污水汽提裝置原料水罐VOCs治理

閆文利（天津辰鑫石化工程設計有限公司，天津 300270）

污水汽提裝置原料水罐VOCs治理

閆文利（天津辰鑫石化工程設計有限公司，天津 300270）

煉油廠污水汽提裝置的原料水罐是VOCs重要的污染源之一，介紹了VOCs常用治理技術及特點，污水汽提裝置原料水罐尾氣治理采用的方案和工藝控制路線。

原料；水罐；VOCs；排放；治理

煉油廠污水汽提裝置的原料主要是來源于常減壓、延遲焦化、催化裂化、加氫等生產裝置的含硫污水，經原料脫氣罐后進入原料水罐。隨著加工原油硫含量的不斷增加，污水汽提裝置原料水罐揮發氣體的惡臭程度越來越嚴重。對于惡臭的治理大多數煉油廠采用了原料水罐頂加安全水封罐，頂部通氮氣保護，排放的惡臭氣體通過堿洗或其它惡臭處理后排放大氣。

國務院辦公廳在2010年5月發布《關于推進大氣污染聯防聯控工作改善區域空氣質量的指導意見》（國辦發［2010］33號），首次提出在重點區域、重點行業開展揮發性有機物（VOCs）污染防治工作。2014年底，環保部頒布《關于印發石化行業揮發性有機物綜合整治方案的通知》，我國VOCs監測治理首份國家級行業治理政策出臺。提出2017年全國石化行業基本完成VOCs綜合整治工作，建成VOCs監測監控體系，VOCs排放總量較2014年削減30%以上的目標，標志著我國VOCs治理行業政策出臺進入實質性階段。各級環保部門陸續頒布了VOCs治理和排放的標準或規定。

某煉油廠的污水汽提裝置原料水罐針對惡臭的治理選用了降膜旋流高效堿液吸收處理，惡臭廢氣處理后排放濃度達到《惡臭污染排放標準》（GB14554～1993）中所規定的惡臭污染物排放標準值，硫化物去除效果明顯，但揮發性有機物（VOCs）無去除作用，尾氣中污染物排放濃度仍很高。為滿足國家和地方環保部門對VOCs排放要求，需要對原料水罐尾氣排放進行治理。

1　原料水罐現狀

現有2座5000立方米原料水罐，罐頂分別設有水封罐、氮封管線及壓力檢測，罐頂尾氣經油氣連通管進入惡臭治理設施，堿洗脫臭后經15米高排氣筒排入大氣。水封罐一旦超壓排放，經放空口排入火炬系統。

經監測惡臭治理設施排氣筒VOCs濃度在103～105mg/m3之間，有機硫化物濃度可達幾百或上萬mg/m3。

2　治理方案

2.1VOCs治理方法

經過多年的發展，已經有較多的VOCs污染末端治理技術應用于石化行業，并產生了很好的社會經濟效益。針對企業自身的廢氣排放特點，因地制宜的選取合適的處理工藝，必要時采用兩種或多種工藝聯合、多級處理，可實現企業有機廢氣的達標排放。目前常用的VOCs治理技術見表1。

表1　常用VOCs控制技術特點

2.2原料水罐尾氣采用治理方案

經過多方調研并結合煉油廠現場的實際情況，在滿足裝置生產工藝要求的前提下，本著安全、經濟、實用、節約投資的原則，最大化依托現有設施進行原料水罐尾氣治理。

經專業監測，尾氣排放濃度（mg/m3）為H2S5×103～3×104；苯3.76×103；甲苯1.33×103；二甲苯160；VOCs5.22×105。經核算尾氣熱值大于7880kJ/Nm3，氧氣含量小于2%（v%）。

治理方案采用的是將2座原料水罐尾氣通過連通管線經增壓風機加壓后送低壓瓦斯管網進氣柜回收，經脫硫后并入全廠瓦斯管網作燃料。當尾氣不能滿足進入瓦斯管網要求時，開啟原有的惡臭治理設施。

新增設備有緩沖罐1臺，增壓風機2臺及集液罐1臺；罐頂新增壓力高、低報警，罐頂尾氣管道設置阻爆轟型管道阻火器、壓力開關閥，進入風機前設氧含量分析檢測儀。增壓后進入瓦斯管網前設壓力報警及聯鎖。

當儲罐進料或溫度升高，罐頂壓力達到設定值時，壓力開關閥打開，罐頂尾氣經阻火器排入緩沖罐。待緩沖罐壓力達到設定值，開啟增壓風機將尾氣送入瓦斯管網。因污水汽提尾氣管道易堵塞，每個原料水罐各設水封罐一個，未設置呼吸閥。當出料或溫度降低，罐頂壓力降到設定值時，打開氮封壓控閥向罐內補充氮氣至設定壓力。增壓風機采用變頻調速系統，既保證罐頂排氣通暢，又能起到節能的作用；風機入口設置氧含量分析檢測儀，保證進入管網的氣體氧含量不高于2%（V%）；尾氣進入聯通管前設壓控切斷閥、阻火器，將每個儲罐隔離；每個儲罐設獨立的氮封系統，以及時補氣，防止儲罐形成負壓、吸入空氣；為防止管網壓力超高倒竄入本系統，進入管網前設壓力報警及聯鎖。

2.3工藝控制路線

（1）每個儲罐罐頂設立獨立的壓力控制，當進料或因溫度升高，壓力超過設定值時，罐頂壓控閥打開，向外排氣，低于某一設定值時，壓控閥關閉；當出料或因溫度降低，罐頂壓力低于某設定值時，氮封閥打開，向儲罐補氮氣，當高到某一設定值時，氮封閥關閉，停止補氮氣。通過合理設定排氣壓力、氮封壓力值，保證儲罐操作過程中正常呼吸，又避免儲罐一直補氮氣，造成浪費。

（2）增壓風機采用變頻調速系統，將聯通管背壓控制在較低的設定值內，保證罐頂排氣通暢，又起到節能的作用。

（3）瓦斯管網操作壓力在4～10kPa之間，正常操作時，增壓風機出口壓力保證尾氣能通過管網進入氣柜。當管網壓力超高時，為防止管網壓力倒竄入本系統，聯鎖關閉風機及風機出口切斷閥。

（4）風機入口設置氧含量測定儀，當尾氣中氧含量超過2% （V%）時，停止尾氣外送，聯鎖關閉風機及風機入口切斷閥。

（5）尾氣進入聯通管前設壓控切斷閥、阻火器，將每個儲罐隔離。每個儲罐設獨立的氮封系統，以及時補氣，防止造成儲罐負壓、吸入空氣。尾氣中含有粉塵、銨鹽易堵塞氣路時，設有水封罐，阻火器一開一備，并伴熱。

（6）為滿足環保要求，裝置緩沖罐凝液回收至地下集液罐，再用氮氣壓送至原料水罐。

3　結語

原料水罐尾氣治理采用瓦斯管網回收后，既降低VOCs排放量又回收燃料，滿足了環保和節能的要求，理論上是可行的。根據國家安全監管總局關于“進一步加強化學品罐區安全管理的通知”（安監總管三［2014］68號）要求，多個化學品儲罐尾氣采用聯通回收系統，還需經安全論證合格后方可投用。

［1］王瓊，巫明娟VOCs治理對石化企業的影響及應對措施［J］，煉油技術與工程2015，45（8）.

［2］葉建平，趙建國等石化行業發展現狀及VOCs控制技術研究［J］，廣州化工2011，39（24）.

作者：閆文利，工程師，1990年畢業于石油大學（華東）石油加工專業，一直從事石油化工工藝安裝設計工作。