基于变压吸附技术的伴生气处理工艺创新成果

杨晔 陈强

针对当前全球面临着气候变暖、环境污染、能源日益减少诸多现状，国务院提出“全面加强生态环境，坚决打好污染防治攻坚战”的意见，以打造蓝天白云、碧水青山，各个行业、企业积极响应国家号召，逐步转型升级，着力打造蓝天白云保卫战。石油化工行业本身属于高能耗， 高污染的产业，更应首当其冲，将环境保护视为己任，积极研究新技术、新工艺，努力节能降耗，减少行业对环境造成的污染。作为现代工业的代表，石油化工行业的伴生气处理问题始终备受关注，而传统的伴生气处理方法已难以满足当前社会及行业的环保发展需要。通过研究基于变压吸附技术的伴生气处理工艺创新成果，以期改善石油化工的伴生气污染问题，打造绿色环保石化。

一  基于变压吸附技术的伴生气处理工艺创新研究

石油化工行业本身具有高污染的特性，在生产的过程中，不可避免地会产生各类伴生气，如若伴生气处理不当，势必对大气造成污染，不仅影响了生态环境，而且威胁人们的身体健康。传统的石油化工伴生气处理方式主要有两种，一是对伴生气进行压缩处理，进而送到锅炉单元，充当燃料燃烧使用，二是直接将伴生气送到火炬单元，燃烧之后排放。伴生气只有燃烧得足够彻底，才能减少对环境的污染，而由于石油化工的伴生气成分较为复杂，包括氮气、丙烯、乙烷、乙烯等，通过传统的燃烧排放处理方式，对伴生气的处理效果不甚理想，燃烧得不够充分，易出现空气污染问题，难以满足当前环境保护大环境的社会形势需要，以及石油化工行业的发展需要，因而研究相关的新技术不仅尤为迫切，而且意义重大。

研究基于变压吸附技术的伴生气处理工艺，引入变压吸附技术，对维系进行分离处理，是对传统的伴生气处理工艺予以改进及创新。变压吸附分离主要利用气体混合物中的不同化合物和吸附剂之间的不同分子间力度进行气体分离处理，当混合气体穿过吸附床时，具有较强较强吸附力的化合物会被吸附住，而吸附力较弱的化合物则顺利穿过吸附床，如此以来，气体实现有效地分离。一般来说，吸附力较强的是有机化合物，因此有机化合物能被集中地分离出来，而惰性气体的吸附力较弱。根据吸附原理，我们知道，吸附剂的吸附容量与温度、压力息息相关，温度降低、壓力增大，则吸附的容量上升，反之则吸附容量降低。当吸附剂濒临饱和状态之时，需要进行一定的再生处理，这样才能保证吸附过程的连续完整。基于此，设计变压吸附流程，先是在压力较高的状态下吸附混合气体，进而降低压力予以再生处理，如此实现连续完整的吸附分离处理，得出较高浓度的有机化合物伴生气。当前不乏诸多石油化工企业因伴生气燃烧不充分，造成了环境污染的问题，着手对伴生气处理工艺予以改进创新，引进变压吸附技术，可对石化企业产生的伴生气进行分离处理。具体做法是在伴生气处理单元增设两个活性炭吸附罐，工作程序包括两个方面，一是将丙烯、富气等有机化合物送至回收系统予以回收，二是部分氮气经由放空管线进行放空，将部分氮气予以回收利用。两个活性炭吸附罐交替使用，当一个吸附罐濒临饱和状态时，则予以再生处理，同时切换线路，使用另外一个吸附罐进行吸附，保证伴生气分离处理操作的完整性、连续性。基于变压吸附技术的伴生气处理工艺创新成果具体流程如图一所示。

二 应用效果

将基于变压吸附技术的伴生气处理工艺创新成果应用到企业中，取得了较好的经济效益、生态效益和社会效益。首先对经济效益进行分析。变压吸附技术是一种新型的环保技术之一，其作用不仅在于解决石油化工的伴生气排放污染问题，而且能对伴生气中的可回收物料进行有效地回收利用，从而提升企业的经济效益。传统的伴生气处理方法中，由于大多伴生气的燃烧使用热值不达标，因而被直接送往火炬单元予以燃烧排放处理，如此一来，不但难以保证伴生气的燃烧质量，而且还会造成大量的物料损失，因而伴生气中仍旧含有大量可回收物料，这些物料得不到有效的回收利用，白白损失掉，相应地也提高了石化企业的生存成本。应用基于变压吸附技术的伴生气处理工艺，实现对有机化合物富气的回收，使之投入生产中，充当生产原料，以降低石化生产物耗损失，提升伴生气有机化合物的利用率，提升企业的经济效益。以某石化公司为例，在投入使用伴生气处理工艺创新成果后，每天可回收5吨丙烯，每年单是伴生气回收就创造了1400多万的经济效益。其次，对生态效益和社会效益进行分析。通过投入使用基于变压吸附技术的伴生气处理工艺创新成果，将石油化工企业生产中的伴生气进行吸附分离、回收利用，发现伴生气的回收效率得以大大提高。最后放空排放的伴生气含有大量氮气，而有机化合物的含量则少之又少，远远低于国家排放标准。因伴生气中的有机化合物含量得以减少，则无需再进行火炬燃烧，大大减少了石化企业生产中的环境污染因素，有效改善了企业周边的生态环境，具有突出的生态效益及社会效益。

三 结束语

当前环境保护的理念已日渐深入人心，石油化工行业作为一个高能耗、高污染的行业，应积极相应国家保护环境的号召，不断研究新技术、新工艺，降低行业对环境造成的污染。石油化工生产排放的伴生气是大气的主要污染物，历来备受关注，针对传统的伴生气处理工艺在伴生气处理方面的效果不甚理想这一现状，研究基于变压变压吸附技术的伴生气处理工艺创新成果，经实践证明，这一成果可为企业及社会带来较好的经济效益、生态效益和社会效益，具有较高的应用价值。