甲醇罐區及裝車無組織排放氣回收項目的介紹

曹蕾

摘要：介紹甲醇罐區及裝車無組織排放氣回收工藝，以及泡罩塔的工作原理和特點，泡罩吸收塔在甲醇罐區及裝車無組織排放氣回收工藝的運用，提出了設計、施工、運行中，可能遇到的問題及解決方法。

關鍵詞：泡罩塔;甲醇罐區;甲醇裝車;無組織排放氣

甲醇生產廠，甲醇罐區罐頂通常設置呼吸閥，進料及熱呼吸時罐內的氣相排至大氣;上裝式甲醇槽車，裝車時鶴管從頂部伸入槽車下部，氣相通過鶴管的氣相排放系統進入大氣。隨著環保部門監管力度增大，對工廠無組織排至大氣的物質量及濃度，要求越來越苛刻，且企業每年要向環保部門交無組織排放當量費用，少則十幾萬，多則幾十萬。在這種情況下，甲醇罐區及裝車無組織排放氣的治理日益迫切。下面以某工廠的甲醇罐區及裝車無組織排放氣的回收為例，介紹泡罩塔的應用。

1 氣相量及氣相組成的確定

對于甲醇罐，呼吸量由兩部分氣量組成，一部分是向儲罐內灌裝物料時所造成的呼出，另一部分是由于氣候等影響引起儲罐內物料蒸汽壓增大所造成的呼出。

甲醇溶液視為理想溶液，無組織排放氣視為理想氣體，氣量的組成可根據拉烏爾定律及道爾頓分壓定律計算，根據拉烏爾定律：

其中：pi：溶液上方任意組分i的平衡分壓，Pa;：在溶液溫度下任意組分i的飽和蒸氣壓，Pa;xi：溶液中任意組分i的摩爾分數。

根據道爾頓分壓定律：

其中：yi：氣相中任意組分i的摩爾分數;p：溶液上方的總壓力。

式中：p由罐頂壓力表讀取，由物質特性查取，xi由分析化驗提供，則氣相中任意組分i的摩爾分數計算得出。由此氣相量及氣相組成確定。

2 回收工藝及回收指標的確定

利用甲醇與水互溶的特性，確定水吸收甲醇的工藝。根據現行的國家、行業、地方的大氣排放標準，確定經過水吸收后，氣相中甲醇的含量。物料流程圖如下：

3 設備結構、選型的選取

甲醇作為有用的物質，如何利用少的公用工程和動力消耗回收氣相中的甲醇，是關鍵。甲醇水溶液的分離多采用甲醇精餾工藝，這就要求使用少的脫鹽水，既保證塔頂氣相中甲醇達標排放，又滿足塔釜甲醇溶液濃度越高越好。這種液量很小的體系，泡罩塔非常適合，泡罩塔操作穩定，彈性大，特別是操作下限低，氣液接觸充分，得到甲醇水溶液濃度高，減少了甲醇水溶液循環使用的功耗，塔釜甲醇水溶液直接排至后續接收系統。風機的風壓滿足泡罩塔的阻力降，甲醇水溶液外送泵的揚程滿足后續接收系統的壓差和阻力。

4 安全設施設計

①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聯通回收系統，經安全論證合格后方可投用，故采用氣體開口收集方式，在呼吸閥外面設置罩，收集系統不直接與甲醇罐接觸;②收集的無組織排放氣，為甲醇、空氣混合物，進一步加強風機操作安全，在風機進出口設置防火閥，一旦風機進出口溫度超過設定值，即切斷防火閥，聯鎖風機停止運轉;③做好管道及設備的靜電接地，風機葉輪及軸套等運動部件材質可以選擇鑄鋁，殼體等靜止部件材質可以選擇鑄鋼，防止運行過程中出現火花。

5 工程設計注意事項

①由于脫鹽水量盡量小，設計泡罩塔板溢流堰適當增高;為保證塔頂氣相滿足排放要求;②塔高適當增高，塔板數增多，有利于在脫鹽水少量的工況下，塔頂排氣滿足指標，且塔釜甲醇溶液濃度高;③甲醇吸收塔塔釜液位適當增高，則塔釜稀溶液泵可以間歇操作，可以減少備用泵，減少投資;④為保證甲醇吸收塔塔釜液位不超出操作上下限，同時減少生產人員現場操作頻次，設置塔釜液位高報警，高高聯鎖甲醇水溶液外送泵啟動，低報警，低低聯鎖甲醇水溶液外送泵停止;⑤由于脫鹽水流量小，泡罩塔板內液相流動性小，脫鹽水管道、甲醇吸收塔、塔釜排液管道均設置絕熱，防止冬季結冰。

6 工程安裝注意事項

①安裝泡罩塔內件時，要求內件組裝密封嚴密，塔板平面平整;②氣體中，有甲醇、有飽和態水蒸汽，故要求管道安裝時低點設置排污;③甲醇罐區及裝車為重大危險源，嚴禁動火，需要設置預制場地。

7 結束語

隨著環保形式日益嚴峻，甲醇罐區及裝車無組織排放氣回收的重要性逐漸凸顯;泡罩塔在此類項目中有小液量、吸收效果好的優點，有推廣意義。

參考文獻：

[1]夏清，賈紹義.化工原理（第2版）[M].天津：天津大學出版社，2008.

[2]吳德榮.化工工藝設計手冊·下冊[M].北京：化學工業出版社，2009.

[3]張德姜等.石油化工裝置工藝管道安裝設計手冊[M].北京：中國石化出版社，2009.