粗甲醇罐尾氣洗滌塔設計總結

周玉紅，李兆靜

（中國天辰工程有限公司，天津 300400）

粗甲醇罐尾氣洗滌塔設計總結

周玉紅，李兆靜

（中國天辰工程有限公司，天津 300400）

粗甲醇罐頂部放空尾氣帶甲醇現象嚴重，且不滿足GB 31571—2015《石油化學工業污染物排放標準》對甲醇排放限值50mg/m3的要求，因此對粗甲醇罐進行了改造，增設了尾氣洗滌塔，處理后尾氣排放達標。從尾氣洗滌塔的工藝流程、設備布置、管道布置三個方面進行了設計總結。

甲醇罐區；尾氣洗滌塔；改造

Abstract：The top of the crude methanol tank vent with methanol is serious，and does not satisfy the GB 31571-2015 “petroleum chemical industry pollutant emission standards” limit of 50 mg/m3 of methanol emissions，so the crude methanol tank was modified and added a tail gas washing tower，after the treatment of exhaust emission standards.This paper summarizes the design of the exhaust washing tower in three aspects：process flow，equipment arrangement and piping layout.

Key words：methanol tank farm；exhaust gas washing tower；modification

1 概述

隨著近年來安全生產和環境保護的要求不斷提高，煤化工設計要求更加精細化。甲醇（CH3OH）是重要的煤化工產品和原料，具有劇毒、易燃燒性，其蒸汽與空氣在一定范圍內可形成爆炸性混臺物。因此，有效地儲存和使用非常重要。

根據GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標準》，甲醇現有污染源大氣污染物排放限值是220mg/m3，新污染源大氣污染物排放限值是190mg/m3。而GB 31571—2015《石油化學工業污染物排放標準》中規定廢氣中甲醇排放限值是50mg/m3，且明確指出：新建企業自2015 年7 月1 日起，現有企業自2017 年7 月1 日起，其大氣污染物排放控制按本標準的規定執行，不再執行GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標準》。粗甲醇槽頂部呼吸閥帶甲醇現象嚴重，不僅浪費甲醇還污染環境，更重要的是重大安全隱患。因此需要為粗甲醇罐頂部放空尾氣增加尾氣洗滌塔，用脫鹽水洗滌達標后排放。

本文以某項目改造增加洗滌塔為例，從尾氣洗滌塔工藝流程、設備布置、管道布置三個方面進行設計總結，為相關的設計和改造提供經驗。

2 尾氣洗滌塔改造

2.1 改造原因及工藝流程

粗甲醇里溶有少量的氣體輕組分，例如氬氣、氫氣、氮氣等。粗甲醇從上游設備出口時一般是0.4MPa，進儲罐時壓力為常壓，故有一個閃蒸的過程。通過這個閃蒸的過程，溶解在粗甲醇里的氣體輕組分就會被釋放出來，并且攜帶了很多甲醇氣體。這部分氣體通過呼吸閥釋放到大氣中，就會造成甲醇排放超出GB 31571—2015《石油化學工業污染物排放標準》中甲醇排放限值50mg/m3。經計算排放量，需要在呼吸閥連接處并聯增加一臺尾氣洗滌塔，由于呼吸閥呼氣的設定壓力為1.5kPa，大部分閃蒸的氣體可進入水洗塔進行洗滌。通過PROII模擬軟件，模擬計算滿足甲醇大氣排放標準的洗滌水量，保證甲醇被充分洗滌出來，再洗滌后尾氣通過洗滌塔頂部阻火器排放至大氣，洗滌液返回粗甲醇罐。為防止尾氣洗滌塔故障或者檢修，保留原罐頂呼吸閥放空管線，正常工況下關閉。

2.2 尾氣洗滌塔的設備布置

洗滌塔的位置，空間允許的情況下可以布置在管廊和罐之間，以縮短脫鹽水、氮氣管線和洗滌液管線。如果空間不足，可以布置在罐遠離管廊的另一側。洗滌塔的布置可以從地面起基礎，也可以借助設備在設備頂部或者設備聯合平臺處設置尾氣洗滌塔。前者適用于改造項目。后者主要適用于新建項目，罐在設計時考慮尾氣洗滌塔的荷載。某項目中間罐區尾氣洗滌塔單獨從地面起四根柱基礎，并設置四層聯合平臺。布置平臺操作空間充足，方便改造項目施工和以后的檢修操作。

2.3 尾氣洗滌塔的管道布置

罐頂呼吸閥放空管線，根據GB 50160—2008《石油化工企業設計防火規范》第5.5.11條：間歇排放的排氣筒頂或放空口應高出10m范圍內的平臺或建筑物3.5m以上。罐頂原呼吸閥放空口在尾氣洗滌塔最高平臺10m范圍內，因此呼吸閥排氣管線引至尾氣洗滌塔平臺附近，并至少高出最高平臺3.5m。但是如果呼吸閥排氣端管線較長，氣體流動阻力較大，導致呼吸閥排氣端系統背壓較大，可考慮調整呼吸閥位置，減少排氣端管線長度。或者選擇呼出壓力較低的呼吸閥。

由于洗滌液返回粗甲醇罐，但粗甲醇罐沒有預留口，故接在粗甲醇進口管線上。為防止粗甲醇罐中甲醇或者粗甲醇管線中甲醇反竄進入洗滌塔，要求用U型彎水封，且U型彎低點切線高度至少與儲罐的高液位報警值高度平齊。

3 結束語

經過改造，甲醇尾氣濃度降低至50mg/m3以下，滿足了GB 31571—2015的要求。但受限于現有條件，改造后仍有些不足之處。①甲醇罐頂尾氣洗滌的工藝設計還有待完善。洗滌液返回粗甲醇罐，就造成了罐中粗甲醇水含量的增加，如能返回甲醇地下槽更為合適。②呼吸閥后尾氣可以考慮用風機引走重新利用。總之，希望以后多借鑒成熟經驗，繼續優化甲醇罐區的設計。

[1] GB 50160—2008，石油化工企業設計防火規范[S].

[2] GB 31571—2015，石油化學工業污染物排放標準[S].

[3] 王允升.甲醇罐區的火災爆炸危險性分析及防火防爆設計[J].化工設計，2000，10（5）：32-37.

[4] 徐才華.甲醇罐區的火災危險性分析及防控[J].安全管理，2013，（24）.

[5] 張拂曉，邱海燕.常壓.低壓儲罐呼吸閥的設置、選型與計算研究[J].山東化工，2015，44（20）：120-121.

[6] 汪麗.低溫甲醇洗尾氣洗滌塔結冰凍堵原因分析及改造[J].小氮肥 ，2015（6）：17-19.

[7] 陳延林.工業萘法制苯酐尾氣洗滌塔設計[J].石油化工設計 ，2016，33（4）：15-17.

Design Summary of Exhaust Scrubber for Crude Methanol Tank

Zhou Yu-hong，Li Zhao-jing

X784；TQ523

A

1003–6490（2017）09–0021–01

2017–06–27

周玉紅（1985—），女，山東濟寧人，工程師，主要從事化工相關的設計工作。