乙烯厂汽油加氢装置烧焦尾气VOCs治理实践浅析

刘 猛 张学智 段 文

（1. 北京乐文科技发展有限公司，北京 102488；2. 中国石油兰州石化公司，甘肃 兰州 730060）

0 引言

乙烯装置的汽油加氢装置的催化剂在经过长期使用后，为保证催化剂活性，需利用高温空气氧化烧焦进行再生。按照以往操作，烧焦尾气在经过冷却水冷却后，液相被送入污水处理厂，废气直接排放至大气。经冷却水冷却后废气仍然有150～180℃，在空气中冷却后，夹杂的可冷却成分（如烃类）冷却飘落在排放口附近，造成大面积严重污染，并且散发出恶臭气味。

PM2.5、雾霾、VOCs等大气污染问题越来越收到广泛关注，行政监管及环保立法逐渐严格和完善，同时挥发性有机物（VOCs）污染防治工作也是国家环保治理的重要任务之一。关于VOCs治理方面，国家颁布了一系列标准，例如：GB 31570--2015《石油炼制工业污染物排放标准》，GB 31571--2015《石油化学工业污染物排放标准》等。

为此，北京乐文科技发展有限公司专门设计了“药剂吸收+深度冷凝吸附”处理工艺，来处理乙烯装置在烧焦期间产生的废气，减少VOCs污染物排放，从而达到净化气体、减少污染物排放、营造良好的绿色环保的工作环境的目的，于2021年在兰州石化公司乙烯装置应用，效果良好。

1 烧焦尾气工艺介绍

以乙烯车间汽油加氢装置为例：

汽油加氢装置停工期间对反应器（如表1所示）一般采用空气/蒸汽混合加热工艺进行烧焦处置（如图1所示），期间烧焦气中含有烃类等VOCs，硫化氢、二氧化硫、三氧化硫等有毒有害物质（如表2所示），计划烧焦时间合计168h（一段二段各84h），尾气流量约60m3/h，合计约10000m3。

表1 烧焦设备明细表

表2 治理前烧焦尾气主要污染物极值

图1 烧焦再生曲线

2 烧焦过程中VOCs治理工艺

在汽油加氢装置反应器烧焦过程中，将烧焦尾气从排放口接临时管线引入冷却器中，此步骤在氮气汽提阶段可将烧焦尾气温度降至90℃以下，在引入蒸汽后可将烧焦尾气温度降至50℃以下。

冷却之后介质经过分液罐，其中冷凝下的液相（显酸性，pH值2-3）会排放中和，中和后的液相排放至污水处理系统；未冷凝的气相先后经过药剂吸收撬。此时烧焦尾气中90%以上VOCs成分已经被吸收。

剩余气体再经过深冷吸附撬后，达到排放合格标准，排入大气。

3 治理效果

经过治理后效果（如表3所示）。

表3 治理效果分析表

从上述治理分析数据看，此套VOCs治理工艺，可以应对反应器烧焦尾气的VOCs治理，经过处理之后废气排放口周围污染物环境VOCs≤112mg/m3，硫化氢为0，臭气浓度≤700，现场无异味。

此套VOC治理设备治理效果明显，由于烧焦尾气通过此套VOC治理设备得到充分吸收吸附，使烧焦尾气排放达到无害化、资源化、环保化，符合国家对废气的排放要求。

4 改进建议

该治理设备通过实际运行能满足尾气治理要求，但需要注意：

（1）因烧焦尾气温度高、腐蚀性大，一般设备难以承受，因此，需考虑治理设备的耐温、防腐问题，以及对应的安全措施；

（2）氮气汽提过程中，温度在空冷中难以降下，且氮气降温后仍然会造成后路压力升高，易造成憋压，可以将设备管路进行升级改造，增大管径，同时延长气相在空冷及药剂吸收撬内的停留时间；

（3）因反应器烧焦尾气呈现酸性，在设备中冷凝后，易造成腐蚀，可以提升设备材质，使其耐酸腐蚀，也可在烧焦尾气出口与VOCs治理设备相连接处增加注缓蚀剂、碱液设备，来减缓酸性介质对设备的腐蚀；

（4）处理过程中的液相，也会产生恶臭等气味，因此需保证整个过程中液相的密闭处理及排放，同时在液相中加入相应的除臭剂。

5 结语

通过VOCs治理设备很好的解决了加氢反应器烧焦时VOC气体处理这一难题，该VOCs治理技术在国内VOCs治理行业处于领先地位，且首次应用到反应器烧焦尾气治理工况中来，这也为以后类似烧焦问题指明了方向，具有很大的推广及研究价值。

除应用于烧焦尾气工况外，通过适当改进还可以应用到装置停工蒸汽吹扫阶段VOCs治理、氨及氨气吸收治理等多个工况条件下。此技术如全面推广，必将会对稳定生产、环境治理起到积极作用。