姚刚,齐兆焜,孙友文,石勇,韩强
(兖矿新疆煤化工有限公司,新疆 乌鲁木齐831408)
[摘 要]兖矿新疆煤化工有限公司600 kt/a醇氨联产装置之300 kt/a甲醇装置共有9台甲醇储罐,其顶部呼吸阀排放气中的甲醇含量较高,直接排入大气不仅形成VOCs污染,而且造成极大的资源浪费。为此,兖矿新疆煤化工结合生产实际采用水洗分离法对甲醇储罐呼吸阀排放气进行VOCs治理,甲醇储罐呼吸阀排放气经洗涤吸收后,最终排放气实现了达标排放,每年可回收甲醇储罐排放气中的甲醇约441.9 t,VOCs治理取得了明显的环境效益和经济效益。
[关键词]甲醇储罐;呼吸阀排放气;甲醇含量;VOCs治理;治理方案;水洗分离法;治理效果
[中图分类号]TQ223.12+1 [文献标志码]B [文章编号] 1004-9932(2020)03-0041-03
0 引 言
兖矿新疆煤化工有限公司(简称兖矿新疆煤化工)600 kt/a醇氨联产装置设计产能为300 kt/a甲醇、300 kt/a液氨、520 kt/a尿素;其中,300 kt/a甲醇装置共有9台甲醇储罐,均为内浮顶储罐,浮顶与储罐顶部空腔内通入惰性气体——氮气,在储罐内形成微正压,防止氧气进入储罐内部,储罐顶部设有呼吸阀,通过高点放空将储罐内多余的气体直接排入大气中。实际运行中发现,甲醇储罐顶部呼吸阀排放的气体量较大,且排放气中的甲醇含量较高,直接排入大气不仅形成VOCs污染,而且造成极大的资源浪费。甲醇蒸气是甲醇储罐主要的VOCs源,而据《石油化学工业污染物排放标准》(GB 31571—2015)中有机特征污染物及排放限值要求,600 kt/a醇氨联产装置甲醇储罐呼吸阀排放气中的甲醇含量远超排放限值。因此,对甲醇储罐呼吸阀排放气进行VOCs治理,实现甲醇储罐排放气的达标排放成为企业亟需解决的问题。
1 VOCs治理的必要性
兖矿新疆煤化工600 kt/a醇氨联产装置之甲醇装置的9台甲醇储罐,分布于甲醇罐区和甲醇精馏中间罐区(简称中间罐区)内。
甲醇罐区:精甲醇储罐3台,每台容积10 000 m3;甲醇溶剂罐1台,容积1 000 m3;甲醇协议品罐1台,容积100 m3。
中间罐区:粗甲醇储罐2台,每台容积300 m3;精甲醇计量槽2台,每台容积100 m3。
9台甲醇储罐工作压力-0.3~2 kPa,储罐内储存的介质为甲醇,挥发性较强,且由于9台甲醇储罐内部的浮盘有不同程度的破损,造成甲醇储罐排放气中甲醇含量高:甲醇罐区排放气量900 m3/h(正常值)/1 600 m3/h(最大值),排放气中甲醇浓度(体积分数,下同)8%(正常值)/16%(最大值);中间罐区排放气量700 m3/h(正常值)/900 m3/h(最大值),排放气中甲醇浓度15%(正常值)/20%(最大值)。
据国家最新环保法律、法规及有关标准要求,其中GB 31571—2015中对废气中有机特征污染物及排放限值作了明确规定,废气中甲醇的排放限值为50 mg/m3,显然兖矿新疆煤化工9台甲醇储罐呼吸阀排放气中的甲醇含量远超此排放限值。因此,综合节能、环保等方面的因素考虑,必须对甲醇储罐呼吸阀排放气进行VOCs治理,以回收排放气中的甲醇,确保甲醇储罐排放气的达标排放。
2 VOCs治理的工艺技术路线选择
目前,甲醇储罐排放气中的甲醇回收方式主要有燃烧法、冷凝回收法、水洗分离法3种。燃烧法适用于排出气体中的有机物无法水洗和冷凝回收的情况,且甲醇储罐排放气直接燃烧处理无法产生经济效益,造成资源浪费。冷凝回收法工艺流程较复杂,投资及运行成本较高。水洗分离法利用甲醇易溶于水的特点对排放气中的甲醇进行回收,此法工艺流程简单、易于操作,投资成本也相对较低;且含甲醇气体水洗分离法在兖矿新疆煤化工600 kt/a醇氨联产装置中已有较多应用,如甲醇尾气洗涤、甲醇合成弛放气洗涤、甲醇精馏不凝气洗涤,都是利用脱盐水对排放气中的甲醇进行洗涤回收,均取得了较好的效果,即采用水洗分离法回收甲醇储罐呼吸阀排放气中的甲醇,工艺成熟可靠,技术上完全可行。因此,兖矿新疆煤化工甲醇储罐排放气VOCs治理决定采用水洗分离法。
3 VOCs治理方案
由于甲醇罐区与中间罐区相距较远(约1 000 m),加之甲醇储罐操作压力较低,两罐区的排放气无法集中回收处理,因此在甲醇罐区与中间罐区分别设置回收装置。
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