化工煉油工業(yè)對(duì)環(huán)境的污染和防治方法

1、化工煉油工業(yè)對(duì)環(huán)境的污染和防治方法一、行業(yè)概況1.主要工藝概述：石化生產(chǎn)工藝技術(shù)復(fù)雜，運(yùn)行條件苛刻，易出現(xiàn)突發(fā)災(zāi)難性事故。石化生產(chǎn)過(guò)程中，需要經(jīng)歷很多物理、化學(xué)過(guò)程和傳質(zhì)、傳熱單元操作，一些過(guò)程控制條件異?？量?，如高溫、高壓，低溫、真空等。如蒸汽裂解的溫度高達(dá)1100，而一些深冷分離過(guò)程的溫度低至100以下；高壓聚乙烯的聚合壓力達(dá)350MPa，滌綸原料聚酯的生產(chǎn)壓力僅12mmHg；特別是在減壓蒸餾、催化裂化、焦化等很多加工過(guò)程中，物料溫度已超過(guò)其自燃點(diǎn)。這些苛刻條件，對(duì)石化生產(chǎn)設(shè)備的制造、維護(hù)以及人員素質(zhì)都提出了嚴(yán)格要求，任何一個(gè)小的失誤就有可能導(dǎo)致災(zāi)難性后果。污染處理工藝 煉廠氣加工 原油一

2、次加工和二次加工的各生產(chǎn)裝置都有氣體產(chǎn)出，總稱為煉廠氣，就組成而言，主要有氫、甲烷、由2個(gè)碳原子組成的乙烷和乙烯、由3個(gè)碳原子組成的丙烷和丙烯、由4個(gè)碳原子組成的丁烷和丁烯等。它們的主要用途是作為生產(chǎn)汽油的原料和石油化工原料以及生產(chǎn)氫氣和氨。發(fā)展煉油廠氣加工的前提是要對(duì)煉廠氣先分離后利用。煉廠氣經(jīng)分離作化工原料的比重增加，如分出較純的乙烯可作乙苯；分出較純的丙烯可作聚丙烯等這里著重介紹廢氣的處理（1）輕烴回收技術(shù)。裝卸油過(guò)程中的輕油揮發(fā)是造成大氣污染的主要原因，較先進(jìn)的工藝師采用吸收法回收油品裝卸過(guò)程中揮發(fā)的輕烴。該流程操作簡(jiǎn)單，沒(méi)有副產(chǎn)物產(chǎn)生。（2）含酸霧、油霧廢氣處理技術(shù)含酸霧、油霧造成的

3、大氣污染對(duì)人體的傷害較大，尤其對(duì)操作工人、工廠附近的農(nóng)作物、土壤造成的直接間接影響往往無(wú)法用金錢來(lái)衡量。石油化工一般的處理工藝是纖維捕集過(guò)濾工藝，該工藝操作維護(hù)方便。（3）煙氣脫硫技術(shù)在石油化工中脫硫工藝很多，可根據(jù)不同情況選擇鈣法、鎂法、雙堿法、海水法及爐內(nèi)噴鈣法。（4）高濃度揮發(fā)性有機(jī)物對(duì)于高濃度揮發(fā)性有機(jī)物的處理采用催化燃燒工藝。（5）曝氣池產(chǎn)生的廢氣處理對(duì)于曝氣產(chǎn)生的廢氣處理采用生物脫臭或活性碳吸附工藝。2.石油化工行業(yè)總體污染情況 大氣污染是石化行業(yè)污染的主要方式，石化行業(yè)對(duì)大氣污染指標(biāo)主要有二氧化硫（SO2），氮氧化物（NOX）、粉塵，有機(jī)揮發(fā)物等。 二氧化硫（SO2）是我國(guó)空氣污

4、染的主要污染物，是酸雨和空氣細(xì)顆粒形成的主要物質(zhì)。我國(guó)早已實(shí)行二氧化硫的總量管理制度,有詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)供我們參考。如果煉油行業(yè)總規(guī)模達(dá)到1. 5億噸，并且配套完善，根據(jù)采用不同的脫硫工藝，估算二氧化硫排量在2萬(wàn)6萬(wàn)噸/年，與2007年廣東省二氧化硫總排量萬(wàn)噸相比，并不算高。（如果下點(diǎn)血本，還可以做到1萬(wàn)噸以下，少于一個(gè)七八十年老式大型煉廠的量）。廣東省有一個(gè)身處珠三角腹地的電廠，未治理前，折合年度二氧化硫排放量超過(guò)10萬(wàn)噸/年，治理后達(dá)到約1萬(wàn)噸/年。實(shí)際上，廣東省120多萬(wàn)噸的二氧化硫排放量中的百份之六、七十是火電行業(yè)“貢獻(xiàn)”。再比如，廣東07年產(chǎn)水泥9800萬(wàn)噸，如果按GB4915-200

5、4水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的第二時(shí)段要求,廣東水泥行業(yè)的二氧化硫排放總量是萬(wàn)噸。如果按第三時(shí)段的要求，也就是2010年才生效的標(biāo)準(zhǔn)，廣東水泥行業(yè)的二氧化硫排放仍達(dá)到萬(wàn)噸。再比如：據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年，佛山陶瓷行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)工業(yè)二氧化硫排放量為噸，而佛山陶瓷行業(yè)工業(yè)增加值僅僅一、二百億人民幣。相反1. 5億噸的石化行業(yè)可帶來(lái)數(shù)千億的工業(yè)增加值。 氮氧化物作為燃燒過(guò)程（包括車、船等）的產(chǎn)物，是空氣中微粒子的源頭，是光化學(xué)反應(yīng)前體物之一，也是空氣微粒子的源頭之一，越來(lái)越受到重視，據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)動(dòng)車保有量位于前40名的城市中，約50%的氮氧化物污染來(lái)自于機(jī)動(dòng)車尾氣排放；深圳市機(jī)動(dòng)車排放的氮氧化物占全市排放量

6、的”?！皩?duì)于廣州，上海、北京這樣的特大城市而言，機(jī)動(dòng)車排放氮氧化物占了總排量的649”。那么億噸煉油規(guī)模能帶來(lái)多大的氮氧化物污染呢？以目前的行業(yè)水平，約在4萬(wàn)10萬(wàn)噸/年，如果采用普遍采用脫硝工藝，可削減70%，至約3萬(wàn)噸。07年，佛山陶瓷行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)工業(yè)氮氧化物排放量為噸；廣東省年產(chǎn)水泥約1億噸，如果所有生產(chǎn)企業(yè)的氮氧化物均達(dá)到2008年新建企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（中國(guó)最嚴(yán)的標(biāo)準(zhǔn)，也就是所謂的保守估算），水泥行業(yè)氮氧化物排放量為24萬(wàn)噸/年。 雖然自然界每天都在合成大量氮氧化物，但是隨光化學(xué)污染的加重（氮氧化物是光化學(xué)反應(yīng)的前提物），氮氧化物的污染越來(lái)受重視，廣州市準(zhǔn)備將氮氧化物納入總量管理，可以預(yù)計(jì)，石

7、化行業(yè)氮氧化物的總排量將占在社會(huì)總排量極少一塊，其排放量并非絕對(duì)不可接受。 大氣污染指標(biāo)還有一項(xiàng)，就是粉塵。實(shí)際上我們生活中直接侵襲我們身體的是道路交通所產(chǎn)生粉塵。水泥行業(yè)所產(chǎn)粉塵量占了工業(yè)粉塵總量的70%，除水泥行業(yè)外，其它行業(yè)的產(chǎn)生粉塵的設(shè)備也是工業(yè)爐和工業(yè)窯,比如電廠、磚窯等等。石油煉制和化工行業(yè)的產(chǎn)塵量主要在于催化裂化和配套熱電廠，一般采用多級(jí)除塵措施，可將塵量消減為100之1至1000分之1，石化行業(yè)的產(chǎn)塵量在總塵量中的極少一塊兒。 大氣污染另一項(xiàng)指標(biāo)是非甲烷的揮發(fā)性烴類（VOC）。08年國(guó)內(nèi)甲苯消費(fèi)量是200多萬(wàn)噸，也就是說(shuō)有100多萬(wàn)噸的甲苯被用作了溶劑。 雖然這油漆揮發(fā)的300

8、萬(wàn)噸的VOC的成分和種類難以估計(jì)，但是珠三角的因油漆而產(chǎn)生總VOC量還可以估計(jì)的。油漆作為最終消耗品，與人口數(shù)成正比，與生活水平成正比在。珠三角共計(jì)常住人口7000萬(wàn)，按人口簡(jiǎn)單計(jì)算，起碼產(chǎn)生了16萬(wàn)噸/年的VOC，考慮到珠三角的生活水平，并且是大量的家具之類的商品輸出地，極可能VOC的生產(chǎn)量遠(yuǎn)高于全國(guó)人均水平。 從技術(shù)角度，污染它不是個(gè)技術(shù)難題，不應(yīng)是石油化工產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的絆腳石。從技術(shù)角度，前途是光明的，我們?cè)诮?jīng)濟(jì)大發(fā)展的同時(shí)，完全可以享受青山綠水，鳥(niǎo)語(yǔ)花香，陽(yáng)光明媚。石油化工產(chǎn)業(yè)污染治理措施投資的達(dá)到項(xiàng)目總投資5%10%時(shí)，就可以取得我在本文所說(shuō)的效果，將所有污染物加在一起，與當(dāng)前的污染總

9、量相比，其實(shí)很小。以我們國(guó)家的發(fā)展水平，至少是廣東省或珠三角地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水準(zhǔn)，完全可承受這一筆開(kāi)銷的。所以本質(zhì)上石油化工的污染也不是個(gè)經(jīng)濟(jì)方面問(wèn)題二、污染物產(chǎn)生概述：石油化學(xué)工業(yè)中大多數(shù)中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品均以烯烴和芳烴為原料，主要來(lái)源于乙烯裝置的生產(chǎn)；常以乙烯生產(chǎn)衡量石化工業(yè)的生產(chǎn)水平；2006 年全世界乙烯的總生產(chǎn)能力為萬(wàn)噸，比2005年增長(zhǎng)1.86%。我國(guó)乙烯2006年乙烯的產(chǎn)量為萬(wàn)噸；年產(chǎn)30萬(wàn)噸乙烯的工廠每年消耗2040萬(wàn)噸的燃料液和燃料氣。來(lái)源：化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的副反應(yīng)和反應(yīng)進(jìn)行不完全所產(chǎn)生的廢氣產(chǎn)品加工和使用過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣生產(chǎn)技術(shù)路線及設(shè)備陳舊落后，“跑、冒、滴、漏”等操作失誤、指揮

10、不當(dāng)、管理不善等排放的正常氣體經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成有害氣體特點(diǎn)：（1）種類繁多（2）組成復(fù)雜 （3）污染物濃度高（4）污染面廣，危害性大（5）廢氣污染物難以治理乙烯的產(chǎn)生：主要工藝管式爐裂解石油：據(jù)估計(jì)，全球石油總儲(chǔ)量為3000億噸，而海底石油將近1000億噸，占總儲(chǔ)量的1/3。現(xiàn)在全世界有將近40的石油來(lái)自海底。石油的成分非常復(fù)雜，主要是由碳、氫兩種元素和少量氧、硫、氮等組成的復(fù)雜化合物，其中碳?xì)鋬煞N元素占了9799石油產(chǎn)品：（1）透明的汽油 ：分為車用汽油和航空汽油兩種。（2）淡黃色的煤油：被用作照明、殺蟲(chóng)藥的溶劑、航空煤油和洗滌劑等。（3）褐色的柴油：分為輕柴油和重柴油兩種 。（4）多功能的

11、潤(rùn)滑油：主要有汽油機(jī)油、柴油機(jī)油 、機(jī)械油、壓縮機(jī)油、汽輪機(jī)油、汽缸油和齒輪油等等。（5）默默無(wú)聞的黑色瀝青：除用于鋪路外，可制成瀝青油漆、瀝青油氈、瀝青橡膠、瀝青涂料、瀝青絕緣膠、瀝青磚、瀝青板和石油焦等產(chǎn)品。 （6）石蠟：可制得洗滌劑、乳化劑、分散劑、增塑劑、潤(rùn)滑劑等。石油空氣污染：污染物：硫氧化物和碳?xì)浠衔?。危害：形成酸雨和光化學(xué)煙霧刺激人的呼吸系統(tǒng)，誘發(fā)慢性呼吸道疾病 治理方法：僅局限于采用控制油氣排放等措施 石油大氣污染物煉制主要污染物行業(yè)廢氣名稱主 要 污 染 物來(lái) 源石 油 煉 制總烴油品儲(chǔ)罐、污水處理隔油池、工藝裝置加熱爐、裝卸油設(shè)施、烷基化尾氣、輕油和烴類氣提出運(yùn)設(shè)施及管線

12、、閥門及泵等的泄漏氧化瀝青尾氣苯并（ a）芘瀝青裝置催化再生廢氣SO 2 、CO、CO 2 、塵催化裂化裝置燃燒煙氣SO 2 、NO X 、CO、CO 2 、塵加熱爐、鍋爐、焚燒爐、火炬含硫廢氣SO 2 、H 2 S、氨含硫污水的汽提、加氫精制、氣體脫硫、含硫尾氣的回收處理臭氣SO 2 、硫醇、酚油品精制、硫磺回收、脫硫、污水處理、污泥處理石 油 化 工燃燒煙氣 SO 2 、NO X 、CO、CO 2 、塵 裂解爐、加熱爐、鍋爐、焚燒爐、火炬 工 藝 廢氣 烷烴、烯烴、環(huán)烷烴、醇、芳香烴、醚酮、醛、酚、酯、鹵代烴、氰化物 SO 2 、NO X 、鹵化物、CO 甲醇、乙醛、醋酸、環(huán)氧丙烷、苯、甲

13、苯裝置，乙基苯、聚乙烯、聚丙烯、氯乙烯、苯乙烯、對(duì)本二甲酸裝置，順丁橡膠、丁苯橡膠、丙烯腈、環(huán)氧氯丙烷裝置 三、污染物治理1.酸性氣體的脫除裂解氣中的酸性氣含量約為0.2%-0.4%(摩)，一般要求將裂解氣中的H2S和CO2分別脫除至10-6以下。 堿洗法脫除酸性氣體 所用吸收劑為NaOH，其反應(yīng)如下： CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O H2S + 2NaOH Na2S + 2H2O 堿洗可以采用一段堿洗，也可以采用多段堿洗。為提高堿液利用率，目前乙烯裝置大多采用多段（兩段或三段）堿洗。 乙醇胺法脫除酸性氣 所用的吸收劑主要是一乙醇 胺（MEA）和二乙醇胺（DEA）。2.二氧化

14、硫和氮氧化物的去除（1）硫化物（二氧化硫）的去除 采用得比較多的是煙氣脫硫（FGD），包括： 濕法，即采用液體吸收劑如水或堿性溶液（或漿液）等洗滌以除去SO2。 干法，用粉狀或粒狀吸收劑、吸附劑或催化劑以除去SO2。按脫硫產(chǎn)物是否回用可分為回收法和拋棄法。按照吸收SO2后吸收劑的處理方式可分為再生法和非再生法（拋棄法）。（2）硫化物（二氧化硫）和氮氧化物的去除 治理氮氧化物的方法較多，比較普遍的有改進(jìn)燃燒法、吸收法、催化還原法和固體吸附法等。3.其它廢氣的去除（1）火炬法 裝置中排出的工藝氣體、液體（經(jīng)隔油后）均處理成0以上的氣相，統(tǒng)一送到火炬進(jìn)行燃燒。典型高架火炬系統(tǒng)如圖所示 （2） 火炬氣

15、回收（廢氣的回收利用） 為了達(dá)到廢氣的“綜合利用”，我們可將火炬氣回收，其回收方法多種多樣，大致可分加壓和常壓兩類。 （3）高空直排法 乙烯裝置內(nèi)的各種爐子，如裂解爐，蒸汽過(guò)熱爐和輔助鍋爐均設(shè)有煙囪，可把燃燒煙氣直排入大氣。4.除塵技術(shù)（1）重力沉降室 （2）旋風(fēng)除塵器（3）濕式除塵器（5）電除塵器（6）各種除塵器性能比較（4）布袋除塵器重力沉降室原理除塵效率：4070優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、投資少、易維護(hù)缺點(diǎn)：占地大，除塵效率低應(yīng)用：初級(jí)除塵旋風(fēng)除塵器原理各部件對(duì)除塵效率的影響除塵效率：平均80左右優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、投資少、易操作缺點(diǎn)：磨損嚴(yán)重，旋風(fēng)子易堵應(yīng)用：多級(jí)除塵的預(yù)除塵濕式除塵器 除塵效率：90以上優(yōu)

16、缺點(diǎn) 幾種常用濕式除塵器水膜除塵器、 斜棒柵式除塵器、文丘里式除塵器、 噴淋塔式除塵器 應(yīng)用：中、小型機(jī)組采用， 大型機(jī)組一般不采用缺點(diǎn)能耗大，耗水量大有廢液、泥漿處理問(wèn)題在寒冷地區(qū)使用需防凍 可同時(shí)除塵和除有害氣體 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低 能處理濕度大、溫度高的氣體優(yōu)點(diǎn)布袋除塵器原理及系統(tǒng)除塵效率：以上按清灰方式分類 機(jī)械振打式 逆氣流式 脈沖反沖式優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)用：對(duì)布袋不易造成腐蝕的氣體的除塵優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)及運(yùn)行費(fèi)用低 可提高干法脫硫的脫硫率 處理高溫、高濕度、腐蝕性氣體應(yīng)慎選濾袋 濾袋易破損 阻力損失大 除塵效率高，處理量大 體積和占地面積都很大靜電除塵器工作原理及設(shè)備構(gòu)造優(yōu)缺點(diǎn)除塵效率

17、：99以上應(yīng)用：300MW以上機(jī)組均采用優(yōu)點(diǎn)除塵效率高能耗低，壓損小處理煙氣量大，耐高溫缺點(diǎn)鋼耗大，占地面積大制造、安裝、運(yùn)行的要求高對(duì)粉塵特性敏感 各種除塵設(shè)備實(shí)用性能比較類型結(jié)構(gòu)形式處理粒度m壓降mmH2O除塵效率%重力除塵沉降式50100010154060慣性力除塵煙囪式1010030605070離心除塵旋風(fēng)式3100501508595濕式除塵文丘里式0.110030010009099過(guò)濾除塵袋式0.1201002008599.9電除塵0.0520102099四、控制標(biāo)準(zhǔn)大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB162971996國(guó)家環(huán)境保護(hù)局19960412批準(zhǔn) 19970101實(shí)施1 主題內(nèi)容與適用范圍1.1 主題內(nèi)容1.2 適用范圍2 引用標(biāo)準(zhǔn)3 定義3.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)3.2 最高允許排放濃度