日期：2017-10-27
近年來，大氣環(huán)境中的臭氧和細(xì)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(zhì)在紫外光照射下，通過一系列光化學(xué)反應(yīng)，造成臭氧在空氣中的積累。這些VOCs的光化學(xué)活性主要有兩種指標(biāo)，分別為羥基自由基反應(yīng)速率常數(shù)值KOH和最大增量活性指標(biāo)MIR。除了光化學(xué)活性外，部分VOCs還具有有毒有害特性;少數(shù)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(zhì)同時(shí)具有光化學(xué)反應(yīng)和有毒有害特性。
VOCs的綜合管控已成為我國大氣環(huán)境污染治理的熱點(diǎn)問題。石化行業(yè)是VOCs排放管控的重點(diǎn)行業(yè)之一，加之排放特點(diǎn)以無組織排放為主、行業(yè)工藝繁瑣、涉及源項(xiàng)眾多、組分復(fù)雜、真實(shí)組成不清、全過程精細(xì)化的管控能力不足等多方面問題，與其他行業(yè)相比，石化行業(yè)VOCs的綜合管控需要更高的認(rèn)知能力和系統(tǒng)技術(shù)支持。
本文梳理了石化行業(yè)VOCs的國家管控要求，總結(jié)了我國目前石化行業(yè)的VOCs綜合整治現(xiàn)狀。以重點(diǎn)抽樣調(diào)查企業(yè)的VOCs整治結(jié)果為基礎(chǔ)，分析了存在的主要問題，對(duì)“十三五”期間企業(yè)和環(huán)境保護(hù)管理部門的VOCs綜合管控提出了具有針對(duì)性的對(duì)策建議。
石化行業(yè)VOCs管控要求
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
目前我國涉及VOCs的標(biāo)準(zhǔn)有35項(xiàng)，包括監(jiān)測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn)等;核算方法有16項(xiàng)，涉及石化行業(yè)、印刷業(yè)、汽車制造業(yè)(涂裝)等行業(yè);收費(fèi)辦法有4項(xiàng);地方出臺(tái)的管理辦法有4項(xiàng)，包括VOCs污染防治指導(dǎo)意見、VOCs污染整治驗(yàn)收辦法等。
相關(guān)政策文件
2012年我國頒布實(shí)施的《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》中將VOCs和二氧化硫(SO2)、NOx、工業(yè)煙粉塵一起列為三區(qū)十群重點(diǎn)地區(qū)的重點(diǎn)防控對(duì)象，確定了重點(diǎn)行業(yè)現(xiàn)役源的減排目標(biāo)，并要求開展重點(diǎn)行業(yè)的治理，其中明確要大力削減石化行業(yè)VOCs排放。隨后，國家和地方相繼出臺(tái)了一系列VOCs的管控政策，至今約有26項(xiàng)相關(guān)文件。在石化行業(yè)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(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案》中明確提出開展揮發(fā)性有機(jī)物摸底調(diào)查;全面推行LDAR(泄漏檢測(cè)與修復(fù))技術(shù);有機(jī)液體儲(chǔ)存設(shè)施應(yīng)全部采用高效密封的浮頂罐，或安裝油氣回收設(shè)施;廢水系統(tǒng)應(yīng)加蓋密閉;有機(jī)廢氣應(yīng)優(yōu)先進(jìn)行回收利用，無法回收利用的，應(yīng)通過焚燒等方式進(jìn)行有效處理;加強(qiáng)監(jiān)督、管理，實(shí)施VOCs全過程污染控制等要求。
石化行業(yè)VOCs綜合整治現(xiàn)狀
根據(jù)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2015年，我國石油和化工行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)29765家，2015年全行業(yè)主營業(yè)務(wù)收入達(dá)到13.35萬億元，比2010年增長(zhǎng)58.8%;稅金總額達(dá)到1.03萬億元，占全國工業(yè)稅收比重的21%左右，位列工業(yè)行業(yè)之首;石油產(chǎn)量、天然氣產(chǎn)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(jù)當(dāng)前石化行業(yè)VOCs治理現(xiàn)狀，重點(diǎn)地區(qū)大型企業(yè)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(jù)《石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案》的相關(guān)要求，2017年石化行業(yè)VOCs排放總量需比2014年削減30%以上。2015—2016年，各省(市、自治區(qū))均根據(jù)整治方案，制訂了關(guān)于VOCs綜合整治的工作方案、實(shí)施方案、治理計(jì)劃或?qū)嵤┘?xì)則等，開展了石化企業(yè)VOCs綜合整治工作?？傮w來講，各省(市、自治區(qū))石化行業(yè)VOCs綜合整治工作正在有序地推進(jìn)，但實(shí)施過程中依然存在一些問題。
按環(huán)保部大氣司統(tǒng)一安排，工作團(tuán)隊(duì)對(duì)典型石化企業(yè)開展了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研工作，根據(jù)核算結(jié)果及類比計(jì)算，估算我國石化行業(yè)的VOCs排放水平。截至2015年年底，我國煉油產(chǎn)能約為7.97億噸/年、乙烯生產(chǎn)能力約為1700萬噸，據(jù)調(diào)研企業(yè)VOCs排放情況估算我國石油煉制行業(yè)、乙烯生產(chǎn)行業(yè)VOCs排放量分別約為54.99萬噸/年、1.5萬噸/年。由于選取企業(yè)的代表性和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，估算數(shù)據(jù)與真實(shí)情況會(huì)存在一定程度的偏差。
石化行業(yè)VOCs綜合整治存在的主要問題
近三年來，絕大多數(shù)的石化行業(yè)均已經(jīng)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(yè)揮發(fā)性有機(jī)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(shù)仍未摸清。采取的各類措施五花八門，多數(shù)為末端治理措施，當(dāng)擺設(shè)的多，起實(shí)際作用的少。VOCs治理從業(yè)的人多，真正解決問題的人少，普遍存在認(rèn)知水平不到位的問題。
我國環(huán)境保護(hù)行政部門的力量相對(duì)薄弱，只對(duì)有組織排放的污染物尚難以進(jìn)行長(zhǎng)期有效的監(jiān)管。對(duì)于以無組織排放為主的VOCs，傳統(tǒng)的以政府監(jiān)管和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)為主要手段的管理模式已無法滿足VOCs管理的要求。根據(jù)典型石化企業(yè)的調(diào)研情況梳理，針對(duì)主要存在的問題探討如下。
VOCs定義模糊，頂層設(shè)計(jì)不完善
目前我國涉及VOCs的眾多監(jiān)測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、排放標(biāo)準(zhǔn)尚未形成統(tǒng)一VOCs定義，較多的是根據(jù)VOCs的物理性質(zhì)來定義，沒有考慮物質(zhì)的光化學(xué)特性，無法體現(xiàn)VOCs的控制目的，不利于企業(yè)采取針對(duì)性的措施。此外，標(biāo)準(zhǔn)覆蓋不全面、表征和監(jiān)測(cè)方法不統(tǒng)一，也給VOCs污染源監(jiān)測(cè)、控制等均帶來了難度。
現(xiàn)行《大氣污染防治法》未對(duì)VOCs的控制和排放提出針對(duì)性要求，導(dǎo)致VOCs污染控制工作缺少必要的法律基礎(chǔ)和依據(jù);配套標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，眾多涉及VOCs的行業(yè)尚未制定VOCs排放控制標(biāo)準(zhǔn)，也阻礙了VOCs污染控制的實(shí)施進(jìn)度。
認(rèn)知水平不到位，未建立系統(tǒng)化管控思想
企業(yè)VOCs管控理念及日常管理水平正在逐漸提高和加強(qiáng)，但相關(guān)人員對(duì)VOCs的污染管控認(rèn)知水平不足，主要污染控制抓手仍偏向于末端治理。企業(yè)決策人員對(duì)治理技術(shù)的理解缺乏系統(tǒng)性，實(shí)際采用的技術(shù)往往只是系統(tǒng)技術(shù)中的一個(gè)單獨(dú)模塊，導(dǎo)致整體運(yùn)行效果不理想。
企業(yè)在VOCs日常管理方面存在一些系統(tǒng)性問題，如未建立LDAR管理制度;臺(tái)賬機(jī)制不健全，未連續(xù)記錄點(diǎn)火設(shè)施和火炬的工作狀態(tài);火炬長(zhǎng)明燈熄滅;部分工藝有組織排放源未統(tǒng)計(jì)等。當(dāng)下企業(yè)更多地考慮的是如何避免或降低監(jiān)管部門對(duì)企業(yè)的行政處罰，不利于提升企業(yè)在國際同行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力，雖投入大量資本，但未起到明顯改善環(huán)境質(zhì)量的作用。
污染源項(xiàng)識(shí)別不全，核算參數(shù)缺失或有誤
多數(shù)企業(yè)雖已開展有組織和無組織排放氣體的相關(guān)基本信息統(tǒng)計(jì)工作，但污染源項(xiàng)識(shí)別不夠全面，還需進(jìn)一步細(xì)化統(tǒng)計(jì)工作。如煉化企業(yè)除延遲焦化以外的其他生產(chǎn)或操作過程中，也存在無組織排放源項(xiàng)但未統(tǒng)計(jì)排放量;生產(chǎn)中間產(chǎn)品裝卸過程的VOCs排放未統(tǒng)計(jì);儲(chǔ)罐周轉(zhuǎn)量未考慮倒罐周轉(zhuǎn)部分、部分溶劑儲(chǔ)罐未納入核算范圍;未核算采樣過程和廢水收集系統(tǒng)的排放量;廢水采用排放系數(shù)法核算，未扣除污染治理實(shí)施去除VOCs的排放量等。
部分企業(yè)未對(duì)燃燒煙氣的流量、火炬氣流量和組成等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄。儲(chǔ)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(guān)重要參數(shù)缺少，會(huì)導(dǎo)致核算結(jié)果與實(shí)際情況存在較大差異。以裂解石腦油儲(chǔ)罐的雷德蒸汽壓及餾出溫度參數(shù)為例，若無相應(yīng)油品參數(shù)則直接現(xiàn)默認(rèn)為輕石腦油數(shù)據(jù)，在17℃下的真實(shí)蒸汽壓為57.5kPa，相應(yīng)內(nèi)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(yīng)餾出溫度代入，17℃時(shí)的真實(shí)蒸汽壓為22.9kPa，相應(yīng)損失為0.9噸/年。前者是后者的3.1倍。
個(gè)別企業(yè)尚未建立LDAR臺(tái)賬，核算采用初步統(tǒng)計(jì)的密封點(diǎn)類型不全面、數(shù)量不足，不能全面反應(yīng)設(shè)備動(dòng)靜密封點(diǎn)泄漏VOCs的排放情況?；騆DAR臺(tái)賬建立與相關(guān)要求不符，如統(tǒng)計(jì)密封點(diǎn)不能囊括全廠受控密封點(diǎn)、將閥門劃分為壓蓋和填料兩個(gè)密封點(diǎn)、乙二醇識(shí)別為輕液、未統(tǒng)計(jì)不可達(dá)點(diǎn)等。
治理措施不滿足要求，運(yùn)行效果不理想
大多數(shù)企業(yè)的清潔生產(chǎn)水平有待提高。如有機(jī)液體存儲(chǔ)未安裝油氣回收設(shè)施;污水收集和輸送未采取密閉設(shè)施，部分設(shè)施加蓋收集但氣密性有待加強(qiáng);部分有機(jī)液體仍采用噴濺式裝載;中間產(chǎn)品和產(chǎn)品裝卸逸散較多，造成廠區(qū)環(huán)境污染。
以裝車設(shè)置油氣回收設(shè)施為例，雖常年在運(yùn)轉(zhuǎn)中，但發(fā)現(xiàn)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(shè)施投用率為統(tǒng)計(jì)手段的總控制效率很低。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)調(diào)研的數(shù)據(jù)，某石化企業(yè)有機(jī)液體裝載過程利用油氣收集對(duì)油氣進(jìn)行回收減排，通過末端治理措施的進(jìn)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(fā)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(jié)果的主要原因?yàn)?，雖然汽油回收設(shè)施本身對(duì)于收集到的油氣具有較高的去除效率96%，但實(shí)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(tǒng)監(jiān)測(cè)能力不健全，現(xiàn)代化管理手段應(yīng)用不足
目前石化行業(yè)VOCs綜合整治基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，大部分企業(yè)不具備VOCs監(jiān)測(cè)能力，少數(shù)具備能力的企業(yè)也基本未對(duì)工藝有組織尾氣、廢水和循環(huán)水等源項(xiàng)開展定期監(jiān)測(cè)工作，無法獲取具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。多數(shù)企業(yè)未制訂監(jiān)測(cè)制度，無法科學(xué)合理地掌握自身的VOCs排放情況。
從地方到國家，至今尚未構(gòu)建全國統(tǒng)一的VOCs管控信息平臺(tái)，企業(yè)“各自為戰(zhàn)”的模式導(dǎo)致環(huán)保管理部門不能切實(shí)掌握企業(yè)實(shí)際排放量的數(shù)據(jù)，橫縱向比較的管理模式無法實(shí)現(xiàn)，公眾社會(huì)無法查閱周邊企業(yè)VOCs的排放，全社會(huì)監(jiān)管模式不能順利推進(jìn)，難以實(shí)現(xiàn)公開、公正、公平的原則。
對(duì)策建議
根據(jù)《石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案》文件要求，到2017年，全國石化行業(yè)基本完成VOCs綜合整治工作，建成VOCs監(jiān)測(cè)監(jiān)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(xiàn)狀情況距離整治方案中的工作目標(biāo)仍具有一定的差距，形勢(shì)嚴(yán)峻。
加快完善頂層設(shè)計(jì)體系
應(yīng)盡快統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)定義VOCs，以光化學(xué)反應(yīng)活性對(duì)其進(jìn)行定義，并制定豁免清單，對(duì)光化學(xué)活性小的物質(zhì)進(jìn)行豁免。在此基礎(chǔ)上，統(tǒng)一表征監(jiān)測(cè)方法，規(guī)范驅(qū)動(dòng)性的核算統(tǒng)計(jì)方法，為VOCs的系統(tǒng)性管控奠定基礎(chǔ)。
通過創(chuàng)建VOCs的管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“政府引導(dǎo)和服務(wù)、企業(yè)施治和申報(bào)、社會(huì)參與和監(jiān)督”多方參與的環(huán)境監(jiān)管新模式。通過制定具有驅(qū)動(dòng)性的管控要求，引導(dǎo)企業(yè)自主申報(bào)污染物真實(shí)排放情況;鼓勵(lì)社會(huì)參與和監(jiān)督，充分發(fā)揮群眾監(jiān)督和社會(huì)輿論的積極作用;環(huán)保部門進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)管，逐步將工作職能重點(diǎn)放在引導(dǎo)和監(jiān)管上，以適應(yīng)新形式下的環(huán)境保護(hù)要求。
加大環(huán)保人員的培訓(xùn)力度，提升VOCs綜合管控能力
對(duì)于VOCs管控，應(yīng)以全過程精細(xì)化管理為目標(biāo)，加大各級(jí)環(huán)保部門、各企業(yè)相關(guān)人員的培訓(xùn)力度，提高環(huán)保隊(duì)伍的認(rèn)知水平和管控能力，使工作人員充分理解全過程精細(xì)化的管控理念及驅(qū)動(dòng)性核算方法。提升整個(gè)系統(tǒng)VOCs綜合管控能力建設(shè)水平，為實(shí)現(xiàn)VOCs減排目標(biāo)及改善環(huán)境質(zhì)量提供堅(jiān)實(shí)的專業(yè)隊(duì)伍保障。
實(shí)施全過程精細(xì)化管理，提高總控制效率
VOCs不同于傳統(tǒng)常規(guī)污染物，須走管理、源頭、過程、末端的全過程精細(xì)化管控模式。建議多數(shù)企業(yè)企業(yè)加大在源頭控制、過程控制以及管理控制技術(shù)的投入、研發(fā)及應(yīng)用力度，重視治理設(shè)施的收集效率，全面提升我國石化企業(yè)在國際行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力。
首先，提高清潔生產(chǎn)水平，從源頭控制VOCs的產(chǎn)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(zhuǎn)次數(shù);減少或取消非必需的密封點(diǎn)，提升設(shè)備密封等級(jí)，如將開口采樣器改造為密閉采樣器;改進(jìn)內(nèi)浮頂罐的密封方式，逐步對(duì)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(chǔ)存和裝載環(huán)節(jié)，盡量降低有機(jī)液體的溫度，安裝油氣回收設(shè)施，開展定期監(jiān)測(cè)和及時(shí)維護(hù)，確保其治理系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。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(xiàn)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(duì)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(yīng)采用密閉操作方式，避免二次污染;優(yōu)先采用先進(jìn)密閉生產(chǎn)工藝，如使用溶劑量較大的裝置應(yīng)采用完全密閉式生產(chǎn)工藝，對(duì)VOCs逸散環(huán)節(jié)設(shè)置局部或整體的氣體收集系統(tǒng)，并對(duì)密閉性不好的收集系統(tǒng)進(jìn)行改造等。
其次，推動(dòng)全過程精細(xì)化管理，以管理促進(jìn)VOCs減排。建議企業(yè)建立定期對(duì)全廠VOCs排放源進(jìn)行全面源項(xiàng)排查的制度，將VOCs排放源的管控納入日常生產(chǎn)管理體系。重點(diǎn)提升治理設(shè)施VOCs收集效率，減少VOCs逸散。我國末端治理設(shè)施已較為成熟，去除效率普遍較高，總控制效率的關(guān)鍵取決于收集效率。VOCs絕大部分是原料或產(chǎn)品，VOCs的治理設(shè)施，優(yōu)先選用回收利用技術(shù)開展VOCs有機(jī)廢氣治理。
建立和完善關(guān)鍵參數(shù)的檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)平臺(tái)
企業(yè)應(yīng)優(yōu)先提供可核算真實(shí)排放量的支撐數(shù)據(jù)，從反映VOCs實(shí)際排放量的角度出發(fā)，做好現(xiàn)有工藝控制數(shù)據(jù)的記錄工作，并將企業(yè)已開展或計(jì)劃開展的監(jiān)測(cè)工作與排查指南要求緊密結(jié)合，開展并加強(qiáng)對(duì)相關(guān)源項(xiàng)VOCs排放濃度、廢氣處理量、有機(jī)液體理化性質(zhì)等關(guān)鍵參數(shù)的日常監(jiān)測(cè)工作，按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)采樣、監(jiān)測(cè)與分析過程實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量控制，逐漸建立健全VOCs減排臺(tái)賬制度，做好相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)工作。在核算方法和參數(shù)的選取上統(tǒng)一標(biāo)尺，使核算數(shù)據(jù)在縱向和橫向尺度上具有對(duì)比性。
健全VOCs監(jiān)測(cè)體系，完善數(shù)據(jù)臺(tái)賬
建議企業(yè)按照《石化企業(yè)泄漏檢測(cè)與修復(fù)工作指南》的要求，開展LDAR檢測(cè)和設(shè)備泄漏密封點(diǎn)的排放量核算工作，確保臺(tái)賬建立、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、泄漏維修的合規(guī)性和核算結(jié)果的準(zhǔn)確性，利用LDAR信息管理平臺(tái)，全面分析泄漏點(diǎn)信息，對(duì)泄漏環(huán)節(jié)制定針對(duì)性改進(jìn)措施，加強(qiáng)設(shè)備密封點(diǎn)的定期巡檢、監(jiān)測(cè)和維修管理。
建立健全污染源監(jiān)測(cè)制度，對(duì)廢氣、廢水污染源開展有計(jì)劃、長(zhǎng)周期的監(jiān)測(cè)工作，以獲得有統(tǒng)計(jì)意義的排放數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)因子應(yīng)包括特征污染物、NMHC、TOC和POC，并根據(jù)國家VOCs管控要求逐步采用GC-MS對(duì)污染物實(shí)行定性、定量分析;建立并完善監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)臺(tái)賬，做好原始數(shù)據(jù)記錄?？紤]到裝置工況對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的影響，應(yīng)同步記錄采樣時(shí)裝置運(yùn)行情況。
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