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[摘要]石油石化工业废气是指在石油及天然气加工过程中，由于物料在特定条件下经过化学反应产生的含污染物质的有毒、有害气体，对环境、人类都有着巨大的影响，需要加强治理，本文分析石油石化工业废气的特点，然后浅析石油石化工业各种废气污染治理的技术。
[关键词]石油石化工业废气污染治理
中图分类号：S888.74+8 文献标识码：S 文章编号：1009―914X（2013）31―0349―02
石油石化工业废气按生产行业可分为石油炼制废气、有机化工废气、合成纤维废气和石油化肥废气；按排放方式可分为工艺废气、烟气、火炬气、尾气及无组织排放气体；按所含污染物的化学性质可分为有机废气、无机废气和含颗粒物废气；按对人的危害程度又分为刺激性废气、恶臭废气和有毒废气。
一、废气的特点
1.装置废气排放量大
某石化公司的主要污染物排放如下表所示。据统计，250×104t／a常压蒸馏装置加热炉排出的燃烧废气为90400m3／h，其中二氧化硫54kg／h，氮氧化物12kg／h，气体排放量和污染物浓度都较高。而且装置密集，占地面积较大。对所在地区环境影响较严重。根据对一些石化企业厂界区污染物浓度的监测，主要污染物浓度分别为：总烃5．45~7．19mg／m3，苯0．18～1．4mg／m3，甲苯0．3～1．5mg／m3，甲醛0．004~0．1mg／m3，乙烯0．027~0．033mg／m3，苯并（a）芘0．75～1．50mg／m3，二氧化硫0．051~0．355mg／m3，硫化氢0．013~0．647mg／m3。由此可见，石油化工装置所在地区的环境均受到了不同程度的影响，个别污染物浓度较高。
某石化总公司生产装置主要气体污染物排放量
2.成分复杂，治理难度大
石油化工产品种类繁多，生产工艺各不相同，同一工艺又因原料性质的差异致使所排放的污染物质也不相同，废气中所含污染物各种各样，性质复杂。例如炼油厂在加工原油时，原油中硫含量的不同直接影响硫磺回收装置的规模和回收效果；化工生产装置排出的含有大量有机物的废气，由于气量小或污染物的含量低难以回收和治理；化纤生产中的丙烯腈装置吸收塔尾气经过冷凝处理后仍含有少量的丙烯腈，这部分气体进一步治理难度大，目前一般采用高空排放的方法。
3.污染物质具有一定的毒性
生产过程中不仅有一部分原料中所含有害物质裂解后进入废气，而且在生产过程中添加的某些有毒性的化学药剂、溶剂也有部分进入废气中，使得废气中含有各种各样有机、无机的有毒化合物。
二、石油石化工业废气治理技术
随着对环境质量要求的日益提高，石油化工企业的污染治理重点已逐步从水污染治理转向大气污染治理。西方发达国家十分重视对石油化工企业大气污染的监察力度，以美国为例，2009年6月，美国国家环保局专门为石油天然气工业制定了《国家有毒气体排放标准：石油天然气生产和储运》，该标准对石油加工专用装置的废气排放制定了严格的标准，这些专用设备包括：乙二醇脱氢放空装置、储油船、各类储气装置、天然气等。2011年4月，犹他州的Phillips石油公司因炼油厂废气排放不达标违反《联邦清洁空气法修正案》被罚款350万美元；2012年4月，夏威夷Tesoro公司因炼油厂废气排放不达标违反《联邦清洁空气法修正案》被罚款681万美元；2012年7月，全美范围内的BP／AmoeoandKoch公司因炼油厂废气排放不达标违反《联邦清洁空气法修正案》被罚款6亿美元。
目前国内各大中型石油化工企业正逐步引进和采用先进技术对废气进行治理。据统计，2012年中国石油化工总公司所属企业用于废气治理的资金占全行业污染治理总费用的20％左右，完成的废气治理项目占“三废”治理项目的30％；2012年石油化工企业外排废气量为2250×l0％m³，有控制指标的有害气体达到国家排放标准的排气量在98％以上，可燃气体利用率为91．7％，无控制指标废气处理率达69％。废气中so2排放总量5．45万t，排放达标率为97％；烟尘排放总量为3．11万t，排放达标率为96．5％。2012年，中国石油天然气集团公司非上市企业废气排放总量758．39亿Nm3，其中生产工艺废气排放量为33．85亿Nm3，占4．46％，燃料燃烧废气排放量724．54亿Nm3，占95．54％。废气达标率为98．3％，比2000年提高1．3个百分点。
1.含烃废气的治理
石油化工企业在生产、储存和运输的各个环节都会有烃类的排放和泄漏。大型石油化工厂采用各种工艺回收利用放空气体，改进工艺设备减少油品的挥发损失。选用密封性能好的阀门、法兰垫片和机泵以防泄漏，炼油厂对蒸馏塔（常压塔、初馏塔、减压塔）顶的轻烃气进行回收利用。装有苯类的成品油罐及中间罐，产品较易挥发，将苯罐连通，共同设一个二乙二醇醚吸收塔，将排空的芳烃气体吸收，饱和后返回进行再生。以苯为原料生产环己酮装置的几个工序产生大量的环己酮、环己醇、环己烯等尾气，在低温带压的条件下，利用活性炭吸附尾气中的环己烷，然后用蒸气脱附回收。对原油、汽油、苯类产品等轻质油品使用浮顶罐存储，使油品的挥发损失一般比拱顶罐减少约90％。轻质油品在装车过程中，由于轻质油品的喷洒、搅动和油品置换出油气污染空气，严重影响人的健康，采用浸没式装车可以使油品挥发损失减少约50％，目前石油化工厂的油品装车主要采用这种技术。
2.含硫废气的治理
石油化工企业的含硫废气主要来源于石油炼制装置，因为石油及天然气中含有的硫经过加工会产生H2S气体。目前大型炼油厂都建有硫磺回收装置，以克劳斯（Claus）回收工艺为主的硫磺回收技术在设备、仪表及催化剂等方面正在不断改变和发展，硫的回收率也在
不断提高。尽管如此，硫磺回收率由于受反应温度下化学反应平衡的限制，即使在设备及操作条件良好的情况下，最高只有97％左右。尾气中有相当于装置处理量3％~4％的硫以H2S、COS、CS、so2的形式排人环境，污染空气。与此同时，目前除一部分厂家从国外引进硫磺回收装置外，大部分厂家的硫磺回收装置设备陈旧。
3.含Nox的废气治理
在石油化工生产过程中，如硝酸、己二酸及催化剂的生产中都有Nox的排出，燃料的燃烧也排放出Nox。不同生产过程中Nox的具体治理方法有：在催化剂作用下利用还原剂将Nox还原为无害的氮气；碱液吸收硝酸生产中产生的Nox尾气；用稀硝酸吸收硝酸尾气；水和碱液吸收含有Nox的尾气；尿素溶液回收催化剂生产过程中产生的含有大量Nox的尾气，用尿素鼓泡吸收分解法治理在丁烯氧化脱氢催化剂硝酸铁制备过程中的含有大量Nox的尾气；使用固体吸收法处理含Nox尾气；使用脱硝催化剂治理高浓度的Nox废气；燃烧过程中Nox的治理主要是采用控制燃烧过程中影响Nox产生的因素，如空气一燃料比、燃烧空气温度、燃烧区冷却程度等。
4.含颗粒物废气的治理
术可以回收尿素50余t。
对催化再生烟气中的CO，采用CO助燃剂或两级再生工艺使其进一步燃烧，转化为CO2，进而使烟气中CO的含量一般在0．2％~0．5％（体）范围内。
5.火炬气的治理
火炬气中的可燃气体含量相当大，据统计，炼油厂火炬气放空损失占原油加工总量的0．14％，化工厂因为火炬气放空损失了许多宝贵的化工原料。排入火炬的气体燃烧后会造成S02、Nox噪声等污染。目前石油化工企业对火炬气的治理主要采用以下措施：设置低压石油气回收装置；采用新型火炬头和低耗长明灯，逐步实现自动点火。
6.其他有害废气的治理
在炼油厂对于含有致癌物质的氧化沥青尾气采取吸收后再引入焚烧炉高温焚烧的措施，处理后尾气中的苯并[a]芘的含量从200~500μg／m3降至2μg／m3以下。
对于化肥工业中的脱碳尾气，可将其进一步脱去残剩的H2S后送入尿素合成塔，作为尿素生产的碳源。此外，脱碳尾气还可经过分离、干燥、精制、冷却后生产液体C02，广泛用于食品、消防、焊接、制糖等方面，其社会效益和经济效益显著。
此外，目前国内各大化肥厂已普遍采用普里森回收装置回收弛放气中的氢，再返回合成塔，一般每天可多生产氨30t，经济效益显著，弛放气的利用率可达100％，部分中小型厂采用变压吸附和深冷技术回收“三气”中的氢，效果良好。
三、结束语
总之，为确保环境不受到影响，需要进一步加强污染的治理。但是保护环境污染的根源在于对资源和能源的无节制攫取和非合理利用，因而减少环境污染的惟一出路也就是合理开发并尽可能提高资源和能源的综合利用率，如FCC再生烟气废热锅炉、丙烯腈尾气催化燃烧处理废热回收、利用炼厂尾气生产化工产品等等，都是废气处理与资源和能源回收并重的实例。
参考文献
[1] 王绍文，工业废气废水处理技术[M]，化学工业出版社，2010.
[2] 石宝生，石油知识文萃[M]，石油工业出版社，2009.
[关键词]石油石化工业废气污染治理
中图分类号：S888.74+8 文献标识码：S 文章编号：1009―914X（2013）31―0349―02
石油石化工业废气按生产行业可分为石油炼制废气、有机化工废气、合成纤维废气和石油化肥废气；按排放方式可分为工艺废气、烟气、火炬气、尾气及无组织排放气体；按所含污染物的化学性质可分为有机废气、无机废气和含颗粒物废气；按对人的危害程度又分为刺激性废气、恶臭废气和有毒废气。
一、废气的特点
1.装置废气排放量大
某石化公司的主要污染物排放如下表所示。据统计，250×104t／a常压蒸馏装置加热炉排出的燃烧废气为90400m3／h，其中二氧化硫54kg／h，氮氧化物12kg／h，气体排放量和污染物浓度都较高。而且装置密集，占地面积较大。对所在地区环境影响较严重。根据对一些石化企业厂界区污染物浓度的监测，主要污染物浓度分别为：总烃5．45~7．19mg／m3，苯0．18～1．4mg／m3，甲苯0．3～1．5mg／m3，甲醛0．004~0．1mg／m3，乙烯0．027~0．033mg／m3，苯并（a）芘0．75～1．50mg／m3，二氧化硫0．051~0．355mg／m3，硫化氢0．013~0．647mg／m3。由此可见，石油化工装置所在地区的环境均受到了不同程度的影响，个别污染物浓度较高。
某石化总公司生产装置主要气体污染物排放量
2.成分复杂，治理难度大
石油化工产品种类繁多，生产工艺各不相同，同一工艺又因原料性质的差异致使所排放的污染物质也不相同，废气中所含污染物各种各样，性质复杂。例如炼油厂在加工原油时，原油中硫含量的不同直接影响硫磺回收装置的规模和回收效果；化工生产装置排出的含有大量有机物的废气，由于气量小或污染物的含量低难以回收和治理；化纤生产中的丙烯腈装置吸收塔尾气经过冷凝处理后仍含有少量的丙烯腈，这部分气体进一步治理难度大，目前一般采用高空排放的方法。
3.污染物质具有一定的毒性
生产过程中不仅有一部分原料中所含有害物质裂解后进入废气，而且在生产过程中添加的某些有毒性的化学药剂、溶剂也有部分进入废气中，使得废气中含有各种各样有机、无机的有毒化合物。
二、石油石化工业废气治理技术
随着对环境质量要求的日益提高，石油化工企业的污染治理重点已逐步从水污染治理转向大气污染治理。西方发达国家十分重视对石油化工企业大气污染的监察力度，以美国为例，2009年6月，美国国家环保局专门为石油天然气工业制定了《国家有毒气体排放标准：石油天然气生产和储运》，该标准对石油加工专用装置的废气排放制定了严格的标准，这些专用设备包括：乙二醇脱氢放空装置、储油船、各类储气装置、天然气等。2011年4月，犹他州的Phillips石油公司因炼油厂废气排放不达标违反《联邦清洁空气法修正案》被罚款350万美元；2012年4月，夏威夷Tesoro公司因炼油厂废气排放不达标违反《联邦清洁空气法修正案》被罚款681万美元；2012年7月，全美范围内的BP／AmoeoandKoch公司因炼油厂废气排放不达标违反《联邦清洁空气法修正案》被罚款6亿美元。
目前国内各大中型石油化工企业正逐步引进和采用先进技术对废气进行治理。据统计，2012年中国石油化工总公司所属企业用于废气治理的资金占全行业污染治理总费用的20％左右，完成的废气治理项目占“三废”治理项目的30％；2012年石油化工企业外排废气量为2250×l0％m³，有控制指标的有害气体达到国家排放标准的排气量在98％以上，可燃气体利用率为91．7％，无控制指标废气处理率达69％。废气中so2排放总量5．45万t，排放达标率为97％；烟尘排放总量为3．11万t，排放达标率为96．5％。2012年，中国石油天然气集团公司非上市企业废气排放总量758．39亿Nm3，其中生产工艺废气排放量为33．85亿Nm3，占4．46％，燃料燃烧废气排放量724．54亿Nm3，占95．54％。废气达标率为98．3％，比2000年提高1．3个百分点。
1.含烃废气的治理
石油化工企业在生产、储存和运输的各个环节都会有烃类的排放和泄漏。大型石油化工厂采用各种工艺回收利用放空气体，改进工艺设备减少油品的挥发损失。选用密封性能好的阀门、法兰垫片和机泵以防泄漏，炼油厂对蒸馏塔（常压塔、初馏塔、减压塔）顶的轻烃气进行回收利用。装有苯类的成品油罐及中间罐，产品较易挥发，将苯罐连通，共同设一个二乙二醇醚吸收塔，将排空的芳烃气体吸收，饱和后返回进行再生。以苯为原料生产环己酮装置的几个工序产生大量的环己酮、环己醇、环己烯等尾气，在低温带压的条件下，利用活性炭吸附尾气中的环己烷，然后用蒸气脱附回收。对原油、汽油、苯类产品等轻质油品使用浮顶罐存储，使油品的挥发损失一般比拱顶罐减少约90％。轻质油品在装车过程中，由于轻质油品的喷洒、搅动和油品置换出油气污染空气，严重影响人的健康，采用浸没式装车可以使油品挥发损失减少约50％，目前石油化工厂的油品装车主要采用这种技术。
2.含硫废气的治理
石油化工企业的含硫废气主要来源于石油炼制装置，因为石油及天然气中含有的硫经过加工会产生H2S气体。目前大型炼油厂都建有硫磺回收装置，以克劳斯（Claus）回收工艺为主的硫磺回收技术在设备、仪表及催化剂等方面正在不断改变和发展，硫的回收率也在
不断提高。尽管如此，硫磺回收率由于受反应温度下化学反应平衡的限制，即使在设备及操作条件良好的情况下，最高只有97％左右。尾气中有相当于装置处理量3％~4％的硫以H2S、COS、CS、so2的形式排人环境，污染空气。与此同时，目前除一部分厂家从国外引进硫磺回收装置外，大部分厂家的硫磺回收装置设备陈旧。
3.含Nox的废气治理
在石油化工生产过程中，如硝酸、己二酸及催化剂的生产中都有Nox的排出，燃料的燃烧也排放出Nox。不同生产过程中Nox的具体治理方法有：在催化剂作用下利用还原剂将Nox还原为无害的氮气；碱液吸收硝酸生产中产生的Nox尾气；用稀硝酸吸收硝酸尾气；水和碱液吸收含有Nox的尾气；尿素溶液回收催化剂生产过程中产生的含有大量Nox的尾气，用尿素鼓泡吸收分解法治理在丁烯氧化脱氢催化剂硝酸铁制备过程中的含有大量Nox的尾气；使用固体吸收法处理含Nox尾气；使用脱硝催化剂治理高浓度的Nox废气；燃烧过程中Nox的治理主要是采用控制燃烧过程中影响Nox产生的因素，如空气一燃料比、燃烧空气温度、燃烧区冷却程度等。
4.含颗粒物废气的治理
术可以回收尿素50余t。
对催化再生烟气中的CO，采用CO助燃剂或两级再生工艺使其进一步燃烧，转化为CO2，进而使烟气中CO的含量一般在0．2％~0．5％（体）范围内。
5.火炬气的治理
火炬气中的可燃气体含量相当大，据统计，炼油厂火炬气放空损失占原油加工总量的0．14％，化工厂因为火炬气放空损失了许多宝贵的化工原料。排入火炬的气体燃烧后会造成S02、Nox噪声等污染。目前石油化工企业对火炬气的治理主要采用以下措施：设置低压石油气回收装置；采用新型火炬头和低耗长明灯，逐步实现自动点火。
6.其他有害废气的治理
在炼油厂对于含有致癌物质的氧化沥青尾气采取吸收后再引入焚烧炉高温焚烧的措施，处理后尾气中的苯并[a]芘的含量从200~500μg／m3降至2μg／m3以下。
对于化肥工业中的脱碳尾气，可将其进一步脱去残剩的H2S后送入尿素合成塔，作为尿素生产的碳源。此外，脱碳尾气还可经过分离、干燥、精制、冷却后生产液体C02，广泛用于食品、消防、焊接、制糖等方面，其社会效益和经济效益显著。
此外，目前国内各大化肥厂已普遍采用普里森回收装置回收弛放气中的氢，再返回合成塔，一般每天可多生产氨30t，经济效益显著，弛放气的利用率可达100％，部分中小型厂采用变压吸附和深冷技术回收“三气”中的氢，效果良好。
三、结束语
总之，为确保环境不受到影响，需要进一步加强污染的治理。但是保护环境污染的根源在于对资源和能源的无节制攫取和非合理利用，因而减少环境污染的惟一出路也就是合理开发并尽可能提高资源和能源的综合利用率，如FCC再生烟气废热锅炉、丙烯腈尾气催化燃烧处理废热回收、利用炼厂尾气生产化工产品等等，都是废气处理与资源和能源回收并重的实例。
参考文献
[1] 王绍文，工业废气废水处理技术[M]，化学工业出版社，2010.
[2] 石宝生，石油知识文萃[M]，石油工业出版社，2009.