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炼油废气处理

发布时间: 2025-01-13 07:52:43 |   作者: 爱游戏ayx下载

  炼油厂在原油工艺流程中会产生大量成分复杂的废气,若不经妥善处理,将对环境与人体健康导致非常严重危害。有效处理炼油废气需要综合运用多种技术与科学管理手段。

  :这是炼油的第一道工序,原油在蒸馏塔中被加热分馏成不同馏分。在此过程中,原油里的轻烃、硫化物、氮化物等挥发性成分会随着高温油气一同挥发出来,形成废气。例如,一些含硫原油在蒸馏时,会释放出硫化氢等酸性气体。

  :该工艺是将重质油在催化剂作用下转化为轻质油的过程。由于反应温度比较高,而且添加了催化剂,会产生包含烯烃、芳烃、一氧化碳、氮氧化物以及催化剂粉尘的废气 。在裂化反应中,原料中的部分有机硫、氮也会转化为气态污染物。

  :延迟焦化用于处理重质、劣质原油渣油,生产轻质油品和石油焦。加热炉内的高温使得渣油发生热裂解与缩合反应,大量的挥发性有机物、硫化氢、二氧化硫等废气由此产生。

  :油品在储存罐中,由于气温变化、罐顶呼吸作用,会呼出含有油气的废气,这一现象在夏季尤为明显。装卸油品时,油品的搅动、挥发也会释放挥发性有机物(VOCs),造成无组织排放。

  :炼油废气包含种类非常之多的污染物,既有硫化氢、二氧化硫等无机酸性气体,又有苯、甲苯、二甲苯等芳烃类,和乙烯、丙烯等烯烃类挥发性有机物,还伴有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物及颗粒物(如催化剂粉尘)。

  :炼油生产各环节工况不同,废气浓度随之大幅度波动。例如,催化裂化装置开停工阶段,废气污染物浓度可比正常运行时高出数倍,给稳定处理废气带来挑战。

  :硫化氢是剧毒气体,低浓度时就有臭鸡蛋气味,高浓度能迅速麻痹嗅觉神经,致人中毒;苯系物属于致癌物,长期暴露会增加患癌风险。

  :这是炼油厂传统的废气解决方法。将没办法回收利用的废气输送到火炬系统,在高空火炬头处点燃,使废气中的可燃成分燃烧生成二氧化碳和水。不过,火炬燃烧可能不完全,仍会排放部分未燃尽的污染物,而且燃烧过程会产生热辐射、噪声等环境问题。

  :针对炼油废气中的 VOCs,催化燃烧较为有效。废气在通过装有贵金属或过渡金属氧化物催化剂的反应器时,在较低温度(200 - 500℃)下,VOCs 与氧气发生氧化反应,转化为无害的二氧化碳和水。这种方法能耗低、净化效率高,适合处理低浓度、大风量的 VOCs 废气。

  :利用氢氧化钠、碳酸钠等碱性溶液吸收硫化氢、二氧化硫等酸性气体。以氢氧化钠吸收硫化氢为例,化学反应方程式为:H₂S + 2NaOH → Na₂S + 2H₂O。该方法设备简单、操作便捷,对酸性气体的去除效率较高,常用于炼油厂脱硫工艺的前端。

  :依据相似相溶原理,选用柴油、煤油等有机溶剂来吸收废气中的 VOCs。当废气与有机溶剂充分接触,VOCs 便转移至有机溶剂相中。但有机溶剂吸收会产生二次污染风险,后续需对吸收饱和的有机溶剂妥善处理。

  :活性炭具有庞大的比表面积与丰富微孔结构,可吸附多种有机污染物。炼油废气通过活性炭吸附床时,VOCs 在分子间作用力作用下被吸附在活性炭孔隙内。活性炭吸附适用于低浓度、大风量的 VOCs 废弃净化处理,不过其吸附容量有限,吸附饱和后需再生或更换。

  :分子筛凭借规则的微孔结构,能依据分子大小、极性有选择地吸附废气成分。特定分子筛可精准吸附炼油废气中的某些芳烃类或极性化合物,吸附后还能通过变温、变压等方式再生,实现重复使用。

  利用微生物新陈代谢作用,将炼油废气中的污染物当作碳源、能源进行分解代谢。例如,一些好氧微生物在有氧条件下,把 VOCs 逐步降解成二氧化碳、水和生物质。生物处理法设备简单、运行成本低,适合处理低浓度、可生物降解的炼油废气,常见于废气末端深度处理。

  例如,某大型炼油厂废气风量约 50000m³/h,含有硫化氢(浓度 500 - 800mg/m³)、苯系物(浓度 300 - 500mg/m³)、烯烃类 VOCs(浓度 200 - 400mg/m³ )及少量氮氧化物。首先,废气通入碱液吸收塔,用氢氧化钠溶液吸收硫化氢,去除效率可达 95% 以上,硫化氢浓度降至 25 - 40mg/m³。接着,经过吸收处理的废气进入活性炭吸附装置,吸附苯系物和部分烯烃类 VOCs,吸附效率约 85%,此时苯系物浓度降至 45 - 75mg/m³,烯烃类 VOCs 浓度降至 30 - 60mg/m³ 。对于吸附后剩余的高浓度 VOCs,采用催化燃烧装置处理,在催化剂作用下,VOCs 在 300 - 350℃氧化,处理效率达 98% 以上,最终使各类污染物浓度满足环保排放标准。

  :开发高性能吸附剂、催化剂,如纳米吸附材料、复合催化剂,提升对复杂污染物的处理效率;探索光催化氧化、低温等离子体等前沿技术在炼油废弃净化处理的应用潜力,优化处理效果。

  :结合物联网、大数据、人工智能,构建智能化废气处理系统。实时监测废气成分、浓度、流量,自动调控处理设备参数,远程监控设备正常运行状况与故障诊断,提高处理精准度与运行可靠性。

  :着眼于从炼油废气中回收有价值的资源,如提取高纯度芳烃用于化工合成,回收硫化氢制取硫磺,在环保同时提升经济效益,契合循环经济理念。