國(guó)內(nèi)外油氣田儲(chǔ)罐揮發(fā)性有機(jī)物排放量計(jì)算方法研究

王坤，王春燕，張維智，郭峰

(1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院，北京 100083；2.中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)分公司，北京 100083)

0 引言

近年來(lái)，國(guó)家越發(fā)重視對(duì)大氣環(huán)境的治理，而揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)作為大氣污染的主要污染物，成為治理的重點(diǎn)。石油天然氣開(kāi)采是一項(xiàng)包含地下、地上等多種工藝的系統(tǒng)工程，主要包括勘探、鉆井、井下作業(yè)、油氣開(kāi)采、油氣集輸和處理、儲(chǔ)運(yùn)，以及輔助配套工程，如：供排水、供電、供熱、自動(dòng)控制等。油氣田企業(yè)油井、站點(diǎn)等排放點(diǎn)數(shù)量多、分布廣，VOCs排放無(wú)規(guī)律、濃度變化大，成分復(fù)雜，且都是易燃易爆氣體，存在較大的安全生產(chǎn)隱患，如果不能準(zhǔn)確識(shí)別、采取預(yù)防、治理措施，極易引發(fā)安全事故。油氣田企業(yè)作為VOCs重點(diǎn)治理對(duì)象之一，VOCs的排放對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響的同時(shí)，也給企業(yè)產(chǎn)量造成一定損失，增加了中石油油氣田企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)銷(xiāo)售損失，降低了效益。

目前，我國(guó)針對(duì)油氣田領(lǐng)域中VOCs排放和治理的研究較少，對(duì)其排放環(huán)節(jié)、污染控制、排放量測(cè)算及預(yù)防治理措施缺乏系統(tǒng)的分析和研究。本文分析油氣田VOCs排放來(lái)源，介紹美國(guó)和日本常用的排放核算方法。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)國(guó)內(nèi)油氣田VOCs排放現(xiàn)狀，提出一套優(yōu)化簡(jiǎn)潔的油氣田地面儲(chǔ)罐設(shè)施VOCs排放量計(jì)算方法，并就中石油上游VOCs治理和管控現(xiàn)狀提出合理化建議，為提升中石油上游VOCs治理水平提供參考。

1 油氣田VOCs排放源分析

油氣田企業(yè)作為VOCs重點(diǎn)治理的對(duì)象之一，首先需要加強(qiáng)VOCs排放源項(xiàng)的識(shí)別力度。根據(jù)美國(guó)治理經(jīng)驗(yàn)、我國(guó)油氣田生產(chǎn)實(shí)際以及當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)要求，如表1和表2所示，油氣田企業(yè)VOCs管控源項(xiàng)主要集中在放空氣排放、原油儲(chǔ)存揮發(fā)損失、裝卸作業(yè)、污水處理系統(tǒng)排放、設(shè)備與管線組件密封點(diǎn)泄漏、試采井、完井等環(huán)節(jié)[1-3]。筆者通過(guò)對(duì)中石油主要油氣田排放情況調(diào)研，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)罐排放量占排放總量的80%以上，是油氣田企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中主要排放源，裝卸作業(yè)、污水系統(tǒng)、密封泄漏和其他排放量占比較小。

表1 油田VOCs排放源一覽表

表2 氣田VOCs排放源一覽表

2 美國(guó)環(huán)保署儲(chǔ)罐VOCs排放計(jì)算方法

20世紀(jì)80年代，美國(guó)率先將油氣田企業(yè)生產(chǎn)污染納入環(huán)保環(huán)管控范圍之內(nèi)，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，發(fā)布并實(shí)施了多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)法令，逐步加強(qiáng)對(duì)油氣田領(lǐng)域的管控力度。比較著名的是美國(guó)環(huán)保署(EPA)發(fā)布的VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)AP 42，并基于此標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容開(kāi)發(fā)形成TANK 4.0.9計(jì)算軟件，可計(jì)算各類(lèi)儲(chǔ)罐大小呼吸揮發(fā)損失量。但該核算方法不適用于以下情況：所儲(chǔ)物料組分不穩(wěn)定或真實(shí)蒸氣壓高于大氣壓、蒸氣壓未知或無(wú)法測(cè)量的；儲(chǔ)罐浮盤(pán)設(shè)施失效的[4]。

(1)固定頂罐總揮發(fā)損失量E固

式中：ES和EW分別為小呼吸損失量和大呼吸損失量，具體計(jì)算過(guò)程和方法如下所述。

①小呼吸損失ES

式中：ES為小呼吸損失(lb/a)；VV為氣相空間容積(ft3)；WV為儲(chǔ)藏氣相密度(lb/ft3)；KE為氣相空間膨脹因子(無(wú)量綱量)；KS為排放蒸氣飽和因子(無(wú)量綱量)。

②大呼吸損失EW

式中：EW為大呼吸損失(lb/a)；MV為氣相分子量(lb/lb-mole)；TLA為日平均液體表面溫度(蘭氏溫度Ra)；PVA為真實(shí)蒸氣壓 (lb/in2(a))；Q為年周轉(zhuǎn)量 /處理量(bbl/a)；KP為大呼吸損失產(chǎn)品因子(無(wú)量綱量)；KN為工作排放周轉(zhuǎn)(飽和)因子(無(wú)量綱量)；KB為呼吸閥工作校正因子。

(2)浮頂罐總呼吸損失

這里給出的浮頂罐總損失并未區(qū)分大小呼吸分別造成的損失量，而是直接計(jì)算出二者之和。

式中：E浮為浮頂罐總損失(lb/a)；ER為邊緣密封損失(lb/a)；EWD為掛壁損失(lb/a)；EF為浮盤(pán)附件損失(lb/a)；ED為浮盤(pán)縫隙損失 (lb/a)。

3 日本儲(chǔ)罐VOCs排放計(jì)算方法

日本2010年出版了《減少污染物排放和轉(zhuǎn)移登記物質(zhì)排放的成功事例》(以下簡(jiǎn)稱“事例”)，其中針對(duì)原油儲(chǔ)罐VOCs排放介紹了計(jì)算方法[5]。

3.1 固定頂罐的VOCs排放量計(jì)算

與美國(guó)計(jì)算方法一樣，日本的《事例》中計(jì)算也是將固定頂罐的呼吸損失分為大呼吸和小呼吸兩類(lèi)。

(1)固定頂罐大呼吸損失La

式中：La為大呼吸損失(kg/a)；M為存儲(chǔ)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量(g/mol)；Q為儲(chǔ)罐年凈吞吐量(m3/a)；Pa為存儲(chǔ)物質(zhì)真實(shí)蒸氣壓(Pa)；Pta為儲(chǔ)罐內(nèi)部壓強(qiáng)(Pa)。

(2)固定頂罐小呼吸損失Lb

式中：Lb為小呼吸損失(kg/a)；M為存儲(chǔ)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量(g/mol)；Pa為存儲(chǔ)物質(zhì)真實(shí)蒸氣壓(Pa)；D為儲(chǔ)罐內(nèi)直徑(m)；Ht為儲(chǔ)罐高度(m)；Has為存儲(chǔ)物質(zhì)平均高度(m)；?T為年平均溫差(℃)；α為儲(chǔ)罐外殼顏色系數(shù)(無(wú)量綱量)；β為儲(chǔ)罐直徑系數(shù)(無(wú)量綱量)。

3.2 浮頂罐的VOCs排放量計(jì)算

日本《減少污染物排放和轉(zhuǎn)移登記物質(zhì)排放的成功事例》中有關(guān)浮頂罐呼吸損失的計(jì)算，同樣未將浮頂罐分為大小呼吸，其直接給出一個(gè)純經(jīng)驗(yàn)公式僅考慮計(jì)算了浮頂罐的大呼吸損失量。

式中：Lfloating為浮頂罐大呼吸排放量(kg/a)；F為浮頂罐大呼吸損失系數(shù)(kg/m3)；Q為浮頂罐年周轉(zhuǎn)量/處理量(m3)。

4 國(guó)內(nèi)石化行業(yè)儲(chǔ)罐VOCs排放計(jì)算方法

我國(guó)《揮發(fā)性有機(jī)物排污收費(fèi)試點(diǎn)辦法》(財(cái)稅〔2015〕 71號(hào))(該辦法已于2018年廢止)[6]附2石油化工行業(yè)VOCs排放量計(jì)算方法中主要包括固定頂罐、浮頂罐以及廢水池等VOCs排放量的計(jì)算，該計(jì)算方法是對(duì)美國(guó)EPA計(jì)算方法的引用。2019年，工信部發(fā)布實(shí)施的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH/T 3002—2019 《石油庫(kù)節(jié)能設(shè)計(jì)導(dǎo)則》修訂了適用于石油庫(kù)儲(chǔ)罐油品蒸發(fā)損耗的計(jì)算公式。這里主要介紹《石油庫(kù)節(jié)能設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中的儲(chǔ)罐VOCs計(jì)算方法[7-8]。

4.1 固定頂罐蒸發(fā)損耗計(jì)算

固定頂罐小呼吸蒸發(fā)損耗計(jì)算公式：

式中：LS為固定頂罐年小呼吸損耗量(kg/a)；KE為氣相空間膨脹系數(shù)(無(wú)量綱量)；VV為油罐氣相空間體積(m3)；KS為排放氣體飽和度系數(shù)(無(wú)量綱量)；WV為日均液體表面溫度下的氣相密度(kg/m3)；

固定頂罐大呼吸蒸發(fā)損耗計(jì)算公式：

式中：LW為年大呼吸損耗量(kg/a)；N為年油品周轉(zhuǎn)次數(shù)(次/a)；VL為罐內(nèi)液體最大體積量(m3)；KN為周轉(zhuǎn)系數(shù) (N≤36，取 1，N≥36，取 (180+N)/(6N))；KP為油品損耗系數(shù)(原油0.75，煉油化工1)；KB為排放壓力設(shè)定值校正系數(shù)；WV為日均液體表面溫度下的氣相密度(kg/m3)。

4.2 浮頂罐蒸發(fā)損耗計(jì)算

(內(nèi)/外)浮頂罐小呼吸蒸發(fā)損耗計(jì)算公式：

式中：LS為浮頂罐小呼吸損耗量(kg/a)；Fr為密封總損耗系數(shù)(kg-moles/a)；Ff為浮盤(pán)附件總損耗系數(shù)(kgmoles/a)；Fd為浮盤(pán)頂板接縫總損耗系數(shù)(kg-moles/a)；p*為蒸氣壓函數(shù)；MV為油氣分子量(kg/kg-moles)；KC為產(chǎn)品系數(shù)(無(wú)量綱量，煉油產(chǎn)品和單組分物料取1.0，原油取 0.4)。

(內(nèi)/外)浮頂罐大呼吸蒸發(fā)損耗計(jì)算公式：

式中：LW為浮頂罐年大呼吸損耗量(kg/a)；Q為油罐年周轉(zhuǎn)量(103m3/a)；C為油罐壁的粘附系數(shù)(m3/1 000 m2)；W1為平均儲(chǔ)存溫度下的介質(zhì)密度(kg/m3)；Nfc為非自支撐固定頂?shù)闹е鶖?shù)量，自支撐頂內(nèi)浮頂罐或浮頂罐為0；Fc為非自支撐固定頂支柱的有效直徑(m)；D為油罐直徑 (m)。

5 油氣田儲(chǔ)罐VOCs排放估算適應(yīng)性分析

5.1 國(guó)內(nèi)外已有計(jì)算方法優(yōu)缺點(diǎn)分析

美國(guó)的方法過(guò)于復(fù)雜，給出了每一個(gè)指標(biāo)的計(jì)算方式，可以通過(guò)計(jì)算得到結(jié)果，而且考慮的因素比較全面，但計(jì)算過(guò)程冗長(zhǎng)，計(jì)算難度大，且計(jì)算單位為英制或美制單位，采用起來(lái)增加轉(zhuǎn)換難度，不利于油氣田現(xiàn)場(chǎng)單位快速計(jì)算。另一方面，美國(guó)TANK計(jì)算內(nèi)核方法是針對(duì)其國(guó)內(nèi)地區(qū)特點(diǎn)設(shè)計(jì)的，如各地區(qū)的氣象資料庫(kù)都是針對(duì)美國(guó)國(guó)內(nèi)城市數(shù)據(jù)設(shè)定，且計(jì)算選取的原油品質(zhì)只有設(shè)定好的一種，這就導(dǎo)致該計(jì)算方法在國(guó)內(nèi)油氣田現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算的適應(yīng)性非常差。

日本的計(jì)算方法，相比簡(jiǎn)化一些，但浮頂罐計(jì)算采用了排放系數(shù)法，屬于純經(jīng)驗(yàn)做法，其計(jì)算結(jié)果偏差會(huì)比較大。

國(guó)內(nèi)的計(jì)算方法，借鑒了美國(guó)計(jì)算方法并做了一些簡(jiǎn)化，大大方便了國(guó)內(nèi)企業(yè)采標(biāo)應(yīng)用，但其適用范圍主要是石化領(lǐng)域，對(duì)于一些無(wú)量綱常數(shù)的推薦，缺少對(duì)于油氣田原油物性的針對(duì)性參數(shù)，尤其是在油田現(xiàn)場(chǎng)缺少儲(chǔ)存物料飽和蒸氣壓數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)其推薦的計(jì)算公式難以確定。且油氣田儲(chǔ)存介質(zhì)、運(yùn)行工藝、外界環(huán)境等方面與石化行業(yè)存在較大差異，不論是《石油化工行業(yè)VOCs排放量計(jì)算方法》還是《石油庫(kù)節(jié)能設(shè)計(jì)導(dǎo)則》，都無(wú)法較好的適用于油氣田儲(chǔ)罐VOCs排放量的計(jì)算。

5.2 油氣田儲(chǔ)罐VOCs排放量估算方法

本文吸取了國(guó)內(nèi)外已有計(jì)算方法的經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合油氣田VOCs排放特點(diǎn)和檢測(cè)數(shù)據(jù)情況，充分考慮現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的便捷性、有效性，對(duì)《石油庫(kù)節(jié)能設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中的計(jì)算方法進(jìn)行簡(jiǎn)化并說(shuō)明，歸納提出一套優(yōu)化后的油氣田VOCs排放量估算方法。

(1)固定頂罐小呼吸損耗量計(jì)算

固定頂罐小呼吸蒸發(fā)損耗計(jì)算方法：

式中：LS為固定頂罐年小呼吸損耗量(kg/a)；KE為氣相空間膨脹系數(shù)(無(wú)量綱量)。

式中：ΔTV為日氣相溫度范圍(K)。

式中：α為罐表面太陽(yáng)輻射熱吸收率；I為該地區(qū)24 h太陽(yáng)輻射熱(kW/m2)，根據(jù)國(guó)家氣象局2019年發(fā)布的中國(guó)年太陽(yáng)總輻射量數(shù)據(jù)，各油氣田所在地24 h太陽(yáng)輻射熱I可按表3選取。

表3 各油氣田所在地24 h太陽(yáng)輻射熱I

式中：KS為排放氣體飽和度系數(shù)(無(wú)量綱量)；VV為油罐氣相空間體積(m3)；pVA為真實(shí)蒸氣壓(kPa(絕))；當(dāng)真實(shí)蒸氣壓pVA有測(cè)量值時(shí)取測(cè)量值進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)pVA無(wú)實(shí)際測(cè)量值時(shí)，可按下式進(jìn)行計(jì)算，除新疆油田和長(zhǎng)慶油田以外，可針對(duì)未穩(wěn)定的原油pVA取30 kPa，穩(wěn)定后的原油pVA取10 kPa，亦可根據(jù)下文對(duì)A、B的取值說(shuō)明進(jìn)行計(jì)算(但需要說(shuō)明的是，推薦的A、B值對(duì)于除新疆和長(zhǎng)慶典型油品以外的計(jì)算結(jié)果可能偏差較大)，以粗略估算真實(shí)蒸氣壓數(shù)值。

式中：A、B為蒸氣壓方程常數(shù)；SH/T 3002—2019《石油庫(kù)節(jié)能設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中對(duì)A、B兩個(gè)常數(shù)的說(shuō)明僅限于汽油、石腦油、航空煤油、柴油等，并未給出原油的蒸氣壓常數(shù)參考取值系列，《石油化工工藝計(jì)算圖表》第六章中也并未給出蒸氣壓常數(shù)具體的數(shù)值，僅在圖6-2-2中給出了由一般實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的單一原油真實(shí)蒸氣壓數(shù)據(jù)，但現(xiàn)場(chǎng)原油物性復(fù)雜多樣，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值與該圖表差異較大。筆者結(jié)合新疆油田、長(zhǎng)慶油田的調(diào)研數(shù)據(jù)，通過(guò)回歸處理的方法，計(jì)算出適用于部分典型油田原油物料計(jì)算蒸氣壓的常數(shù)值：常數(shù)A為11.157，常數(shù)B為3 232。需要說(shuō)明的是筆者給出的這兩個(gè)常數(shù)也無(wú)法滿足所有油田原油的計(jì)算，建議下一步有關(guān)主管部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集分析，并給出適用于不同油田不同原油物性蒸氣壓計(jì)算所需的常數(shù)。

TLA為日平均液體表面溫度(℃)；《石油庫(kù)節(jié)能設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中對(duì)該值的計(jì)算公式為T(mén)LA=TAA+0.311(6α-1)+1.391αI，其中TAA為日均環(huán)境溫度，公式中并未考慮油田實(shí)際生產(chǎn)中大部分儲(chǔ)罐的儲(chǔ)存液體都是需要加熱的，TLA的計(jì)算公式不能僅僅考慮環(huán)境溫度及太陽(yáng)輻射的影響，還需要考慮儲(chǔ)罐液體實(shí)際儲(chǔ)存溫度TT。

根據(jù)《石油化工行業(yè)VOCs排放量計(jì)算方法》中推薦的TLA的計(jì)算公式(公式中單位為蘭氏度)：TLA=0.44TAA+0.56TB+0.0079αI，TB=TAA+(6α-1)。經(jīng)過(guò)單位換算為攝氏度后，儲(chǔ)液主體溫度TB應(yīng)修正為T(mén)B=TT+(6α-1)÷1.8，根 據(jù) 換 算 后 的 計(jì) 算 過(guò) 程TLA=0.44TAA+0.56TB+1.391αI，因此筆者對(duì)TLA修正后提出新的計(jì)算公式TLA=0.44TAA+0.56TT+0.311(6α-1)+1.391αI。

日均液體表面溫度下的氣相密度計(jì)算公式如下：

式中：WV為日均液體表面溫度下的氣相密度(kg/m3)；MV為蒸氣分子量(kg/kg-mole)；為方便現(xiàn)場(chǎng)人員快速計(jì)算結(jié)果，將原油分為常規(guī)稀油和常規(guī)稠油，其中常規(guī)稠油主要針對(duì)遼河、新疆、吐哈等稠油生產(chǎn)區(qū)塊，其他油田區(qū)塊均以常規(guī)稀油進(jìn)行計(jì)算，《石油庫(kù)節(jié)能設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中并未給出原油物料的MV數(shù)據(jù)，因此筆者采用美國(guó)環(huán)保署開(kāi)發(fā)的TANK軟件內(nèi)嵌基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算，如表4所示；R為真實(shí)氣體常數(shù)(8 314 Nm/(kg·K))。

表4 蒸氣分子量

(2)固定頂罐大呼吸損耗量計(jì)算

固定頂罐大呼吸蒸發(fā)損耗計(jì)算方法：

式中：LW為年大呼吸損耗量(kg/a)；Q為年油品周轉(zhuǎn)量(m3/a)；KN為油品周轉(zhuǎn)系數(shù)(周轉(zhuǎn)次數(shù)≤36時(shí)，取值1，周轉(zhuǎn)次數(shù)＞36時(shí)(一般油田外輸站場(chǎng)儲(chǔ)罐周轉(zhuǎn)次數(shù)50～80次/a)，根據(jù)《石油庫(kù)節(jié)能設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中計(jì)算公式，可取近似值0.6)；KP為油品損耗系數(shù)，原油取值0.75；KB為排放壓力設(shè)定值校正系數(shù)；目前各油田已按SY/T 0511.1—2010《石油儲(chǔ)罐附件第1部分：呼吸閥》標(biāo)準(zhǔn)整改呼吸閥，整改后呼吸閥吸入時(shí)定壓pB=-295 Pa，呼出時(shí)定壓pB=665 Pa，按照《石油庫(kù)節(jié)能設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中計(jì)算判別公式，周轉(zhuǎn)次數(shù)≤36時(shí)，取值1，周轉(zhuǎn)次數(shù)＞36時(shí)，取值1.7；WV為日均液體表面溫度下的氣相密度(kg/m3)。

(3)浮頂罐呼吸損耗量計(jì)算

油田的浮頂罐浮頂罐大多存在于油田礦場(chǎng)油庫(kù)，儲(chǔ)存介質(zhì)為凈化原油，可直接采用《石油庫(kù)節(jié)能設(shè)計(jì)導(dǎo)則》中的浮頂罐VOCs計(jì)算方法。

5.3 各計(jì)算方法實(shí)例對(duì)比

選取新疆油田某外輸站交油點(diǎn)5 000 m3固定頂儲(chǔ)罐作為計(jì)算樣本，分別使用美國(guó)環(huán)保署開(kāi)發(fā)的TANK軟件、日本《減少污染物排放和轉(zhuǎn)移登記物質(zhì)排放的成功事例》、我國(guó)《石油庫(kù)節(jié)能設(shè)計(jì)導(dǎo)則》以及本文提出的《油氣田VOCs排放量估算方法》對(duì)排放量進(jìn)行計(jì)算，并將結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)使用手持式VOCs檢測(cè)儀在當(dāng)年7—8月間實(shí)測(cè)的數(shù)值進(jìn)行比較(表5)。

表5 固定頂儲(chǔ)罐計(jì)算基礎(chǔ)參數(shù)

計(jì)算結(jié)果比較如表6所示。

表6 VOCs排放量計(jì)算結(jié)果比較 單位：t/a

從計(jì)算結(jié)果來(lái)看，美國(guó)環(huán)保署開(kāi)發(fā)的TANK軟件計(jì)算結(jié)果相比現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)值都偏大，分析其原因主要是TANK內(nèi)嵌的原油物性真實(shí)蒸氣壓參數(shù)相比油田實(shí)際數(shù)據(jù)偏大導(dǎo)致的；日本《事例》計(jì)算的小呼吸與實(shí)測(cè)值較為接近，但其大呼吸計(jì)算結(jié)果過(guò)大，主要原因是其計(jì)算公式為純經(jīng)驗(yàn)公式，公式的排放系數(shù)不適用于油田原油物性；我國(guó)《導(dǎo)則》計(jì)算的小呼吸與實(shí)測(cè)值較為接近，但大呼吸計(jì)算結(jié)果誤差仍然較大，這主要是由于在依據(jù)《導(dǎo)則》內(nèi)推薦的“石油化工工藝計(jì)算圖表”進(jìn)行選取原油雷德蒸氣壓RVP值時(shí)，可選取的適用于原油參數(shù)較少，計(jì)算者的主觀性過(guò)強(qiáng)，其計(jì)算結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)較大偏差。本文推薦的計(jì)算方法，基于《導(dǎo)則》推薦方法，充分考慮了油田現(xiàn)場(chǎng)原油物性實(shí)際情況，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際較為相符。

6 結(jié)論與建議

(1)本文對(duì)國(guó)內(nèi)外已有的石化企業(yè)VOCs排放量計(jì)算方法進(jìn)行調(diào)研梳理，并對(duì)其計(jì)算方法在油氣田領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，指出了不同計(jì)算方法存在的不適應(yīng)性。美國(guó)EPA計(jì)算公式和TANK軟件考慮的因素比較全面，但計(jì)算過(guò)程冗長(zhǎng)，計(jì)算難度大，且計(jì)算單位為英制或美制單位，采用起來(lái)增加轉(zhuǎn)換難度；日本的計(jì)算方法，相比簡(jiǎn)化一些，但浮頂罐計(jì)算采用了排放系數(shù)法，屬于純經(jīng)驗(yàn)做法，其計(jì)算結(jié)果偏差會(huì)比較大；國(guó)內(nèi)的計(jì)算方法適用范圍主要是石化領(lǐng)域，對(duì)于油氣田儲(chǔ)存介質(zhì)、運(yùn)行工藝、外界環(huán)境等方面考慮較少，難以準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)果。

(2)基于我國(guó)《石油庫(kù)節(jié)能設(shè)計(jì)導(dǎo)則》推薦的計(jì)算方法，充分考慮了油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，并對(duì)計(jì)算過(guò)程和參數(shù)做了相應(yīng)的優(yōu)化處理，形成一套簡(jiǎn)便實(shí)用的儲(chǔ)罐VOCs計(jì)算方法，油田現(xiàn)場(chǎng)管理人員可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行參數(shù)的選取和調(diào)整，實(shí)用性強(qiáng)。通過(guò)選取新疆油田某外輸站場(chǎng)真實(shí)原油儲(chǔ)罐進(jìn)行測(cè)算，計(jì)算結(jié)果顯示，相比國(guó)內(nèi)外已有的石化企業(yè)VOCs排放量計(jì)算方法，本文優(yōu)化提出的油氣田原油儲(chǔ)罐VOCs排放量計(jì)算方法與實(shí)測(cè)值相符，驗(yàn)證了該方法的可靠性。但仍需要說(shuō)明的是，整個(gè)計(jì)算方法對(duì)于原油物性、蒸氣壓、儲(chǔ)罐參數(shù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)敏感性較大，油田主管單位應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的建立和維護(hù)，以更準(zhǔn)確的掌握儲(chǔ)罐VOCs排放情況。

(3)油田不同于化工廠，治理的重點(diǎn)不應(yīng)該放在末端治理上，而是應(yīng)該著重加強(qiáng)前端的管理，優(yōu)先通過(guò)優(yōu)化布局、流程優(yōu)化、儲(chǔ)罐改造，不斷提高密閉率、原油穩(wěn)定率，減少源頭損失。應(yīng)系統(tǒng)開(kāi)展油氣田VOCs回收及處理技術(shù)系列的調(diào)研和比選，通過(guò)研究組合回收技術(shù)，進(jìn)一步提高技術(shù)和裝置的適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性，可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)儲(chǔ)罐VOCs大罐抽氣、吸收+吸附、冷凝+吸附、冷凝+吸附+催化氧化等組合技術(shù)，進(jìn)一步測(cè)試驗(yàn)證各技術(shù)的適用范圍。在VOCs回收和處理技術(shù)上，應(yīng)優(yōu)先考慮經(jīng)濟(jì)效益回收而非焚燒，應(yīng)采用“一企一策”的思路，從安全、投資、能耗等關(guān)鍵因素分析，提升具有針對(duì)性的綜合治理能力。

(4)目前中石油各油氣田單井罐規(guī)格和參數(shù)基本都滿足GB 39728—2020 《陸上石油天然氣開(kāi)采工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，且單井罐容積一般都較小，因此，單井罐不應(yīng)該成為我們關(guān)注的重點(diǎn)或難點(diǎn)；脫水站和聯(lián)合站的儲(chǔ)罐容積大、處理量大，儲(chǔ)罐呼吸損耗多，且儲(chǔ)罐VOCs排放量與周轉(zhuǎn)的原油品質(zhì)、油田整體的流向布局安排關(guān)系很大。聯(lián)合站的凈化油儲(chǔ)罐是排放的重點(diǎn)源，如能從布局上減少聯(lián)合站凈化油儲(chǔ)罐存放時(shí)間及周轉(zhuǎn)頻次，直接密閉輸至油田原穩(wěn)中心，將會(huì)進(jìn)一步減少VOCs排放，減少油品損耗量。