催化大型機組油氣VOCs 環保治理項目的應用

龔 文，馮 龍，潘劍鋒

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

催化裂化裝置是整個煉油化工行業中將重質渣油輕質化的重要核心裝置，其中在催化裝置運行過程中，大型機組設備的安全環保運行十分重要。催化裝置大型機組主要由負責主風壓縮為反再供風的主風機組和壓縮富氣調節反再分餾壓力的氣壓機組構成，在大型機組正常運行狀況下，其軸系會產生大量熱量，而大型機組的潤滑油系統主要負責潤滑、冷卻，保護機組軸系安全平穩運行。在潤滑油通過泵送、冷卻運至軸系后，隨著潤滑油回落油箱，大量的熱量、水汽、油氣也一并產生，這些輕介質將從油箱頂部放空線進行抽負壓排放。在大型機組以往設計中，并未考慮對油箱頂部放空進行油氣回收處理，造成現場排空口油霧彌漫、油泥附著、污染腐蝕設備管線，同時造成部分潤滑油的浪費。

本公司催化裝置大型機組在運轉時，油箱頂部放空現象亦如上所述，現場油霧彌漫，VOCs 嚴重超標。目前國家標準GB 31570—2015 中對大氣污染物排放限值要求為：非甲烷總烴≤120 mg/m3，而本裝置現場富氣壓縮機K-301 油霧量約為470 mg/m3、主風機油霧量約為650 mg/m3、備用風機油霧量約為560 mg/m3。作為揮發性有機物（VOCs）除具備毒性、刺激性特性以外，針對機組油箱現場大量油霧彌漫的聚集，還會造成高濃度易燃、易爆特性，對裝置安全生產帶來嚴重隱患。隨著集團公司煉化板塊對各生產單位現場VOCs隱患治理規定的提升，此次關于大型機組油箱油氣VOCs 超標的治理與研究對催化裝置安全長周期穩定生產具有很重要的意義[1-4]。

1 機組VOCs 治理技術介紹與應用

寧夏石化公司260×104t/a 催化裂化裝置建成投用以來已運行11 年，為針對大型機組油霧隱患進行治理，特開展VOCs 深度治理項目，計劃引進并安裝PJ型油氣回收系統，用以吸附、回收外泄的油煙及油氣，實現環境污染氣體的有效治理。

此次引進的PJ 型油氣回收系統主要原理：由空氣動力抽真空系統產生負壓將混合油氣吸入主機；經過濾器吸附過濾后將油氣凝結儲存在收油箱中，當潤滑油液面達到預設位置時，通過自動放油閥排放掉；經過過濾處理后，排出的氣體將達到大氣排放標準，最終實現除霧集油目的。

1.1 PJ 型油氣回收系統介紹

PJ 型油氣回收系統是一個結合油氣吸附、回收的集中處理系統，該系統的主要組成部分為：回收連接件、調節閥、過濾器、真空系統、收集箱、液位計、電控箱、放油閥等。其中負責凈化風抽真空系統產生的負壓為整個系統運行提供動力源，實現針對油箱頂部外泄油霧、油氣的回收吸附作用。

此油氣回收系統的主要特點體現在環保處理污染氣體，使得氣體達標排放，同時通過排放口可視化監控具體回收吸附效果；其次，通過吸附回收油氣，可以節約潤滑油資源，現場將回收回來的潤滑油送至回收中心進行回收循環利用，提高整體油品利用率；最后，此次油氣回收系統技術改造可以從根本上解決現場油霧彌漫、油泥附著管線設備造成的腐蝕和低標準問題，有效減少人為清潔油泥工作量，降低企業員工勞動成本。

PJ 型油氣回收系統在使用過程中要時刻關注其運行參數在正常范圍內，例如當抽真空系統運行異常時，油霧回收效率立刻降低，油箱內部油氣聚集且抽負壓失效，造成回油不暢，導致機組軸系溫度突升、油壓突變等嚴重問題。該系統具體運行時要求的性能參數見表1。要求使用單位在日常運維過程中，嚴格按照操作參數執行，確保油霧回收系統正常運行。

表1 PJ 型油氣回收系統通用參數表

1.2 PJ 型油氣回收系統具體實施應用

回收裝置于2022 年2 月至6 月開始進行安裝，現場對煙機主風機組安裝油箱油氣回收系統1 臺、備用主風機組安裝油箱油氣回收系統1 臺、富氣壓縮機組安裝油箱油氣回收系統1 臺。在安裝過程中，本單位積極配合現場安裝操作，在整體管線及設備安裝完畢后，根據PJ 型油氣回收系統所用動力氣源要求（表2），引入凈化風作為抽負壓動力源，以實現該系統正常運行。

表2 氣源參數要求

現場進行氣源連接時，具體從油氣回收主機的空氣入口處，用法蘭將供應空氣管連接到儀表風系統中，同時在油氣回收主機與儀表風連接間的空氣管線上安裝止回閥以防止油霧竄入廠區風線，再將工廠儀表風引入主機前加裝過濾裝置以保障油氣回收系統平穩運行。最后將氣源系統去往主機法蘭與油氣回收主機連接，試漏合格后即可開啟PJ 型油氣回收系統，至此油氣回收主系統連接完畢。

2 機組VOCs 治理效果與應用問題

此次針對大型機組PJ 型油氣回收系統改造自2022 年7 月投用以來，已運行半年時間，本部門針對該系統運行情況進行統計分析、跟蹤監測，現場優化運行工況，全面保障油氣回收系統實現最高回收吸附效率。

2.1 現場治理效果

通過對油氣回收系統投用效果監測評估，公司安環處對比發現機組VOCs 治理顯著，現場油氣系統回收效率可達50～720 m3/h、油霧回收率95%、除油率高達99%，現場排氣口再無油霧產生。具體效果為：（1）排氣口氣體達到大氣排放標準，VOCs 檢測合格；（2）過濾后的潤滑油全部回收至收油箱內，定期出廠處理，實現經濟效益最大化；（3）油氣凈化排放后，有效控制灰塵同油氣一起附著在設備表面上形成污垢的現象，延長了設備的使用壽命。

2.2 實際應用問題

在PJ 型油氣回收系統應用過程中，通過應用分析，發現了一些使用時產生的問題：（1）部分連接法蘭、絲扣處存在滲油現象，由于法蘭和絲扣連接特性，所抽取的油霧會凝結成油滴從連接件之間滲漏出來，后續需要與廠家進行溝通選擇密封更好的連接方式；（2）現場自動化程度較低，抽負壓、排油等操作只能通過現場實際操作，未設置自力式調節機構；（3）儀表風調節為球閥方式，球閥要求在一定開度保證抽負壓風量的穩定，當儀表風波動時無法實現現場及時調節，同時球閥閥桿易被人員觸碰造成抽負壓紊亂，影響整體系統運行；（4）針對油溫運行較高的機組，產生的油霧、油氣量較多，導致現場排油操作頻繁，員工勞動量增加。

3 結語

通過此次對催化裝置大型機組PJ 型油氣回收系統的引進與投用，有效避免了現場油霧、油氣直接外排帶來的VOCs 超標隱患問題，通過油霧回收系統的吸附回收，使得排出的油氣達到大氣排放標準，實現公司大機組油氣“零”排放與VOCs 深度治理的根本目標，為煉油催化裝置安全環保運行保駕護航。