Compostos orgànics volàtils (VOCS) Solucions de control per a empreses petroquímiques

Els compostos orgànics volàtils (COV) són greument perjudicials tant per als humans com per al medi ambient. Després d’haver estat estimulat pels COV, el cos humà experimentarà símptomes com al·lèrgies a la pell, marejos i mals de cap. L’exposició a llarg termini als COV també augmentarà el risc de càncer. A mesura que l’atenció del país sobre la protecció ambiental continua augmentant, les empreses petroquímiques també han de controlar estrictament l’emissió de COV. En el funcionament de l’empresa, hi ha diferents nivells de COV a l’aire exhalat del dipòsit d’emmagatzematge del benzè, el gas filtrat del dispositiu de despullament d’aigua àcida i el gas d’escapament del sistema de tractament d’aigües residuals. Una vegada que l’emissió superi el límit especificat en els estàndards rellevants, l’empresa petroquímica s’enfrontarà a multes, suspensió del treball per rectificació i altres penalitzacions. Per tant, les empreses petroquímiques han de modificar o construir nous equips i instal·lacions de tractament de VOCs d’acord amb els estàndards rellevants per garantir que el contingut de VOCs del gas d’escapament final estigui dins del límit estàndard per aconseguir una producció segura i neta.

Una empresa petroquímica té una capacitat de processament de cru de 4,6 milions de t/a. En resposta al "Pla de tractament integral de compostos orgànics volàtils de la indústria petroquímica" emès pel Ministeri de Protecció Ambiental, la companyia ha renovat els equips i les instal·lacions de la zona del tanc de benzè, la unitat de desplaçament d'aigua àcida i el sistema de tractament d'aigües residuals que no ho fan Conegui els estàndards d’emissions nacionals per reduir les emissions de VOCs i complir els estàndards rellevants com ara GB 31570-2015 "Petroli refinant els estàndards d’emissions contaminants de la indústria".
Segons la investigació, l’àrea d’ompliment de benzè de la companyia no ha instal·lat un dispositiu de recuperació de petroli i gas i l’emissió de VOCS és de 18 t/a. El pla preliminar és construir una nova instal·lació de recuperació de petroli i gas de benzè; L’emissió de COVS del dispositiu de despullament d’aigua àcida supera l’estàndard de 80 mg/cm3, i el pla previ és transformar l’equip original i afegir un skid de combustió catalítica de gas VOCS a la part superior de la canonada d’aigua àcida; El gas de cua de VOCS del sistema de tractament d’aigües residuals supera l’estàndard de 80 mg/cm3, i el pla previ és afegir un conjunt d’instal·lacions de tractament VOCS.

2.1 Tractament dels COV en aire exhalat dels dipòsits d’emmagatzematge del benzè
Els components principals de l’aire exhalat dels dipòsits d’emmagatzematge del benzè són el vapor de nitrogen i el benzè, i les sèries de benzè són components importants dels COV. El cabal d’entrada d’aire del dipòsit és de 6,5 m3/h,
La proporció de gas d'oli és de 1,2, i l'escala de recuperació de gasos d'oli és de 6,5 × 1. 2=7. 8 m3/h. S’ha de reservar un determinat marge a l’hora de dissenyar el dispositiu de recuperació de gasos d’oli, de manera que l’escala final del dispositiu de recuperació de gasos d’oli és de 8 m3/h.

2.1.1 Comparació dels plans de recuperació de gasos de petroli per a tancs d’emmagatzematge de benzè
En condicions tècniques existents, hi ha 3 plans de recuperació de gasos de petroli per als dipòsits d’emmagatzematge del benzè.
L'esquema 1 és una combinació de "vàlvula de respiració + de flama" com a esquema de control de pressió per al sistema de recollida de gasos exhalat del dipòsit. El petroli i el gas descarregats pel col·lector de petroli i gas són transportats a la instal·lació de recuperació de petroli i gas. El petroli i el gas recuperats es condensen i s’envien al sistema d’oli lleuger per a l’emmagatzematge de forma líquida. El gas d’escapament tractat es descarrega a l’aire [1].
L'esquema 2 és una combinació de "vàlvula reguladora de flama + de regulació", i la resta és la mateixa que l'esquema 1.
L’esquema 3 és una combinació de "tanc de flama arresterna + segell líquid", i la resta és la mateixa que l'esquema 1.
Comparant els tres esquemes, els equips de suport de l’esquema 2 i l’esquema 3 és relativament complex, mentre que l’esquema 1 té una estructura senzilla i és fàcil d’instal·lar i mantenir. Per tant, finalment es va decidir utilitzar l’esquema 1 com a esquema de recuperació del gas exhalat dels dipòsits d’emmagatzematge del benzè.

2.1.2 Procés de recuperació de petroli i gas del dipòsit d’emmagatzematge del benzè
El procés de recuperació de petroli i gas del dipòsit d’emmagatzematge de benzè basat en l’esquema 1 és el següent: Quan la pressió de petroli i gas generada pel dipòsit d’emmagatzematge de benzè arriba al valor preestablert, el petroli i el gas es descarreguen de la vàlvula respiratòria (vàlvula de trucada única) A la part superior del dipòsit i el petroli i el gas es transporten al dispositiu de recuperació de petroli i gas al costat del dipòsit d’emmagatzematge del benzè a través del col·lector de petroli i gas connectat al port de la vàlvula. El gas de la cua és detectat pel dispositiu de detecció de gasos de la cua. Si està qualificat, es descarrega directament. Si no està qualificat, es torna a invertir al dispositiu de recuperació de petroli i gas per al tractament. Després de la condensació, el petroli i el gas canvien de gas a líquid i entra al dispositiu d’oli lleuger a través del pipeline d’oli per a l’emmagatzematge. Es pot reduir o eliminar el problema de fuites del dipòsit de desgast d’aigua àcida mitjançant la substitució del tipus de vàlvula i reforçant el segell de la vàlvula. Tot i això, no hi ha una bona mesura de tractament per a l’emissió d’altitud del gas superior del dipòsit d’emmagatzematge d’aigua àcida després de la desodorització i s’ha de tractar.

2.2 Tractament de VOCs a la planta de tractament d’aigües residuals
La capacitat de tractament dissenyada de la planta de tractament d’aigües residuals de l’empresa és de 500 m3/h, que pot tractar el que conté oli, que conté sal, que conté sofre i altres aigües residuals descarregades de la producció petroquímica. La planta original de tractament d’aigües residuals descarregarà gasos de residus quan es tracta d’aigües residuals a causa d’un equipament antic. Segons la mesura in situ, la composició del gas residual és relativament complexa, els components principals són sulfur d’hidrogen, així com compostos orgànics volàtils com el benzè, el toluen i el xileno. Per aquest motiu, cal un nou conjunt d’equips de tractament VOCS i la capacitat de tractament de VOCS dissenyada és de 35, 000 m3/h.

2.2.1 Pretractament de condensació d’adsorció
A causa de l’elevada concentració d’hidrocarburs totals no metà en els gasos residuals mixtes descarregats per la planta de tractament d’aigües residuals, l’efecte de tractament d’entrar directament al sistema de tractament biològic no és ideal, per la qual cosa és necessari pretractar els gasos amb components complexos. Les opcions opcionals són "Mètode d'absorció d'expansió del volum" i "Mètode de condensació d'adsorció". En aplicació real, la primera té problemes com la necessitat d’afegir freqüentment agents d’expansió del volum i elevats costos operatius, de manera que es va seleccionar el pretractament de condensació d’adsorció en aquest projecte. El principi és utilitzar adsorbent per adsorbir hidrocarburs no metà al gas d’escapament, realitzar anàlisis de buit després d’arribar a la saturació i, després, baixar la temperatura per condensar el gas VOCs en líquid i després separar-lo del gas. D’una banda, pot aconseguir l’efecte de purificar el gas d’escapament i, d’altra banda, també pot reciclar i reutilitzar els COV. Els avantatges del pretractament de condensació d’adsorció són l’alta eficiència de purificació (més del 85%), una bona estabilitat i els baixos costos operatius.

Aquest article discuteix profundament les característiques del consum d’energia dels sistemes d’ús d’energia i, en conseqüència, proposa una sèrie d’estratègies d’estalvi d’energia destinades a reduir el consum d’energia i millorar l’eficiència d’utilització d’energia. L’objectiu fonamental d’aquestes estratègies és crear un entorn interior que sigui còmode i saludable, alhora que compleix els requisits de conservació d’energia i reducció d’emissions. Pot millorar significativament l'efecte d'estalvi d'energia,No només ajuden a reduir els costos operatius, sinó que també a millorar la qualitat ambiental.