大型炼油企业VOCs的防控与治理.docx

1、大型炼油企业VOCs的防控与治理许颖中化泉州石化有限公司HSE部【摘要】随着国内外经济的快速发展，人民生活水平的日益提高，人们对于自身生活所处的环境状况的关注度也显著提升。大型炼油企业作为工业经济发展重要的一环，起着举足轻重的作用；在经济快速发展的同时，也带来了资源的损耗和一定程度的环境污染。近年来，作为主要污染物之一的VOCs受到业内外人士的广泛关注，本文将针对VOCs带来的环境问题进行分析，并提出相应的防控与治理措施。按照石化行业VOCs污染源排查工作指南,石化行业从原料加工到最后的产品运输过程中，VOCs排放源【关键词】石油化工；环境保护；VOCsDOI10.12316/j.issn.1

2、674-0831.2021.29.053引言现如今，国内许多大型炼油企业迅速崛起和发展。与此同时，发展带来的环境保护问题也不容忽视。随着人们生活水平的提高，大家对周边环境的要求和关注度也随之提高，这就要求企业对于环保问题更加重视。近年来，各个大型炼油企业对于VOCs的治理纷纷加大了投入，也取得了一定的成绩。同时，生态环境部于2020年6月发布了2020年挥发性有机物治理攻坚方案；2021年8月发布了关于加快解决当前挥发性有机物治理突出问题的通知(环大气2021)65号),大力吹响了治理VOCs的号角。、VOCs对大气环境的影响VOCs是一类挥发性有机物，包括很多种物质。就全球而言，植物排放的V

3、OCs的量约占了全球总VOCs排放量的90%；人为排放的VOCs,主要来自石化、医药、化工、家具、汽修、印刷等行业的废气排放，有的还具有一定的毒性，VOCs废气中的多环芳炷有机物、有机氮化合物、芳香胺类化合物等致癌率都非常高。除了对人们身体产生一定的影响外，对大气环境也有不同程度的影响。挥发性有机物(VOCs)是形成PM2.5和生成臭氧的重要前驱物，是大气环境光化学反应中重要的物质基础，对环境的影响主要体现在光照、温度条件合适的条件下，由于。3的主要前体物为VOCs和NO、，VOCs在NOx的引发下参与光化学反应，会导致。3浓度的升高，进而导致大气的氧化性增强，对人体鼻腔黏膜等产生危害；反应同

4、时会生成二次有机气溶胶，这些二次有机气溶胶和硫酸盐、硝酸盐、铉盐、黑炭、有机化合物等共同组成了PM2.5o二、炼油企业VOCs的排放现状及存在的问题有12种，见图1。其中主要排放源归为以下三类：1. 挥发性有机液体的储存和装卸就大型炼油企业来说，原油及成品油的储存和装卸是生产加工过程中不容忽视的重要环节，尤其针对汽油、石脑油等轻质油品，其VOCs的无组织排放情况不容忽视,油品储存环节主要体现在储罐和浮盘密封泄漏、呼吸阀泄漏、采样口和人孔等位置泄漏以及VOCs收集处理效率低下等问题；油品装卸环节主要体现在装车方式选择欠妥，有机废气回收管线接口泄漏严重，船舶油气回收接口不匹配等问题。2. 工艺气的

5、无组织排放与设备泄漏企业在生产过程中，对政府监管部门重点关注的有组织排放源的重视程度较高，往往容易忽略一些工艺气无组织排放与泄漏的情况。例如重整再生烟气、聚烯炷装置挤压机料斗工艺废气排放，甚至生产过程中非密闭的采样也会导致VOCs排放。随着挥发性有机物无组织排放控制标准(GB37822-2019)的实施，工艺尾气的排放治理正逐步好转。设备和管线组件泄漏方面，主要来源于含VOCs的泵、压缩机、阀门、法兰及其他密封设备的无组织泄漏。3. 敞开液面等无组织逸散环节炼油企业生产过程中，油品等物料均采用管道密闭传输，但某些环节尤其是含有挥发性有机物的废水收集、处置，存在敞开液面VOCs的逸散情况，例如延

6、迟焦化装置的除焦过程及除焦水冷却过程、生产装置含油污水池的VOCs逸散、污水处理场和循环冷却水系统的逸散等。以上三个方面的VOCs排放量一般占炼油企业VOCs总排放量的60%-80%oM6图1石化行业VOCs排放源3三、提出的改进措施及建议1.源头管控加快油品质量升级。通过增加清洁汽油组分含量、减少油品烯芳炷含量，在保证油品质量合格的前提下尽可能降低油品蒸气压，减少成品油中VOCs的排放。近年来，随着我国汽油产品质量的升级，油品烯芳炷含量和雷德蒸气压不断降低，但还有提升的空间。对比欧洲、美国、日本等国家的汽油池结构可以发现见图2,我国汽油池结构中催化汽油占比超过70%,欧美等国家催化汽油占比不

7、到40%。我们可以借鉴国外高标准清洁汽油的配方,增加汽油池中重整汽油的占比，同时提高烷基化和异构化油的占比，在提高油品质量的同时，降低VOCs挥发损耗。美国欧洲日本中国催化汽油考帖汽油嫔单化油异楫化油其它图2我国及发达国家汽油池结构采用清洁原材料和密封性能强的设备和组件。使用低VOCs的原辅料加快绿色替代，重点关注化工三剂方面。对于挥发性较强的有机液体，应采用浮顶罐储存，浮顶罐应选用浸液式密封、机械式鞋型密封等高效密封形式,对于外浮顶罐，应采用双重密封，减少VOCs排放。此外，在设备选型方面，考虑选用屏蔽泵、磁力泵、波纹管泵（阀门），降低无组织排放泄漏；原材料使用方面，在不影响防腐效果的前提下

8、，使用VOCs含量不大于10%的水性漆部分代替油性漆，减少VOCs排放；物料输送环节，油品装载采用液下装车等浸没式装卸工艺，污水密闭输送；采用浮动顶盖等有效措施减少含VOCs废水储存和处理设施敞开液面上方VOCs排放。2. 过程管控积极有效地开展设备泄漏检测与修复工作，是炼油企业运行过程中管控VOCs排放的重要手段。其主要思想是：用便携式有机气体分析仪器按照相关标准要求的频次检测石化企业所有含VOCs物料的设备管阀件的动静密封点，仪器读数如果超过泄漏标准值，就需要按照工作流程在规定时间内修复，并复检。如此循环往复，螺旋提升修复效果，达到逐步减少设备泄漏点，从而控制无组织排放的目的。在开展LDA

9、R检测的过程中，应重点关注储罐、装载、生产工艺废气收集输送管道、治理设施密封点的覆盖情况，当检测到泄漏时，对泄漏源应予以标识并及时修复。据统计，某千万吨级炼厂每年通过LDAR工作可减排VOCs约40吨。LDAR工作也存在着不足，比如部分不可达点的检测和修复问题。这时可借助红外气体成像仪等先进的仪器进行检测，发现漏点便于及时组织修复。3. 末端治理VOCs末端治理主要体现在油气回收处理设施。油气回收处理设施主要分为油气回收装置和油气处理装置两大类。油气回收装置主要指用吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法或其组合等物理方法对油气进行回收的装置，遵循“应收尽收、分质收集”原则，将无组织排放转变为有组织排

10、放进行控制4,其治理思路为回收；油气处理装置主要指用燃烧法、氧化法、等离了体法等化学方法对油气进行处理的装置，其治理思路为破坏。回收法主要适用于回收高浓度、有经济价值的VOCs；破坏法主要适用于销毁低浓度、无回收价值的VOCso主要的油气回收治理工艺的优缺点，见表1。表1常见油气回收治理工艺分析方法名称优点缺点冷凝法适用于废气中含有大量水蒸气、有机物沸点高、废气浓度较高的工况设备要求高，投资成本大，运行成本高，处理后废气污染物排放难以达到毫克级吸附法设备简单，前期处理效率高，适用于大风量、小浓度有机废气治理，吸附剂可通过脱附重复使用设备占地面积大，运行后期处理效率下降，需要定期更换吸附剂，不适

11、用于高温、高浓度有机废气治理吸收法稳定性和安全性高，运行费用低廉，适用于废气预处理吸收剂使用量较大，整体吸收效率不周燃烧法处理效率高，适用范围广，可以回收利用余热投资成本高，废气浓度低时需要补充伴烧气，能耗较大膜分离法分离效率高，适用范围广投资成本高，膜易被污染，需要定期清理更换油气回收处理设施可采用的方法很多，许多方法的工艺也日趋成熟，但想要持续高效、稳定地运行，还有许多工作要做。除了技术方面的原因，针对自身情况选择适合项目具体情况的油气回收处理设施，以及选择时充分考虑经济因素这两个方面是决定企业能否将油气回收设施运行好的关键因素。例如，对于高浓度油气，企业考虑通过冷凝+吸附的方式进行回收，

12、到了运行末期，去除率下降，活性炭等吸附剂需要更换，考虑经济投入;或者将冷凝后的尾气通过焚烧的方式进行处理，油气浓度太高去焚烧处理或者浓度太低需要补充伴烧气焚烧处理都在一定程度上造成能源的浪费。结合自身工况，在设计阶段考虑选择何种油气回收处理设施时，这些问题也应统筹考虑，具有一定的前瞻性并在设计阶段留有余量，是未来油气回收处理设施稳定运行的保障。近年来，一些新兴的油气回收处理工艺应运而生，例如金属纤维表面燃烧法，该方法己在国内某些大型炼厂取得成功应用的案例。金属纤维表面燃烧法的基本原理是将均匀混合后的燃气、空气混合物压入辐射器的头部，并在辐射器的表面层的外表面进行燃烧。该方法的优点是燃气和空气能

13、够充分接触，接触面积大，燃烧完全；CO和NOx等污染物排放量少，适用范围广，尤其针对有毒有害气体，可将其完全燃烧后排放，做到无害化处理。某企业化工装置连续产生的有机废气，组分复杂处理量大，选用RTO和TO炉的焚烧方式进行处理；汽车装车、火车装车、装船等间歇性产生的废气，采用冷凝+吸附、吸收+吸附的方式处理；污水处理场产生的低浓度有机废气，采用RCO的方式进行处理，运行效果良好。码头改扩建后拟新增一套油气回收设施，采用柴油吸收+金属纤维表面燃烧的处理工艺，有效回收、处置产品装船产生的各类废气。四、VOCs治理的不足和需要注意的事项1. 政治站位不够由于VOCs治理需要投入大量的人力、物力和财力，

14、而不能得到相应的经济收益，属于“有投入，看不见产出”的投资，对于企业而言，具有较大的经济负担，有些企业不愿意去做，有着能不做就不做的思想，存在抵触情绪。所以，需要提高企业领导尤其是管理层、决策层的政治站位，产污必须治污，落实企业环保主体责任,提升环保意识，为区域环境质量改善尽一份力。2. VOCs治理设施的安全稳定运行近年来，行业内关于RTO运行出现的安全事故、利用锅炉和工艺加热炉协同处置VOCs产生的事故时有发生。在采用“明火”的处理工艺时，应当格外留意，在设计阶段应当重点分析所处理物料的成分，重点关注氧含量指标，充分考虑采用此工艺的可行性，进行安全专项评价。运行阶段，应严格按照操作规程操作

15、，避免出现“三违”现象。如若因为VOCs治理而出现安全生产事故,那就得不偿失。五、结束语VOCs是我国大气污染的重要组分之一，而以原油加工和石油产品生产为主炼油企业是重要的VOCs人为排放源。随着国家对VOCs引起环境影响研究的深入、管控体系的完善、治理技术的开发及应用，大型炼油企业在VOCs治理方面还有很长的路要走，还需要大胆尝试、勇于创新，从“企业达标排放”转变为“改善区域环境质量”，履行企业社会责任，把环境保护工作提升至一个新的高度。参考文献：1 姜琳，丁艳.VOCs废气危害及处理技术浅析J.绿色环保建材，2021:2.2 吕小利，刘佳佳，陈劲.炼化企业VOCs排放现状及治理对策J.安全.健康和环境，2017.3 许欣怡，黄维秋,许艳蕾，许雪.石化罐区挥发性有机化合物（VOCs）的现状及治理JL河南科技，2021（11）:123-126孙先武，汤峥玉.化工企业VOCs治理现状及发展前景J.安徽化工，47（3）:7.4 孙龙.炼油企业内大型原油罐区的总图设计J.化工