煉廠廢氣的治理措施探析

摘 要：隨著人類對能源需求的增加，燃煤、燃油、煉油、煤化工、無機(jī)化工等過程形成的SO2排放量日益增加，酸雨和SO2污染逐年增加，嚴(yán)重危害居民健康，破壞生態(tài)環(huán)境。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速增長，工業(yè)發(fā)展與環(huán)境污染之間的矛盾越來越突出，為遏制大氣污染的進(jìn)一步惡化，國家頒發(fā)出臺了一系列促進(jìn)廢氣中污染物控制的法律、法規(guī)和政策，并采用多種措施加快廢氣治理。工業(yè)生產(chǎn)作為提高國民經(jīng)濟(jì)的主要力量，但其生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣也是造成大氣污染的重要因素。因此，進(jìn)行廢氣治理，減少污染物排放，降低大氣污染已經(jīng)成為煉化企業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵因素，文章就此進(jìn)行了初步的探討。

關(guān)鍵詞：煉油；廢氣；治理；石化

中圖分類號：X757 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）27-0170-02

1 煉廠廢氣的分類

煉廠廢氣主要包括含硫化物的酸性氣體、氨類及烴類，主要分布在硫磺回收裝置、污水汽提裝置、常減壓裝置、脫硫裝置、焦化裝置、油品罐區(qū)及裝車設(shè)施。

1.1 硫磺回收裝置尾氣

以酸性氣為原料的硫磺回收裝置，從制硫部分排出的尾氣，仍含有少量的H2S、SO2、COS、Sx等有害物質(zhì)。

1.2 催化裂化再生煙氣

蠟油催化裂化裝置在實(shí)際運(yùn)行中，再生煙氣中SO2排放濃度約為330～890 mg/Nm3，顆粒物（粉塵）排放濃度約為80～250 mg/Nm3，不能達(dá)到新出臺的《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（征求意見稿）中煙氣中SO2和顆粒物（粉塵）排放濃度的要求。

1.3 污水汽提裝置廢氣

以含硫污水為原料的污水汽提裝置，其原料污水罐揮發(fā)的惡臭氣體，以及含硫污水經(jīng)汽提處理后產(chǎn)生的硫化氫、氨廢氣。

1.4 常減壓裝置減壓塔不凝氣

常減壓裝置初常頂與減壓塔頂不凝氣，含有硫化物、烴類。

1.5 液態(tài)烴、汽油脫硫醇尾氣

在液態(tài)烴、汽油脫硫醇過程中，產(chǎn)生的含有揮發(fā)性有機(jī)物、硫醇、硫醚等的惡臭廢氣。不能進(jìn)入瓦斯管網(wǎng)，只能進(jìn)入火炬或直接排放，一方面造成了環(huán)境污染，給裝置操作人員帶來身體傷害；另一方面使得裝置操作環(huán)境惡化，存在著相當(dāng)大的火災(zāi)隱患，同時(shí)還損失大量的汽油組分。

1.6 含烴類的有機(jī)廢氣

輕質(zhì)油品裝車過程中產(chǎn)生的含烴類的有機(jī)廢氣。

2 廢氣的治理措施

針對煉廠不同加工工藝過程中產(chǎn)生的廢氣，我們立足于強(qiáng)化源頭控制，分階段分類別，根據(jù)其特點(diǎn)，采用不同的治理措施，同時(shí)，加快淘汰落后產(chǎn)能，提高新建項(xiàng)目環(huán)保準(zhǔn)入門檻，把污染物總量控制作為新建項(xiàng)目的前置條件，嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)?！叭瑫r(shí)”制度，確保配套污染防治措施的治理效果，有效控制新增污染物排放量。加強(qiáng)污染減排工程管理，嚴(yán)把技術(shù)論證、施工進(jìn)度、效果評估等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保工程按期投運(yùn)并實(shí)現(xiàn)良好減排效果。

2.1 硫磺回收裝置尾氣

硫磺回收裝置制硫尾氣，在很小的氫分壓和極低的操作壓力下（約0.02～0.03 MPa），用特殊的尾氣處理專用加氫催化劑，將其還原或水解為H2S，再用貧胺液吸收，吸收了H2S的MDEA 富液，返回溶劑再生裝置，凈化尾氣則進(jìn)入尾氣焚燒爐，將凈化尾氣中殘留的硫化物焚燒生成SO2，剩余的H2和烴類燃燒生成H2O和CO2。

2.2 催化裂化再生煙氣治理

蠟油催化裂化裝置再生煙氣脫硫治理，采用美國Belco Technologies公司EDV工藝技術(shù)。該技術(shù)采用模塊化組合，其吸收系統(tǒng)包括激冷和吸收模塊、濾清模塊、水珠分離器等幾個(gè)部分，這幾部分均設(shè)置在一座塔內(nèi)。煙氣進(jìn)入洗滌塔后，在激冷區(qū)達(dá)到降溫飽和，并除去氣體中較大的顆粒；在吸收區(qū)，隨后與專用噴嘴噴出的吸收液逆向接觸，脫去SO2。微細(xì)顆粒和微細(xì)水珠在噴嘴上方的濾清元件中被清除，凈化的煙氣進(jìn)入液滴分離器進(jìn)行液/氣分離。塔內(nèi)設(shè)置氧化部分，用來控制硫酸鈉和亞硫酸鈉的含量，保持穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)，排放的凈化煙氣經(jīng)過多級堿洗處理后的煙氣符合《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（征求意見稿）特別排放限值要求底部排出廢液送往廢液后續(xù)處理系統(tǒng)經(jīng)處理后排放。

EDV？誖濕法洗滌系統(tǒng)的工藝以氫氧化鈉或氫氧化鎂等堿性作為吸收劑，采用分層式的煙氣凈化處理程序，利用噴嘴噴出的的吸收劑來凈化煙氣，該系統(tǒng)是一套低壓降的系統(tǒng)，總壓降小于4.0 kPa，該工藝主要分兩部分，洗滌塔系統(tǒng)和排液處理系統(tǒng)。另外專用的排液處理系統(tǒng)（PTU）處理自噴水系統(tǒng)排出的液體，其處理過程包括沉降、氧化、過濾等，該過程可以減少排液化學(xué)需氧量（COD）和固體懸浮顆粒在排放液中的含量，使之達(dá)到直排標(biāo)準(zhǔn)。蠟油催化裂化煙氣經(jīng)過EDV濕法脫硫治理后，效果如下：

①SO2的濃度。蠟催煙氣脫硫設(shè)施開工運(yùn)行以來，凈化后煙氣中SO2濃度基本穩(wěn)定在0～10 mg/m3，由于受原料中硫含量的影響，注堿量比開工初期有所增加，開工初期注堿量約為100 kg/h，目前注堿量高時(shí)達(dá)到400 kg/h，3月5日22點(diǎn)左右蠟催加工三常重蠟油，硫含量較高，蠟催原料硫含量徒增，造成塔底PH值明顯下降，凈化后煙氣中的SO2明顯上升，最高達(dá)到280 mg/m3，增加注堿量后，凈化后煙氣中SO2降低至10 mg/m3以下。

②顆粒物濃度。凈化煙氣顆粒物濃度較穩(wěn)定為0～10 mg/m3。催化裂化煙氣相關(guān)參數(shù)見表1。

2.2 污水汽提裝置廢氣

以含硫污水為原料的污水汽提裝置，其原料污水罐揮發(fā)的惡臭氣體，及含硫污水經(jīng)汽提處理后產(chǎn)生的硫化氫、氨廢氣，直排均會對大氣造成污染。其中污水經(jīng)汽提處理后產(chǎn)生硫化氫氣體送至硫磺回收裝置處理，氨尾氣送至氨精制處理。

原料污水罐揮發(fā)的惡臭氣體通過溶劑的吸收和除臭劑的化學(xué)反應(yīng)，除去惡臭達(dá)到凈化的目的。原料污水罐透氣孔密閉，廢氣從罐頂通氣孔或透光孔正三通引出，匯集后進(jìn)入吸收塔。循環(huán)吸收采用二級旋流板塔串聯(lián)布置，在吸收塔前后安裝二級并聯(lián)噴射器作為引用動力，同時(shí)也使吸收劑和廢氣再噴射器再次充分混合吸收，混合液進(jìn)吸收劑循環(huán)罐氣液分離后去排氣筒排放。首先，惡臭氣體和溶劑進(jìn)行接觸初步除去氣體中的惡臭成分，然后在和除臭劑進(jìn)行充分反應(yīng)脫出殘余的惡臭成分。主要反應(yīng)方程式如下：

CH3SO3H→（CH3）2S2

在除臭劑混合液作用下：

H2S+吸收劑→S2-+2H2O

CH3SH+吸收劑→CH3S-+H2O

（CH3）S+吸收劑→（CH3）2SO3

（CH3）2 S2+吸收劑→2（CH3）2SO3H

2.3 常減壓裝置減壓塔不凝氣

常減壓裝置初常頂與減壓塔頂不凝氣，含有硫化物、烴類，經(jīng)過溶劑塔脫硫后，供加熱爐燃燒使用，一方面減少了燃料氣的耗量，另一方面也降低了加熱爐燃燒后排放煙氣中SO2的濃度，通過現(xiàn)場監(jiān)測，常減壓加熱爐燃燒煙氣中的SO2、NOX監(jiān)測值均遠(yuǎn)低于排放要求。

2.4 液態(tài)烴、汽油脫硫醇尾氣

汽油脫硫醇尾氣經(jīng)過膜回收處理系統(tǒng)后，不僅可以回收95%以上排放到大氣中的汽油組分，而且經(jīng)過膜回收處理后的尾氣中非甲烷濃度<120 mg/m3，排放符合《GB 16297-1996大氣污染物的綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》，有效解決了排放中的安全隱患。膜法有機(jī)蒸汽回收技術(shù)的基本原理是利用了特殊的高分子膜對有機(jī)蒸汽的優(yōu)先透過性的特點(diǎn)，讓有機(jī)蒸汽（如乙烯、丙烯、輕烴、氯乙烯等）/惰性氣體（如氮?dú)?、甲烷、空氣、氫氣、氬氣等）的混合氣在一定的壓差推動下，?jīng)選擇性透過膜，使混合氣中的有機(jī)蒸汽優(yōu)先透過膜得以富集回收，而空氣等則被選擇性的截留，從而達(dá)到分離的目的，獲得回收的油品。

汽油脫硫醇排放尾氣體積流量約101 m3/h，達(dá)到了裝置設(shè)計(jì)能力100 m3/h，可以滿足脫硫醇尾氣的處理要求。裝置運(yùn)行平穩(wěn)后，進(jìn)行了連續(xù)采樣分析，數(shù)據(jù)見表2。

外排尾氣的油氣回收效率見表3。

E=101×（19.13-0.0125）/101×19.13×100%=99.93%

油氣回收率達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的90%以上。

汽油回收量=101 m3/h×19.13%×8 400 h/22.4 l/moL×55×99.93%=398.2 t

式中，101 m3/h，脫前尾氣流量；19.13%，脫前尾氣中非甲烷烴濃度；8 400 h，每年按8 400 h計(jì)算；22.4 l/moL，氣體的摩爾分率；55，未處理尾氣中烴類平均分子量按照55計(jì)算；99.3%，外排尾氣的油氣回收效率。因此，一年大約可回收汽油398.2 t，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益約1 991 000 元/a（汽油5 000 元/t）。

2.5 油品裝車過程

膜法油氣回收裝置工作原理為混合氣（烷烴、烯烴、芳烴、醋酸類、酮類、醚類、鹵化碳?xì)浠衔锏鹊挠袡C(jī)氣體與氧氣、氮?dú)狻⒍趸?、一氧化碳等的常?guī)氣體的混合氣）經(jīng)過壓縮與冷凝，其含有的有機(jī)組分凝結(jié)為輕質(zhì)汽油；而不凝氣體進(jìn)過非多孔性橡膠態(tài)高分子氣體分離膜，利用不凝氣體的余壓作為分離膜組件的分離動力，依靠分離膜對不同氣體具有不同的透過速度，不凝氣中的有機(jī)氣體比空氣更優(yōu)先的通過膜，使得經(jīng)過膜組件后的氣體達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)排放，而透過膜的氣體回壓縮機(jī)入口復(fù)疊處理。汽油、溶劑油及石腦油揮發(fā)氣體密閉回收，共用一套油氣回收裝置。石油苯單獨(dú)設(shè)置一套油氣回收裝置。膜法油氣回收裝置的設(shè)計(jì)能力為100 Nm3/h，回收處理后的排放氣濃度≤10 g/m3。

3 結(jié) 語

煉化企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣治理是目前企業(yè)發(fā)展過程中刻不容緩的問題之一，在實(shí)施治理措施的同時(shí)，加強(qiáng)過程監(jiān)督管理，盡可能將環(huán)境危害降低到最小程度，著眼長遠(yuǎn)、立足當(dāng)前，多措并舉，防治煉化企業(yè)的大氣污染。

參考文獻(xiàn)：

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