粗苯加氢装置处理煤化工废气的研究

粗苯加氢装置处理煤化工废气的研究

1装置及设施设计上海宝沙化工有限公司（以下简称宝沙溪宝沙化工公司）的粗苯深加工装置处理能力为10万吨。粗苯加氢装置采用提取粗苯作为原料。通过添加氢、提取和提取甾醇中的杂质，去除聚苯、氯仿、氮和其他杂质，生产高质量的苯、甲苯、二甲苯等产品。装置包括加氢精制、萃取蒸馏两个单元。其中加氢精制单元包括预分馏、催化加氢和稳定塔三部分;萃取蒸馏单元包括萃取蒸馏、溶剂回收与再生芳烃分离蒸馏三部分。辅助设施主要包括原料、产品存储及装卸设施。废气主要包括工艺装置废气、槽区废气以及物料和产品收发产生的废气等。1.1工业废物各类反应器、蒸馏塔、分离器产生的含苯废气,稳定塔外排的含氨、硫化氢废气,真空泵排放的废气等,各类工艺废气产生情况见图1。1.2槽区废物苯类原料及产品存储槽区的无组织废气。槽区物料主要包括苯类原料、苯类产品、重苯槽、非芳烃槽、废水槽等。1.3拆卸和废物苯类原料及产品装运过程中产生的放散废气。2废气治理应用目前煤化工废气治理主要技术有吸附法、吸收法、燃烧法、生物法、等离子技术等。吸收法目前在制造企业中使用比较广泛,主要是吸收剂容易得到,而且吸收剂可以通过再生回收副产物后循环使用,所以广泛应用于废气治理;吸附法应用相对少于吸收法,因为吸附剂饱和后,存在吸附剂再生及失效后的危险固废的处置问题。吸收法可以利用宝钢梅山公司生产的中间产品做喷淋液来吸收污染物,吸收液饱和后可以回到生产系统,既可以回收有用物质,又可以除去污染物,但是由于吸收液的选择性,不能通过吸收法脱除所有污染物,吸收效果有一定的局限性。燃烧法比较彻底,而且能消除废气恶臭味,但是对现场条件要求比较高,对设备运行维护要求也比较高。目前还在开发的有等离子技术治理废气,该技术对设备及现场可燃气的浓度要求很高,不适宜应用于防爆等级要求较高的区域。2.1废气排放与燃烧处理对工艺废气的治理,主要考虑兼顾回收利用及无害化处置。将含硫化氢较高的废气送往煤气净化厂的焦炉煤气系统进行脱硫治理,各类废气治理措施如下:(1)稳定塔系统,加氢所产生的轻质组分及H2S从加氢油中分离出来,送往煤气精制系统脱硫装置进行处理,既回收硫,又净化了废气。(2)预分馏塔及回收塔真空泵尾气排放压力小于0.02MPa,送往地面低压火炬进行燃烧无害化处理,低压火炬气由DN50(公称直径50mm)的火炬气总管送入火炬界区后,经过阻火器阀组,直接接入圆柱形地面燃烧炉,通过高压火炬气系统第一级的一台特殊结构两路地面燃烧器进行燃烧处理。(3)生产装置中各类反应器、蒸馏塔、分离器产生的含苯废气排放压力小于0.05MPa,送往地面高压火炬进行燃烧处理,高压火炬气由DN250火炬气总管送至界区,经过分液罐(PF-2801-V01)和水封罐(PF-2801-V02),随后送至集气总管,经各分级燃烧系统进入圆柱形地面燃烧炉,经地面燃烧器燃烧处理。生产中各类装置压力升高时,装置安全阀起跳排放的废气也送往地面高压火炬,进行燃烧无害化处理。2.2槽区废物处理措施槽区废气的治理主要采用内浮顶结构,通过浮顶结构封闭槽的废气放散,减少废气排放。2.3原材料产品装卸系统的废物处理措施设计采用吸收法,通过废气收集管道将收集的废气送入废气洗净喷淋装置,净化后排放。3槽区内浮顶结构投用情况(1)工艺废气治理设施投运后,运行稳定,消除了装置排放的含苯废气,既起到改善环境的作用,同时也解决了生产装置排放废气无害化处置的难题。(2)槽区内浮顶结构刚投用时,效果不错,槽区泵的异味很小,但是使用2年后,由于内浮顶密封设施长期使用,造成磨损及老化,导致废气从槽壁与密封圈处泄漏,影响现场环境。(3)原料、产品装卸废气治理设施由于设计时考虑通过物料流动压力将废气送入废气喷淋洗净装置,但是在使用过程中,由于装卸口密封效果不好,装料时有废气泄漏,不用的装料壁由于没有切断阀门,导致与大气联通,进而增加了废气的收集量和废气的收集难度,影响现场环境。4进一步改进措施4.1内浮顶结构槽方案为了彻底解决槽区内浮顶密封圈泄漏的问题,不能单纯地进行检修更换,这样检修难度较大,而必须停产检修,这样工程量又很大。通过对国内同类企业进行调研,表明:部分企业采用内浮顶结构槽;部分企业采用氮封,并将氮封排气进行收集净化后排放;部分企业将槽区排放废气收集后直接燃烧处理。根据宝钢梅山公司目前现有装置状况,既不能停产,又须尽快完成废气治理设施的优化改善工作。通过专家讨论最终形成一套方案:封闭槽顶放散孔,增加氮气管道,并在槽顶安装安全阀及相关管道仪表,形成一套“苯类槽区氮封火炬燃烧废气治理系统”,该系统详细工艺控制参数涉及公司技术秘密,在此不详细介绍。该处理系统简易工艺流程见图2。4.2增设废气吸收设施,减少废气中的废气外溢,完善现场环境,提高现场气价将现有废气治理装置装车密封盖,改造为橡胶契形密封装置,契形上端大头处直径为650mm,下端小头处直径为250mm。这样能够用于多种型号槽罐车不同大小装车口的密封,减少废气外溢的可能,改善现场环境。在每个装料臂鹤管上的吸气管至废气总管间的废气支管上增设切断阀,不作业时处于常关状态,作业时打开切断阀既保证废气的有效收集同时又降低了废气净化设施的废气处理量;增设废气冷凝设施对废气进行降温,部分废气降温液化后进行回收,既减少了废气苯的浓度,又有效回收苯类物质;拆除原有收发料区域的烟气吸收装置,新建一套带文丘里的烟气吸收装置;将收发料臂的所有烟气引至该烟气吸收装置进行洗净,废气总管放大至DN150~DN200,满足废气量输送需求。5进一步改进的效果5.1解决槽区周围苯类废气的问题进一步改造后,原来槽体微泄漏问题得到解决,槽区周围没有苯类废气的味道,即使在槽顶也闻不到苯的味道,现场及周边环境改善明显,见图3。5.2苯类原料、产品的装卸、废水处理效果发货时由于废气能够被有效收集,现场环境比以前有很大改善,最重要的是物料