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編 輯 | 化工活動家

來 源 | 海南煉化  煉油技術與工程

作 者 | 馬獻波

關鍵詞 | 苯乙烯  焦油  綜合利用

共 2476 字 | 建議閱讀時間 11 分鐘

導 讀

在石化產品的生產制造及使用過程中會產生大量的揮發性有機物（VOCs），隨之使得大氣中顆粒物和臭氧的濃度得以增加，導致灰霾等大氣污染問題頻頻發生。因此，2014年12月5日，環境保護部發布了《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》，該方案指出：全面開展石化行業VOCs綜合整治，大幅減少石化行業VOCs排放，促進環境空氣質量改善。嚴格控制工藝廢氣排放、生產設備密封點泄漏、儲罐和裝卸過程揮發損失等環節及非正常工況排污。通過實施工藝改進、生產環節密閉性改造、設備泄漏檢測與修復（LDAR）、罐型和裝卸方式改進等措施，從源頭減少VOCs的泄漏排放；對具有回收價值的工藝廢氣、儲罐揮發氣和裝卸廢氣進行回收利用；對難以回收利用的廢氣按照相關要求處理。

按要求，到2017年，全國石化行業需基本完成VOCs綜合整治工作，建成VOCs監測監控體系，滿足國家及地方的達標排放和環境質量要求。根據GB 31571-2015《石油化學工業污染物排放標準》的相關規定，油氣中污染物的排放指標需滿足表1的規定。

該方案同時還指出：揮發性有機液體儲存設施應在符合安全等相關規范的前提下，采用壓力罐、低溫罐、高效密封的浮頂罐或安裝頂空聯通置換油氣回收裝置的拱頂罐，其中苯、甲苯、二甲苯等危險化學品應在內浮頂罐基礎上安裝油氣回收裝置等處理設施。

本文中煉油廠芳烴中間罐區T-551/552/553/554均采用內浮頂的拱頂罐，主要存儲苯、甲苯、二甲苯，均為有毒的有機化合物，苯為劇毒致癌物質，甲苯的毒性主要影響中樞神經系統功能，二甲苯的毒性主要表現為腎、生殖和神經毒性。由于苯、甲苯、二甲苯易揮發，毒性大，因此揮發到空氣中不僅污染空氣，也對現場操作人員的健康危害極大，帶來很大的安全隱患。此外，芳烴類產品的大量揮發也會造成能源浪費，造成經濟損失。因此，按照環保部要求需要增加油氣回收設施。1套完整的油氣回收系統包括油氣收集系統和油氣回收系統兩部分，下面分別從兩部分詳細介紹。

油氣回收工藝流程簡介

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油氣收集部分流程簡介

芳烴聯合裝置中間罐區現有4座5×103m3內浮頂罐，設有氮封裝置，存儲介質為苯、甲苯、二甲苯。當芳烴介質由罐內外送時，儲罐呼吸閥啟動，雖然有內浮盤，但因介質的特殊性液面處仍然是氣液兩相共存。隨著罐內介質外送，罐內液面蒸氣壓因罐內氣液體積比加大而降低，介質蒸發量加大。儲罐內的苯類液體表面一直存在著氣體揮發，一旦氣溫變化或有介質外送等情況，會出現芳烴類氣體揮發量加大，罐上部氣體空間壓力加大，超出罐頂部呼吸閥的開啟正壓時，芳烴氣體就排出罐外。本文正是探討回收這部分氣體。

為進行油氣收集，在4座儲罐罐頂透光口處，增設管嘴及單向呼吸閥，開啟壓力為500Pa；各儲罐VOCs氣相支線靠近儲罐位置設置防爆轟型阻火器，阻火器兩端設置切斷閥和金屬軟管；為了保持壓力平衡，避免單一儲罐進料壓力升高而導致風機頻繁啟停和儲罐壓力震蕩的情況，油氣支管匯入油氣聯通管道，聯通管設置氣動切斷閥。4座儲罐的罐頂油氣收集匯總后進入油氣分液罐。氣動切斷閥UV-01/02/03/04選型均為氣動開關球閥，能夠實現遠程開關。罐區油氣收集流程如圖1所示。

2

油氣回收部分流程簡介

油氣回收部分新增1臺油氣分液罐（V-501），2臺液環鼓風機（K-556A/B，各配1臺變頻器），1臺污油泵（111-P-555）及其配套設施。

自罐區來的混合油氣首先進入油氣分液罐進行油氣分離，液態油分離到分液罐底部，經污油泵送入附近污油管線；頂部油氣經鼓風機送入低壓廢氣管網；當氧氣含量高時，油氣通過罐頂放空閥UV-11排入吸附罐（D-01），吸附罐內采用活性炭進行吸附，對苯及其他烴類吸附效率達99.5%以上，吸附后再排入大氣中。分液罐配備氮氣保護系統，氮氣來自廠區氮氣管網。

考慮到回收油氣需要避免氧氣進入，以免達到爆炸極限發生閃爆，油氣分液罐氣相設置2臺氧含量在線監測儀表AT-11/12，監控分液罐上部氧氣濃度，同時在液環鼓風機出口總管（油氣去低壓管網總線）上也要設置1臺氧含量在線監測儀表AT-13。3臺氧分析儀與分液罐頂放空閥（UV-11）、氮氣線控制閥（UV-17）、分液罐入口閥（UV-12）、風機（K-556A/B）及風機出口閥（XV-14/15）、油氣至低壓管網總線切斷閥進行聯鎖，以確保油氣輸送的安全性。油氣回收流程如圖2所示。

控制方案設計

2

油氣總線壓力控制方案設計

罐區油氣匯總后，總管管線進油氣分液罐的管線上新增1臺壓力變送器（PT-16）和1臺氣動切斷閥（UV-12），當檢測壓力升到1.3kPa時開UV-12閥，油氣進入油氣分液罐，當壓力降到0.3kPa時關UV-12閥，并觸發油氣回收裝置停運。油氣總線壓力控制邏輯如圖3所示。

圖3所示邏輯中，關閉UV-12閥的條件有三個：DCS或現場操作柱一鍵切斷關閥；3臺氧分析儀中任意1臺檢測值不小于2%；進油氣分液罐總管壓力不大于0.3kPa。打開UV-12閥的條件有兩個：DCS遠程手動復位；進油氣分液罐總管壓力不小于1.3kPa。

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氧含量分析的控制方案設計

油氣分液罐氣相處設置2臺氧含量分析儀AT-11/12，在液環鼓風機出口總管上設置1臺氧含量分析儀AT-13，當3臺中任1臺測得氧體積分數超過2%時，聯鎖打開油氣分液罐放空閥和氮氣線控制閥，關閉油氣分液罐入口處閥，停風機K-556A/B，并關閉火炬線的氣動切斷閥。氧含量分析控制邏輯如圖4所示。

圖4所示邏輯中，關閉UV-11閥和UV-17閥的條件有2個：DCS或現場操作柱一鍵操作緊急停泵關閥；DCS遠程手動復位（聯鎖發生時不允許手動復位關閥）。打開UV-11閥和UV-17閥的條件是：3臺氧分析儀中任意1臺的檢測值不小于2%。

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油氣分液罐頂壓力控制方案設計

油氣分液罐頂設置1臺放空閥和1臺壓力變送器PT-11，在油氣中氧含量正常的前提下，當壓力升高至1.3kPa時，風機K-556A/B調至額定頻率；壓力降到0.6kPa時，風機頻率調至30%；壓力低于0.3kPa時，風機停運，并關閉UV13閥。分液罐頂壓力控制邏輯如圖5所示。

圖5所示邏輯中，停風機K-556A/B并同時關出口電動閥XV-14和XV-15的條件有6個：DCS或現場操作柱一鍵操作緊急停泵關閥；3臺氧分析儀中任意1臺檢測值不小于2%；油氣分液罐壓力低于0.3kPa；風機出口總管壓力高于0.2mPa；風機出口總管溫度高于90℃；DCS手動停風機。為安全起見，聯鎖發生后經操作人員手動復位后才可現場啟泵。

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油氣去低壓廢氣管網總管控制方案設計

2臺風機出口管線匯合的總管上安裝1臺一體化溫度變送器（TT-14），1臺智能壓力變送器（PT-14），1臺氣動切斷閥（UV-13），1臺氧含量分析儀AT-13。當PT-14示值大于200kPa或TT-14示值大于90℃，則2臺風機都停運，并關閉XV-14閥和XV-15閥。

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分液罐液位控制方案設計

V-501罐罐底污油抽出線接污油泵P-555入口，泵出口設置1臺電動開關閥（XV-16）。罐體下部液相部分設置雙法蘭液位差壓變送器（LT-11）監測液位，液位低于10%時聯鎖停P-555泵并關閉泵出口XV-16閥，液位高于85%時聯鎖啟泵P-555并打開泵出口XV-16閥。

安全方案設計

1）油氣回收系統急停設置。在風機K-556A/B附近安裝防爆操作柱一個，操作柱上安裝現場急停按鈕，在控制室設置該系統一鍵切斷按鈕，當有火災報警或其他緊急情況出現時，現場和中控室都可一鍵切斷油氣回收系統所有閥門、風機和污油泵。

 

2）可燃/有毒氣體檢測器設置。設置9臺可燃/有毒氣體檢測器，其中1臺可燃（甲苯/二甲苯）氣體檢測器，另8臺有毒（苯）氣體檢測器，并在液環鼓風機附近安裝現場聲光報警器1個，當任一臺檢測器高高報警時，現場聲光報警器動作。

 

3）氧含量分析儀設置。氧含量分析儀常見種類有磁氧分析儀和激光氧分析儀，磁氧分析儀價格相對便宜，但需考慮排放和放空；激光分析儀價格相對貴，但測量不受水分和一些氣體濃度的影響，采用原位安裝省掉了采樣和預處理過程，更加的方便簡潔，精度更高。由于該芳烴罐區油氣回收介質中含苯，無法進行密閉排放，因此選擇激光氧分析儀。

 

4）開關閥設置。共設置了7臺氣動開關球閥，3臺電動閘閥。4個儲罐油氣收集支管、混合油氣進分液罐管線、分液罐頂放空線、油氣進低壓廢氣管網管線設置氣動球閥，共4臺。1臺污油泵和2臺風機出口管線各設置1臺電動開關閘閥。

 

5）控制系統。罐區原有儀表信號已接入DCS中，本次新增儀表信號利用原系統，使用原卡件備用通道或增加新卡件進行擴容。該項目新增的壓力變送器、氣動開關閥信號、雙法蘭液位變送器、氧含量分析儀、溫度變送器、泵的狀態、啟泵停泵信號和風機的故障、運行、頻率指示、頻率調節信號全部接入芳烴聯合裝置現有的DCS中，通過組態實現油氣回收系統的控制。

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? 姜老師 18842804820

本日文末福利：《油氣儲運工程設計》

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整理： 化工活動家

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