酸性水汽提装置VOCs治理技术探讨

＊陈瑞张迎徐冲王加营

（1.中国石油工程建设有限公司华东设计分公司 山东 266071 2.中化弘润石油化工有限公司 山东 262500）

酸性水汽提装置VOCs治理技术探讨

＊陈瑞1张迎1徐冲1王加营2

（1.中国石油工程建设有限公司华东设计分公司 山东 266071 2.中化弘润石油化工有限公司 山东 262500）

2015年我国新颁布的《石油炼制工业污染物排放标准》，探讨针对炼厂酸性水汽提装置酸性水储罐VOCs治理的几种技术，并进行对比分析。

排放标准；VOCs；工艺技术

VOCs是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写。从环保意义上来讲，是指那些在常温常压下可挥发的并产生危害的有机物。随着《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570-2015）的颁布，要求如何才能满足新颁布的国家标准，选用何种技术才能保证酸性水汽提装置VOCs治理达标，这些问题成为急需研究和解决的重点。

目前用于炼厂尾气除烃处理的常用技术主要有吸附法、冷凝法、催化氧化（燃烧）法、吸收法、生物膜法等。

1.吸附工艺

吸附法是利用多孔性固体吸附剂处理流体混吸附法是利用多孔性固体吸附剂处理流体混合物，使其中所含的一种或数种组分浓缩于固体表面上，以达到分离的目的。主要用于低浓度高通过量有机废气（如含碳氢化合物废气）的净化。典型的流程如图1所示：

图1 吸附法油气回收工艺流程图

2.冷凝工艺

主要是利用气态污染物在不同的温度和压力下具有不同饱和蒸汽压，通过降低温度和增加压力，使某些有机物凝结出来，使VOCs得以净化和回收，典型流程如图2所示：

图2 冷凝法油气回收工艺流程图

3.催化氧化（燃烧）工艺

主要是指在较低温度下，在催化剂的作用下使废气中的可燃组分彻底氧化分解，从而使气体得到净化处理的一种废气处理方法。该法适用于处理可燃或在高温下可分解的有机气体，该工艺起燃温度低，大部分有机物和CO在200～400℃即可完成反应，辅助燃料消耗少，可大量地减少NOx的产生，典型流程如图3所示：

图3 催化氧化（燃烧）法油气回收工艺流程图

4.吸收工艺

主要是利用各种气体在吸收剂中的溶解度不同，让烃气和吸收剂在吸收塔内进行逆流接触，从而将容易溶解的的烃类组分和难溶解气组分分开。混合气体在吸收塔被吸收，处理后的达标气体直接由塔顶排放口排除，吸收液送至解析塔进行真空解析。典型流程如图4所示：

图4 吸收法油气回收工艺流程图

5.生物膜法

生物膜法就是将微生物固定附着在多孔性介质填料表面，并使气体在填料床层中进行生物处理，可将其中的污染物除去，并使之在空气中降解，VOCs被吸附在孔隙表面，被孔隙中微生物所耗用，降解成CO2，H2O和中性盐。生物膜处理VOCs装置有生物过滤器和生物滴滤过滤器两种。生物过滤器主要采用吸附法填料，如土壤、活性炭、硅藻土等，而生物滴滤过滤器主要采用粗碎石、塑料蜂窝状填料、塑料波纹板等填料。

以上几种VOCs处理工艺技术方案对比见表1：

表1 炼厂尾气除烃处理技术方案优缺点对比表

基于某石化炼厂项目酸性水汽提装置，采用单塔低压全吹出汽提工艺，酸性水储罐顶气的采用南京君竹环保科技公司与上海交能大学共同研制的WGDS-1二级湿法催化氧化脱硫设备及DSL-2高硫容脱硫溶剂。一级吸收采用旋流反应器，去除大部分硫化氢及氨，二级吸收采用高效液膜接触反应器，达到精脱效果，罐顶气脱硫处理后直接高空排放。经脱臭设施后直接高空排放大气。2016年为了满足《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570-2015）要求对该装置进行VOCs治理，该装置主要泄漏点有酸性水脱气罐及酸性水储罐放空气。

酸性水脱气罐处泄漏介质主要为轻烃，存在VOCs泄漏点主要是阀门、法兰及连接件系统。

酸性水罐罐顶气中的污染物主要是轻组分挥发造成的。当上游装置操作不稳定时，排出的酸性水通常携带轻质油和烃气，其中的大部分烃气在进入酸性水罐前通过脱气罐脱除，并进入火炬管网。当储罐罐顶气相空间压力增大后，罐内气体将释放至大气中，产生罐顶气恶臭污染和轻烃污染问题。酸性水储罐为本装置VOCs主要泄漏点。

罐顶气排放量通常由大呼吸和小呼吸构成的。大呼吸是由进出罐物料量不平衡引起液位波动造成的。对于单个储罐而言，液位波动引起的大呼吸排气是储罐的主要排气。小呼吸排气是储罐的主要排气。排气量大小主要与储罐气相空间大小、上游装置酸性水含烃量、光照、昼夜温差等因素有关，排气具有间歇性，排气量不稳定性，属非定值排放。瞬时最大排放量能达到几百标立。

炼厂某次酸性水储罐排放气采样分析数据显示，其组分主要是氮气和少量低分子轻烃，通过吸收和吸附法都很难达标；采用吸收+吸附法，治理效率约80%～90%，仍无法满足国家《石油炼制工业污染物排放标准》（GB31570-2015）中对非甲烷总烃的要求；冷凝法回收成本高且创造价值低。唯一可采用的是催化氧化（燃烧）法，该方法经与厂家技术交流，理论效果很好，但目前没有实际工程应用案例，经与国内某炼厂咨询了解，该炼厂采用的是将脱臭后尾气利用水环压缩机升压排入火炬管网，装置操作人员反映效果较好，能彻底根治VOCs泄露。下面将这种尾气升压排入火炬管网工艺方案与催化氧化（燃烧）法做一简单对比，见表2。

表2 方案对比表

罐顶气升压撬装主要包括水环压缩机、电机、卧式汽液分离器、水冷却器及系统内的管道阀门和相关配电仪表等设施。

酸性水储罐顶气脱臭后不再外排，全部由水环压缩机压缩升压后，进入卧式汽液分离器内，气相自分离器顶部排出进入低压火炬管网；分离器内设隔油挡板，油水沉降在分离器内由重力差，自动进行分离，水相经水冷器冷却后返回至水环压缩机循环使用，油相进入分离器油侧，达到一定液位后，手工排放。当罐顶气量很少时，水环压缩机进行自循环。

鉴于以上方案对比，各种处理工艺均有优缺点，炼厂可以根据各自情况，因地制宜，综合考虑生产工艺。

陈瑞（1982～），女，中国石油工程建设有限公司华东设计分公司，研究方向：炼油工艺设计、炼厂环保装置。

张迎（1987～），女，中国石油工程建设有限公司华东设计分公司，研究方向：炼油工艺设计、炼厂环保装置。

徐冲（1985～），男，中国石油工程建设有限公司华东设计分公司，研究方向：炼油工艺设计、炼厂环保装置。

王加营（1985～），男，中化弘润石油化工有限公司，研究方向：炼油工艺设计、炼厂环保装置。

(责任编辑李燕）

Discussion about the technology of VOCs treatment in Sour water stripping unit

ChenRui1, ZhangYing1, XuChong1, Wang Jiaying2
(1.cpecc eastchina design branch, Shandong, 266071 2.Sinochem Hongrun Petrochemical Co.Ltd., Shandong, 262500)

For meeting new "petroleum refinery pollutant emission standards" in China in 2015, the development of treatment for VOCs in sour water stripping unit. This article briefly introduces the existing VOCs treatment technology and a comparative analysis.

emission standard；VOCs；process technology

TQ

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