中国石油乌鲁木齐石化公司炼油厂总值班室新疆乌鲁木齐830019
摘要:炼油厂生产过程中会产生大量VOC，如不加以治理，会给环境带来严重危害。以某石化企业为例，对炼油厂生产过程中产生的工艺VOC、燃烧烟气等进行统计分析。炼油厂的VOC来源通常包括有组织排放源、无组织排放源和火炬排放烟气等。为使VOC污染物达标排放，治理措施主要有：燃料气脱硫、催化烟气旋风分离、重整装置再生尾气处理、硫磺回收装置、减少烃类排放、减少恶臭气体排放、锅炉VOC治理设施等。其中，减少烃类排放主要包括原油及轻油采用浮顶罐储存、设置气柜回收燃料气、常减压装置“三顶”气回收、油气回收装置等；减少恶臭气体排放主要包括含硫污水密闭输送、储罐恶臭气体处理等。炼油厂除了对传统的SO2、NOx、烟尘等常规污染物排放源进行监测外，还要加强对非甲烷总烃、VOCs、TSP等排放源进行监测，并对特征污染物的无组织排放进行监控。
关键词:炼油厂；VOC；排放；防治
1前言
石油石化行业历来是“三废”排放较为严重的行业，区域性大气环境问题日趋严重。国家对石油石化行业大气污染物排放的控制提出了更高要求，国家环境保护部对包括SO2、NOx、H2S、非甲烷总烃、镍及化合物等的排放制定了严格的标准限值。本文以某石化企业为例，对炼油厂生产过程中产生的工艺VOC、燃烧烟气等进行统计分析，针对直接或间接排放的VOC提出防治或治理措施。
2VOC来源
某石化企业原油加工规模800×104t/a，采用常减压蒸馏-延迟焦化-催化裂化加工路线，是较为完善配套的工艺流程。混和原油经常减压蒸馏后，分出塔顶气、石脑油、煤油、柴油、蜡油和减压渣油等馏分。减压蒸馏按减压深拔工艺运行，减压渣油(＞464℃)主要作为延迟焦化装置的原料。
2.1有组织排放源
有组织排放源包括工艺VOC和燃烧烟气，其中，工艺VOC包括催化再生烟气、硫磺回收装置的制硫尾气、延迟焦化装置和重整装置工艺排放口排放的VOC；燃烧烟气主要是各装置加热炉的燃烧烟气和煤粉炉、CFB锅炉的燃烧烟气。
2.2无组织排放源
无组织排放源主要来自油品在加工、储存和运输过程中的跑、冒、滴、漏，主要污染物为烃类、硫化氢、苯、氨等。在装置开停工或生产不正常时，从安全阀或其他调节阀排出的无法回收的各种油气，排入火炬系统，通过气柜回收用作燃料气。
油品在储存、运输及加工等过程中，不可避免地产生跑、冒、滴、漏，主要包括油品在储存时的大小呼吸造成的蒸发损耗、油品的调和损耗、成品油装车损耗、油品加工过程中的损耗以及设备检修、油罐清洗、油品化验及装置吹扫造成的油品损耗等，主要特征污染物为烃类。硫磺回收装置在加工过程中以及污水处理场污水气浮、曝气等处理过程中会散发有毒有害气体，其特征污染物为硫化氢等。催化重整及PX装置在加工过程中及产品苯在储存中会产生含苯气体的无组织排放，其特征污染物为苯。
3VOC污染物达标排放分析
该石化企业现有装置加热炉烟气和催化再生烟气排放执行《石油炼制工业污染物排放表标准》(GB31470—2014)。
4VOC污染治理措施
4.1燃料气脱硫
燃料气脱硫采用胺法脱硫，溶剂再生后循环使用的工艺技术方案。溶剂采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)，该溶剂选择性好，使用浓度高，溶剂循环量小，腐蚀轻。脱硫后的干气H2S含量为30mg/m3，作为该企业各加热炉燃料。
4.2催化烟气旋风分离
催化再生器烟气由再生器顶引出，经三级旋风分离器回收催化剂微粒，然后至余热锅炉进一步回收余热后，再经烟囱排至大气。
4.3重整装置再生尾气处理
重整装置再生尾气处理系统包括烧焦、氯化、焙烧。其处理过程为：净化压缩空气经空气压缩机升压、空气干燥系统吸水干燥和焙烧电加热器加热升温后，进入焙烧段对催化剂进行焙烧；然后与注入的有机氯混合，再经氯化电加热器加热后，返回再生器的氯化区对催化剂进行氯化；氯化后的气体经脱氯罐吸附气体中残余的氯化氢，净化后的气体经空冷器冷却后，与再生循环气体混合，实现再生烧焦补氧。
净化压缩空气经流量调节阀后进入催化剂再生气体循环中，经换热和电加热后，进入再生器烧焦床层，烧焦气体从再生器顶出来首先经脱氯后冷却，少量气体通过压控调节阀排出，其余再生气体经干燥后，经压缩机压缩、换热后重新进入再生器烧焦床层进行循环。
4.4减少烃类排放
4.4.1原油、轻油采用浮顶罐储存
原油采用外浮顶罐储存，汽油、石脑油、芳烃类等轻质油品采用内浮顶罐储存，以减少储罐大小呼吸产生的烃类损失。芳烃类储罐不仅采用内浮顶罐，同时还设有氮封，进一步减少苯系物的挥发损失。
4.4.2设置气柜回收燃料气
火炬系统设置有20000m3气柜，对全厂泄放的燃料气进行回收，经加压后送各加热炉作为燃料。
4.4.3常减压装置
“三顶”气回收常减压“三顶”气经压缩后送催化脱硫，再作为全厂加热炉燃料，实现了塔顶不凝气的回收利用。
4.5延迟焦化冷焦水密闭循环使用
延迟焦化装置采用冷焦水密闭循环流程，对冷焦水全过程进行密闭循环处理，消除了冷焦水对周围环境的污染，处理后的冷焦水再循环使用。化纤污水场均质调节池、生产生活污水池、涡凹气浮及生物接触氧化池等部位挥发产生的乙酸、苯、二甲苯及厌氧产生的其他各类VOC，散发出较难闻的恶臭气味。通过“化纤污水场恶臭气体治理”项目，对以上各池加装盖板，大大降低了化纤污水场恶臭污染。
4.6炼油污水处理场加盖，VOC集中处理
根据炼油污水处理场的来水及处理工艺情况，污水处理过程中产生的恶臭气体分为高浓度VOC和低浓度VOC。VOC治理工程方案为：①污水处理场恶臭源加盖收集臭气。对炼油污水处理场总进口、斜板隔油池、涡凹气浮池、加压溶气气浮池、水解酸化池等进行加盖收集，并将臭气输送到臭气处理装置。②臭气处理。选用抚顺石油化工研究院开发的“强化脱硫-总烃浓度均化-催化燃烧技术”联合处理工艺，工艺流程如图4所示。该技术在反应器入口温度240～300℃条件下，VOC经过催化燃烧装置处理，净化气体中的苯、甲苯、二甲苯等污染物均未检出，总烃浓度均低于120mg/m3，即非甲烷总烃浓度也低于120mg/m3，符合《大气污染物综合排放标准》(GB16297—1996)要求，亦不会产生二次污染。
4.7锅炉VOC治理设施
为确保锅炉烟尘、SO2、NOx的排放符合《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223—2011)规定的限值要求，对现有两台煤粉炉和CFB锅炉进行脱硫脱硝改造和超低排放改造。两台220t/h高压自然循环煤粉锅炉型号为B&WB-220/9.81-M，设计燃用煤种为河南新密煤与山西高平煤的混合煤。煤粉炉烟气采用SCR方式进行脱硝，其烟气分别经过四电场静电除尘器除尘后，汇合进入一台布袋除尘器除尘，再进入一套单碱法脱硫系统脱硫后排放。经上述方法处理后，锅炉烟气烟尘、SO2、NOx能够满足GB13223—2011排放限值要求。
5结束语
国家出台的大气污染防治政策和相关要求越来越严格，将对炼油企业产生长远的影响，为炼油厂大气污染防控工作带来新的挑战。炼油厂除了对传统的SO2、NOx、烟尘等常规污染物排放源进行监测外，还要加强对非甲烷总烃、VOCs、TSP等排放源的监测，以及对特征污染物无组织排放的监控。炼油厂只有针对典型工艺，针对性地提出整改措施，才能确保持续健康发展。
参考文献:
[1]艾国.炼油厂加热炉烟气余热的深度回收[J].石油化工设备技术,2017,38(1):38-42.
[2]张春静.炼油厂火炬气补充燃料气系统优化改造[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(17):112-113.
[3]马丹竹,贾冯睿,方弘,等.炼油厂碳排放特征及催化裂化装置CO_2减排研究[J].现代化工,2016(4):138-141