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导读:全面介绍了挥发性有机化合物(VOCs)控制的概况及国内外技术要求,分析论述了VOCs的控制与油气回收技术及其应用情况,提出了VOCs控制的技术对策与建议。
1概述
1.1VOCs的排放
石油与天然气及其产品是多种碳氢化合物的混合物,其轻烃组分具有很强的挥发性。在油品生产、储运和销售过程中,不可避免地有一部分轻质液态组分汽化,排入大气,造成油品的蒸发损耗,不仅造成资源浪费,而且还带来安全隐患和环境危害。因此,油气行业是VOCs排放的重点行业之一。
炼油厂VOCs的主要来源是生产区泄漏设备引起的无组织排放、原油和油品储存、装卸系统,以及其他储存、运输和排污系统的无组织排放。VOCs的最高比排放量主要是由无组织排放(装置和管道的泄漏)和储存排放造成的。
欧洲大多数炼油厂每年排放150~6500吨VOCs,加工每百万吨原料的相关比排放量为50~1000吨VOCs。
原油和油品储存排放。外浮顶和内浮顶储罐是排放源,在长时间储存以及将液体从储罐中抽出的过程中会产生挥发性损失。固定顶储罐的排放是由于操作过程中的放空,或者环境温度变化引起的呼吸而产生的。浮顶罐的排放是由于密封和罐顶配件出现故障引起的,约占炼油厂排放量的20%~40%。装卸系统排放。包括公路槽车、铁路油罐车、驳船和海轮的无组织排放,占排放量的5%~10%。
1.2VOCs排放的影响
炼油厂中的异味(恶臭气味)主要是由硫化合物产生的;有些烃类(如芳烃)也会产生气味。炼油厂中的异味主要来自于储存(如含硫原油)、沥青生产、下水道、未发现的不溶解空气浮选物、油/水/固体分离和生物处理装置等。
在常压下将油品转移至容器时,在容器中存在的油的蒸汽和气体(通常为空气,还有惰性气体)的混合物会向大气中扩散。由于VOCs是产生臭氧的前驱体,此类装卸作业对环境有很大影响。①大多数VOCs有毒、恶臭,部分还有致癌作用,而且当大气中几种有毒物质共存时,由于毒性加和作用,产生的危害要大得多。②阳光照射下,VOCs、氮氧化物与氧化剂发生光化学反应,并在一定的气象、地理条件下形成光化学烟雾,对环境中的动植物造成严重危害,并引起人体强烈的呼吸障碍和明显增加呼吸系统的疾病。③卤代烃类VOCs(如氟氯烃)微量时就可以破坏臭氧层,引起紫外线辐射增多和地球升温。
1.3VOCs的控制与油气回收
技术应用的驱动力:VOCs排放的减少,常常可以节省原料、副产物的再循环,或是避免最后产物以及所具有经济利益产物的流失,控制环境污染。此外,控制VOCs的排放,可以减少油品损失、提高职员的健康与安全。
油气回收(VRU)是为在装卸作业过程中减少VOCs排放(蒸发)应用的控制VOCs的重要技术措施。对一个炼化企业而言,VRU对于汽油和其他挥发性产品是特别重要的,如石脑油和轻产品。
VRU也可以用来减少储存挥发性产品的没有安装内浮顶的固定顶储罐的排放。通过VRU系统的减排是炼化企业VOCs控制的一个方面(除了VRU外,还需要一个气体收集系统等)。在回收不经济情况下,将优先考虑气体破坏单元(VDU)。
2VOCs控制的政策及标准要求
2.1国内政策要求
《国务院关于印发大气污染防治行动计划的通知》(简称《大气十条》,国发〔2013〕37号,2013/09/10)提出:“加强工业企业大气污染综合治理”。“推进挥发性有机物污染治理。在石化、有机化工、表面涂装、包装印刷等行业实施挥发性有机物综合整治,在石化行业开展泄漏检测与修复技术改造。限时完成加油站、储油库、油罐车的油气回收治理,在原油成品油码头积极开展油气回收治理。”
《大气污染防治重点工业行业清洁生产技术推行方案》(工信部节〔2014〕273号,2014/07/04)推荐的石化行业清洁生产技术,前两个是油气回收技术、泄漏检测与修复技术。
《能源行业加强大气污染防治工作方案》(发改能源〔2014〕506号,2014/03/24)提出“2014年底,加油站、储油库、油罐车完成油气回收治理,2015年底,京津冀及周边地区、长三角、珠三角区域完成石化行业有机废气综合治理。全面推行泄漏检测与修复技术改造”。
《京津冀及周边地区重点行业大气污染限期治理方案》(环发〔2014〕112号,2014/07/25)提出“工业挥发性有机物治理:2014年,制定地区石化、有机化工、表面涂装、包装印刷等重点行业挥发性有机物综合整治方案;完成储油库、加油站和油罐车油气回收治理,已建油气回收设施稳定运行”。
《石化行业挥发性有机物综合整治方案》(环发〔2014〕177号,2014/12/05)要求“到2017年,全国石化行业基本完成VOCs综合整治工作,建成VOCs监测监控体系,VOCs排放总量较2014年削减30%以上”。
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