摘要：以独山子石化公司炼油厂单塔汽提装置氨水罐为研究对象，分析了氨水罐在运行过程中含氨废气产生的原因，并结合国内外含氨废气治理技术，以及装置实际运行情况，利用污水处理厂的大体量环境，将氨水罐内气相引入污水处理生物除臭系统进行处理，实现了治理含氨废气的目的，取得很好的环保效益和社会效益，具有较好的推广价值。
随着我国工业化、城镇化的深入推进，能源资源消耗量持续增加，导致大气污染防治压力继续扩大。PM2.5成因表明，一次和二次污染源几乎覆盖了炼化行业的全部主要大气污染源，主要污染物包括SO2、烟粉尘、NOX、NH3和VOCS。PM2.5污染防控要求企业采取多污染物协同防控措施，促使企业全面提升大气污染防治水平，特别是对行业特征污染物无组织排放的控制。再连同污染物排放达标升级、污染物减排约束性要求、相关规划计划要求，将对石油石化行业产生全面而深远的影响。含氨废气不仅是一项重要的恶臭污染物，还是大气细微颗粒物的重要前体物，已经受到社会各企业的高度关注。中国石油独山子石化公司炼油厂高度重视对厂区恶臭源的治理，不断投入环保设施来降低各类污染物排放量，从而有效改善周边大气环境质量。
1氨水罐概况及含氨废气产生原因分析
1.1氨水罐概况
独山子石化公司炼油厂50万吨/年酸性水汽提装置主要承担炼油老区各装置排放酸性水的集中处理，采用单塔加压侧线抽出工艺，分为预处理单元、汽提单元、氨精制单元，主要产品为液氨，输送至I催化脱硫脱硝装置或外售。氨水罐是氨精制单元的重要设备，设计为100m3常压拱顶罐，储罐尺寸Φ5260×5876mm。
氨水罐主要作为装置氨精制切液和液氨除油收储罐，收储介质含有高浓度硫铵盐溶液、油和液氨。氨水罐正常操作介质为氨水和酸性水，罐顶气相挥发组分主要为氨气和硫化氢，经过水封后高点排入大气。在实际运行过程中易出现氨气和硫化氢气体溢出，污染大气环境的现象。该罐目前是装置正常运行状况下的主要恶臭源之一。
图-1氨水罐工艺流程
1.2氨水罐含氨废气产生原因分析
从图1可知，氨水罐产生含氨废气的来源主要有三个方面：①预处理单元的除油器系统利用酸性水进行反冲洗操作，导致酸性水进入氨水罐，而酸性水中氨氮浓度近三年平均在7756.41~10262.1mg/L（表1）；②氨精制单元进行的结晶切液、吸附切液、氨气压缩机除油、分油包除油、液氨储罐除油切杂操作，以及收集异常状态下氨系统安全阀起跳排放的氨介质，导致大量含氨介质进入氨水罐；③在成品液氨外售充装的过程中产生的氨气泄放至氨水罐内。综合上述原因可以看出，氨水罐内氨水极易饱和，从而导致大量含氨废气溢出，污染周边大气环境。严重时溢出含氨废气NH3浓度高达50mg/m3，威胁员工生命安全。
表1除油器出口酸性水氨氮浓度
2含氨废气治理方法及实施
2.1国内外含氨废气治理方法
当前，对含氨恶臭气体进行治理的方法主要有吸附法、燃烧法、生物处理法以及氧化法等多种方法。吸附法可以吸附含氨尾气中氨和硫化氢，同时可以再生利用，是一种有效的处理方法。其中氯化钙复合吸附剂吸附法处理含氨尾气具有吸附量高、选择性好、稳定性好以及容易脱附等优点[1]。
抚顺石油化工研究院（FRIPP）开发了“低温馏分油吸收-碱液吸收”工艺，处理酸性水罐顶恶臭气相，实现污染物的减排和治理。该方法主要利用催化裂化分馏塔或常压塔的粗柴油，经过降温后送入吸收塔，与酸性水罐区的排放气进行逆流接触，吸收油气、NH3和H2S。
吸收塔顶气进入二级碱液吸收，进一步去除H2S。该工艺NH3回收率可达60%~90%，H2S和有机硫化物回收率接近100%，总烃回收率可达95%，苯系物回收率90%~99%[2]。
洛阳分公司炼油污水处理装置恶臭气相主要为高浓度油气，含有少量的H2S、CH4和NH3等。该公司采用了抚顺石油化工研究院（FRIPP）开发的“脱硫及总烃浓度均化-催化燃烧”技术。废气先经过碱洗，脱除H2S和NH3；再进入装有活性炭的吸附罐进行均化，最后进入催化燃烧单元进行处理。此催化燃烧工艺对H2S的去除率达100%，总烃的去除率达85%以上[3]。
生物法主要分为生物滤池法和生物滴率法，处理机理为恶臭气体与生物表面水膜接触并溶于水中；液相中的恶臭物质作为营养物质被微生物吸收；经过新陈代谢，恶臭物质被分解、利用和转化。生物法可以处理成分复杂的恶臭气体，总去除效率在90%左右，不产生二次污染，运行成本低[4-5]。
2.2含氨废气治理方法的选择
炼油厂第三联合车间工业水30000Nm3/h生物除臭设施建于2011年，采用洗涤-生物滤床过滤联合除臭工艺技术，主要用于处理来自水处理装置2000m3隔油池、2500m3均质池、5000m3均质池污水中无序排放的恶臭气体。装置建设投用至今，除臭出口废气中的主要指标硫化氢、氨气、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫醚、臭气浓度均满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）和《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）的要求，运行效果较好。
30000Nm3/h生物除臭设施实际运行平均处理量为20000Nm3/h，存在较大的处理余量。结合装置实际运行情况、可行性和经济性，确定利用污水厂的大环境，将氨水罐含氨废气引入污水厂臭气集气系统，稀释后进入30000Nm3/h生物除臭设施处理（图2）。
2.3含氨废气治理方法的实施
根据装置实际运行情况，进行了如下改进措施：①更换预处理除油器系统滤芯，以提高除油效果，降低除油器系统反冲洗频次；②、将两级结晶罐原有石棉保温拆除，更换新保温，以提高装置关键参数结晶罐温度的控制效果；③、在液氨进成品液氨罐之前，增加液氨提纯设施，以提高液氨质量，减少液氨罐除油切杂频次。④、优化液氨充装操作，将充装时产生的氨气由进入氨水罐改输送至氨蒸发器，依次进入氨气缓冲罐后，再进入氨气压缩机循环处理。⑤、将氨水罐顶原有呼吸阀拆除，罐顶增加抽出管线至污水处理系统2000m3隔油池入口（图3），将罐内挥发溢出气相引至臭气集气系统，进入除臭设施进行处理。⑥、考虑到氨水罐现有水封罐无正负压功能，在氨水罐罐顶增加超压、负压压力平衡设施，以满足超压负压条件下氨水罐安全运行要求。⑦、氨水罐内增加混合分布器、新水喷淋设施，消减氨介质排放过程中罐体震动和溶解虹吸防冻问题，消除运行安全隐患。
3含氨废气治理效果分析
经过改造，主要取得了如下方面的效果：①、除油器系统更换滤芯后，除油器反冲洗频次由每两天一次降低为每周五一次，有效降低了氨水罐内的氨氮和硫化物浓度；增加液氨提纯设施后，成品液氨油含量降低，提高了液氨质量，减少了液氨储罐向氨水罐切液除杂的频次；更换新保温后，两级结晶罐切液至氨水罐频次下降；充装时产生的氨气由进入氨水罐改输送至氨蒸发器，再进入氨气压缩机循环处理，进一步降低了氨水罐氨负荷。这一系列的工艺优化，大大减少了氨水罐内含氨废气的浓度，为后续生物处理提供了保障。
②、将氨水罐内气相引入污水处理厂除臭系统进行处理后，从实际运行情况来看（表2），氨水罐周围环境质量实现大幅提升，为员工的生命安全提供了保障，产生的环保效益和社会效益显著。
4结语
随着现代企业产能的不断扩大，生产加工工艺越来越精细化和复杂化，必然导致污染物总量持续增加，而国家环保法规的要求越来越严格，要彻底根治含氨废气对大气环境质量的影响，还需要采用新方法、新技术从源头上进行治理，实现全过程减排。
原标题：炼油厂单塔汽提装置含氨废气治理技术的研究
