石化芳烃生产技术环境保护分析

马 力

（中海油东方石化有限责任公司，海南 东方 572600）

芳烃主要来源于石油、焦油和煤，它也是机械化工行业的重要原料，其中使用最多的是单环芳烃。二甲苯、苯是制造多种合成纤维、合成橡胶以及合成树脂的主要原料，高级烷基苯的主要作用是制造表面的活性剂。在芳烃生产过程中，容易产生含有苯的废气、废水以及固体废弃物，这些污染物对环境造成巨大的危害。因此，本文对石化芳烃生产技术环境保护进行分析和研究，这对于降低芳烃生产过程中产生的污染物具有重要意义。

1 芳烃的概念

芳烃一般是指芳香烃，即分子中含有苯环结构的碳氢化合物，由于早期发现苯环结构的化合物多带有芳香的气味，所以这类烃类化合物被称为芳香烃。但一些不带有芳香气味的化合物也被称为芳香烃，如二甲苯、苯等。芳香烃具有不溶于水，但溶于有机溶剂的物理性质，如石油醚、四氯化碳、乙醚等，芳烃一般比水的密度小，这也使得芳烃比水的重量轻，芳烃的沸点会随着分子质量升高而升高。从结构上来看，芳烃的苯分子结构具有6个碳原子都是sp2杂化、稳定性高、所有原子都具有共平面、键长具有平均化的特点。含硫、含氮、含氯、含氧的芳烃主要用于精细化的化工产品。芳烃在运输过程中，应注重防高温、防雨淋以及防暴晒，夏季应尽可能在晚上运输，并且运输车应设置接地链。此外，运输过程中应尽可能远离高温、热源、火种等，在运输车上加强配置消防器材以及泄露处理的设备，提升芳烃运输的安全性[1]。

2 芳烃联合装置生成时排放废物分析

芳烃联合装置具有物料处理单元装置多、流程长的特点，并且一般处理的芳烃多含有芳烃的物料。芳烃生产过程中排放的污染物主要有固体废弃物、VOCs排放、废气以及废水等。由于联合装置产生的放空罐水包、缓冲罐以及回流罐产生的水均含有芳烃，因此芳烃生成过程中产生的废水主要来源于蒸汽吹扫时引起的凝结水、吸附分离装置产生的注水、抽提装置产生的补水以及生产原料中原有的水分等。这些含有芳烃的废水一般通过污水排放系统排至污水处理厂，经过污水处理厂的集中处理，才能进行排放或重新利用。由于含油污水处理系统一般是非封闭的系统，这使得污水无法实现密封处理，使得具有挥发性并含有烃类的物质散发到大气中，这也是VOCs（挥发性有机物）污染排放的主要来源。

芳烃生产过程中产生的废气主要是来源于联合装置加热炉的烟气，主要含有烟尘、二氧化硫以及氮氧化物等。芳烃在加热的过程中，排放的烟气量较大，并且加热炉的热负荷大、功率高、数量多。据统计，目前国内主要芳烃生产加热炉的排放烟气量均高于30万Nm3/h，芳烃加热炉排放的废气若不加以控制，将会对环境造成严重的危害，因此必须加强对芳烃生产过程中加热炉烟气排放的浓度、总量进行严格控制，从而有效降低污染物排放量，实现真正意义上的环境保护。芳烃在生产过程中产生的固体废弃物主要包括废瓷球、废白土、废吸附剂以及废催化剂等。在产生的固体废弃物中，异构催化剂含有贵金属，能够通过催化剂厂进行回收和利用。在废瓷球、废白土以及催化剂的活性消失后，可以交给取得资质的厂家进行无害处理。芳烃联合装置产生的固体废弃物数量较大，其中以白土为主，以一套100×104t/a的芳烃生产联合装置为列，一年排放的固体废弃物一般在3000 t左右，这可能会对芳烃生产装置周边环境造成严重的危害，并且白土的更换也需要投入大量的人力和财力。

芳烃生产过程中联合装置产生的无组织排放气体主要来源于泵、管线、阀门等装置。在运行过程中，因漏、逸、滴、冒、跑等原因，它们会向空气中散发含有烃类的有害物质。芳烃生产过程中产生的噪音主要来源于联合装置中的空冷器、加热炉、压缩机以及机泵等设备。因此，必须选用能够降低噪音的设备，例如，在蒸汽放空口增设消音器，在火炬和加热炉处加设低噪音的火嘴，从而降低联合装置运行的噪音。只有从各个方面对芳烃生产进行严控控制，降低污染物的排放量，达到排放标准，才能更好地落实环境保护工作要求，贯彻和落实党的十九大精神中的环境保护要求[2]。

3 石化芳烃成套技术概况

2013年，我国具有完全自主知识产权并申请专利的二甲苯工程建成并投产，产出的产品为PX合格产品，并于2014年4月完成全装置的标定。标定的结果为装置耗能、产品收率以及产品质量均达到国际领先地位。该装置包括二甲苯分馏、异构化、吸附分离、苯甲苯分馏、歧化以及芳烃提炼等，它采用我国自主生产和研发的催化剂与技术。该装置的建成与成功投产，标志着我国石化芳烃成套生产技术工业化装置应用的成功，打破了国际芳烃生产技术的垄断，使得我国成为世界上具有完全自主知识产权的大型芳烃生产技术专利国，结束我国引进芳烃生产设备和生产技术、受限于人的历史。目前，该芳烃生产装置歧化、芳烃油提炼单元在进行满负荷运行时，吸附的分离负荷达到91%，其二甲苯的纯度超过99.8%。同时，该装置的耗能比我国同类装置的耗能低100 kg（oil）/t，邻二甲苯的产量达到20 t/h，二甲苯的产量达到80 t/h。产品的质量、耗能、收率、负荷等各项指标均达到或超过设计的指标[3]。

4 石化芳烃生产技术环境保护分析

4.1 研制具有高性能的吸附剂和催化剂

中国石油化工集团研制的吸附剂和催化剂能够有效降低石化芳烃生成过程中排放的固体废弃物量，例如，高效异构和歧化的吸附剂和催化剂，能有效降低生成过程中催化剂的用量，延长催化剂的使用寿命，进而降低固体废弃物排放量，提升环境保护效果，达到环境保护的目的。此外，中国石油化工集团还对芳烃生产联合装置的白土消耗量特点进行研究，创新精制的工艺以及采用新的材料，从而研发出具有多级孔分子的催化剂，有效地改变了以往的精制技术，取代白土精制的方法，很大程度上提高装置化学反应催化剂的作用。化学反应方式取代物理吸附的限制，提升吸附的效果，其研发的精制剂的使用寿命是白土使用寿命的50倍。另外，它有效地降低了固体废弃物排放量，降低了人力财力消耗，取得良好的经济效果。某炼化公司芳烃厂的数据显示，采用脱烯烃催化剂能够降低芳烃生产污染物排放量2000 t/a[4]。

4.2 研发新的芳烃污水处理技术

按照我国污染物排放标准，含苯污水需在联合装置中进行相应的处理，在处理达到一定的标准后才能排入污水处理厂，其污染排放的限值要求如表1所示。

表1 水污染物排放限值

芳烃生成技术成套装置在处理污水时，污水中芳烃排放的浓度一般在5～100 mg/L，但不同的污染物排放的浓度有所不同。中国石油化工集团研发了新的处理工艺，在装置满足排放限值的基础上，杜绝了非封闭产生的VOCs废气的排放。在装置中加设了含芳烃污水的缓冲罐，使其收集污水，并通过泵输送到污水汽提塔。经过处理后，含芳烃污水浓度低于0.05 mg/L，满足表1排放限值的要求[5]。

4.3 研发新的防止VOCs逸散工艺

为了防止VOCs逸散，中国石油化工集团采取多种措施，积极研发新工艺。一是提升材料等级，采用比目前压力等级高一级的压力材料。二是对高温管线较为集中的部位，加设法兰检漏的设备，同时加设防泄漏的特殊垫片。三是建立泄漏与修复计划，对装置进行定期检测，从而提升检修效率，减少VOCs的逸散。四是在芳烃装置配管的设计过程中，重点突出管道应力计算，采用多种管道应力消除措施，有效保障高温、高压条件下管道抗损能力。

5 结语

芳烃生产过程中，容易产生含有苯的废气、废水以及固体废弃物，这些污染物会对环境造成巨大的危害。因此，石化芳烃生产企业要积极研制具有高性能的吸附剂和催化剂，研发新的芳烃污水处理技术，研发新的防止VOCs逸散工艺。这样能够有效降低芳烃生产过程中排放的污染物，提升环境保护效果。未来，人们要加强对芳烃生产技术环境保护的研究，从而减少芳烃生产过程中逸散的污染物，实现环境保护的目的。

参考文献

1 姜晓花.中国石化芳烃生产技术环境保护分析[J].石油化工安全环保技术，2017，5（4）：45-47.

2 范伦特公司组建合作联盟推进生物基芳烃技术工业化开发[J].石油炼制与化工，2017，11（1）：25.

3 吕 洁.C8芳烃异构化催化剂的应用进展[J].炼油与化工，2016，12（6）：1-3.

4 钱伯章.中国石化“高效环保芳烃成套技术开发及应用”项目获奖[J].石油炼制与化工，2016，10（3）：76.

5 孙丽丽.创新芳烃工程设计开发与工业应用[J].石油学报（石油加工），2015，10（2）：244-249.