低溫油品吸收法儲罐呼吸氣綜合治理及回收技術

1 前 言
        煉油廠在原油加工尤其是高硫原油加工過程中，一些設施不可避免地會排放出大量的惡臭污染廢氣，特別是含硫污水儲罐、半成品油品儲罐、污油儲罐等設施。這些儲罐排放的廢氣惡臭組分復雜，間歇排放，主要惡臭污染物組分中包含硫化氫、有機硫化物、苯系物及其他VOCs（揮發(fā)性有機物）等組分，其中總烴含量可達1.0×106mg/m3，硫化氫濃度可達1.5×105mg/m3，有機硫化物濃度可達400mg/m3，苯系物濃度可達1.0×104mg/m3。工作人員長期活動在被這些物質污染的環(huán)境中，可能引發(fā)呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等疾病，也可能引發(fā)機體病變甚至致癌；在短期污染嚴重時，還會使人產(chǎn)生明顯的頭暈、喉疼、惡心、嘔吐等急性中毒癥狀。
        儲罐排放惡臭廢氣的處理有其特殊性，一是廢氣處理裝置在凈化廢氣時容易干擾儲罐正常運行，如可能引起儲罐的癟罐或爆罐；二是儲罐排放廢氣組成復雜，凈化難度較大。
        撫順石油化工研究院從事煉油企業(yè)廢氣惡臭治理研究多年，2009年與金陵分公司聯(lián)合開展研究，對金陵分公司酸性水罐區(qū)及污油罐和中間罐區(qū)的惡臭污染采用“罐頂廢氣減排－低溫油品吸收－吸收脫硫”工藝進行了綜合治理。罐頂廢氣減排措施包括建立罐頂氣連通管網(wǎng)、控制來水溫度等手段減少廢氣外排量，另外，采用氮封來控制酸性水罐內(nèi)的氧濃度，達到罐區(qū)安全運行的目的。采取減排措施后，罐區(qū)的廢氣排放量大大減少。逸散的罐頂廢氣首先進入低溫油品吸收塔進行回收油氣和有機硫化物，然后通過脫硫反應器脫除硫化氫，最后直接排空。吸收油品選用一定餾程的柴油，通過熱泵機組降溫到0～15℃，吸收排放氣中的油氣，富吸收油再進熱泵機組取熱后去柴油加氫裝置。脫硫反應器采用堿性吸收劑吸收脫除排放氣中的硫化氫。經(jīng)過處理，凈化氣中硫化氫平均濃度降到1.0mg/m3以下；有機硫化物（硫醇、硫醚、重有機硫組分總和）可降低到1.0mg/m3以下；油氣濃度降到25g/m3以下，每年可回收油品400～500t。本技術同時實現(xiàn)了惡臭治理和資源回收，達到了經(jīng)濟和社會效益雙贏。
        2 低溫油品儲罐呼吸氣綜合治理及回收技術
        2.1 罐頂廢氣減排
        在儲罐區(qū)，可以采用的減排措施有建立來水脫氣罐、來水緩沖-脫氣罐；建立罐頂氣連通管網(wǎng)，控制來水溫度、罐內(nèi)氣體溫度壓力控制；建立可變?nèi)莘e集氣柜，減少罐內(nèi)氣相空間體積；強太陽光反射涂料；合理控制排氣速率等。
        在金陵分公司，通過建立罐頂氣連通管網(wǎng)、關閉備用罐氣體連通管線、減少罐內(nèi)氣相空間、控制罐內(nèi)來水溫度等措施，達到降低廢氣排放量40%以上。
        2.2 罐區(qū)安全運行措施
        儲罐區(qū)排放氣的爆炸極限為1.1%～6.0%，通過增加氮氣自帶補充系統(tǒng)，可使罐區(qū)內(nèi)氣相中氧氣濃度在10%以下。采用氮氣保護可消除蒸汽飽和帶來的癟罐和爆罐的危險，同時避免了罐內(nèi)FeS自燃的危險。
        2.3 低溫油品儲罐呼吸氣治理及回收工藝流程
        廢氣從罐頂逸散出來后，首先通過低溫吸收塔進行吸收，吸收劑采用一定餾程范圍的粗柴油或其他油品，吸收溫度根據(jù)油品性質和廢氣性質進行設定，一般為0～15℃，在吸收塔內(nèi)可回收90%以上的油氣和凈化99%以上的有機硫化物，然后廢氣經(jīng)過脫硫反應器吸收廢氣中剩余的硫化氫；經(jīng)過油品吸收后的廢氣總烴濃度小于25000mg/m3，再進入脫硫反應器脫除廢氣中剩余的硫化物，最終凈化氣中硫化氫濃度可低于1mg/m3，總有機硫化物濃度之和小于1mg/m3，最后凈化氣排空。
        廢氣一次性通過油品吸收，選用一定餾程的餾分油，吸收后的富油品進入加氫或其他生產(chǎn)裝置進一步加工。
        經(jīng)過上述工藝流程，廢氣中的大部分硫化氫和幾乎全部的有機硫化物被油品吸收，吸收后的硫化物進入加氫裝置，最終硫化物變?yōu)榱蚧钱a(chǎn)品。進入油品中的總烴經(jīng)過加工后成為可用的油品組分，進一步提高了企業(yè)的生產(chǎn)效益。
        3 應用實例
        本技術在金陵分公司酸性水儲罐區(qū)、污油罐和油品中間罐區(qū)進行了應用，環(huán)保和經(jīng)濟效益顯著。
        3.1 罐區(qū)減排
        為達到罐區(qū)減排目的，金陵分公司采取了一系列措施。包括：嚴格把關含硫污水來水溫度、增加自動補氮系統(tǒng)及罐頂增加安全閥等；污油罐區(qū)增設了吹掃氣冷凝系統(tǒng)，減少廢氣外排量；其他中間油品罐頂進行互通管道聯(lián)通改造，增設自動補氮系統(tǒng)。
        通過上述措施，極大地減少了罐區(qū)呼吸氣泄漏量和逸散量，從而減少了污染物外排總量。
        3.2 廢氣處理及回收
        在金陵分公司酸性水儲罐和污油罐及中間罐區(qū)分別采用低溫油品吸收－脫硫綜合治理裝置進行廢氣治理和回收，均達到了理想的效果。
        通過治理，上述罐區(qū)處理裝置的排放氣中，硫化氫和總有機硫化物濃度可分別小于1mg/m3，苯系物凈化率在99%以上，油氣濃度小于25g/m3。
        通過治理，其中的酸性儲罐年回收油氣量約300噸以上，中間罐區(qū)年回收油氣量200噸以上，經(jīng)濟效益顯著。