芳烃储罐废气处理技术与规范

一、芳烃储罐废气处理技术与规范来源

芳烃储罐废气处理技术与规范储罐区的排气和吸气过程在本领域称为“呼吸”，储罐内因液位上下波动引起的呼吸一般称为大呼吸，因昼夜温度波动引起的呼吸一般称为小呼吸。在大型储罐区中，在操作正常时，大呼吸量一般可以控制在较小的范围内，因此，小呼吸是储罐区正常操作时排放废气的主要原因。

1.1储罐大呼吸

在石油化工和煤化工的液态油产品在储存过程中，会不断地会发生VOCs的排放。储罐在进料时，液体进入储罐内，罐内液位升高，挤压罐内空间，当空间压力超过“呼吸阀”的呼出控制压力时，将VOCs气体排放到大气环境。呼出排放则是随着气温升高的热胀冷缩效应，罐内液体气体体积膨胀过程，将空间VOCs气体排放到大气环境。

1.2 储罐小呼吸  

与呼出排放对应，还有储罐发料过程的“大呼吸”吸入和“小呼吸”吸入空气，稀释罐内空间气体浓度，加剧液面蒸发，再次形成饱和浓度的挥发气体，待下次发生大小呼出排放时，将VOCs气体排放到大气环境，同时还会造成液态油品化工品的损耗。

二、芳烃储罐废气处理技术与规范技术

此类废气现有治理方法有燃烧法、冷凝法、生物法、吸附法、化学吸收法及联合法等几类。芳烃储罐废气处理技术与规范究竞选择何种处理技术，可根据气体来源、污染物组成、浓度、气量、处理要求、操作、安全性及技术适应性进行综合考虑。

二、芳烃储罐废气处理技术与规范设备原理：

设备的工作原理是将VOSC气体冷凝，（冷箱导热介质换热器）里面将热量传递给制冷剂后得以降温，利用物质的不同温度下的饱和蒸气压的差异，通过降温使油气达到过饱和状态冷凝成液态直接回收，极少部分气体进入后级单元进行再处理。它对于油气气体的回收处理，可根据需求符合尾气环保排放标准；如果气体有低沸点气体，经过吸附处理等工艺再次分离处理回收，使排放气体达到环保要求。

冷凝法油气回收的原理是利用了不同烃类物质在不同的温度和压力下，具有不同的饱和蒸气压的性质，通过提高油气回收系统的压力或降低系统的温度，使油气中不同烃类物质的蒸气分压分别达到各自的饱和状态，逐步由气态冷凝成液态，从而达到回收的目的。

常规的冷凝法油气回收工艺分为三个工艺段，第一段为预冷段，利用换热器等设备将收集到的油气首先冷却至0~4℃；其次是一级冷却段，将预冷段冷却后的油气再次冷凝到-35~-40C，采用的冷源为一级压缩致冷；最后是油气二级冷却段，被冷凝到-70~-95℃以下，采用的冷源为两级压缩致冷，如果在机械致冷后再增加一段液氮深冷，就可以满足更加严格的排放要求。

油气冷凝回收装置采用多级复叠或自复叠制冷技术，系统流程虽然相对复杂，但其关键部件压缩机和节流机构己全部实现国产化生产，投资和运行成本降低：并有设备紧凑、占用空间小、自动化程度高、维护方便、安全性好，输出为液态油可直接利用等优点。

冷凝法是目前发展比较成熟的一种油气回收方法，它的工艺流程简单，操作单性大，可实现完全自动化操作，因而操作成本低，而且回收处理油气后不存在其它的废料，但是由于采用多级冷凝，压缩机数量较多，因此装置的投资成本高，运行费用高。

三、芳烃储罐废气处理技术与规范设备特点

1、安全性高

a、所有组件包括压缩机等，均严格遵循安全防爆的相关技术标准，GB3836、GB25285、GB25286 等系列国家标准，以及电气设施和非电气设施的防爆标准进行采购与处理。系列整机取得防爆合格证，系统设有多重保护，完全符合安全与防火要求，整套装置与排放尾气都符合防火防爆安全标准；

b、设备设有防爆、压力、温度、流量等监控装置，对系统本身和关键设备出现的任何异常都可采取相应的安全保护措施；

c、系统设置可燃气体报警器、有毒气体报警器，及时预警机组的气体意外泄漏问题，确保机组设备和现场人员安全。

d、机组的关键位置安装有控制器、电磁阀和安全阀，利用自动控制系统， 在装置出现突然停电、停气、缺油等突发情况时，自动采取相应的检测和防护措施。

2、高效节能

a、尾气余冷回收。末级蒸发器后设置过冷换热器，将最后一级蒸发器处理后的低温VOCs 气体，与制冷剂换热，增加制冷剂过冷度，加强换热效果。

b、免费加热油气至合适温度。在一级蒸发器前设置回热换热器，将过冷换热器处理后的VOCs 尾气与 VOCs 进气进行热交换，达到预冷效果。

3、适用范围广

a、可根据用户要求定制。根据现场情况和用户要求，可进行非标电源、防腐抗震等非标要求设计，并提供水冷、风冷，单通道、双通道等多种设计方案选择，可充分满足用户需求。

b、可实现不同类型气体冷凝。引入大型化工流体模拟计算软件 Aspen Plus， 针对现场不同气体组分及特征，芳烃储罐废气处理技术与规范综合考虑机组能效、系统的繁简度以及回收效果， 确定最佳冷凝方案。

一、芳烃储罐废气组成

成品车间芳烃罐区废气油气回收装置处理物料的液相组成，从表中可看出，苯l#和苯3#中大部分为C6~C8组分的芳烃即三苯），而重烯烃中主要为低碳烯烃。苯1#储罐呼出气组成列于表3中，从表中可看出，苯1#罐呼出其中的烃类主要为C5及C6组分的轻烃和苯。

另据检测，纯苯和苯3#装车过程中挥发气主要为低碳烃类和苯，其中苯的体积分数在0.5%~2.5%之间，重烯烃储罐呼出气主要为低分子的单烯烃。

二、芳烃储罐废气特性

在芳烃介质由罐内外送时，储罐呼吸阀运动。这是因为储罐内介质表面虽然有内浮盘，但液面处仍是两相共存。随着罐内介质外送，罐内液面蒸汽压因罐内气液体积比加大而降低，介质蒸发量加大。当固定顶油罐装满度大于75%以上时，呼出油气饱和]；小于75%时，油气均未饱和，罐内有油气蒸发。

三、芳烃储罐废气处理技术-冷凝法

冷凝法一般采用多级（三级）连续冷却的方法，使油气中的烃类从气态变为液态，回收除水蒸气外，空气保持气态，实现油气分离的。一般逐级降温至-35℃、75℃、-110℃，由于冷凝法油气回收使油蒸汽发生相变，从气态回到液态，完成对油气的回收处理。与常减压原油加工的技术原理相同，对于油气的热物理性质、迁移特性来说最适宜。该技术不需二次工艺处理，尾气排放浓度容易达标，回收率可达98%以上。

储罐内的苯类液体表面一直存在着气体挥发，一旦气温变化、有装车作业等情况，即发生大小呼吸时，会出现芳烃类气体挥发量加大，罐上部气体空间压力加大，超出罐的呼吸阀开启正压1.375kPa时，芳烃气排出罐外的情况。

四、芳烃储罐废气冷凝处理设备特点

4.1 设备性能可靠自身安全性高

所有电气、仪表、元器件及控制系统均按国家石化行业相关标谁进行防爆设计、选型，确保在易燃易爆气体危险环境下安全运行。

4.2工艺成熟、简单可靠

工艺根据入口气体浓度比较低的特点，在流程上采用了吸附法提浓油气和排放把关、冷凝作为液化回收手段，降低了整体装置能耗。

4.3 恒温蓄冷技术

采用恒温蓄冷技术，油气温度及时、精确地控制设计温度，使得冷凝单元可以实现高效、不间断、稳定地运行。

4.4 回收物直观、洁净

不需要吸附剂或吸收剂，油气及回收的液体成分只与金属材料接触，洁净无污染。

4.5 复叠优势

各单元工艺复叠的方法集成各单元方法之所长、摒弃单元方法之所短，工艺更加合理、能耗分配更低，效率更高，是目前最合理的油气治理工艺。