石油化工廢氣處理技術及發展趨勢

范振杰

摘 要：本文對石油化工廢氣處理技術及發展趨勢進行了探討，文章從闡述石油化工過程中產生廢氣中污染物的來源入手，進一步介紹了幾種常見的石油化工廢氣的處理方法以及具體廢氣處理技術，最后對石化廢氣處理技術的發展動向展開了研究。

關鍵詞：石油化工廢氣；污染物來源；處理方法及技術；發展趨勢

石油化工產品的生產，往往會采用一些比較復雜、有難度的化工裝置，這些裝置在生產操作時會產生大量進一步加劇環境污染程度的廢氣，因此相關企業需要做好廢氣處理工作。而如何通過合理使用廢氣處理技術，優化處理效果，值得思考。

一、石油化工過程中產生廢氣中污染物的來源

（一）石油煉油過程中帶來的廢氣污染物來源

在石油煉油的整個操作過程中，所產生的廢氣可以概括成六種類型。其一是化瀝青裝置生產有毒的尾氣，這種尾氣系由氮氣、氧氣、水蒸汽、可凝油份以及不凝性有機氣體所組成。這種氣體除惡臭難聞使人惡心外，它還含有世界公認的強致癌物-苯并（a）芘；其二是在一系列實驗中催生的一氧化硫、二氧化碳等有害氣體；其三是在催化再生廢氣過程中出現的粉塵煙氣，其更多地來自于供應能源的鍋爐等裝置；其四是含酚、硫等元素的惡臭氣體，這些氣體是在脫硫、污水治理等環節中出現的；其五是含硫的氣體，往往在回收硫的工作中被形成出來；其六是非甲烷總烴（烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴），這是在石油煉油的工業環節中出現量最多、最為常見的一種廢氣，其來源也是極為廣泛的，會在整個提煉的多個流程中產生非甲烷總烴，其對環境和群眾的危害不可小覷。

（二）化工生產過程中帶來的廢氣污染物來源

在日常的化工生產工作中，往往會出現大量的、各種各樣的污染氣體，其中最常見、最受關注的包括兩種，其一是燃燒煙氣石油，其主要構成成分是二氧化硫、一氧化碳等基本的污染物要素，與之相應的，是各種粉塵的產生，也給環境帶來了巨大的危害，該類污染氣體往往來自鍋爐、加熱爐等加熱設備。除此之外，還有工藝廢氣的出現，這種廢氣是化工生產環節產出最多的廢氣類型，所攜帶的污染物質也是最繁雜的，這包括了大量的烴類物質、鹵化物、醇類，以及氰化物等無機物，這些有害物質的存在，給環境造成的破壞極為嚴重。

（三）石油化工裝置有機廢氣來源

VOCs是可揮發性有機物的統稱，主要包括非甲烷總烴（烷烴、烯烴、炔烴、芳香烴）、含氧有機化合物（醛、酮、醇、醚等）、鹵代烴、含氮化合物、含硫化合物等。由于VOCs可揮發，并且性質活潑，能夠參加大氣光化學反應產生有害物質，對環境和人類造成極大危害。VOCs的來源有兩種，分別是天然源和人為源，一半以上的來源還是工業排放。

二、石油化工廢氣的處理方法

對于VOCs的治理，單一的技術很難達到國家現在的排放標準。針對不同的廢棄處理，將不同的技術相結合會達到更好的效果。比如在去除VOCs之前要進行預處理，除掉廢氣中的塵等；在處理大風量、低濃度且沒有回收價值的有機廢氣時，可以選擇轉輪濃縮吸附+蓄熱式催化燃燒聯合技術，有回收價值的有機廢氣可以選擇吸附濃縮技術+冷凝回收技術聯用；在處理高濃度有機廢氣時可以選擇冷凝+吸附技術、吸附濃縮+冷凝回收/燃燒技術等；在處理惡臭氣體時可選擇生物處理+光催化或低溫等離子技術；合理的聯合技術解決了單一處理技術無法處理不同VOCs的難題，也是以后在處理VOCs方面的主流選擇。

三、具體廢氣處理技術介紹

（一）吸附法

采用顆粒活性炭/活性炭纖維作為吸附材料，吸附飽和后的吸附材料利用熱源將吸附質氣化，解析出的高濃度有機蒸汽被脫附介質帶入冷凝單元，經冷凝、分離，回收有機溶劑。依據脫附介質不同，有水蒸汽脫-溶劑回收附技術和熱氮氣脫附-溶劑回收技術。適用于低濃度的各種污染物，不適高濃度廢氣，不適含水或含粒狀物的廢氣。

（二）膜分離法

有機廢氣進入壓縮機壓縮后進入冷凝器中冷凝，其中冷凝下來的有機物可以回收，余下未冷凝的部分通過膜分離單元分成兩股，一部分回流至壓縮機，另一部分直接從系統中排出。

（三）液體吸收法

液體吸收法是利用液體吸收液與有機廢氣的相似相溶性原理而達到處理有機廢氣的目的。通常為強化吸收效果用液體石油類物質、表面活性劑和水組成的混合液來作為吸收液。適用于廢氣流量較大濃度較高溫度較低和壓力較高情況下氣相污染物的處理。

（五）光催化氧化處理技術

光催化廢氣處理設備的技術是利用特種紫外線波段，在催化劑的作用下，將氧氣催化生成臭氧和羥基自由基及負氧離子，再將VOCs分子氧化還原的一種處理方式，對高濃度 VOCs 處理效率一般。

四、石化廢氣處理技術的發展動向

（一）處理重心前移

硫轉移催化劑的應用，使FCC再生煙氣不經脫硫即可符合二氧化硫排放標準的要求；使用低硫、低烯烴清潔燃料，可以達到良好的處理汽車尾氣的效果；煉油-化工一體化聯合工藝，進一步改善了原油利用效率。這些案例都體現了處理重心前移的可能性及其較高的實用價值，是值得大范圍推廣的一種思路和技術手段。

（二）組合流程增加

由于廢氣構成本身具有一定的復雜性，因此在對其進行處理時，必須首先關注廢氣成分的分離和去除問題。這就說明，在選擇某種特定的處理方法時，應該對單元過程的組合加以分析，進而形成一個更具有可行性的組合流程。

（三）處理與回收并重

加強廢氣處理，能夠在很大程度上起到降低環境污染的作用，而與之相應的，加強對廢氣的回收利用，還能進一步優化資源利用效率，這無疑是一舉兩得的選擇，比如熄滅煉廠火炬，可以將廢氣中的硫化物轉化為工業硫酸。

五、結語

隨著我國新出臺相關環保安全法案，環保要求及標準不斷嚴苛的前提下，石油化工行業未來的環保技術升級勢在必行。而加強對石油化工廢氣處理技術及發展趨勢的探討，也越來越具有現實意義。相關工作人員需要明確石油化工過程中產生廢氣中污染物的來源；同時把握石油化工廢氣的處理方法；在此基礎上，對石化廢氣處理技術的發展動向展開研究。

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（作者單位：蘭州寰球工程有限公司）