污水汽提裝置原料水罐VOCs治理

閆文利（天津辰鑫石化工程設(shè)計(jì)有限公司，天津 300270）

污水汽提裝置原料水罐VOCs治理

閆文利（天津辰鑫石化工程設(shè)計(jì)有限公司，天津 300270）

煉油廠污水汽提裝置的原料水罐是VOCs重要的污染源之一，介紹了VOCs常用治理技術(shù)及特點(diǎn)，污水汽提裝置原料水罐尾氣治理采用的方案和工藝控制路線。

原料；水罐；VOCs；排放；治理

煉油廠污水汽提裝置的原料主要是來源于常減壓、延遲焦化、催化裂化、加氫等生產(chǎn)裝置的含硫污水，經(jīng)原料脫氣罐后進(jìn)入原料水罐。隨著加工原油硫含量的不斷增加，污水汽提裝置原料水罐揮發(fā)氣體的惡臭程度越來越嚴(yán)重。對(duì)于惡臭的治理大多數(shù)煉油廠采用了原料水罐頂加安全水封罐，頂部通氮?dú)獗Ｗo(hù)，排放的惡臭氣體通過堿洗或其它惡臭處理后排放大氣。

國(guó)務(wù)院辦公廳在2010年5月發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量的指導(dǎo)意見》（國(guó)辦發(fā)［2010］33號(hào)），首次提出在重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)行業(yè)開展揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）污染防治工作。2014年底，環(huán)保部頒布《關(guān)于印發(fā)石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案的通知》，我國(guó)VOCs監(jiān)測(cè)治理首份國(guó)家級(jí)行業(yè)治理政策出臺(tái)。提出2017年全國(guó)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%以上的目標(biāo)，標(biāo)志著我國(guó)VOCs治理行業(yè)政策出臺(tái)進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段。各級(jí)環(huán)保部門陸續(xù)頒布了VOCs治理和排放的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定。

某煉油廠的污水汽提裝置原料水罐針對(duì)惡臭的治理選用了降膜旋流高效堿液吸收處理，惡臭廢氣處理后排放濃度達(dá)到《惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554～1993）中所規(guī)定的惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)值，硫化物去除效果明顯，但揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）無去除作用，尾氣中污染物排放濃度仍很高。為滿足國(guó)家和地方環(huán)保部門對(duì)VOCs排放要求，需要對(duì)原料水罐尾氣排放進(jìn)行治理。

1　原料水罐現(xiàn)狀

現(xiàn)有2座5000立方米原料水罐，罐頂分別設(shè)有水封罐、氮封管線及壓力檢測(cè)，罐頂尾氣經(jīng)油氣連通管進(jìn)入惡臭治理設(shè)施，堿洗脫臭后經(jīng)15米高排氣筒排入大氣。水封罐一旦超壓排放，經(jīng)放空口排入火炬系統(tǒng)。

經(jīng)監(jiān)測(cè)惡臭治理設(shè)施排氣筒VOCs濃度在103～105mg/m3之間，有機(jī)硫化物濃度可達(dá)幾百或上萬mg/m3。

2　治理方案

2.1VOCs治理方法

經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)有較多的VOCs污染末端治理技術(shù)應(yīng)用于石化行業(yè)，并產(chǎn)生了很好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。針對(duì)企業(yè)自身的廢氣排放特點(diǎn)，因地制宜的選取合適的處理工藝，必要時(shí)采用兩種或多種工藝聯(lián)合、多級(jí)處理，可實(shí)現(xiàn)企業(yè)有機(jī)廢氣的達(dá)標(biāo)排放。目前常用的VOCs治理技術(shù)見表1。

表1　常用VOCs控制技術(shù)特點(diǎn)

2.2原料水罐尾氣采用治理方案

經(jīng)過多方調(diào)研并結(jié)合煉油廠現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，在滿足裝置生產(chǎn)工藝要求的前提下，本著安全、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、節(jié)約投資的原則，最大化依托現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行原料水罐尾氣治理。

經(jīng)專業(yè)監(jiān)測(cè)，尾氣排放濃度（mg/m3）為H2S5×103～3×104；苯3.76×103；甲苯1.33×103；二甲苯160；VOCs5.22×105。經(jīng)核算尾氣熱值大于7880kJ/Nm3，氧氣含量小于2%（v%）。

治理方案采用的是將2座原料水罐尾氣通過連通管線經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)加壓后送低壓瓦斯管網(wǎng)進(jìn)氣柜回收，經(jīng)脫硫后并入全廠瓦斯管網(wǎng)作燃料。當(dāng)尾氣不能滿足進(jìn)入瓦斯管網(wǎng)要求時(shí)，開啟原有的惡臭治理設(shè)施。

新增設(shè)備有緩沖罐1臺(tái)，增壓風(fēng)機(jī)2臺(tái)及集液罐1臺(tái)；罐頂新增壓力高、低報(bào)警，罐頂尾氣管道設(shè)置阻爆轟型管道阻火器、壓力開關(guān)閥，進(jìn)入風(fēng)機(jī)前設(shè)氧含量分析檢測(cè)儀。增壓后進(jìn)入瓦斯管網(wǎng)前設(shè)壓力報(bào)警及聯(lián)鎖。

當(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)料或溫度升高，罐頂壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，壓力開關(guān)閥打開，罐頂尾氣經(jīng)阻火器排入緩沖罐。待緩沖罐壓力達(dá)到設(shè)定值，開啟增壓風(fēng)機(jī)將尾氣送入瓦斯管網(wǎng)。因污水汽提尾氣管道易堵塞，每個(gè)原料水罐各設(shè)水封罐一個(gè)，未設(shè)置呼吸閥。當(dāng)出料或溫度降低，罐頂壓力降到設(shè)定值時(shí)，打開氮封壓控閥向罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)庵猎O(shè)定壓力。增壓風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速系統(tǒng)，既保證罐頂排氣通暢，又能起到節(jié)能的作用；風(fēng)機(jī)入口設(shè)置氧含量分析檢測(cè)儀，保證進(jìn)入管網(wǎng)的氣體氧含量不高于2%（V%）；尾氣進(jìn)入聯(lián)通管前設(shè)壓控切斷閥、阻火器，將每個(gè)儲(chǔ)罐隔離；每個(gè)儲(chǔ)罐設(shè)獨(dú)立的氮封系統(tǒng)，以及時(shí)補(bǔ)氣，防止儲(chǔ)罐形成負(fù)壓、吸入空氣；為防止管網(wǎng)壓力超高倒竄入本系統(tǒng)，進(jìn)入管網(wǎng)前設(shè)壓力報(bào)警及聯(lián)鎖。

2.3工藝控制路線

（1）每個(gè)儲(chǔ)罐罐頂設(shè)立獨(dú)立的壓力控制，當(dāng)進(jìn)料或因溫度升高，壓力超過設(shè)定值時(shí)，罐頂壓控閥打開，向外排氣，低于某一設(shè)定值時(shí)，壓控閥關(guān)閉；當(dāng)出料或因溫度降低，罐頂壓力低于某設(shè)定值時(shí)，氮封閥打開，向儲(chǔ)罐補(bǔ)氮?dú)猓?dāng)高到某一設(shè)定值時(shí)，氮封閥關(guān)閉，停止補(bǔ)氮?dú)?。通過合理設(shè)定排氣壓力、氮封壓力值，保證儲(chǔ)罐操作過程中正常呼吸，又避免儲(chǔ)罐一直補(bǔ)氮?dú)?，造成浪費(fèi)。

（2）增壓風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速系統(tǒng)，將聯(lián)通管背壓控制在較低的設(shè)定值內(nèi)，保證罐頂排氣通暢，又起到節(jié)能的作用。

（3）瓦斯管網(wǎng)操作壓力在4～10kPa之間，正常操作時(shí)，增壓風(fēng)機(jī)出口壓力保證尾氣能通過管網(wǎng)進(jìn)入氣柜。當(dāng)管網(wǎng)壓力超高時(shí)，為防止管網(wǎng)壓力倒竄入本系統(tǒng)，聯(lián)鎖關(guān)閉風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)出口切斷閥。

（4）風(fēng)機(jī)入口設(shè)置氧含量測(cè)定儀，當(dāng)尾氣中氧含量超過2% （V%）時(shí)，停止尾氣外送，聯(lián)鎖關(guān)閉風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)入口切斷閥。

（5）尾氣進(jìn)入聯(lián)通管前設(shè)壓控切斷閥、阻火器，將每個(gè)儲(chǔ)罐隔離。每個(gè)儲(chǔ)罐設(shè)獨(dú)立的氮封系統(tǒng)，以及時(shí)補(bǔ)氣，防止造成儲(chǔ)罐負(fù)壓、吸入空氣。尾氣中含有粉塵、銨鹽易堵塞氣路時(shí)，設(shè)有水封罐，阻火器一開一備，并伴熱。

（6）為滿足環(huán)保要求，裝置緩沖罐凝液回收至地下集液罐，再用氮?dú)鈮核椭猎纤蕖?/p>

3　結(jié)語

原料水罐尾氣治理采用瓦斯管網(wǎng)回收后，既降低VOCs排放量又回收燃料，滿足了環(huán)保和節(jié)能的要求，理論上是可行的。根據(jù)國(guó)家安全監(jiān)管總局關(guān)于“進(jìn)一步加強(qiáng)化學(xué)品罐區(qū)安全管理的通知”（安監(jiān)總管三［2014］68號(hào)）要求，多個(gè)化學(xué)品儲(chǔ)罐尾氣采用聯(lián)通回收系統(tǒng)，還需經(jīng)安全論證合格后方可投用。

［1］王瓊，巫明娟VOCs治理對(duì)石化企業(yè)的影響及應(yīng)對(duì)措施［J］，煉油技術(shù)與工程2015，45（8）.

［2］葉建平，趙建國(guó)等石化行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及VOCs控制技術(shù)研究［J］，廣州化工2011，39（24）.

作者：閆文利，工程師，1990年畢業(yè)于石油大學(xué)（華東）石油加工專業(yè)，一直從事石油化工工藝安裝設(shè)計(jì)工作。