酸性水儲罐惡臭氣體治理系統運行分析及優化

林金安

（中國石化海南煉油化工有限公司，海南儋州 578001）

中國石化海南煉油化工有限公司（以下簡稱海南煉化）酸性水汽提裝置對煉油裝置產生的酸性水進行集中處理，是硫磺裝置主要原料來源之一。酸性水罐區是煉油廠最大的污水罐區，罐頂內部廢氣可檢出的惡臭物質主要包括硫化氫、氨、甲硫醇、乙硫醇、丁硫醇、甲硫醚、乙硫醚、二甲二硫、羧基硫等[1]，是一個重要惡臭污染源和危險源。這些惡臭氣體若不進行處理直接排放不僅污染環境，引發中毒事件，危害人身健康，而且還會加劇罐頂及附近設備的腐蝕。隨著國家對環保要求越來越嚴格，海南煉化高度重視酸性水儲罐惡臭氣體的排放治理，建立了酸性水汽提裝置配套惡臭氣體治理系統。該系統2006年8月投用以來，技術人員多次進行技術攻關，不斷探索、總結、改進，系統越來越完善，運行更加穩定，效果顯著，酸性水罐區再未出現過因儲罐壓力過高而沖破水封的現象，徹底解決了惡臭氣體的排放問題，達到了安全環保要求。

1 裝置概況

海南煉化酸性水汽提裝置分為A，B列，A列裝置主要處理來自常減壓蒸餾裝置、重油催化裂化裝置等非加氫裝置酸性水；B列裝置主要處理來自催化原料預加氫裝置、加氫聯合裝置、加氫裂化裝置、連續重整裝置、硫磺回收裝置等加氫裝置酸性水。裝置內設5個5 000 m3酸性水儲罐，酸性水除油采用靜態隔油法，即每系列第一個酸性水罐維持較高的液位，通過倒“U”型管進入第2個酸性水罐，保持靜態除油，兩系列酸性水儲罐共用一個水封罐和脫臭罐，防止因儲罐壓力過高沖破水封，控制儲罐內惡臭氣體現場直排，避免安全隱患。

2017年利用裝置大修期間，技術人員對兩列酸性水汽提裝置進行防腐和擴能改造，改造后，A列處理量由100 t/h擴能至150 t/h，B列處理量由70 t/h擴能至100 t/h。

2 歷次治理方案

2006年8 月裝置投產后，脫臭系統初期脫臭效果較好，6個月后脫臭劑基本失效，脫臭效果明顯變差，酸性水儲罐壓力過高時水封罐破水封，惡臭氣體只能直接排放入大氣中，給現場操作人員及周邊居民的身體健康帶來安全隱患，嚴重影響周邊環境質量。

為了解決上述問題，自裝置投產以來，技術人員對酸性水儲罐脫臭系統進行了多次改造和優化，主要改造治理方案如下：

1）2009年12 月裝置首次大修期間，技術人員將惡臭氣體水封脫臭改造為采用焚燒法工藝進行處理。利用真空泵將儲罐內的惡臭氣體抽至硫磺裝置的尾氣焚燒爐中進行焚燒，或直接排放至煙囪。改造后，解決了儲罐壓力過高時惡臭氣體只能直接排放的問題，但惡臭氣體未經過處理直接進入硫磺回收裝置尾氣焚燒爐，導致煙氣中SO2排放濃度增加，難以達到環保要求，因此停用。

2）2013年10 月裝置第二次大修期間，技術人員將惡臭氣體水封脫臭改造為采用濕式吸收法工藝進行處理。改造后，初期運行情況良好，但同年12月中旬，技術人員發現A列裝置溶劑再生塔頂出現堵塞。因酸性水儲罐頂氣體中含有大量氨氣，被胺液吸收后在再生塔頂被脫除，再生塔頂管線溫度下降后形成銨鹽結晶，堵塞管線[2]。因此，濕式吸收法工藝停用。

3）2016年5 月，在濕式吸收工藝的基礎上，技術人員對脫臭系統增加水洗塔，將酸性水儲罐頂惡臭氣體經過水洗塔，利用氨在水中的溶解度較大的原理采用凈化水進行洗滌，除去氣體中的氨氣，洗滌液再打回酸性水儲罐，凈化后氣體進入汽提裝置的精制罐，利用溶劑再生裝置的MDEA貧胺液進行吸收脫硫，脫除氣體中的硫化氫和少量的硫醇，富液送回溶劑再生裝置進行再生，凈化后氣體并入低壓瓦斯管網進行回收。改造后，酸性水惡臭系統運行狀況良好。

3 改造后系統工藝流程

改造后系統工藝流程見圖1。

圖1 酸性水惡臭系統改造后工藝流程

改造后，酸性水儲罐罐頂氣自水封罐進口管道引線直接送至水環真空泵，增壓后進入新增水洗罐，脫除酸性氣中的NH3，水洗后的酸性氣由罐底進入精制罐，經貧胺液吸收精制脫臭處理，凈化后的氣體并入低壓瓦斯管網進行回收。水洗罐底酸性水經新增水洗罐底泵抽出，進入酸性水貯罐進行回收。

4 改造主要設備

脫臭系統改造主要設備見表1。

表1 主要設備表

5 改造后運行效果

5.1 水洗罐頂氣滿足工藝要求

脫臭系統氣樣分析見表2。由表2可見：新增水洗罐后，酸性氣中的NH3在水洗塔內被吸收，水洗罐頂氣滿足工藝要求，不會將NH3帶至溶劑再生塔中，避免再生塔頂低溫部位結鹽而造成堵塞現象。

5.2 酸性水儲罐壓力控制穩定

改造后，脫臭系統各操作參數見表3。

表2 脫臭系統氣體分析（φ） %

表3 脫臭系統運行參數

由表3可見：脫臭系統運行正常。系統運行后，酸性水儲罐罐頂壓力控制在2.0～4.0 kPa，當溫度變化幅度較大時，可通過關閉水環真空泵入口氮氣補壓閥或調整水環真空泵出入口循環閥進行調整，使各儲罐罐頂壓力穩定，避免因儲罐壓力過高而破水封，造成儲罐內惡臭氣體現場直接排放的情況。

6 系統優化方向

經過改造后，儲罐內惡臭氣體處理達到了預期效果，但仍存在一些問題需要進一步優化，主要為以下2個方面：

1）儲罐內惡臭氣體受環境溫度變化影響較大，設計時，惡臭氣體排放量無法精確計算，實際生產中，水環真空泵選型偏大，夜間氣溫下降時，在水環真空泵返回閥全開的情況下，需補充少量氮氣才能維持各儲罐壓力穩定，增加裝置氮氣消耗量。因此須對水環泵增加變頻控制進行合理調節。

2）酸性水儲罐脫臭系統改造后，有效地回收了酸性水儲罐內的惡臭氣體，但水封罐后的脫臭罐將處于長期停用狀態，而目前工藝流程無法滿足切除脫臭罐的條件，長期停用導致罐內脫臭劑失效結垢現象加劇，設備管線腐蝕越來越嚴重，需進行處理。

7 結語

酸性水儲罐脫臭系統增加了水洗塔后，酸性水罐頂部酸性氣中的NH3在水洗塔內被完全吸收，避免了NH3在再生塔頂低溫部位結鹽現象；同時各酸性水儲罐壓力得到穩定控制，避免了儲罐內有毒有害氣體排放給裝置帶來的安全隱患，達到脫臭效果。

為了使酸性水儲罐脫臭系統運行更加穩定，進一步降低設備腐蝕，根據實際生產需要，需進一步對系統進行合理優化，以達到良好的經濟效益和環境效益。