基于變壓吸附技術的伴生氣處理工藝創新成果

楊曄 陳強

針對當前全球面臨著氣候變暖、環境污染、能源日益減少諸多現狀，國務院提出“全面加強生態環境，堅決打好污染防治攻堅戰”的意見，以打造藍天白云、碧水青山，各個行業、企業積極響應國家號召，逐步轉型升級，著力打造藍天白云保衛戰。石油化工行業本身屬于高能耗， 高污染的產業，更應首當其沖，將環境保護視為己任，積極研究新技術、新工藝，努力節能降耗，減少行業對環境造成的污染。作為現代工業的代表，石油化工行業的伴生氣處理問題始終備受關注，而傳統的伴生氣處理方法已難以滿足當前社會及行業的環保發展需要。通過研究基于變壓吸附技術的伴生氣處理工藝創新成果，以期改善石油化工的伴生氣污染問題，打造綠色環保石化。

一? 基于變壓吸附技術的伴生氣處理工藝創新研究

石油化工行業本身具有高污染的特性，在生產的過程中，不可避免地會產生各類伴生氣，如若伴生氣處理不當，勢必對大氣造成污染，不僅影響了生態環境，而且威脅人們的身體健康。傳統的石油化工伴生氣處理方式主要有兩種，一是對伴生氣進行壓縮處理，進而送到鍋爐單元，充當燃料燃燒使用，二是直接將伴生氣送到火炬單元，燃燒之后排放。伴生氣只有燃燒得足夠徹底，才能減少對環境的污染，而由于石油化工的伴生氣成分較為復雜，包括氮氣、丙烯、乙烷、乙烯等，通過傳統的燃燒排放處理方式，對伴生氣的處理效果不甚理想，燃燒得不夠充分，易出現空氣污染問題，難以滿足當前環境保護大環境的社會形勢需要，以及石油化工行業的發展需要，因而研究相關的新技術不僅尤為迫切，而且意義重大。

研究基于變壓吸附技術的伴生氣處理工藝，引入變壓吸附技術，對維系進行分離處理，是對傳統的伴生氣處理工藝予以改進及創新。變壓吸附分離主要利用氣體混合物中的不同化合物和吸附劑之間的不同分子間力度進行氣體分離處理，當混合氣體穿過吸附床時，具有較強較強吸附力的化合物會被吸附住，而吸附力較弱的化合物則順利穿過吸附床，如此以來，氣體實現有效地分離。一般來說，吸附力較強的是有機化合物，因此有機化合物能被集中地分離出來，而惰性氣體的吸附力較弱。根據吸附原理，我們知道，吸附劑的吸附容量與溫度、壓力息息相關，溫度降低、壓力增大，則吸附的容量上升，反之則吸附容量降低。當吸附劑瀕臨飽和狀態之時，需要進行一定的再生處理，這樣才能保證吸附過程的連續完整。基于此，設計變壓吸附流程，先是在壓力較高的狀態下吸附混合氣體，進而降低壓力予以再生處理，如此實現連續完整的吸附分離處理，得出較高濃度的有機化合物伴生氣。當前不乏諸多石油化工企業因伴生氣燃燒不充分，造成了環境污染的問題，著手對伴生氣處理工藝予以改進創新，引進變壓吸附技術，可對石化企業產生的伴生氣進行分離處理。具體做法是在伴生氣處理單元增設兩個活性炭吸附罐，工作程序包括兩個方面，一是將丙烯、富氣等有機化合物送至回收系統予以回收，二是部分氮氣經由放空管線進行放空，將部分氮氣予以回收利用。兩個活性炭吸附罐交替使用，當一個吸附罐瀕臨飽和狀態時，則予以再生處理，同時切換線路，使用另外一個吸附罐進行吸附，保證伴生氣分離處理操作的完整性、連續性。基于變壓吸附技術的伴生氣處理工藝創新成果具體流程如圖一所示。

二 應用效果

將基于變壓吸附技術的伴生氣處理工藝創新成果應用到企業中，取得了較好的經濟效益、生態效益和社會效益。首先對經濟效益進行分析。變壓吸附技術是一種新型的環保技術之一，其作用不僅在于解決石油化工的伴生氣排放污染問題，而且能對伴生氣中的可回收物料進行有效地回收利用，從而提升企業的經濟效益。傳統的伴生氣處理方法中，由于大多伴生氣的燃燒使用熱值不達標，因而被直接送往火炬單元予以燃燒排放處理，如此一來，不但難以保證伴生氣的燃燒質量，而且還會造成大量的物料損失，因而伴生氣中仍舊含有大量可回收物料，這些物料得不到有效的回收利用，白白損失掉，相應地也提高了石化企業的生存成本。應用基于變壓吸附技術的伴生氣處理工藝，實現對有機化合物富氣的回收，使之投入生產中，充當生產原料，以降低石化生產物耗損失，提升伴生氣有機化合物的利用率，提升企業的經濟效益。以某石化公司為例，在投入使用伴生氣處理工藝創新成果后，每天可回收5噸丙烯，每年單是伴生氣回收就創造了1400多萬的經濟效益。其次，對生態效益和社會效益進行分析。通過投入使用基于變壓吸附技術的伴生氣處理工藝創新成果，將石油化工企業生產中的伴生氣進行吸附分離、回收利用，發現伴生氣的回收效率得以大大提高。最后放空排放的伴生氣含有大量氮氣，而有機化合物的含量則少之又少，遠遠低于國家排放標準。因伴生氣中的有機化合物含量得以減少，則無需再進行火炬燃燒，大大減少了石化企業生產中的環境污染因素，有效改善了企業周邊的生態環境，具有突出的生態效益及社會效益。

三 結束語

當前環境保護的理念已日漸深入人心，石油化工行業作為一個高能耗、高污染的行業，應積極相應國家保護環境的號召，不斷研究新技術、新工藝，降低行業對環境造成的污染。石油化工生產排放的伴生氣是大氣的主要污染物，歷來備受關注，針對傳統的伴生氣處理工藝在伴生氣處理方面的效果不甚理想這一現狀，研究基于變壓變壓吸附技術的伴生氣處理工藝創新成果，經實踐證明，這一成果可為企業及社會帶來較好的經濟效益、生態效益和社會效益，具有較高的應用價值。