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炼油厂单塔汽提装置含氨废气治理技术的研究

北极星VOCs在线  来源:中国石油和石化工程研究会  作者:谢军 焦忠等  2017/12/22 14:04:50  我要投稿  
所属频道: VOCs检测  关键词:废气治理 含氨废气 恶臭污染

北极星VOCs在线讯:摘要:以独山子石化公司炼油厂单塔汽提装置氨水罐为研究对象,分析了氨水罐在运行过程中含氨废气产生的原因,并结合国内外含氨废气治理技术,以及装置实际运行情况,利用污水处理厂的大体量环境,将氨水罐内气相引入污水处理生物除臭系统进行处理,实现了治理含氨废气的目的,取得很好的环保效益和社会效益,具有较好的推广价值。

随着我国工业化、城镇化的深入推进,能源资源消耗量持续增加,导致大气污染防治压力继续扩大。PM2.5成因表明,一次和二次污染源几乎覆盖了炼化行业的全部主要大气污染源,主要污染物包括SO2、烟粉尘、NOX、NH3和VOCS。PM2.5污染防控要求企业采取多污染物协同防控措施,促使企业全面提升大气污染防治水平,特别是对行业特征污染物无组织排放的控制。再连同污染物排放达标升级、污染物减排约束性要求、相关规划计划要求,将对石油石化行业产生全面而深远的影响。含氨废气不仅是一项重要的恶臭污染物,还是大气细微颗粒物的重要前体物,已经受到社会各企业的高度关注。中国石油独山子石化公司炼油厂高度重视对厂区恶臭源的治理,不断投入环保设施来降低各类污染物排放量,从而有效改善周边大气环境质量。

1氨水罐概况及含氨废气产生原因分析

1.1氨水罐概况

独山子石化公司炼油厂50万吨/年酸性水汽提装置主要承担炼油老区各装置排放酸性水的集中处理,采用单塔加压侧线抽出工艺,分为预处理单元、汽提单元、氨精制单元,主要产品为液氨,输送至I催化脱硫脱硝装置或外售。氨水罐是氨精制单元的重要设备,设计为100m3常压拱顶罐,储罐尺寸Φ5260×5876mm。

氨水罐主要作为装置氨精制切液和液氨除油收储罐,收储介质含有高浓度硫铵盐溶液、油和液氨。氨水罐正常操作介质为氨水和酸性水,罐顶气相挥发组分主要为氨气和硫化氢,经过水封后高点排入大气。在实际运行过程中易出现氨气和硫化氢气体溢出,污染大气环境的现象。该罐目前是装置正常运行状况下的主要恶臭源之一。

图-1氨水罐工艺流程

1.2氨水罐含氨废气产生原因分析

从图1可知,氨水罐产生含氨废气的来源主要有三个方面:①预处理单元的除油器系统利用酸性水进行反冲洗操作,导致酸性水进入氨水罐,而酸性水中氨氮浓度近三年平均在7756.41~10262.1mg/L(表1);②氨精制单元进行的结晶切液、吸附切液、氨气压缩机除油、分油包除油、液氨储罐除油切杂操作,以及收集异常状态下氨系统安全阀起跳排放的氨介质,导致大量含氨介质进入氨水罐;③在成品液氨外售充装的过程中产生的氨气泄放至氨水罐内。综合上述原因可以看出,氨水罐内氨水极易饱和,从而导致大量含氨废气溢出,污染周边大气环境。严重时溢出含氨废气NH3浓度高达50mg/m3,威胁员工生命安全。

表1除油器出口酸性水氨氮浓度

2含氨废气治理方法及实施

2.1国内外含氨废气治理方法

当前,对含氨恶臭气体进行治理的方法主要有吸附法、燃烧法、生物处理法以及氧化法等多种方法。吸附法可以吸附含氨尾气中氨和硫化氢,同时可以再生利用,是一种有效的处理方法。其中氯化钙复合吸附剂吸附法处理含氨尾气具有吸附量高、选择性好、稳定性好以及容易脱附等优点[1]。

抚顺石油化工研究院(FRIPP)开发了“低温馏分油吸收-碱液吸收”工艺,处理酸性水罐顶恶臭气相,实现污染物的减排和治理。该方法主要利用催化裂化分馏塔或常压塔的粗柴油,经过降温后送入吸收塔,与酸性水罐区的排放气进行逆流接触,吸收油气、NH3和H2S。

吸收塔顶气进入二级碱液吸收,进一步去除H2S。该工艺NH3回收率可达60%~90%,H2S和有机硫化物回收率接近100%,总烃回收率可达95%,苯系物回收率90%~99%[2]。

洛阳分公司炼油污水处理装置恶臭气相主要为高浓度油气,含有少量的H2S、CH4和NH3等。该公司采用了抚顺石油化工研究院(FRIPP)开发的“脱硫及总烃浓度均化-催化燃烧”技术。废气先经过碱洗,脱除H2S和NH3;再进入装有活性炭的吸附罐进行均化,最后进入催化燃烧单元进行处理。此催化燃烧工艺对H2S的去除率达100%,总烃的去除率达85%以上[3]。

生物法主要分为生物滤池法和生物滴率法,处理机理为恶臭气体与生物表面水膜接触并溶于水中;液相中的恶臭物质作为营养物质被微生物吸收;经过新陈代谢,恶臭物质被分解、利用和转化。生物法可以处理成分复杂的恶臭气体,总去除效率在90%左右,不产生二次污染,运行成本低[4-5]。

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