基于變壓吸附技術(shù)的伴生氣處理工藝創(chuàng)新成果

楊曄 陳強

針對當(dāng)前全球面臨著氣候變暖、環(huán)境污染、能源日益減少諸多現(xiàn)狀，國務(wù)院提出“全面加強生態(tài)環(huán)境，堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)”的意見，以打造藍天白云、碧水青山，各個行業(yè)、企業(yè)積極響應(yīng)國家號召，逐步轉(zhuǎn)型升級，著力打造藍天白云保衛(wèi)戰(zhàn)。石油化工行業(yè)本身屬于高能耗， 高污染的產(chǎn)業(yè)，更應(yīng)首當(dāng)其沖，將環(huán)境保護視為己任，積極研究新技術(shù)、新工藝，努力節(jié)能降耗，減少行業(yè)對環(huán)境造成的污染。作為現(xiàn)代工業(yè)的代表，石油化工行業(yè)的伴生氣處理問題始終備受關(guān)注，而傳統(tǒng)的伴生氣處理方法已難以滿足當(dāng)前社會及行業(yè)的環(huán)保發(fā)展需要。通過研究基于變壓吸附技術(shù)的伴生氣處理工藝創(chuàng)新成果，以期改善石油化工的伴生氣污染問題，打造綠色環(huán)保石化。

一? 基于變壓吸附技術(shù)的伴生氣處理工藝創(chuàng)新研究

石油化工行業(yè)本身具有高污染的特性，在生產(chǎn)的過程中，不可避免地會產(chǎn)生各類伴生氣，如若伴生氣處理不當(dāng)，勢必對大氣造成污染，不僅影響了生態(tài)環(huán)境，而且威脅人們的身體健康。傳統(tǒng)的石油化工伴生氣處理方式主要有兩種，一是對伴生氣進行壓縮處理，進而送到鍋爐單元，充當(dāng)燃料燃燒使用，二是直接將伴生氣送到火炬單元，燃燒之后排放。伴生氣只有燃燒得足夠徹底，才能減少對環(huán)境的污染，而由于石油化工的伴生氣成分較為復(fù)雜，包括氮氣、丙烯、乙烷、乙烯等，通過傳統(tǒng)的燃燒排放處理方式，對伴生氣的處理效果不甚理想，燃燒得不夠充分，易出現(xiàn)空氣污染問題，難以滿足當(dāng)前環(huán)境保護大環(huán)境的社會形勢需要，以及石油化工行業(yè)的發(fā)展需要，因而研究相關(guān)的新技術(shù)不僅尤為迫切，而且意義重大。

研究基于變壓吸附技術(shù)的伴生氣處理工藝，引入變壓吸附技術(shù)，對維系進行分離處理，是對傳統(tǒng)的伴生氣處理工藝予以改進及創(chuàng)新。變壓吸附分離主要利用氣體混合物中的不同化合物和吸附劑之間的不同分子間力度進行氣體分離處理，當(dāng)混合氣體穿過吸附床時，具有較強較強吸附力的化合物會被吸附住，而吸附力較弱的化合物則順利穿過吸附床，如此以來，氣體實現(xiàn)有效地分離。一般來說，吸附力較強的是有機化合物，因此有機化合物能被集中地分離出來，而惰性氣體的吸附力較弱。根據(jù)吸附原理，我們知道，吸附劑的吸附容量與溫度、壓力息息相關(guān)，溫度降低、壓力增大，則吸附的容量上升，反之則吸附容量降低。當(dāng)吸附劑瀕臨飽和狀態(tài)之時，需要進行一定的再生處理，這樣才能保證吸附過程的連續(xù)完整?；诖?，設(shè)計變壓吸附流程，先是在壓力較高的狀態(tài)下吸附混合氣體，進而降低壓力予以再生處理，如此實現(xiàn)連續(xù)完整的吸附分離處理，得出較高濃度的有機化合物伴生氣。當(dāng)前不乏諸多石油化工企業(yè)因伴生氣燃燒不充分，造成了環(huán)境污染的問題，著手對伴生氣處理工藝予以改進創(chuàng)新，引進變壓吸附技術(shù)，可對石化企業(yè)產(chǎn)生的伴生氣進行分離處理。具體做法是在伴生氣處理單元增設(shè)兩個活性炭吸附罐，工作程序包括兩個方面，一是將丙烯、富氣等有機化合物送至回收系統(tǒng)予以回收，二是部分氮氣經(jīng)由放空管線進行放空，將部分氮氣予以回收利用。兩個活性炭吸附罐交替使用，當(dāng)一個吸附罐瀕臨飽和狀態(tài)時，則予以再生處理，同時切換線路，使用另外一個吸附罐進行吸附，保證伴生氣分離處理操作的完整性、連續(xù)性。基于變壓吸附技術(shù)的伴生氣處理工藝創(chuàng)新成果具體流程如圖一所示。

二 應(yīng)用效果

將基于變壓吸附技術(shù)的伴生氣處理工藝創(chuàng)新成果應(yīng)用到企業(yè)中，取得了較好的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益。首先對經(jīng)濟效益進行分析。變壓吸附技術(shù)是一種新型的環(huán)保技術(shù)之一，其作用不僅在于解決石油化工的伴生氣排放污染問題，而且能對伴生氣中的可回收物料進行有效地回收利用，從而提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。傳統(tǒng)的伴生氣處理方法中，由于大多伴生氣的燃燒使用熱值不達標(biāo)，因而被直接送往火炬單元予以燃燒排放處理，如此一來，不但難以保證伴生氣的燃燒質(zhì)量，而且還會造成大量的物料損失，因而伴生氣中仍舊含有大量可回收物料，這些物料得不到有效的回收利用，白白損失掉，相應(yīng)地也提高了石化企業(yè)的生存成本。應(yīng)用基于變壓吸附技術(shù)的伴生氣處理工藝，實現(xiàn)對有機化合物富氣的回收，使之投入生產(chǎn)中，充當(dāng)生產(chǎn)原料，以降低石化生產(chǎn)物耗損失，提升伴生氣有機化合物的利用率，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益。以某石化公司為例，在投入使用伴生氣處理工藝創(chuàng)新成果后，每天可回收5噸丙烯，每年單是伴生氣回收就創(chuàng)造了1400多萬的經(jīng)濟效益。其次，對生態(tài)效益和社會效益進行分析。通過投入使用基于變壓吸附技術(shù)的伴生氣處理工藝創(chuàng)新成果，將石油化工企業(yè)生產(chǎn)中的伴生氣進行吸附分離、回收利用，發(fā)現(xiàn)伴生氣的回收效率得以大大提高。最后放空排放的伴生氣含有大量氮氣，而有機化合物的含量則少之又少，遠遠低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。因伴生氣中的有機化合物含量得以減少，則無需再進行火炬燃燒，大大減少了石化企業(yè)生產(chǎn)中的環(huán)境污染因素，有效改善了企業(yè)周邊的生態(tài)環(huán)境，具有突出的生態(tài)效益及社會效益。

三 結(jié)束語

當(dāng)前環(huán)境保護的理念已日漸深入人心，石油化工行業(yè)作為一個高能耗、高污染的行業(yè)，應(yīng)積極相應(yīng)國家保護環(huán)境的號召，不斷研究新技術(shù)、新工藝，降低行業(yè)對環(huán)境造成的污染。石油化工生產(chǎn)排放的伴生氣是大氣的主要污染物，歷來備受關(guān)注，針對傳統(tǒng)的伴生氣處理工藝在伴生氣處理方面的效果不甚理想這一現(xiàn)狀，研究基于變壓變壓吸附技術(shù)的伴生氣處理工藝創(chuàng)新成果，經(jīng)實踐證明，這一成果可為企業(yè)及社會帶來較好的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益，具有較高的應(yīng)用價值。