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罐区VOCs治理改造技术应用

随着我国工业化、城镇化的深入推进,经济快速发展和能源消耗的迅速攀升,中国的石油资源供应日趋紧张。同时油品在储运、生产过程中存在大量的油气挥发,给油气资源带来较大的损失,并很大程度的造成了环境污染。治理主要方法是安装罐顶联通气相管路和末端油气回收装置或其他处理技术,使油气回收处理装置后的尾气达标排放。安装罐顶联通管路系统,必须正确选用储罐保护的罐顶配置、合理设置氮封和各种保护配置的压力控制区间、稳妥做好群罐防火防爆的系统设计。

 

项目建设的背景

根据《大气污染防治行动计划》中“石化行业挥发性有机物综合整治方案”,中原油田某半成品油罐区、轻烃罐区需要增上VOCs治理设施。这些罐区在储运过程中会挥发产生大量油气,如果不进行有效的回收利用,一方面会造成较大的油气损失、减少经济效益,另一方面也会带来极大的环保问题及安全隐患。

目前中原油田某半成品油罐区最大呼气量为183.56m3/h,轻烃罐区最大呼气量为81.15m3/h,目前罐区没有进行回收,VOCs直接排入大气,不满足大气排放特别排放限值要求。

项目建设的必要性

为切实改善空气质量,大力推进石化行业对挥发性有机物(VOCs)的污染治理,根据《石化行业挥发性有机物综合整治方案》中“苯、甲苯、二甲苯等危险化学品应在内浮顶罐基础上安装油气回收装置等处理设施”;同时根据《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)中对大气污染物排放控制指标的要求,中原油田石化总厂半成品油罐区、轻烃罐区增上VOCs治理设施是非常有必要的。

工艺技术比较

目前,国内VOCs治理工艺技术主要有多种:活性炭吸附真空再生技术、膜分离法治理技术、冷凝法治理技术、氧化破坏类工艺、油气收集去低压瓦斯或加热炉焚烧技术等。

(1)回收工艺对比,列表如下

(2)项目工艺选择

通过对多种VOCs治理工艺的分析,采用罐顶气收集去低压瓦斯技术运行能耗低、维护量小、系统简单,可以有效的控制排放指标,是适合罐区呼吸气回收治理的工艺。

技术路线为:罐顶气收集-送低压瓦斯管网;拟将各罐区罐顶油气分别集中连通,经引风机升压后进低压瓦斯管网,并在此技术方案基础上优化完善。

罐顶气收集去低压瓦斯工艺技术方案

(1)罐顶呼吸气收集系统

罐顶油气回收系统将所有的储罐通过管路连接,为了保证罐区的安全需要在所有储罐合理设置氮气密封系统,在罐顶出口处加装阻火器(阻爆轰型)和切断阀。同时需要在罐顶设置呼吸阀和安全泄压设施。

(2)VOCs治理工艺原理及流程

为便于将罐区的呼吸气需保留储罐顶呼吸阀,完善氮气密封系统,将每个储罐区分成不同的连通罐组,每个罐设置一套氮封系统对储罐补氮。

罐顶油气通过各储罐油气支管上的切断阀、阻火器进入油气总管。为保证油气的输送,油气主管线上配置变频控制的油气输送风机,风机出口去低压瓦斯收集系统。

风机启停和出口切断阀与风机进口压力、风机进口氧含量、风机出口压力、风机出口温度连锁,保护VOCs治理系统正常运行。

回收系统风机前设置分液罐,可以起到分液作用,回收管线各低点排液进入分液罐,罐内凝液通过氮气压送至指定的罐。

(3)安全措施

①对罐区储罐增设氮封设施,保证各罐区氮封系统的合理设置及有效运行。

②相同油品储罐之间设置有气相联通管道,每台储罐油气出口均设置管道阻爆型阻火器,材质选用不锈钢。阻火器选用阻火性能良好的产品,须通过现行的ISO16852国标标准和GB/T13347规定的测试要求,并出具第三方试验验证文件且阻力降不应大于0.3KPa。

③在储罐油气出口(引风机入口远端)安装氧气在线检测仪器,同时将氧气在线检测器与风机出口管道控制阀门连锁,当氧含量达到高浓度值时报警,连锁关闭引风机,同时向系统补充氮气,直至检测指标达到设定要求。氧含量监测信号引入控制室,以便实时监测。控制室设氧含量超标报警仪。

  

 

综上所述,罐顶油气收集去低压瓦斯工艺可行,满足相关标准规范,项目改造实施后,正常情况下能够实现零排放,减少对环境的污染,满足大气污染物特别排放限值要求(非甲烷总烃去除效率≥97%)。故本次设计选用“罐顶气收集去低压瓦斯工艺技术方案”。