张庆
中国石油四川石化公司 四川 成都 611930
摘要：近年来，在科研人员和生产工作者的不懈努力下，我国芳烃生产物耗、能耗以及产品质量均已处于国际领先水平。作为物料处理复杂、单元装置多、流程长的炼油化工装置，芳烃装置排放的污染物较多，并且含苯的污染物具有处理难度大的特点，对环境造成巨大污染。本文以中国石油化工集团芳烃生产技术环境保护为例，对石化芳烃生产技术环境保护进行分析，旨在提升石化芳烃生产技术的环境保护水平。
关键词：芳烃生产技术；环境保护；污染物；联合装置
前言
芳烃主要来源于石油、焦油和煤，它也是机械化工行业的重要原料，其中使用最多的是单环芳烃。二甲苯、苯是制造多种合成纤维、合成橡胶以及合成树脂的主要原料，高级烷基苯的主要作用是制造表面的活性剂。在芳烃生产过程中，容易产生含有苯的废气、废水以及固体废弃物，这些污染物对环境造成巨大的危害。因此，本文对石化芳烃生产技术环境保护进行分析和研究，这对于降低芳烃生产过程中产生的污染物具有重要意义。
一、芳烃的概念
芳烃一般是指芳香烃，即分子中含有苯环结构的碳氢化合物，由于早期发现苯环结构的化合物多带有芳香的气味，所以这类烃类化合物被称为芳香烃。但一些不带有芳香气味的化合物也被称为芳香烃，如二甲苯、苯等。芳香烃具有不溶于水，但溶于有机溶剂的物理性质，如石油醚、四氯化碳、乙醚等，芳烃一般比水的密度小，这也使得芳烃比水的重量轻，芳烃的沸点会随着分子质量升高而升高。从结构上来看，芳烃的苯分子结构具有6个碳原子都是sp2杂化、稳定性高、所有原子都具有共平面、键长具有平均化的特点。含硫、含氮、含氯、含氧的芳烃主要用于精细化的化工产品。芳烃在运输过程中，应注重防高温、防雨淋以及防暴晒，夏季应尽可能在晚上运输，并且运输车应设置接地链。此外，运输过程中应尽可能远离高温、热源、火种等，在运输车上加强配置消防器材以及泄露处理的设备，提升芳烃运输的安全性。
二、芳烃联合装置生成时排放废物分析
芳烃联合装置具有物料处理单元装置多、流程长的特点，并且一般处理的芳烃多含有芳烃的物料。芳烃生产过程中排放的污染物主要有固体废弃物、VOCs排放、废气以及废水等。由于联合装置产生的放空罐水包、缓冲罐以及回流罐产生的水均含有芳烃，因此芳烃生成过程中产生的废水主要来源于蒸汽吹扫时引起的凝结水、吸附分离装置产生的注水、抽提装置产生的补水以及生产原料中原有的水分等。这些含有芳烃的废水一般通过污水排放系统排至污水处理厂，经过污水处理厂的集中处理，才能进行排放或重新利用。由于含油污水处理系统一般是非封闭的系统，这使得污水无法实现密封处理，使得具有挥发性并含有烃类的物质散发到大气中，这也是VOCs（挥发性有机物）污染排放的主要来源。芳烃生产过程中产生的废气主要是来源于联合装置加热炉的烟气，主要含有烟尘、二氧化硫以及氮氧化物等。芳烃在加热的过程中，排放的烟气量较大，并且加热炉的热负荷大、功率高、数量多。
据统计，目前国内主要芳烃生产加热炉的排放烟气量均高于30万Nm3/h，芳烃加热炉排放的废气若不加以控制，将会对环境造成严重的危害，因此必须加强对芳烃生产过程中加热炉烟气排放的浓度、总量进行严格控制，从而有效降低污染物排放量，实现真正意义上的环境保护。芳烃在生产过程中产生的固体废弃物主要包括废瓷球、废白土、废吸附剂以及废催化剂等。在产生的固体废弃物中，异构催化剂含有贵金属，能够通过催化剂厂进行回收和利用。在废瓷球、废白土以及催化剂的活性消失后，可以交给取得资质的厂家进行无害处理。芳烃联合装置产生的固体废弃物数量较大，其中以白土为主，以一套100×104t/a的芳烃生产联合装置为列，一年排放的固体废弃物一般在3000t左右，这可能会对芳烃生产装置周边环境造成严重的危害，并且白土的更换也需要投入大量的人力和财力。芳烃生产过程中联合装置产生的无组织排放气体主要来源于泵、管线、阀门等装置。
在运行过程中，因漏、逸、滴、冒、跑等原因，它们会向空气中散发含有烃类的有害物质。芳烃生产过程中产生的噪音主要来源于联合装置中的空冷器、加热炉、压缩机以及机泵等设备。因此，必须选用能够降低噪音的设备，例如，在蒸汽放空口增设消音器，在火炬和加热炉处加设低噪音的火嘴，从而降低联合装置运行的噪音。只有从各个方面对芳烃生产进行严控控制，降低污染物的排放量，达到排放标准，才能更好地落实环境保护工作要求，贯彻和落实党的十九大精神中的环境保护要求。
三、石化芳烃技术环境保护技术分析
1、开发高性能催化剂和吸附剂以降低固体废弃物排放量
芳烃技术通过开发新型高效的歧化、异构化催化剂、吸附剂，以降低催化剂装填量，延长催化剂使用寿命，达到减少固废排放量的目的。针对芳烃装置白土耗量巨大的特点，通过精制新材料和精制工艺过程创新，开发了新型的以多级孔分子筛催化材料为主体的脱烯烃催化剂，替代了传统的白土精制技术，以化学反应替代物理吸附，突破了精制剂的吸附容量，精制剂寿命比白土延长40～60倍，固废排放大幅减少。对于海南炼化60×104t/a对二甲苯装置，采用脱烯烃催化剂每年可以减少固废排放近2000t。
2、研究开发防止VOCs逸散的新技术
随着芳烃联合装置的大型化，高温、大直径管线越来越多，这些管线上的法兰在正常操作时受应力影响后容易发生变形，导致介质泄漏，增加了无组织泄放VOCs量，并且存在严重的安全隐患。为了降低VOCs排放量，芳烃技术开发了防止VOCs逸散的新技术，对于高温、大应力法兰采取了以下措施:提高材料等级，在按规范选取的压力等级基础上提高一级;对于应力相对集中的高温管线法兰设置在线法兰检漏设施，并配以特殊的防泄漏垫片。对于其余法兰实行LDAＲ(泄漏检测与修复)计划，通过对潜在的可能的泄漏进行周期性的检测，尽早发现泄漏的设备和管件并维修，从而减少VOCs的排放;在配管设计时严格进行应力计算，并采用措施消除管道应力，避免由于高温应力引起的对于管道连接的损坏;施工过程中严格控制施工质量，确保每个管道接口、每片法兰接合严密，最大程度避免介质泄漏。除此之外，装置内所有烃类介质均为密闭排放，机泵采用屏蔽泵或串级密封，所有采样为密闭采样，储罐均采用内浮顶罐，并设置油气回收系统，以大幅降低VOCs排放。
3、地下水防渗设计
为了保护地下水环境，防止装置内无组织排放的物料、地下污油管线、污水管线泄漏后渗透至土壤进而进入地下水系统，对于装置区采取安全实用、经济合理的地下水防渗措施。装置区地面部分按一般污染区，地下( 污油、污水管线) 按重点污染区考虑防渗要求。考虑到一定条件下芳烃介质对膜材料有可溶性，因此地面防渗不采用铺膜的方案，而是采用抗渗素混凝土。装置区根据设备的特点划分出若干小围堰区，统一在围堰边角处设置地漏。在设备检修排水时，用软管将水直接引入地漏，这样可以在满足防渗要求的同时减少管沟工程量。围堰以外的地下污油总管、含油污水总管敷设在水泥防渗管沟内，其防渗等级达到重点污染区的防渗要求。在地面上敷设污油线总管，将各设备排污油管线沿地面铺设汇至总管。总管在合适位置深入地下进入防渗管沟，最终汇集到地下污油罐。通过采用以上防渗措施，装置内的渗透真正做到了可视可控。
参考文献：
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