芳烴三苯罐區(qū)VOCs治理

摘 要：環(huán)境中揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）的排放量是大氣污染物的第二大類，僅次于大氣顆粒物。因此，重視芳烴罐區(qū)VOCS的控制具有重要的社會(huì)意義。本文介紹了芳烴罐區(qū)在日常操作中VOSc的危害、產(chǎn)生、排放及其控制對(duì)策和措施。

關(guān)鍵詞：油氣回收三苯;環(huán)保VOCs

1 前言

在中國(guó)，VOCS（揮發(fā)性有機(jī)化合物）是指室溫下飽和蒸氣壓大于133.32 Pa、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓101.3kPa下低于沸點(diǎn)50-260℃且初始蒸餾點(diǎn)等于250℃的有機(jī)化合物，或室溫和壓力下任何揮發(fā)性有機(jī)固體或液體。近幾年芳烴罐區(qū)在舊有設(shè)施上進(jìn)行了油氣回收等相關(guān)改造施工，并專門采購(gòu)了“吸附+冷凝”效用的油氣回收機(jī)組?，F(xiàn)芳烴罐區(qū)已能對(duì)三苯（039～044、072～074號(hào)罐）VOCs進(jìn)行有效治理和回收，滿足《石油煉制工業(yè)區(qū)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 31570-2015）中苯不大于4mg/m？，甲苯不大于15mg/m？，二甲苯不大于20mg/m？

2 VOCs治理的必要性

2.1芳烴VOCs的產(chǎn)生

芳烴罐區(qū)三苯儲(chǔ)存雖然采用內(nèi)浮頂罐，盡可能的減少了三苯的蒸發(fā)損失。然而由于內(nèi)浮頂?shù)拿芊庑?，量油孔、采樣器等的漏損，儲(chǔ)罐的大、小呼吸等，內(nèi)浮頂油罐內(nèi)仍然有部分油品揮發(fā)進(jìn)入大氣里面。由于苯類蒸汽密度大于大氣密度，就會(huì)漂浮于地面上，對(duì)周圍的環(huán)境尤其是對(duì)人的影響巨大。

2.2 VOSs的危害

苯已被國(guó)際癌癥研究中心認(rèn)定為一種劇毒致癌物，主要影響造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和皮膚刺激。甲苯和二甲苯對(duì)人體的危害主要是影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸道和皮膚刺激。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制其含量。苯類蒸汽被吸入人體后，由于吸入濃度的不同會(huì)引起急性、慢性中毒。尤其會(huì)影響人體的造血系統(tǒng)，對(duì)人體造成極大的傷害。再者苯類化學(xué)性質(zhì)活潑，容易在光照下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生劇毒的光化學(xué)煙霧，進(jìn)一步危害人體健康。故而為了保護(hù)環(huán)境、保護(hù)人體健康，也為了減少苯類的蒸發(fā)損耗產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失，治理苯類的揮發(fā)損耗非常必要。

3 三苯罐區(qū)VOCs治理

3.1油氣回收裝置功能劃分

本工藝系統(tǒng)共分為兩大部分：

①儲(chǔ)罐及油氣收集

②油氣回收裝置：主要包含油氣冷凝，油氣氣吸附兩大工藝單元。

3.2各功能單元工藝原理

3.2.1儲(chǔ)罐及油氣收集

采用設(shè)備和工藝對(duì)三苯基儲(chǔ)罐進(jìn)行改造，并添加了氮封。當(dāng)油罐內(nèi)的氣體壓力因油或溫度下降而降低時(shí)，氮?dú)庀到y(tǒng)的壓力控制閥自動(dòng)打開，以補(bǔ)充油罐內(nèi)的壓力損失，并保持油罐內(nèi)的恒定氣體壓力。當(dāng)油罐接收到油或溫度升高時(shí)，油罐中的氣體壓力升高（≥0.2KPa）時(shí)，儲(chǔ)罐內(nèi)油氣就通過回收系統(tǒng)的集氣管道進(jìn)入冷凝單元。

3.2.2油氣冷凝單元

利用不同溫度下的蒸汽壓差，可將達(dá)到過飽和狀態(tài)的油氣組分凝結(jié)成液體，直接冷卻回收，而未達(dá)到過飽和狀態(tài)的剩余油氣則可被吸附系統(tǒng)進(jìn)行吸附處理。

制冷系統(tǒng)工作時(shí)，系統(tǒng)中的制冷劑氣體被制冷壓縮機(jī)吸入，壓縮成高溫高壓氣體，然后排入冷凝器，凝結(jié)成高壓過冷液體，再經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓。變成低溫低壓氣液兩相混合物（或濕蒸汽）進(jìn)入蒸發(fā)器。制冷劑通過蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)吸收流經(jīng)蒸發(fā)器的油氣熱量，使其冷卻除濕。同時(shí)，制冷劑經(jīng)充分汽化后再次吸入制冷壓縮機(jī)的壓縮室，形成循環(huán)，實(shí)現(xiàn)油氣的連續(xù)冷卻和回收。

凝析裝置采用三級(jí)連續(xù)冷卻方式降低油氣溫度，使油氣溫度在各成分分壓下降至露點(diǎn)溫度，并對(duì)油氣的不同成分進(jìn)行冷凝。分階段進(jìn)入液相。冷凝箱下均配有加熱腔，加熱腔利用一、二級(jí)制冷壓縮機(jī)排出的高溫過熱蒸氣對(duì)出油管內(nèi)的凝析油加熱，防止出油管冰堵，同時(shí)可有效降低壓縮機(jī)排氣溫度。

一級(jí)制冷使油氣溫度降至3℃～7℃，使油氣中的水分以及重組分冷凝液化，截流了大部分的水分，降低了水或重組分在后面兩級(jí)制冷中結(jié)霜的可能性，保護(hù)冷凝管道不會(huì)因結(jié)霜而堵塞。二次制冷將油氣溫度降至-25～30℃，回收部分苯、甲苯、二甲苯等純品。三級(jí)制冷使油氣溫度降低至-60℃～-70℃，90%以上的油氣得到回收，分離出混合芳烴后的貧氣與系統(tǒng)冷換設(shè)備的熱源進(jìn)行熱交換，溫度回升到5℃～25℃進(jìn)入吸附單元。

系統(tǒng)通過配備冷凝器的壓差傳感器控制蒸發(fā)器的切換。當(dāng)蒸發(fā)器的前后壓差大于設(shè)定值時(shí)，當(dāng)前未輸送油氣的蒸發(fā)器A開始預(yù)冷，預(yù)冷結(jié)束后油氣回收系統(tǒng)自動(dòng)切換至蒸發(fā)器A開始輸送油氣，切換后壓差高的蒸發(fā)器B停止走油，開始自動(dòng)融霜程序，如此循環(huán)進(jìn)行。

3.2.3油氣吸附單元

吸附單元分為兩個(gè)活性炭吸附罐，經(jīng)過三級(jí)冷卻脫液后的貧氣回到第一級(jí)冷凝箱、回?zé)犷A(yù)冷器進(jìn)行回?zé)峤粨Q后氣體溫度回升到25℃左右，經(jīng)過油氣分離器將油、氣分離后進(jìn)入吸附罐進(jìn)行吸附，經(jīng)過吸附罐吸附后，達(dá)標(biāo)尾氣經(jīng)阻火器安全高空排放。

兩個(gè)吸附罐交替進(jìn)行吸附再生（分析）過程。吸附罐中的油氣組分飽和后，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)真空泵進(jìn)行脫附并對(duì)吸附罐中的吸附劑進(jìn)行再生。生成的油氣重新進(jìn)入冷凝裝置進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)的冷凝處理。

機(jī)組配備蒸汽加熱換熱器，可定期通過熱氮?dú)鈱?duì)吸附系統(tǒng)進(jìn)行深度解析。

3.2.4 油品回收單元

冷凝析出的油品（簡(jiǎn)稱凝析油）和水先流經(jīng)氣冷回?zé)崞鳌㈩A(yù)冷換熱器進(jìn)行換熱升溫，再統(tǒng)一回收至集油罐。集油箱內(nèi)的油品收集到一定高度后，由油泵倒入輕污油罐。由于純苯凝點(diǎn)為5.5℃，集油罐溫度低于10℃時(shí)，需手動(dòng)啟動(dòng)電伴熱，集油罐溫度高于15℃，自動(dòng)關(guān)閉電伴熱。

4 運(yùn)行數(shù)據(jù)

分別對(duì)2018年5月30日，31日回收裝置試運(yùn)期間儲(chǔ)罐內(nèi)、油氣回收裝置尾氣進(jìn)行化驗(yàn)分析，結(jié)果見表5-1。

由表5-1可知，油氣儲(chǔ)罐回收的油氣能夠滿足《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 31570-2015）的要求，在芳烴三苯罐區(qū)VOCS處理方面取得了顯著效果。

5 芳烴罐區(qū)VOC治理的意義

經(jīng)過對(duì)芳烴罐區(qū)三苯儲(chǔ)罐進(jìn)行工藝改造，增設(shè)油氣回收裝置具有以下重要意義：

1 對(duì)三苯儲(chǔ)罐大、小呼吸產(chǎn)生的油氣有效回收，減少了油品的蒸發(fā)損失，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

2有效降低了苯類氣體對(duì)周圍環(huán)境的影響，VOC排放達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)環(huán)境保護(hù)具有重大的意義。

3 有效降低了周圍大氣中苯類氣體的含量，保護(hù)了生產(chǎn)人員及周圍居民的身體，使其免受芳烴類的影響。

4對(duì)汽油及其他輕質(zhì)油品儲(chǔ)罐，以及涉及到油氣回收的工藝改造都有一定的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)

[1]李漢勇主編.油氣回收技術(shù)化學(xué)工業(yè)出版社2008：217

[2]單曉雯作者.石化企業(yè)吸附冷凝法尾氣處理裝置研究與應(yīng)用.《安全、健康和環(huán)境》，2015：第7期

作者簡(jiǎn)介：

郭頌，男，湘，學(xué)歷：本科，職務(wù)：調(diào)度，單位：中石化長(zhǎng)嶺分公司儲(chǔ)運(yùn)作業(yè)部