及驅動性核算方法。提升整個系統VOCs綜合管控能力建設水平，為實現VOCs減排目標及改善環境質量提供堅實的專業隊伍保障。
實施全過程精細化管理，提高總控制效率
VOCs不同于傳統常規污染物，須走管理、源頭、過程、末端的全過程精細化管控模式。建議多數企業企業加大在源頭控制、過程控制以及管理控制技術的投入、研發及應用力度，重視治理設施的收集效率，全面提升我國石化企業在國際行業中的競爭力。
首先，提高清潔生產水平，從源頭控制VOCs的產生。如將燃料油替換為清潔燃料，避免或減少廢氣中VOCs排放量;減少油品周轉次數;減少或取消非必需的密封點，提升設備密封等級，如將開口采樣器改造為密閉采樣器;改進內浮頂罐的密封方式，逐步對浮頂罐采取液體鑲嵌式并加裝邊緣刮板等高效密封方式以減少邊緣密封損失;儲存和裝載環節，盡量降低有機液體的溫度，安裝油氣回收設施，開展定期監測和及時維護，確保其治理系統正常運轉。裝載過程提高油氣回收收集效率，改造罐車與管線連接形式，提高現有連接件的密閉性，將密封帽、壓力平衡式集氣罩等連接改造為法蘭連接、硬管螺栓連接等，對于采用“活性炭吸附+冷凝”工藝的油氣回收，要注意在活性炭更換過程中應采用密閉操作方式，避免二次污染;優先采用先進密閉生產工藝，如使用溶劑量較大的裝置應采用完全密閉式生產工藝，對VOCs逸散環節設置局部或整體的氣體收集系統，并對密閉性不好的收集系統進行改造等。
其次，推動全過程精細化管理，以管理促進VOCs減排。建議企業建立定期對全廠VOCs排放源進行全面源項排查的制度，將VOCs排放源的管控納入日常生產管理體系。重點提升治理設施VOCs收集效率，減少VOCs逸散。我國末端治理設施已較為成熟，去除效率普遍較高，總控制效率的關鍵取決于收集效率。VOCs絕大部分是原料或產品，VOCs的治理設施，優先選用回收利用技術開展VOCs有機廢氣治理。
建立和完善關鍵參數的檢測和統計平臺
企業應優先提供可核算真實排放量的支撐數據，從反映VOCs實際排放量的角度出發，做好現有工藝控制數據的記錄工作，并將企業已開展或計劃開展的監測工作與排查指南要求緊密結合，開展并加強對相關源項VOCs排放濃度、廢氣處理量、有機液體理化性質等關鍵參數的日常監測工作，按照相應的標準規范對采樣、監測與分析過程實施嚴格的質量控制，逐漸建立健全VOCs減排臺賬制度，做好相應的統計工作。在核算方法和參數的選取上統一標尺，使核算數據在縱向和橫向尺度上具有對比性。
健全VOCs監測體系，完善數據臺賬
建議企業按照《石化企業泄漏檢測與修復工作指南》的要求，開展LDAR檢測和設備泄漏密封點的排放量核算工作，確保臺賬建立、現場檢測、泄漏維修的合規性和核算結果的準確性，利用LDAR信息管理平臺，全面分析泄漏點信息，對泄漏環節制定針對性改進措施，加強設備密封點的定期巡檢、監測和維修管理。
建立健全污染源監測制度，對廢氣、廢水污染源開展有計劃、長周期的監測工作，以獲得有統計意義的排放數據。監測因子應包括特征污染物、NMHC、TOC和POC，并根據國家VOCs管控要求逐步采用GC-MS對污染物實行定性、定量分析;建立并完善監測數據臺賬，做好原始數據記錄?？紤]到裝置工況對監測數據的影響，應同步記錄采樣時裝置運行情況。
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