海上溢油回收专利技术综述

摘 要：海上溢油回收是近年来海洋环境保护的研究重点。为了了解我国海上溢油回收领域的专利技术概况，文章根据目前海上溢油回收的三种常用方法，基于中文专利库，从申请量变化、申请人分布等方面对我国海上溢油回收专利技术进行了分析，总结了技术发展趋势，为企业确定科研方向及专利战略布局提供了参考。

关键词：海上溢油回收；物理法；生物法；化学法；专利申请

1 概述

石油作为工农业、交通运输业和日常生活的主要能源之一，其生产和消费在地区上很不平衡，因而石油的安全运输是石油工业生产过程中的重要环节之一，海洋承担了运输石油的重任。油轮在装卸、运输过程中，溢油事故时有发生[1]。泄漏在海上的石油形成的油膜会覆盖海水表面，由此形成的大面积油膜将隔离正常的海气交换过程，这不仅破坏了海洋生态平衡，而且浪费了宝贵的石油资源。随着我国经济快速发展，对石油的需求量和运输量也在不断攀升，随之而来的是溢油事故日益增多。溢油事故一旦发生，必须及时采取有效措施来清除海上溢油。在应对突发性海上溢流事故时，溢油回收技术发挥了重要作用[2]。

文章首先阐述了目前常见的海上溢油回收的形式及适用情况、优缺点，然后以海上溢油回收技术在中国范围内的专利申请数据为样本，分析了海上溢油回收技术在中国的专利申请现状，为企业的科研方向确定及专利战略布局提供参考。

2 海上溢油回收技术现状

为了减轻溢油对海洋的污染，溢油发生后，必须迅速采取有效措施予以清除回收。目前，海上溢油的处理措施主要分为三大类：物理法、生物法和化学法[3]。

2.1 海上溢油回收的物理法

一般来说，处理水面溢油的最理想方法是物理法，因为物理清除既实现了保护海洋环境的目的，又回收了宝贵的石油资源，是目前应用最为广泛的溢油处理技术。物理法是指在不改变溢油存在形态的情况下将溢油从水面分离出来，既可以采用机械装置回收溢油，也可以采用吸附材料回收溢油，该方法特别适用于回收油层较厚溢油。但是，该方法受风浪、粘度等因素的影响较大[4]。

2.2 海上溢油回收的生物法

某些天然存在于海洋或土壤中的微生物有较强的氧化分解石油的能力，生物法正是利用油类作为微生物新陈代谢的营养物质将溢油降解，进而达到去除溢油的目的。生物法通常不会引起二次污染，适用于常规机械装置无法清除的薄油层而且化学药剂被限制使用时的情况。但是，当发生大规模溢油泄漏、油膜较厚时，由于营养和氧气供应不足，限制了细菌的生长，处理过程缓慢，目前技术手段并不成熟，尚处于由基础研究进入实用研究的过渡期，很难真正投入到大中型溢油事故的处理中。

2.3 海上溢油回收的化学法

化学法包括原位燃烧法和化学试剂法[5]。

（1）原位燃烧法：采用助燃的方法，使大量溢油能在短时间内燃ธ烧完，无需复杂装置，处理费用低。结果表明在含水率、油层厚度等条件适合的情况下，就地燃烧是一种潜在的、有效的处理溢油的方式。但是考虑到燃烧产物对海洋生物的生长和繁殖的影响，对附近船舶和海岸设施可能造成损害，而且燃烧时产生的浓烟也会污染大气，因此只能在离海岸相当远的公海才使用此法处理。

（2）化学试剂法：化学试剂法是利用各种化学药剂来改变溢油的物理性质从而达到清除油污的目的，适用于处理油膜较薄的情况，处理溢油的化学试剂包括溢油分散剂、集油剂、凝油剂和吸油剂等。

3 海上溢油回收的国内外专利申请统计分析

为了了解海上溢油回收技术在中国的专利申请与分布状况，笔者依托专利检索与服务系统，以中国专利文摘数据库和中国专利❣全文数据库作为数据来源，进行全面检索☒，截止2015年12月31日，共检索到1117件与海上溢油回收技术相关的专利申请。

3.1 中国专利申请量总体趋势分析

图1为海上溢油回收技术在中国的专利申请量趋势分析图。经统计分析，该领域在2003年以前，专利申请量不大，仅维持在年申请量10件左右，这与我国早期的经济水平、对石油的供给需求有关；但同时，我国早在1988年就已经有相关方面的专利申请，这说明该技术研究起步的比较早。从2003年至2009年专利申请量虽有增长，但涨幅缓慢，说明我国对石油的需求虽一直有所增长，但对溢油回收技术依然没有过多重视，其研究没有形成规模。但是自2010年开始，我国相关领域的专利申请量呈现突增。作者经过分析研究发现，2010年4月发生了美国墨西哥湾原油泄漏事件，此次泄露事故重大，每天有约1万吨原油泄漏到墨西哥湾，相较于2007年俄罗斯油轮“伏尔加石油139号”发生的3000多吨重油泄漏事件，此次泄漏的原油总量可谓是天文数字，无论对经济还是生态都带来了不可磨灭的危害。2010年7月，我国辽宁大连新港附近中石油的一条输油管道发生爆炸起火，导致部分原油泄漏入海，造成附近海域至少50平方公里的海面污染。正是由于这两起重大原油泄漏事件引起了国际国内有关领导、专家、学者的高度重视，从而导致了专利申请量的爆发式增长。从总体上看，中国的溢油回收技术专利申请的快速增长期在2010年之后，目前该领域的专利申请仍较为活跃。

3.2 三大类海上溢油回收处理方法的专利申请量趋势分析

由前文可知，海上溢油的处理措施主要有物理法、生物法和化学法。图2表示出了物理法、生物法、化学法三大类处理方法的申请量随年份的变化趋势图。由于2002年之前相ด关领域的专利申请量较少，因此该趋势图统计日自2003年开始。物理法基于其自ช身易改良、实用性强、无二次污染、与其相关的信息化技术蓬勃发展等优势，申请量一直稳居生物法和化学法之上。自2010年之后，物理法的专利申请数量呈爆发性增长，说明该领域技术发展最为迅速，科研开展最为活跃，是近年的一大热点。虽然生物法和化学法自2010年之后申请量亦有所增长，但由于生物法处理速度缓慢和尚未大面积推广使用、化学法可能会造成二次污染等缺陷，增长速度较为缓慢。对于物理法，虽然其应用前景比较广阔，公众对该技术的热度较大，但是从专利申请角度，想要发明具有一定创新性的专利申请同样比较困难；相反，生物法和化学法专利申请量持续低迷，可能是由于此类技术需要克服的前期难度较大，待突破瓶颈之后技术或许能够得到巨大发展也未可知，相关高校、科研院所可以加强对此类技术领域的关注，增加科研力度。