石油炼制行业主要污染源及污染物

2011-07-04李伟

科技传播 2011年20期

李伟

辽宁省盘锦市环境科学研究院，辽宁盘锦 124010

1 概述

石油炼制行业是将原油通过按烃类沸点不同的特点，用蒸馏等物理分离的方法，生产各种馏份油，为了获得高质量的石油产品及经济效益，对这些馏份油，用化学的、物理的方法，再进行深度加工，最终生产出合格的，市场需要的汽油、煤油、柴油、气态烃、液态烃、润滑油、沥青、石腊、石油焦等产品及化工原料。

在初加工过程中，同时产生了大量的废水、废气、废渣、对环境造成极大的污染，其污染程度与下列因素有关。

1.1 原油硫含量的影响

原油硫含量的高低是影响污染程度主要因素，我国大庆油含硫只有0.1%，盘锦油田产的稠油为0.38%，而胜利原油含硫1%，中东高硫原油含硫高达2%。原油中的硫并不是单独形式存在，而是以硫、氧氮的烃氢化合物形态存在。含硫原油中酚、环烷酸、硫醇、硫醚等含量也高，致使外排污染物中污染物含量也明显增加。

1.2 生产规模的影响

炼油厂的生产规模对污染物的排出量有很大关系，规模大效益好，就有能力选用先进工艺，加大三废治理规模，减少污染物排放。

1.3 不同的加工工艺选择的影响

原油加工流程中，选择选择不同的加工方法，不仅改善石油产品质量，而且也影响到炼油厂排放污染物的种类和数量。如：炼油厂采用酸碱精制工艺精制产品，就产生大量的难以处理的高浓度污染物酸渣和碱渣，如果采用先进的加氢工艺流程，就根本杜绝了酸碱渣的产生。

2 主要污染源分析

2.1 废水

2.1.1 废水分类及主要特征

1）含油污水

炼油厂内排水量最大的一种废水，约占全厂污水排放量的80%以上。主要来源是：各生产装置机泵冷却水、油气冷凝水、油品及油气水洗水、油罐油品切水、油罐设备清洗水、循环水场排污、化验室排放水、含油初期雨水、地面冲洗水、装置停工检修设备吹扫排水等。主要特征是：水中主要污染物是油、COD。与油品接触的含油污水含油量较高，如电脱盐排水、油水分离器的排水、油罐切水（尤其是原油罐切水）期浓度范围为油500mg/L～1000mg/L、COD1000mg/L 左右。其它排水油 100 mg/L～200mg/L，COD为500mg/L以下。

2）含硫污水

主要来自二次加工装置、催化裂化、催化裂解、延迟焦化、加氢裂化、加氢精制等，一般从油水分离罐，富气水洗罐，液态烃水洗罐排出，这部分水排量较小，一般占全厂排水量的10%～20%，其特征污染物主要是：硫化物、氨、COD、酚、氰化物、油等，其中硫化物，氨氮浓度较高，一般的占全厂污水中硫化物，氨氮总量约90%以上。

3）含碱污水

主要来自油品洗涤水，如汽油、柴油、LPG碱洗后的水洗水。连续重正，加氢等催化剂再生水洗水，碱渣提酚装置排水等。这部分水量较少，占全厂污水总量的5%以下。其特征污染物主要是：游离碱、石油类及少量硫和酚等。

4）生产污水

主要来自锅炉排污，未污染和循环水排水，油罐喷淋冷却水及无污染地面雨水，这部分水量小且受污染很少，一般油含量少于10mg/L，COD值小于60mg/L，可直接排放。

5）生活污水

主要来自炼油厂内生活辅助设施排水，如办公楼、卫生间、浴池、食堂等，这部分水量很少，其特征污染物主要是BOD、COD、悬浮物。

2.1.2 水质分析

在水质方面与国外比较，美国洛杉矶炼油厂进污水场油含量仅为小于75mg/L，日本炼油厂进污水场油含量只有40mg/L，COD=80[Mn测定法]这样的进水水质只用一级隔油、浮选、曝气、加活性炭过滤，排水油含量小于1mg/L，COD小于20mg/L。从我国各污水处理场看，进污水场污水含油量在100mg/L ～500mg/L，所以物料流失很大，污染源控制水平很差。

根据调查，加工500万t/年胜利原油燃料型炼油厂，主要生产装置及辅助车间，废水排放情况，得出这样的结论：

污水中油的主要污染源是油品罐区，占水中油含量的89.63%，硫含量排放的主要污染装置中，常减压，占27.08%、催化剂24.16%，而延迟焦化最高达28.73%。COD主要污染源是罐区排水，占总排水COD的59.05%，其次是焦化10.96%。酚和氰化物排放，主要是催化裂化装置排酚占总排放的46.42%。NH3

-N的排放源主要是含硫污水，占总量的80%以上。

从全炼油厂生产装置综合污染来看，排序第一位的是催化水污染最严重，其次是延迟焦化和常减压。

2.2 废气

2.2.1 废气分类及特点

石油炼制过程中加热、冷却、冷凝、物理分离及化学反应贯川全过程加热产生的燃烧废气，工艺过程排出的不凝的挥发气体，也贯川全过程。这些废气按排放方式可分为二大类，即有组织排放源和无组织排放源。有组织排放主要指那些经常性、固定排放源，如：加热炉、锅炉燃烧废气、催化再生烟气、焦化放空气、氧化沥青尾气、硫磺回收尾气、焚烧炉烟气等。无组织排放源主要指那些间断较难控制的排放源如：装卸油操作、油品储存过程中的挥发、设备管道阀门泄漏、敞口储存的物料、污水废渣、废液的挥发。装卸催化剂粉尘污染等。

炼油厂废气的主要特点是：

1）排放的废气与原油中有害物质含量有关：原油中硫含量高，加工过程中加快设备的腐蚀，造成严重的跑、冒、滴、漏，加大污染强度，恶臭气体也明显增多；

2）排放的废气中污染物毒性大，除燃烧废气中二氧化硫、氮氧化物外、硫化氢、苯和苯并[a]芘，酚类等都有较大的毒性；

3）大部分大气污染物均可回收。如含H2S的废气通过硫磺回收装置，可回收94%以上硫，含烃类气体，通过火炬回收系统及汽油装车油气回收设施，也能回收90%以上的应回收的烃类。这样就达到了综合利用变废为宝的目的。

2.2.2 有组织废气污染物排放源分析

1）SOX排放源分析

炼油厂加工流程中，形成废气中硫污染物主要有4条途径。

（1）加工中产生的不凝气和渣油做燃料燃烧所产生含SOX烟气；

（2）催化裂化装置催化剂烧焦将焦炭中的硫带入再生烟气；

（3）装置产生的含硫气体，如催化干气、液态烃、焦化富气、加氢循环氢等气体，经气体溶剂脱硫、溶剂再生装置排出的含硫气体及含硫污水汽提装置排出的含硫气体，同时送给硫磺回收装置，回收硫磺后的含SOX尾气；

（4）操作不正常或事故状态时，含硫气体通过安全阀放空，进入火炬系统，燃烧后以SOX烟气排放。

根据统计，原油带入的硫有87.5%转化为硫磺产品，动力锅炉、加热炉燃烧烟气、催化再生烟气、硫磺回收尾气等排放的废气中排放SOX的占总硫量的5.2%，产品带走7.1%废水废渣带走0.2%。

2）NOX排放源分析

炼油厂NOX主要产生于燃料燃烧过程，通过燃烧烟气排出。含NOX烟气主要来自加热炉烟气和催化再生烟气，但由于燃烧温度不同，NOX来源也不同，工艺加热炉温度高，烟气中NOX主要来源于助燃空气中的氮，而催化再生烟气温度只有700℃左右，NOX几乎完全来自焦炭中的氮。加热炉烟气中的NOX占全厂NOX总量的大部分。

3）TSP（粉尘）排放源分析

炼油厂加热炉燃烧烟气中TSP很少，而TSP主要来源于催化再生烟气，催化再生烟气中的TSP是由催化剂再生过程中未能回收的催化剂细粉（粒径小于10um）组成，随再生烟气排出。一般在正常情况下游出口，烟气中TSP浓度低于120mg/m3。

2.2.3 无组织废气中污染物排放源分析

1）烃类气体排放源分析

烃类是炼油厂排放的另一种主要气体污染物，主要产生于油品的输送，储存过程中的油品挥发损失。主要排放源有原油、轻质油储罐、汽油装车、装船站台，以及容易发生油品泄漏的设备、管道连接处、阀门等，烃类排放的特征是点多、分布广、以无组织方式排放，排放量多少一般与油品储运量和转运频次有关，也与设备的优劣和储运工艺方式有关。

从全厂来看，目前国内炼厂烃类气体损失占原油加工量的0.15%～3%。

2）恶臭气体排放源分析

恶臭污染是炼油厂普遍存在的问题，对加工高含硫的企业尤为突出，炼油生产过程中的高温、高压将原油中的少量硫、氮、氧等转化成具有臭味的硫化氢、有机硫、氨、有机胺、有机酸等，随挥发性气体排出，造成恶臭气体污染。

原油在一次加工过程中，40%～60%硫集中在渣油中。干气、液态烃量大且含硫化氢浓度高，如果控制不好，都可造成恶臭污染。

恶臭气体排放以低架源，无组织排放方式为主，一般集中在以下几类部位：装置各种临时排放口中、设备吹扫口、工艺气体排放口、敞口池挥发、污水喷溅口、贮罐呼吸口、采样口、脱水排凝口以及设备跑、冒、滴、漏等等。含硫原油加工过程中，主要恶臭源，相对集中于油品精制回收，碱渣处理，加氢裂化延迟焦化，污水处理场等装置。典型排放恶臭物的浓度见表1。