芳烴三苯罐區VOCs治理

摘 要：環境中揮發性有機物（VOC）的排放量是大氣污染物的第二大類，僅次于大氣顆粒物。因此，重視芳烴罐區VOCS的控制具有重要的社會意義。本文介紹了芳烴罐區在日常操作中VOSc的危害、產生、排放及其控制對策和措施。

關鍵詞：油氣回收三苯;環保VOCs

1 前言

在中國，VOCS（揮發性有機化合物）是指室溫下飽和蒸氣壓大于133.32 Pa、標準大氣壓101.3kPa下低于沸點50-260℃且初始蒸餾點等于250℃的有機化合物，或室溫和壓力下任何揮發性有機固體或液體。近幾年芳烴罐區在舊有設施上進行了油氣回收等相關改造施工，并專門采購了“吸附+冷凝”效用的油氣回收機組。現芳烴罐區已能對三苯（039～044、072～074號罐）VOCs進行有效治理和回收，滿足《石油煉制工業區污染物排放標準》（GB 31570-2015）中苯不大于4mg/m？，甲苯不大于15mg/m？，二甲苯不大于20mg/m？

2 VOCs治理的必要性

2.1芳烴VOCs的產生

芳烴罐區三苯儲存雖然采用內浮頂罐，盡可能的減少了三苯的蒸發損失。然而由于內浮頂的密封性，量油孔、采樣器等的漏損，儲罐的大、小呼吸等，內浮頂油罐內仍然有部分油品揮發進入大氣里面。由于苯類蒸汽密度大于大氣密度，就會漂浮于地面上，對周圍的環境尤其是對人的影響巨大。

2.2 VOSs的危害

苯已被國際癌癥研究中心認定為一種劇毒致癌物，主要影響造血系統、神經系統和皮膚刺激。甲苯和二甲苯對人體的危害主要是影響中樞神經系統、呼吸道和皮膚刺激。因此，應嚴格控制其含量。苯類蒸汽被吸入人體后，由于吸入濃度的不同會引起急性、慢性中毒。尤其會影響人體的造血系統，對人體造成極大的傷害。再者苯類化學性質活潑，容易在光照下發生光化學反應，產生劇毒的光化學煙霧，進一步危害人體健康。故而為了保護環境、保護人體健康，也為了減少苯類的蒸發損耗產生的經濟損失，治理苯類的揮發損耗非常必要。

3 三苯罐區VOCs治理

3.1油氣回收裝置功能劃分

本工藝系統共分為兩大部分：

①儲罐及油氣收集

②油氣回收裝置：主要包含油氣冷凝，油氣氣吸附兩大工藝單元。

3.2各功能單元工藝原理

3.2.1儲罐及油氣收集

采用設備和工藝對三苯基儲罐進行改造，并添加了氮封。當油罐內的氣體壓力因油或溫度下降而降低時，氮氣系統的壓力控制閥自動打開，以補充油罐內的壓力損失，并保持油罐內的恒定氣體壓力。當油罐接收到油或溫度升高時，油罐中的氣體壓力升高（≥0.2KPa）時，儲罐內油氣就通過回收系統的集氣管道進入冷凝單元。

3.2.2油氣冷凝單元

利用不同溫度下的蒸汽壓差，可將達到過飽和狀態的油氣組分凝結成液體，直接冷卻回收，而未達到過飽和狀態的剩余油氣則可被吸附系統進行吸附處理。

制冷系統工作時，系統中的制冷劑氣體被制冷壓縮機吸入，壓縮成高溫高壓氣體，然后排入冷凝器，凝結成高壓過冷液體，再經膨脹閥節流降壓。變成低溫低壓氣液兩相混合物（或濕蒸汽）進入蒸發器。制冷劑通過蒸發器內的蒸發吸收流經蒸發器的油氣熱量，使其冷卻除濕。同時，制冷劑經充分汽化后再次吸入制冷壓縮機的壓縮室，形成循環，實現油氣的連續冷卻和回收。

凝析裝置采用三級連續冷卻方式降低油氣溫度，使油氣溫度在各成分分壓下降至露點溫度，并對油氣的不同成分進行冷凝。分階段進入液相。冷凝箱下均配有加熱腔，加熱腔利用一、二級制冷壓縮機排出的高溫過熱蒸氣對出油管內的凝析油加熱，防止出油管冰堵，同時可有效降低壓縮機排氣溫度。

一級制冷使油氣溫度降至3℃～7℃，使油氣中的水分以及重組分冷凝液化，截流了大部分的水分，降低了水或重組分在后面兩級制冷中結霜的可能性，保護冷凝管道不會因結霜而堵塞。二次制冷將油氣溫度降至-25～30℃，回收部分苯、甲苯、二甲苯等純品。三級制冷使油氣溫度降低至-60℃～-70℃，90%以上的油氣得到回收，分離出混合芳烴后的貧氣與系統冷換設備的熱源進行熱交換，溫度回升到5℃～25℃進入吸附單元。

系統通過配備冷凝器的壓差傳感器控制蒸發器的切換。當蒸發器的前后壓差大于設定值時，當前未輸送油氣的蒸發器A開始預冷，預冷結束后油氣回收系統自動切換至蒸發器A開始輸送油氣，切換后壓差高的蒸發器B停止走油，開始自動融霜程序，如此循環進行。

3.2.3油氣吸附單元

吸附單元分為兩個活性炭吸附罐，經過三級冷卻脫液后的貧氣回到第一級冷凝箱、回熱預冷器進行回熱交換后氣體溫度回升到25℃左右，經過油氣分離器將油、氣分離后進入吸附罐進行吸附，經過吸附罐吸附后，達標尾氣經阻火器安全高空排放。

兩個吸附罐交替進行吸附再生（分析）過程。吸附罐中的油氣組分飽和后，系統自動啟動真空泵進行脫附并對吸附罐中的吸附劑進行再生。生成的油氣重新進入冷凝裝置進行下一個循環的冷凝處理。

機組配備蒸汽加熱換熱器，可定期通過熱氮氣對吸附系統進行深度解析。

3.2.4 油品回收單元

冷凝析出的油品（簡稱凝析油）和水先流經氣冷回熱器、預冷換熱器進行換熱升溫，再統一回收至集油罐。集油箱內的油品收集到一定高度后，由油泵倒入輕污油罐。由于純苯凝點為5.5℃，集油罐溫度低于10℃時，需手動啟動電伴熱，集油罐溫度高于15℃，自動關閉電伴熱。

4 運行數據

分別對2018年5月30日，31日回收裝置試運期間儲罐內、油氣回收裝置尾氣進行化驗分析，結果見表5-1。

由表5-1可知，油氣儲罐回收的油氣能夠滿足《石油煉制工業污染物排放標準》（GB 31570-2015）的要求，在芳烴三苯罐區VOCS處理方面取得了顯著效果。

5 芳烴罐區VOC治理的意義

經過對芳烴罐區三苯儲罐進行工藝改造，增設油氣回收裝置具有以下重要意義：

1 對三苯儲罐大、小呼吸產生的油氣有效回收，減少了油品的蒸發損失，具有一定的經濟效益。

2有效降低了苯類氣體對周圍環境的影響，VOC排放達到了國家標準，對環境保護具有重大的意義。

3 有效降低了周圍大氣中苯類氣體的含量，保護了生產人員及周圍居民的身體，使其免受芳烴類的影響。

4對汽油及其他輕質油品儲罐，以及涉及到油氣回收的工藝改造都有一定的借鑒作用。

參考文獻

[1]李漢勇主編.油氣回收技術化學工業出版社2008：217

[2]單曉雯作者.石化企業吸附冷凝法尾氣處理裝置研究與應用.《安全、健康和環境》，2015：第7期

作者簡介：

郭頌，男，湘，學歷：本科，職務：調度，單位：中石化長嶺分公司儲運作業部