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标题 芳烃三苯罐区VOCs治理
范文

    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

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更新时间:2025/3/21 18:05:47