李立宏，李建雷，梁偉，王琨

芳烴原料罐區(qū)有機(jī)氣體回收裝置運(yùn)行問題初探與分析

李立宏1，李建雷2，梁偉2，王琨2

（1.黑龍江省化工研究院，黑龍江哈爾濱150078；2.四川石化有限責(zé)任公司，四川彭州611930）

本文介紹了四川石化65萬t·a-1對(duì)二甲苯芳烴聯(lián)合裝置配套芳烴原料罐區(qū)有機(jī)氣體回收裝置工藝流程簡述，主要控制指標(biāo)、運(yùn)行狀態(tài)以及運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題分析及應(yīng)對(duì)措施。裝置運(yùn)行半年來，操作穩(wěn)定，外排氣體烴含量小于35×10-6，遠(yuǎn)低于國家設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到安全環(huán)保要求。

油氣回收；外排氣；安全環(huán)保

芳烴原料罐區(qū)是中國石油集團(tuán)公司四川石化分公司65萬t·a-1對(duì)二甲苯芳烴聯(lián)合裝置的配套罐區(qū)。共有15臺(tái)內(nèi)浮頂式儲(chǔ)罐，容積3.91×104m3，儲(chǔ)存的物料分別為：環(huán)丁砜、混合芳烴、對(duì)二乙基苯、苯、甲苯、對(duì)二甲苯和鄰二甲苯等。

1 概述

芳烴原料罐區(qū)油氣回收裝置，采用國際先進(jìn)的膜分離工藝技術(shù)，用以吸收儲(chǔ)罐呼吸產(chǎn)生的有害氣體，使其通過該裝置后排入大氣的氣體滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-1996的要求。

膜是一種特殊的高分子聚合物，在壓力的推動(dòng)下，不同的氣體分子在透過膜時(shí)，透過速率不同，這一特點(diǎn)被稱為選擇性透過。

有機(jī)氣體與N2的混合氣，在一定的壓差推動(dòng)下，在透過膜時(shí)，混合氣中的有機(jī)氣體優(yōu)先透過膜而得以富集回收，而惰性氣體等則被選擇性的截留阻隔，從而實(shí)現(xiàn)了兩種氣體的分離。

膜分離回收技術(shù)的基本原理就是利用了膜對(duì)有機(jī)氣體（VOC）的優(yōu)先透過性的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)氣體的回收。

2 工藝描述

主要的工藝過程：壓縮-冷凝-膜分離-變壓吸附，核心在于有機(jī)氣體分離膜。系統(tǒng)由有機(jī)氣回收單元（VRU）和排放氣凈化單元（PSA）組成。

由于儲(chǔ)罐浮盤密封不嚴(yán)密，為了防止有機(jī)氣體排放到空氣中而造成的環(huán)境污染，對(duì)內(nèi)浮頂上部采用氮封措施。

當(dāng)貯罐進(jìn)料時(shí)，內(nèi)浮頂上移，內(nèi)浮頂上部空間的壓力升高。當(dāng)達(dá)到設(shè)定高點(diǎn)時(shí)，開閥排氣，浮盤上部的有機(jī)氣體和N2的混合氣體被頂出貯罐，匯入排放氣收集總管內(nèi)。當(dāng)排放氣總管的壓力達(dá)到設(shè)定的高值時(shí)，排放氣處理裝置啟動(dòng)；當(dāng)總管的壓力下降到設(shè)定低值時(shí)，排放氣處理裝置停止工作。

進(jìn)入處理裝置中的混合氣，經(jīng)螺桿壓縮機(jī)增壓至0.47 MPa。壓縮后的氣體/密封液經(jīng)壓縮機(jī)后冷器冷卻到45℃以下進(jìn)入分液罐。在分液罐內(nèi)，氣液分離后的液體在壓力的作用下返回罐區(qū)；氣相部分進(jìn)入膜分離器。

膜分離器由兩組膜組件構(gòu)成，并聯(lián)安裝于管路上的。真空泵在膜的滲透?jìng)?cè)產(chǎn)生真空，以提高膜分離的效率。膜分離器將混合氣分離成兩股，一股為含烴量減小的截留氣體，在這股氣流中，氣體得到凈化，氣體中主要成份為N2。另一股為烴類得到富集的滲透氣體。

經(jīng)膜分離凈化后的氣體，進(jìn)入吸附器進(jìn)一步脫除其中的有機(jī)組分。吸附器由兩臺(tái)組成，每臺(tái)裝填有專用吸附劑。兩臺(tái)吸附器按程序自動(dòng)交替工作，一臺(tái)吸附，另一臺(tái)再生，保證系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行。吸附劑的再生是利用真空實(shí)現(xiàn)的。

經(jīng)吸附器凈化的氮?dú)猓袃蓚€(gè)去向：（1）直接高空排放；（2）返回罐區(qū)氮?dú)夤芫W(wǎng)，循環(huán)使用。

3 運(yùn)行問題及應(yīng)對(duì)措施

3.1 壓縮機(jī)不能正常啟動(dòng)

裝置電控發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)后,壓縮機(jī)超過啟機(jī)時(shí)間后未運(yùn)行。檢查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)壓縮機(jī)操作柱置于就地位置，電控條件要求置于遠(yuǎn)傳位置。將壓縮機(jī)現(xiàn)場(chǎng)操作柱打到遠(yuǎn)傳后，設(shè)備正常啟動(dòng)運(yùn)行。

為防止此類問題再度發(fā)生，將油氣回收裝置現(xiàn)場(chǎng)所有的操作柱都加上能量鎖，防止誤操作。巡檢時(shí)加強(qiáng)對(duì)操作柱上按鈕所處位置的檢查，發(fā)現(xiàn)和操作要求不符時(shí)，及時(shí)更正。

3.2 儲(chǔ)罐壓力正常時(shí)裝置長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)

開工初期系統(tǒng)設(shè)置的啟動(dòng)壓力為35mm水柱，停止壓力為30mm水柱。運(yùn)行一段后發(fā)現(xiàn)，由于壓縮機(jī)入口有壓力補(bǔ)償閥的原因，造成入口壓力降低后，將壓縮機(jī)出口氣量返回到入口，從而增加了裝置運(yùn)行時(shí)間和能耗。

通過將系統(tǒng)停止壓力設(shè)置為35mm水柱，極大地減少了系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，有效地提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

3.3 優(yōu)化儲(chǔ)罐泄放壓力

儲(chǔ)罐至油氣回收泄放壓力設(shè)計(jì)值為800Pa，關(guān)閉壓力設(shè)計(jì)值為500Pa。對(duì)于體積較小，且經(jīng)常進(jìn)出物料的儲(chǔ)罐，壓力波動(dòng)較大，閥門開啟頻繁，進(jìn)而造成整套油氣回收裝置頻繁啟動(dòng)，日均啟動(dòng)次數(shù)約20次。

調(diào)整后排放壓力設(shè)定為900Pa，關(guān)閉壓力為設(shè)定300Pa，各儲(chǔ)罐壓力變化明顯平穩(wěn)，裝置啟動(dòng)次數(shù)明顯減少，有效降低能耗。

表1 裝置日啟動(dòng)次數(shù)Tab.1Daily running frequency

3.4 儲(chǔ)罐壓力波動(dòng)大

儲(chǔ)罐氮封壓力過自立式調(diào)節(jié)閥控制，起初控制在250Pa。儲(chǔ)罐的氮封壓力受氣溫影響明顯，在白天中午氣溫高時(shí)壓力高，晚上溫度低時(shí)壓力低。由于氮封壓力控制過低，在夜晚補(bǔ)N2量大，且白天時(shí)壓力波動(dòng)大。

更改氮封控制壓力為350Pa，壓力波動(dòng)見圖1，明顯好轉(zhuǎn)。

圖1 氮封控制壓力和儲(chǔ)罐壓力關(guān)系Fig.1Relationship of Nitrogen sealed pressure and tank pressure

3.5 N2放空量大

回收N2返回0.4MPa管網(wǎng)，由于中午時(shí)刻氣溫高，罐區(qū)管網(wǎng)壓力高。大量的N2放空，造成極大的浪費(fèi)，同時(shí)產(chǎn)生噪音。因此，本裝置正積極推進(jìn)氮?dú)夥趴赵黾酉羝骱驮黾拥獨(dú)饣厥諆?chǔ)罐的工作。通過這兩項(xiàng)技改，分離的氮?dú)饽艹浞只厥绽谩?/p>

4 結(jié)語

芳烴原料罐區(qū)有機(jī)氣體回收裝置自2013年9月運(yùn)行以來，基本實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作，操作工勞動(dòng)強(qiáng)度明顯下降。裝置運(yùn)行半年多時(shí)間，外排氣中烴含量低于35×10-6，遠(yuǎn)低于國家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，裝置運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)安全、綠色、環(huán)保。

Discussion and analysis on organic gas recovery device on aromatics tank

LI Li-hong1，LI Jian-lei2，LIANG wei2，WANGKun2
（1.Heilongjiang Institute of Chemical Engineering,Harbin 150078,China；2.Sichuan Petrochemical of PetroChina，Pengzhou 611930，China）

The organic gas recovery device on aromatics tank for 650,000t·a-1 paraxylene aromatic hydrocarbons device was introduced.The main indexes,running state,problems and solutions were analyzed.The device ran stable for half of the year.The hydrocarbon content of exhaust gas is less than 35×10-6,which is way below national standard,meets the environmental safety requires.

oil and gas recovery；venting；safety and environmental protection

TE992.1

A

1002-1124（2014）11-0048-02

2014-07-08

李立宏（1979-），男，工程師，2005年畢業(yè)于東北石油大學(xué)（原大慶石油學(xué)院），化學(xué)工程與工藝專業(yè)，大學(xué)本科，現(xiàn)在黑龍江省化工研究院環(huán)評(píng)中心從事環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。