污水汽提装置原料水罐VOCs治理

闫文利（天津辰鑫石化工程设计有限公司，天津 300270）

污水汽提装置原料水罐VOCs治理

闫文利（天津辰鑫石化工程设计有限公司，天津 300270）

炼油厂污水汽提装置的原料水罐是VOCs重要的污染源之一，介绍了VOCs常用治理技术及特点，污水汽提装置原料水罐尾气治理采用的方案和工艺控制路线。

原料；水罐；VOCs；排放；治理

炼油厂污水汽提装置的原料主要是来源于常减压、延迟焦化、催化裂化、加氢等生产装置的含硫污水，经原料脱气罐后进入原料水罐。随着加工原油硫含量的不断增加，污水汽提装置原料水罐挥发气体的恶臭程度越来越严重。对于恶臭的治理大多数炼油厂采用了原料水罐顶加安全水封罐，顶部通氮气保护，排放的恶臭气体通过碱洗或其它恶臭处理后排放大气。

国务院办公厅在2010年5月发布《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》（国办发［2010］33号），首次提出在重点区域、重点行业开展挥发性有机物（VOCs）污染防治工作。2014年底，环保部颁布《关于印发石化行业挥发性有机物综合整治方案的通知》，我国VOCs监测治理首份国家级行业治理政策出台。提出2017年全国石化行业基本完成VOCs综合整治工作，建成VOCs监测监控体系，VOCs排放总量较2014年削减30%以上的目标，标志着我国VOCs治理行业政策出台进入实质性阶段。各级环保部门陆续颁布了VOCs治理和排放的标准或规定。

某炼油厂的污水汽提装置原料水罐针对恶臭的治理选用了降膜旋流高效碱液吸收处理，恶臭废气处理后排放浓度达到《恶臭污染排放标准》（GB14554～1993）中所规定的恶臭污染物排放标准值，硫化物去除效果明显，但挥发性有机物（VOCs）无去除作用，尾气中污染物排放浓度仍很高。为满足国家和地方环保部门对VOCs排放要求，需要对原料水罐尾气排放进行治理。

1　原料水罐现状

现有2座5000立方米原料水罐，罐顶分别设有水封罐、氮封管线及压力检测，罐顶尾气经油气连通管进入恶臭治理设施，碱洗脱臭后经15米高排气筒排入大气。水封罐一旦超压排放，经放空口排入火炬系统。

经监测恶臭治理设施排气筒VOCs浓度在103～105mg/m3之间，有机硫化物浓度可达几百或上万mg/m3。

2　治理方案

2.1VOCs治理方法

经过多年的发展，已经有较多的VOCs污染末端治理技术应用于石化行业，并产生了很好的社会经济效益。针对企业自身的废气排放特点，因地制宜的选取合适的处理工艺，必要时采用两种或多种工艺联合、多级处理，可实现企业有机废气的达标排放。目前常用的VOCs治理技术见表1。

表1　常用VOCs控制技术特点

2.2原料水罐尾气采用治理方案

经过多方调研并结合炼油厂现场的实际情况，在满足装置生产工艺要求的前提下，本着安全、经济、实用、节约投资的原则，最大化依托现有设施进行原料水罐尾气治理。

经专业监测，尾气排放浓度（mg/m3）为H2S5×103～3×104；苯3.76×103；甲苯1.33×103；二甲苯160；VOCs5.22×105。经核算尾气热值大于7880kJ/Nm3，氧气含量小于2%（v%）。

治理方案采用的是将2座原料水罐尾气通过连通管线经增压风机加压后送低压瓦斯管网进气柜回收，经脱硫后并入全厂瓦斯管网作燃料。当尾气不能满足进入瓦斯管网要求时，开启原有的恶臭治理设施。

新增设备有缓冲罐1台，增压风机2台及集液罐1台；罐顶新增压力高、低报警，罐顶尾气管道设置阻爆轰型管道阻火器、压力开关阀，进入风机前设氧含量分析检测仪。增压后进入瓦斯管网前设压力报警及联锁。

当储罐进料或温度升高，罐顶压力达到设定值时，压力开关阀打开，罐顶尾气经阻火器排入缓冲罐。待缓冲罐压力达到设定值，开启增压风机将尾气送入瓦斯管网。因污水汽提尾气管道易堵塞，每个原料水罐各设水封罐一个，未设置呼吸阀。当出料或温度降低，罐顶压力降到设定值时，打开氮封压控阀向罐内补充氮气至设定压力。增压风机采用变频调速系统，既保证罐顶排气通畅，又能起到节能的作用；风机入口设置氧含量分析检测仪，保证进入管网的气体氧含量不高于2%（V%）；尾气进入联通管前设压控切断阀、阻火器，将每个储罐隔离；每个储罐设独立的氮封系统，以及时补气，防止储罐形成负压、吸入空气；为防止管网压力超高倒窜入本系统，进入管网前设压力报警及联锁。

2.3工艺控制路线

（1）每个储罐罐顶设立独立的压力控制，当进料或因温度升高，压力超过设定值时，罐顶压控阀打开，向外排气，低于某一设定值时，压控阀关闭；当出料或因温度降低，罐顶压力低于某设定值时，氮封阀打开，向储罐补氮气，当高到某一设定值时，氮封阀关闭，停止补氮气。通过合理设定排气压力、氮封压力值，保证储罐操作过程中正常呼吸，又避免储罐一直补氮气，造成浪费。

（2）增压风机采用变频调速系统，将联通管背压控制在较低的设定值内，保证罐顶排气通畅，又起到节能的作用。

（3）瓦斯管网操作压力在4～10kPa之间，正常操作时，增压风机出口压力保证尾气能通过管网进入气柜。当管网压力超高时，为防止管网压力倒窜入本系统，联锁关闭风机及风机出口切断阀。

（4）风机入口设置氧含量测定仪，当尾气中氧含量超过2% （V%）时，停止尾气外送，联锁关闭风机及风机入口切断阀。

（5）尾气进入联通管前设压控切断阀、阻火器，将每个储罐隔离。每个储罐设独立的氮封系统，以及时补气，防止造成储罐负压、吸入空气。尾气中含有粉尘、铵盐易堵塞气路时，设有水封罐，阻火器一开一备，并伴热。

（6）为满足环保要求，装置缓冲罐凝液回收至地下集液罐，再用氮气压送至原料水罐。

3　结语

原料水罐尾气治理采用瓦斯管网回收后，既降低VOCs排放量又回收燃料，满足了环保和节能的要求，理论上是可行的。根据国家安全监管总局关于“进一步加强化学品罐区安全管理的通知”（安监总管三［2014］68号）要求，多个化学品储罐尾气采用联通回收系统，还需经安全论证合格后方可投用。

［1］王琼，巫明娟VOCs治理对石化企业的影响及应对措施［J］，炼油技术与工程2015，45（8）.

［2］叶建平，赵建国等石化行业发展现状及VOCs控制技术研究［J］，广州化工2011，39（24）.

作者：闫文利，工程师，1990年毕业于石油大学（华东）石油加工专业，一直从事石油化工工艺安装设计工作。