張白冰

（欣雨曦應(yīng)急科技（北京）有限公司，北京 100089）

1 引言

奧里油是一種較新的能源和工業(yè)原料，自進入世界市場伊始，一些引進國考慮它可能帶來的環(huán)境威脅，進行了有關(guān)奧里油溢油的研究，包括奧里油溢油危害，擴散特性，演化過程，圍控，回收技術(shù)等等，這些研究注意到奧里油溢油與常規(guī)原油，成品半成品油的溢油存在很大不同，而且不同的泄漏量相對水體的大小及水體特征也極大影響溢油的演變過程以及相應(yīng)的應(yīng)急過程，由于沒有對奧里油較大規(guī)模的溢油試驗和較大的溢油案例，這些研究的結(jié)論均被加以一定的條件限定。本文在此類研究和結(jié)論的基礎(chǔ)上，結(jié)合重大奧里油溢油現(xiàn)場的經(jīng)驗分析，系統(tǒng)指出奧里油與常規(guī)溢油的一些不同，解釋了大規(guī)模奧里油溢油當(dāng)中的一些特點現(xiàn)象，提出對奧里油的溢油處置需要有專門的方法體系，從促分散，促解乳化和云團捕集三個方向探尋奧里油溢油應(yīng)急的技術(shù)途徑。

2 奧里諾科原油及其溢油特點

2.1 奧里油簡介

奧里諾科原油產(chǎn)于委內(nèi)瑞拉，儲量規(guī)模之巨大可比中東原油總儲量，它的低碳鏈成分少，粘度高達到6000～40000CPS，傳統(tǒng)方法難以開采和使用。使用乳化技術(shù)開采和制備的奧里諾科原油稱為奧里諾科乳化油Orimulsion 簡稱奧里油，由大約70%的奧里諾科原油和30%的水及乳化劑組成，以水包油的分散體系存在，30攝氏度條件下，粘度大約為400～600cps[1]。奧里油相對較低的粘度及其分散體系的穩(wěn)定性使得奧里諾科原油的大規(guī)模開采，運輸和存儲和使用工藝開發(fā)成為可能，作為替代燃料和優(yōu)質(zhì)瀝青原料，奧里油已經(jīng)得到比較廣泛的采用，同時也帶來了新的溢油風(fēng)險和挑戰(zhàn)。

2.2 奧里油溢油特點

奧里油溢油與普通原油溢油區(qū)別于原油溢油在水體中的行為主要是揮發(fā)，乳化；奧里油溢油則是分散和解乳化。

奧里油和水的密度非常接近，一般情況下略重于淡水，略輕于海水[2]，奧里油與水體之間的密度差異大小，溢油數(shù)量，水體密度，溫度，海況條件會使奧里油呈現(xiàn)出不同的分散，漂移，解乳化過程特征。

少量奧里油在較大水體中可以自行分散，大量奧里油泄漏在有限水體或者平靜的水體會在水中形成奧里油“云團”。水體的密度決定奧里油云團的形態(tài)，在海水中奧里油受浮力影響分布于水體表層幾米深處，在淡水中，奧里油云團可以達到更大的深度[3]。

奧里油是動態(tài)平衡的分散體系，被分散的小油團有不斷碰撞聚合的趨勢，同時油中的分散劑又不斷地將大油團分散成小油團。持續(xù)強烈的機械攪動、水體對油中分散劑或促進劑的稀釋，以及海水鹽分對水包油油團的脫水作用會促進奧里油的解乳化過程[3]，使奧里油密度降低，向水面浮起聚集，進而暴露于空氣進一步脫水，粘度持續(xù)增加，在水體的分布特征和漂流特性隨之發(fā)生改變；完全解乳化的奧里油呈現(xiàn)類似奧里諾科原油的粘彈性固體狀態(tài)。

3 奧里油溢油的處理難點

奧里油溢油可以快速進入水體深處，分布隱蔽，溢油發(fā)展態(tài)勢難以被準(zhǔn)確掌握判斷。溢油初期出現(xiàn)于水面的極薄油膜具有欺騙性，容易使應(yīng)急人員對溢油的數(shù)量和主體分布位置以及溢油清除效果產(chǎn)生誤判。常規(guī)溢油回收設(shè)備的收油機制對奧里油基本無效。水包油分散系的奧里油易于隨水體運動而移動，移動速度接近于海流速度，在復(fù)雜海流區(qū)域以及河口等區(qū)域可以時沉?xí)r浮，同時油的性狀隨解乳化的進程不斷發(fā)生變化；水下水包油分散系和水表解乳化油在水下水表同時分布，兩者物理化學(xué)性質(zhì)相異，在水體內(nèi)的移動特性和運動軌跡完全不同，故而行為表現(xiàn)＂神出鬼沒＂，被有的國際溢油應(yīng)急界人士稱為“Very Nasty Oil”（意為極難處理的溢油），反映了這種溢油的應(yīng)急處理難度。在世界某些地區(qū)，因此存在對奧里油的運輸規(guī)模限制。

奧里油進入水體早期的表面特征不明顯，遙感探測不容易發(fā)現(xiàn)其存在，也不容易評估其泄漏數(shù)量、摸清其分布，預(yù)測其漂移軌跡，只能根據(jù)奧里油易于隨洋流海流流動的特點，參考溢油地點洋流和海流參數(shù)判斷溢油主體所在位置。由于奧里油（水下水包油分散系）與浮于水表的解乳化奧里油（高粘度原油）移動特性不同，因此不能用水表浮起的解乳化油或油膜的分布來判斷水體內(nèi)奧里油溢油主體的分布和泄漏數(shù)量。

噴灑常規(guī)溢油分散劑，可以清除早期溢油區(qū)域水表極薄的油膜，但是對分布深達幾米甚至更深的親水奧里油主體有無進一步的分散效果或解乳化抑制作用有待探究，對已經(jīng)上浮水面的高粘度解乳化油，噴灑常規(guī)溢油分散劑無效。

奧里油與水之間沒有清晰界面，密度和流體動力特性與水一定程度相似，溢油很容易從圍控設(shè)備中逃逸，不容易聚攏，油的分布深度可以達到幾米甚至更深，超出常規(guī)圍油欄的圍控深度。

常規(guī)收油機的作業(yè)深度也達不到奧里油的分布深度，同時奧里油分子被限制在具有親水表面的小油團中，不能與親油類型收油機的親油材料表面基團發(fā)生親和作用，使用帶式，刷式等親油類型收油機回收奧里油收取效果較差，僅在奧里油發(fā)生一定程度解乳化，浮起至水面且粘度在一定范圍內(nèi)時，常規(guī)親油類型收油機和水動力式收油機才可以進行收取，但是可作業(yè)的窗口期很短，隨著聚集到表層的奧里油深度解乳化，粘度不斷增大，流動性變差，機械收油裝置的負載會急劇上升，收油機的功率和收油泵揚程達到極限而無法工作。這時，只能對浮油直接進行人工或簡單機械撈?。ㄈ缗榔螺斔蛶?，挖掘鏟斗等），需要大量的人力參與。清洗沾染了高粘度解乳化油的設(shè)備是一項艱巨的工作。

回收到污油艙的奧里油解乳化的發(fā)生速度很快，如果不采取維持分散系和控制油保持低粘度的措施或及時卸載，那么后期卸載和清理完全解乳化的高粘彈性奧里油非常困難，會對溢油應(yīng)急工作的持續(xù)進行造成不利影響。

4 溢油應(yīng)急策略和方法

針對奧里油溢油的特點和應(yīng)急處置難點，可以考慮從促進分散，促進解乳化和云團捕集三個方向來思考具體溢油應(yīng)急措施。

4.1 促進分散方向

對大水體中危害較低的少量奧里油泄漏，可以利用奧里油能分散于水體的特性，對奧里油云團使用高壓水龍，水炮，軸流泵形成攪拌水流利用船舶尾流擾動等方法加快奧里油在水體中的分散速度。這種措施的目的和作用類似于對常規(guī)溢油使用分散劑處理。

4.2 促解乳化方向

奧里油一個不同于常規(guī)原油的顯著特點是它的粘度可以被快速改變，奧里油完全破乳后，理論上粘度可以從400cps提高到40000cps，且可以在很短時間內(nèi)發(fā)生，解乳化程度不同，粘度不同，促解乳化方法能夠使奧里油加速解乳化并聚集到水體表面，從而增加溢油的可監(jiān)測性和可控性，在奧里油的工業(yè)應(yīng)用場合當(dāng)中，已經(jīng)有較成熟的快速解乳化措施[4]，在溢油應(yīng)急場合，可以借鑒工業(yè)解乳化方法和原理結(jié)合應(yīng)急現(xiàn)場條件，采用如噴灑專用解乳化劑、加溫[5]、撒入對水包油基團有脫水破乳作用的安全鹽類或者噴入飽和鹽水等綜合的促解乳化方法。對出事船船艙內(nèi)尚未泄出的油，用快速解乳化方法增加粘度有可能能夠降低奧里油外泄速度甚至阻止油的外泄。奧里油浮起后，可以根據(jù)油的粘度變化情況分階段投入適用類型的收油機或其它收取裝置并采取適當(dāng)?shù)膽?zhàn)術(shù)。

4.3 云團捕集

大量泄出奧里油會集中在泄漏點附近的水體，呈云團狀分布，靠近水表，在泄漏之初，油尚未分散，濃度高，粘度低，且油層具有較大厚度，此時可以吊放各類潛水泵（甚至使用絞吸船）在溢油分布水體大量抽取回收具有較高含油率的油水混合物并泵送至污油存儲艙。各式收油機上裝備的螺桿泵，轉(zhuǎn)子泵，離心螺桿泵等裝備都可以用于水表奧里油的直接抽取泵送。結(jié)合水下探測技術(shù)手段還可以進行精確泵抽，以提高收油效率。除使用聲納，藍綠激光雷達等探測手段以外，也可以采用簡單的水中油傳感器和在水下不同深度取水樣進行溢油分布探測確定奧里油云團的高濃度區(qū)域，在較小的水體范圍內(nèi)，結(jié)合衛(wèi)星定位系統(tǒng)和海流的流動方向，有可能能夠在一定程度上判斷出溢出奧里油在水體的分布和運動變化趨勢，確定出溢油分布的集中區(qū)域，然后進行精確泵抽回收作業(yè)。

回收的奧里油油水混合物在后處理過程中同樣需注意奧里油解乳化后的高黏度對存儲設(shè)備和處理設(shè)備以及后處理工藝過程的影響。污油艙中的奧里油宜采用防止解乳化的措施，盡量保持油較低的粘度，或者在油進一步解乳化前迅速將回收的奧里油進行卸載和后續(xù)處理。

總而言之，對奧里油的處置需要根據(jù)溢油數(shù)量的大小，水體大小，洋流海流情況，海況，奧里油的性狀變化階段，周邊生態(tài)環(huán)境對溢油的敏感程度，氣溫，水溫，現(xiàn)場的溢油應(yīng)急資源和作業(yè)條件等等參考因素來決定將采取的應(yīng)急策略和具體方法。

5 結(jié)論

奧里諾科原油以其巨大的儲量必將成為一種更加被廣泛使用的資源，奧里油作為克服奧里諾科原油開采、儲運難題的改性產(chǎn)品將會繼續(xù)被大量生產(chǎn)和儲運，由此會帶來更多更嚴峻的環(huán)境威脅問題。水包油體系溢油的處理方法和策略和常規(guī)溢油有著諸多的不同，針對國內(nèi)存在奧里油運輸航線，運輸船錨泊地，裝卸港口，物流存儲的地區(qū)，有必要對奧里油的溢油特點以及溢油處置措施進行深入研究，對可能的應(yīng)急方法策略展開量化的試驗并進行評估，形成有針對性的實用的具體方案和預(yù)案，并納入培訓(xùn)演習(xí)演練，同時做出有針對性的物資儲備以降低這類油品發(fā)生泄漏時對我國水體環(huán)境的危害。對一些有著相當(dāng)儲運規(guī)模又具有特殊性質(zhì)的油品或化學(xué)品，同樣需要對其特性和泄漏后的行為特點以及應(yīng)對措施加以專門研究尋找基本的應(yīng)急措施和方法，以在未來可能的泄漏事件當(dāng)中第一時間選擇正確的應(yīng)對方向并采取有效的應(yīng)對策略。