芳烃三苯罐区VOCs治理

摘 要：环境中挥发性有机物（VOC）的排放量是大气污染物的第二大类，仅次于大气颗粒物。因此，重视芳烃罐区VOCS的控制具有重要的社会意义。本文介绍了芳烃罐区在日常操作中VOSc的危害、产生、排放及其控制对策和措施。

关键词：油气回收三苯;环保VOCs

1 前言

在中国，VOCS（挥发性有机化合物）是指室温下饱和蒸气压大于133.32 Pa、标准大气压101.3kPa下低于沸点50-260℃且初始蒸馏点等于250℃的有机化合物，或室温和压力下任何挥发性有机固体或液体。近几年芳烃罐区在旧有设施上进行了油气回收等相关改造施工，并专门采购了“吸附+冷凝”效用的油气回收机组。现芳烃罐区已能对三苯（039～044、072～074号罐）VOCs进行有效治理和回收，满足《石油炼制工业区污染物排放标准》（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芳烃VOCs的产生

芳烃罐区三苯储存虽然采用内浮顶罐，尽可能的减少了三苯的蒸发损失。然而由于内浮顶的密封性，量油孔、采样器等的漏损，储罐的大、小呼吸等，内浮顶油罐内仍然有部分油品挥发进入大气里面。由于苯类蒸汽密度大于大气密度，就会漂浮于地面上，对周围的环境尤其是对人的影响巨大。

2.2 VOSs的危害

苯已被国际癌症研究中心认定为一种剧毒致癌物，主要影响造血系统、神经系统和皮肤刺激。甲苯和二甲苯对人体的危害主要是影响中枢神经系统、呼吸道和皮肤刺激。因此，应严格控制其含量。苯类蒸汽被吸入人体后，由于吸入浓度的不同会引起急性、慢性中毒。尤其会影響人体的造血系统，对人体造成极大的伤害。再者苯类化学性质活泼，容易在光照下发生光化学反应，产生剧毒的光化学烟雾，进一步危害人体健康。故而为了保护环境、保护人体健康，也为了减少苯类的蒸发损耗产生的经济损失，治理苯类的挥发损耗非常必要。

3 三苯罐区VOCs治理

3.1油气回收装置功能划分

本工艺系统共分为两大部分：

①储罐及油气收集

②油气回收装置：主要包含油气冷凝，油气气吸附两大工艺单元。

3.2各功能单元工艺原理

3.2.1储罐及油气收集

采用设备和工艺对三苯基储罐进行改造，并添加了氮封。当油罐内的气体压力因油或温度下降而降低时，氮气系统的压力控制阀自动打开，以补充油罐内的压力损失，并保持油罐内的恒定气体压力。当油罐接收到油或温度升高时，油罐中的气体压力升高（≥0.2KPa）时，储罐内油气就通过回收系统的集气管道进入冷凝单元。

3.2.2油气冷凝单元

利用不同温度下的蒸汽压差，可将达到过饱和状态的油气组分凝结成液体，直接冷却回收，而未达到过饱和状态的剩余油气则可被吸附系统进行吸附处理。

制冷系统工作时，系统中的制冷剂气体被制冷压缩机吸入，压缩成高温高压气体，然后排入冷凝器，凝结成高压过冷液体，再经膨胀阀节流降压。变成低温低压气液两相混合物（或湿蒸汽）进入蒸发器。制冷剂通过蒸发器内的蒸发吸收流经蒸发器的油气热量，使其冷却除湿。同时，制冷剂经充分汽化后再次吸入制冷压缩机的压缩室，形成循环，实现油气的连续冷却和回收。

凝析装置采用三级连续冷却方式降低油气温度，使油气温度在各成分分压下降至露点温度，并对油气的不同成分进行冷凝。分阶段进入液相。冷凝箱下均配有加热腔，加热腔利用一、二级制冷压缩机排出的高温过热蒸气对出油管内的凝析油加热，防止出油管冰堵，同时可有效降低压缩机排气温度。

一级制冷使油气温度降至3℃～7℃，使油气中的水分以及重组分冷凝液化，截流了大部分的水分，降低了水或重组分在后面两级制冷中结霜的可能性，保护冷凝管道不会因结霜而堵塞。二次制冷将油气温度降至-25～30℃，回收部分苯、甲苯、二甲苯等纯品。三级制冷使油气温度降低至-60℃～-70℃，90%以上的油气得到回收，分离出混合芳烃后的贫气与系统冷换设备的热源进行热交换，温度回升到5℃～25℃进入吸附单元。

系统通过配备冷凝器的压差传感器控制蒸发器的切换。当蒸发器的前后压差大于设定值时，当前未输送油气的蒸发器A开始预冷，预冷结束后油气回收系统自动切换至蒸发器A开始输送油气，切换后压差高的蒸发器B停止走油，开始自动融霜程序，如此循环进行。

3.2.3油气吸附单元

吸附单元分为两个活性炭吸附罐，经过三级冷却脱液后的贫气回到第一级冷凝箱、回热预冷器进行回热交换后气体温度回升到25℃左右，经过油气分离器将油、气分离后进入吸附罐进行吸附，经过吸附罐吸附后，达标尾气经阻火器安全高空排放。

两个吸附罐交替进行吸附再生（分析）过程。吸附罐中的油气组分饱和后，系统自动启动真空泵进行脱附并对吸附罐中的吸附剂进行再生。生成的油气重新进入冷凝装置进行下一个循环的冷凝处理。

机组配备蒸汽加热换热器，可定期通过热氮气对吸附系统进行深度解析。

3.2.4 油品回收单元

冷凝析出的油品（简称凝析油）和水先流经气冷回热器、预冷换热器进行换热升温，再统一回收至集油罐。集油箱内的油品收集到一定高度后，由油泵倒入轻污油罐。由于纯苯凝点为5.5℃，集油罐温度低于10℃时，需手动启动电伴热，集油罐温度高于15℃，自动关闭电伴热。

4 运行数据

分别对2018年5月30日，31日回收装置试运期间储罐内、油气回收装置尾气进行化验分析，结果见表5-1。

由表5-1可知，油气储罐回收的油气能够满足《石油炼制工业污染物排放标准》（GB 31570-2015）的要求，在芳烃三苯罐区VOCS处理方面取得了显著效果。

5 芳烃罐区VOC治理的意义

经过对芳烃罐区三苯储罐进行工艺改造，增设油气回收装置具有以下重要意义：

1 对三苯储罐大、小呼吸产生的油气有效回收，减少了油品的蒸发损失，具有一定的经济效益。

2有效降低了苯类气体对周围环境的影响，VOC排放达到了国家标准，对环境保护具有重大的意义。

3 有效降低了周围大气中苯类气体的含量，保护了生产人员及周围居民的身体，使其免受芳烃类的影响。

4对汽油及其他轻质油品储罐，以及涉及到油气回收的工艺改造都有一定的借鉴作用。

参考文献

[1]李汉勇主编.油气回收技术化学工业出版社2008：217

[2]单晓雯作者.石化企业吸附冷凝法尾气处理装置研究与应用.《安全、健康和环境》，2015：第7期

作者简介：

郭颂，男，湘，学历：本科，职务：调度，单位：中石化长岭分公司储运作业部