石化裂解气废气处理综合方案

石化裂解气废气处理综合方案

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网易

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https://m.163.com/dy/article/JPQQ068J0556AEXR.html

石化裂解气是石油加工过程中产生的复杂混合气体，其主要成分包括烃类物质、气体杂质和其他有机物。随着环保要求的不断提高，如何有效处理这些废气成为了一个重要的课题。本文将从废气处理方法、排放标准、实际应用案例以及最新技术进展等多个维度，为您详细介绍石化裂解气废气处理的综合方案。

石化裂解气的主要成分

石化裂解气是石油加工过程中产生的复杂混合气体，主要成分包括：

1. 烃类物质：以C1-C5的烷烃和烯烃为主，其中乙烯（含量最高）、丙烯、丁烯、丁二烯等不饱和烃占比显著，是化工原料的重要来源。
2. 气体杂质：氢气（H₂）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO₂）、硫化氢（H₂S）及少量氮气（N₂）。
3. 其他成分：可能含有苯、甲苯、二甲苯等苯系物，以及微量炔烃、硫化物和颗粒物（如炭黑）。

• 典型组成示例：某项目中裂解气含甲烷（10%）、乙烷（3-5%）、丙烷（16-20%）、丁烷（42-46%）等；废轮胎裂解气中乙烯占比可达20-30%。

废气处理常用方法及技术组合

根据废气浓度、成分及排放要求，处理方法可分为物理、化学及生物技术，实际应用中多采用组合工艺。

1. 物理法

• 吸附法：活性炭或分子筛吸附低浓度VOCs，适用于大风量废气，成本低但需定期更换吸附剂。
• 冷凝法：通过降温分离高沸点有机物（如C5+烃类），常作为预处理手段。
• 膜分离：选择性分离高浓度废气中的特定组分，能耗较高但效率显著。

2. 化学法

• 催化燃烧：在催化剂作用下氧化分解有机物（如VOCs），反应温度低（200-400℃），适用于高浓度废气，处理效率＞95%。
• 热力燃烧：直接燃烧可燃气体（如裂解气回用为燃料），需控制NOx生成，常结合低氮燃烧技术。
• 湿法脱硫：采用碱液吸收H₂S，脱硫效率可达84%以上，是处理含硫废气的核心步骤。

3. 生物法
   利用微生物降解低浓度有机污染物（如苯系物），运行成本低但处理周期较长。

4. 组合工艺

• 典型流程
  “布袋除尘（去除颗粒物）→ 湿法脱硫（处理H₂S）→ 低氮燃烧/SCR脱硝（控制NOx）→ 二次燃烧（彻底分解有机物）→ 骤冷（降温）→ 活性炭吸附（末端净化）”。

• 案例应用：舟山海奥项目采用上述组合工艺，非甲烷总烃去除率＞99%。

排放标准与环保法规

1. 国家标准

• 非甲烷总烃（NMHC）
• 有组织排放：石油化工行业要求去除效率≥95%（一般地区）或≥97%（特别排放限值地区）。
• 无组织排放：厂界浓度限值≤4.0 mg/m³（GB 37822-2019）。
• 硫化物：H₂S排放执行《恶臭污染物排放标准》（GB 14554-93），厂界浓度限值≤0.06 mg/m³。
• 苯系物：苯≤12 mg/m³，甲苯≤40 mg/m³，二甲苯≤70 mg/m³（GB 16297）。

1. 行业标准

• 《石油化学工业污染物排放标准》（GB 31571-2015）：明确VOCs、硫化氢等限值，要求废气收集系统覆盖率≥90%。
• 《橡胶制品工业污染物排放标准》（GB 27632-2011）：针对废轮胎裂解项目，颗粒物排放限值≤20 mg/m³。

2. 地方标准

• 如北京《炼油与石油化工大气污染物排放标准》（DB11/447-2007）要求非甲烷总烃≤80 mg/m³。

实际应用案例分析

1. 废轮胎裂解气处理

• 工艺：裂解气经水封净化后回用为燃料，剩余废气通过“低氮燃烧+湿法脱硫+活性炭吸附”处理，非甲烷总烃排放浓度＜10 mg/m³。
• 效果：贵州省某项目采用该工艺，废气排放满足GB 31571-2015和DB52/864-2013要求。

2. 炼油厂催化裂化废气治理

• 流程：密闭收集→冷却凝结→催化燃烧，VOCs去除率＞98%，苯系物浓度＜1 mg/m³。

3. 石化厂临氧裂解技术

• 创新点：区块式反应装置通过分区控制浓度低于爆炸极限，实现安全高效处理。已应用于50余家企业，累计减排废气13.5亿立方米。

最新技术进展

1. 低氮燃烧优化

• 采用二次燃烧室还原NOx，结合SCR脱硝，烟气中NOx浓度可降至120 mg/m³以下。

2. 高收率烯烃催化裂解（OCC）

• 中国石化开发的OCC技术可将C4/C5副产物高效转化为乙烯、丙烯，碳排放降低30%，获国际奖项认可。

3. 原油直接裂解技术

• 中国石化成功试验原油蒸汽裂解制乙烯，突破传统炼化分离流程，减少中间环节污染。

4. 智能监控系统

• PLC自动化控制与在线监测技术结合，实现废气处理过程实时优化，如兰宝环保的活性炭纤维吸附-冷凝回收系统。

挑战与趋势

1. 技术难点

• 多组分废气协同处理（如VOCs与H₂S共存）。
• 高湿度、高颗粒物条件对吸附/催化材料的寿命影响。

2. 发展方向

• 资源化利用：将裂解气转化为化工原料（如乙烯回用）。
• 低碳工艺：推广电加热裂解、生物催化等清洁技术。
• 标准化设计：针对不同原料（废塑料、废轮胎）制定差异化处理方案。

通过以上多维度的分析，石化裂解气废气处理需结合成分特性、技术可行性与法规要求，形成“源头控制-过程净化-末端治理”的全链条解决方案，以实现环境效益与经济效益的平衡。