加工中東含硫原油時常壓系統惡臭污染治理對策和技術

1、廢氣治理加工中東含硫原油時常壓系統惡臭污染治理對策和技術高根煜(寧波摘要:吸收、吸附、生物、脈沖電暈放電、光催化氧化、關鍵詞:t Coun term ea sures and Technolog ies ofOffen sive Odor Pollution from A t m ospher ica l Pressure Systemi n M iddle Ea st s Sulfurous Petroleu m Processi ngGao Genyu(Z henha i R ef in ing &Che m ica l Co m p any L td . , N ing bo 3

2、15207 AbstractT he sou rces of offen sive odo r po llu ti on from atm o sp herical p ressu re system in M iddle Eastssu lfu rou s p etro leum P rocessing are analyzed and con tro l coun term easu res are p u t fo rw ard . T hen som e techno logies of treating offen sive odo r gas , such as bu rn ing

3、 , ab so rp ti on , adso rp ti on , b i ofiltra 2ti on , p u lsed co rona discharge , p ho tocatalysis and sup ercritical w ater ox idati on , are in troduced .Keywords :Su lfu rou s Petro leum O ffen sive O do r Po llu ti on T reatm en t 隨著煉廠生產規(guī)模和加工深度的不斷提升以及中東含硫原油加工比例的大幅度提高, 各煉廠更加關注含硫原油加工時的惡臭污染防治工作

4、。原油中的硫、氧、氮等雜質在煉油工藝過程中, 進一步轉化、分解產生大量的無機、有機硫化物、氮化物、氧化物等惡臭物質, 這些物質若直接從常壓系統逸出到大氣中, 會引起不同程度和范圍的惡臭污染, 必須進行控制和治理。1煉油廠常壓系統惡臭污染的主要來源在煉油生產過程中由于有一些工藝和設備等方面的要求以及裝置設計上存在的問題, 常有一些敞口排放點和操作點, 在加工中東含硫原油時, 有很多原先無惡臭氣體逸出的, 因介質中硫含量增高而逸出了惡臭氣體, 其中比較常見的有:(1 煉油裝置內有一些常壓容器, 由于需要收稿日期:2003-01-21作者簡介:高根煜, 男, 1992年畢業(yè)于成都科技大學環(huán)境工程系,

5、 現為鎮(zhèn)海煉化股份有限公司安環(huán)處工程師。聯系電話:(0574 8644417444石油化工環(huán)境保護ENV I RONM EN TAL PRO T ECT I ON I N PETROCH E M I CAL I NDU STR Y2003年第26卷第2期保持常壓, 一般有一放空口與大氣相通, 如常減壓減頂油水分離器。重污油罐、熱渣油罐、污水罐等一般是拱頂罐, 經常有油氣和惡臭污染物通過罐頂呼吸閥逸出。(2 煉油裝置的一些脫水和采樣是敞口的, 如有較多氣體壓縮機入口分液罐脫液未密閉, 在脫液時會有惡臭氣體逸出。(3 堿渣處理時, 因采用加H 2SO 4中和法回收粗酚, 處理過程中產生大量H 2S

6、 、苯酚、硫醇類、硫醚類等惡臭污染物, 若污水池等部分設施未完全密閉, 易造成大范圍的惡臭污染。(4 染物, 鼓風, , 特別是在處理堿渣污水時有大量的硫化物逸出。(5 焦化冷焦水是循環(huán)使用的, 由于冷焦水攜帶有較多的惡臭污染物質, 在冷焦水冷卻過程中, 有較多的惡臭氣體從涼水塔逸出。2常壓系統惡臭污染控制對策由于煉油廠惡臭污染源分布很廣泛, 不同類型的惡臭污染源的惡臭污染物種類、濃度、排量不同, 控制對策也是有別的, 將生產過程密閉化來防止惡臭氣體逸出是推行清潔生產的重要措施之一。211實行密閉脫液、密閉采樣和輕油密閉裝車對于脫液和采樣時產生的惡臭污染問題可以通過實施密閉脫液和密閉采樣來解決

7、。輕油密閉裝車在國外應用較多, 國內大多是液下裝車, 可對裝車鶴管進行密閉改造, 對油氣可采用冷凝法、吸附法、膜分離法等進行回收, 不僅減少油氣污染, 還能回收油氣資源。212對部分常壓容器進行密閉在對常壓容器進行密閉時需要解決該容器的壓力平衡和氣相出路問題, 如對常減壓裝置減頂油水分離器進行密閉改造時通過設置水封來保持該容器的常壓狀態(tài), 同時利用加熱爐的負壓將不凝氣引到加熱爐燃燒, 可有效解決減頂油水分離器的惡臭污染問題。213對敞口設施進行加蓋密封, 將氣體引出處理對堿渣處理裝置產生的有害廢氣集中收集處理, 通過堿洗塔洗滌后送附近的 電站焚燒處理, 同時將尾氣吸收液開路送污水汽提裝置處理,

8、 使得堿渣污水中的硫化物濃度從2000030000m g L 降到了10000m g L 以下, 大大減少了惡臭污染。2001年對處理堿渣污水的污水處理場SBR 池進行了加蓋并將池內氣體引, 。焦化冷、氣浮等、焦粉等污染物密, 再用空冷代替涼水塔, 將惡臭物質固定在水中, 在冷焦過程中釋放到塔頂油氣中。3惡臭氣體綜合治理技術由于受現有技術條件的限制, 在生產和儲運過程中有一部分氣體需要排放, 對這些氣體需要進行綜合治理, 目前一般采用燃燒、吸附、吸收等技術進行處理。近些年來, 各國在不斷發(fā)展燃燒、吸附技術的同時, 又開發(fā)了生物、脈沖電暈、光催化、超臨界水氧化等技術。311燃燒技術對含揮發(fā)性有機

9、化合物的廢氣采用焚燒處理是比較好的治理方法, 因為大多數有機物在800以上經焚燒處理凈化率達95%以上。目前常用的燃燒類型有直接燃燒、蓄熱燃燒、催化燃燒等幾種。日本EBA EA CO R PO RA T I ON 公司的A tsu sh i Kobayash i 對三種燃燒類型進行了對比1, 處理的廢氣源為含甲苯200mLm 3的廢氣, 廢氣流量為500Nm 3m in , 三種燃燒方式的經濟技術指標如表1。從表1 可看出, 蓄熱燃燒(R egenerative T herm al O x idizer , 簡稱R TO 盡管設備體積較大, 但其熱回收效率非常高, 運行成本低, 是較為理想的燃

10、燒方式, 一般有2個或3個陶瓷床熱回收室, 有機廢氣和燃燒尾氣交替進入熱回收室, 實現供熱和蓄熱過程。圖1為帶有3個陶瓷床熱回收室的R TO 。催化燃燒由于使用了催化劑, 可以在較低溫度下(350 將有機物質氧化分解, 且設備體54第2期高根煜1加工中東含硫原油時常壓系統惡臭污染治理對策和技術表1三種燃燒類型經濟技術指標對比指標直接燃燒催化燃燒蓄熱燃燒燃燒溫度 700800350700800外排煙氣溫度 419214135廢物處理率, %>979899>95熱回收效率, %55(507060(507090(8595 寸(長×寬×高 m10×218

11、15;6138×214×312×7×7圖1帶有3個陶瓷床熱回收室的RT O積小, 投資和運行成本較低, 應用范圍也較廣, 但廢氣中應不含使催化劑中毒的物質。對催化劑的研究也越來越深入, 由貴金屬發(fā)展到過渡金屬氧化物和稀土金屬氧化物等, 使得催化劑的費用逐步降低。近幾年來, 又開發(fā)出了蓄熱催化氧化技術(RCO , 在一個固定床反應器內把催化氧化反應和蓄熱熱交換過程結合起來, 同時具有R TO 系統的蓄熱性能和催化系統的低溫氧化的優(yōu)點。312吸收技術當惡臭物質在水或其它溶劑中溶解度較大, 或惡臭物質能與之發(fā)生化學反應(如酸堿中和 時, 可用吸收法治理惡臭氣體

12、。油品重污油罐罐頂氣的惡臭污染問題是長期困擾的一個難題, 2000年增加了惡臭污染治理設施, 處理流程為:罐頂氣經冷卻器冷卻后分別經過降膜吸收塔、文丘里器用堿液吸收, 并循環(huán)使用, 基本上解決了重污油吹掃時的惡臭污染問題。313吸附技術吸附技術主要用來處理低濃度的有機廢氣, , , , , 一次性投資少, 但吸附劑需定期更換, 且易造成二次污染; 二是將吸附劑先吸附某種物質, 然后用這種處理過的吸附劑去凈化含污染物的廢氣, 使污染物與浸漬物在吸附劑表面上發(fā)生反應, 或由于浸漬物的催化作用, 使吸附劑吸附污染物發(fā)生催化反應, 以達到凈化廢氣的目的。隨著納米材料的發(fā)展, 已經開發(fā)應用高比表面積和表

13、面活性強的納米材料, 利用此特性, 可進一步提高吸附和催化性能。三是將吸附技術和催化燃燒技術組合起來, 通過吸附解吸提高廢氣中有機物的濃度和減少廢氣量 , 可以減小催化燃燒設備體積, 又充分利用有機物的熱值, 組合緊湊, 能耗低。近幾年美國等發(fā)達國家又開發(fā)了一種回轉床吸附器, 采用蜂 窩型活性炭纖維或沸石作吸附劑, 其吸附和解吸過程在一只旋轉輪中連續(xù)進行, 與固定床吸附器相比有較大的優(yōu)越性, 如吸附效率穩(wěn)定, 安全穩(wěn)定性好, 床層阻力小, 吸附劑磨損小, 設備簡單等等。圖2是美國N C IM FG Inc . 公司的回轉床吸附器。圖2回轉床吸附器示意圖64石油化工環(huán)境保護2003年第26卷31

14、4生物技術生物技術主要是利用異養(yǎng)微生物將有機污染物, 氧化分解為無害化合物。具有投資少, 運行費用低, 處理效果好等優(yōu)點, 已在美國、歐洲、日本等國被廣泛應用于處理排放分散、有機物含量低的廢氣。如美國B i oR eacti on Indu stries 公司開發(fā)了一種新型的生物滴濾反應器, 控制合適的溫度和濕度來達到微生物生長的最適條件, 并使用生物催化劑, 在直徑約1英寸的多孔圓球里裝入有機肥料, 作為微生物的后備食源。2001年9, 超過90%, , 。315脈沖電暈技術是通過前高壓脈沖電暈放電, 在常溫常壓下獲得非平衡等離子體, 即產生大量高能電子和O 、O H 等活性粒子, 將有機物

15、氧化分解為CO 2、H 2O 。E . J . M . van H eesch 等人在進行脈沖電暈放電處理含焦油成分的廢氣試驗時發(fā)現, 有水蒸汽存在時, 焦油分解率隨電暈能量的增加而增加, 當電暈能量為20k W hkg 時, 分解率接近99%3。316光催化技術光催化技術是光催化劑納米粒子在一定波長的光線照射下受激生成電子-空穴對, 空穴分解催化劑表面吸附的水產生O H -自由基, 電子使其周圍的氧還原成活性離子氧O -2, 這些氧化力極強的自由基幾乎可分解所有對人體或環(huán)境有害的有機物及部分無機物4?？捎脕碜鳛楣獯呋幕衔镉蠺 i O 2、ZnO 、N b 2O 3、W O 3等氧化物,

16、其中T i O 2因其強大的氧化還原能力、化學穩(wěn)定度高及無毒的特性, 最常被使用。目前國內外對納米氧化鈦粉體的制備方法的研究已比較成熟, 但對薄膜光催化劑還在研究中。317超臨界水氧化技術超臨界水就是溫度和壓力都超過臨界點的水, 當溫度達到374、壓力達到22M Pa 時, 因高溫而膨脹的水的密度和因高壓而被壓縮的水蒸汽的密度正好相同, 此時水的液態(tài)和氣態(tài)完全交融在一起, 可以與有機物及空氣、氧氣、CO 2等氣體完全互溶, 在很短時間內就可將有機物完全氧化為水、CO 2等。G . A n itescu 等用超臨界水對非常難分解的多氯化聯苯進行了氧化試驗, 在2513M Pa 和不同的停留時間和

17、溫度條件下, 多氯化聯苯的分解率為2012%(5176s , 400 到9915%(201s , 500 , 其分500、停5s 5。4煉油廠的惡臭污染物種類很多, 分布很廣,治理難度較大。首先應通過加強管理和技術改造實現密閉化操作, 然后對惡臭污染源進行綜合治理, 實現達標排放。傳統的燃燒和吸附技術已得到進一步的發(fā)展, 催化燃燒、R TO 、RCO 、吸附+催化燃燒組合技術, 帶有催化活性的吸附劑和納米材料的應用等拓寬了燃燒和吸附技術的應用范圍, 同時生物、脈沖電暈、光催化、超臨界水氧化等高新技術的介入, 為解決部分石化廢氣處理老大難問題提供了技術支撐。參考文獻1A tsu sh i Kob

18、ayash i . VOC con tro l &treatm en ttechno logy . J I CA R eference M aterial , 20022J i m Berry . N atu resOw n 2B i ofiltrati on P rocessO ffers P rom ise of (near Energy 2free Po llu ti on A batem en t . Po llu ti on Engineering , 2002(1 3E . J . M . van H eesch et al , Experi m en tal P rogramof the Pu lsed Co rona T ar C racker . P roceedings of 12th IEEE In ternati onal Pu lsed Pow er Confer 2ence , 19994N . Serpone and A . V . Em el m e . Suggested T erm sand D efin iti on s in Pho tocatalysis and R adi ocatal 2ysis. In ternati