苯乙烯储罐区废气处理技术及规范

一、苯乙烯储罐区废气处理技术及规范来源

苯乙烯储罐区废气处理技术及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、苯乙烯储罐区废气处理技术及规范技术

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。苯乙烯储罐区废气处理技术及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、苯乙烯储罐区废气处理技术及规范设备原理：

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、苯乙烯储罐区废气处理技术及规范设备特点

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，苯乙烯储罐区废气处理技术及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、苯乙烯储罐区废气处理来源

苯乙烯是用苯取代乙烯的一个氢原子形成的有机化合物，乙烯基的电子与苯环共轭，不溶于水，溶于乙醇、乙醚中，暴露于空气中逐渐发生聚合及氧化。工业上是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体。

1.1苯乙烯储罐大呼吸气

粗苯储罐大呼吸是指储罐进行收发作业时的呼吸。储罐进料时，由于液面逐渐升高，罐内气体空间逐渐减小，压力增大，当压力超过呼吸阀控制压力时，一定浓度的蒸汽开始从呼吸阀呼出，直到储罐停止收料；储罐发料时，由于液面不断降低，罐内气体空间逐渐增大，压力减小，当压力小于呼吸阀控制真空度时，储罐开始呼入新鲜空气，由于液面上方空间蒸气没有达到饱和，促使蒸发加快，使其重新达到饱和，当罐内压力再次上升，部分蒸气从呼吸阀呼出。在这个“呼吸”过程中造成的VOCs损耗为大呼吸损耗。

1.2 焦化厂粗苯储罐小呼吸气

粗苯储罐的小呼吸是指储罐在静止储存的情况下，白天受太阳辐射使油温升高，引起上部空间气体膨胀和油面蒸发加剧，罐内压力随之升高，当压力达到呼吸阀允许值时，蒸汽就逸出罐外造成损耗。夜晚气温下降使罐内气体收缩，油气凝结，罐内压力随之下降，当压力降到呼吸阀允许真空值时，空气进入罐内，使气体空间的油气浓度降低，在这个排出蒸气和吸入空气的过程造成的VOCs损失，叫小呼吸损耗。

二、苯乙烯储罐废气特点

苯乙烯罐区气体具有流量小，浓度高的特点。要根据罐内压强变化间歇性工作，对苯乙烯成分进行处理。

三、苯乙烯储罐废气治理方法

苯乙烯储罐的大呼吸排放来源于储罐进料过程，废气流量跟进出料泵的流量相关，小呼吸为因温度变化储罐内的气体体积膨胀而呼出的废气量。装车过程排放的机油气采用蒸气平衡系统。

2.1 苯乙烯储罐废气收集

储罐收油过程中，罐顶呼出的油气收集到油气集合管输送至油气回收设施进行处理，处理后合格尾气直接排放，回收到的油气凝结液直接送至苯罐区进行回收处理。

2.3 苯乙烯储罐废气处理设备

(1)催化燃烧综合法通过两种净化工艺设备的组合，使大风量、低浓度的VOCs废气变为小风量、中高浓度的有机废气进行净化处理。通过控制，可使脱附后气流中的有机物浓度较吸附操作时提高10倍以上，而脱附气流量仅为总排风量的1/20～1/10[5]。由于高浓度VOCs适用于催化燃烧净化，而燃烧产生的热量可用来脱附，所以能源消耗低，运行成本低。

(2)催化剂采用以堇青石蜂窝陶瓷体负载贵金属Pd、Pt的KMF-12A型催化剂，气体流动阻力小、反应起始温度低、活性高、空速适应范围宽。当烃类等有机物浓度在2000～8000mg/m3、空速10,000～30,000h-1、反应气入口温度180℃～300℃的条件下，净化效果≥98%。耐热性能好，可耐受900℃高温的短时期冲击。使用寿命长，一般不少于7200h。