甲醇生產(chǎn)裝置環(huán)保風(fēng)險分析及管控措施

李彥紅

（山西焦化股份有限公司，山西 洪洞 041606）

1 概況

某公司甲醇廠現(xiàn)有兩套生產(chǎn)流程裝置，分別是：2008 年6 月建成投產(chǎn)的20 萬t/a 焦?fàn)t煤氣配水煤氣變壓吸附提氫裝置制甲醇流程（簡稱一系統(tǒng)），2013年6 月建成投產(chǎn)的14 萬t/a 焦?fàn)t煤氣制粗醇裝置系統(tǒng)（簡稱二系統(tǒng)），兩套裝置主要有濕法脫硫裝置、精脫硫裝置、轉(zhuǎn)化裝置、壓縮裝置、合成裝置及空分裝置，共用一套中央控制室及精餾裝置、輔助裝置，可處理63 000 m3/h～65 000 m3/h 焦?fàn)t氣。

工藝路線屬國內(nèi)首創(chuàng)，以焦?fàn)t煤氣為主要原料，采用改良ADA 法脫硫、純氧甲烷轉(zhuǎn)化、低壓合成、四塔精餾等甲醇生產(chǎn)技術(shù)，并通過水煤氣的配入，使氫碳比達(dá)到最佳，主要工藝過程采用DCS 自控系統(tǒng)，主要產(chǎn)品精甲醇質(zhì)量符合GB 338—2011 和美國標(biāo)準(zhǔn)（O-M-232E）AA 級品。

總體來說，該甲醇廠配套有比較完善的環(huán)保污染防治設(shè)施，但目前因環(huán)保原因，水煤氣制甲醇系統(tǒng)已全線停車，焦?fàn)t煤氣制甲醇正常運行。在此配套的環(huán)保設(shè)施有：一系統(tǒng)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的馳放氣送轉(zhuǎn)化預(yù)熱爐燃燒，部分送化產(chǎn)品回收廠的鍋爐燃燒；合成閃蒸槽排出的閃蒸氣送轉(zhuǎn)化預(yù)熱爐燃燒；二系統(tǒng)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣送火炬燃燒。

2 環(huán)保設(shè)施存在的風(fēng)險及管控措施

2.1 甲醇裝車過程中逸散氣直排大氣

35 萬t/a 甲醇項目產(chǎn)品運輸主要有火車運輸和汽車運輸?；疖囇b車站采用單側(cè)裝車臺，共設(shè)有10 個精甲醇頂裝鶴管；汽車裝車站采用穿過式裝車，共設(shè)有5 個鶴管，其中，4 個精甲醇汽車頂裝鶴管，1 個雜醇汽車頂裝鶴管。精甲醇最大裝車能力為300 m3/h，雜醇最大裝車能力為30 m3/h。

因甲醇是一種易揮發(fā)的有機(jī)液體，汽車和火車罐裝過程中揮發(fā)的甲醇廢氣對環(huán)境造成了一定的影響，并且造成浪費，因此甲醇廠對汽車充裝過程對各鶴管位口揮發(fā)的甲醇?xì)鉂舛冗M(jìn)行分析，數(shù)據(jù)如表1。

通過表1 數(shù)據(jù)可以看出，甲醇充裝過程中空氣中甲醇容許質(zhì)量濃度均超過GBZ 2.1—2007《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》中規(guī)定的工作場所空氣中甲醇容許質(zhì)量濃度50 mg/m3。本著環(huán)保經(jīng)濟(jì)的原則，需要對裝車過程中甲醇逸散氣進(jìn)行回收治理，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

表1 充裝過程中揮發(fā)甲醇濃度

2.2 空壓機(jī)油箱油煙直排大氣的問題

空分車間的DH71-4 空壓機(jī)、3MCL705 空壓機(jī)、PLPK-73.3/7.2-0.46 膨脹機(jī)現(xiàn)有潤滑油站原配油氣分離器效果不好，排放口滴油、冒青煙，影響環(huán)境，不符合國家相關(guān)環(huán)保規(guī)定。

2.3 鹽酸酸霧污染環(huán)境的問題

公輔車間鹽酸運來后，在給低位酸槽卸酸及向高位酸槽打酸時，由于擾動產(chǎn)生大量腐蝕性很強的酸霧，直接排放在大氣中造成環(huán)境污染，對周圍的儀器、設(shè)備、人體和建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的刺激和腐蝕等，嚴(yán)重不符合目前國家及公司環(huán)保排放要求。

2.4 氣柜貯水泄漏未及時回收的問題

焦?fàn)t氣、水煤氣氣柜內(nèi)有11 078m3、9 552m3貯水，當(dāng)貯水發(fā)生泄漏時，可將氣柜內(nèi)的貯水通過氣柜北側(cè)的排水管流入新增收集池引至甲醇廠10 000 m3大事故池內(nèi)。若直接流至地面或雨水系統(tǒng)，將會造成地面污染或者雨水系統(tǒng)COD 超標(biāo)。

3 管控措施及效果

3.1 甲醇裝車過程中逸散氣治理技改

汽車裝車站與火車裝車站共用1 套治理設(shè)備，采用水吸收和吸附聯(lián)合技術(shù)對尾氣進(jìn)行吸收處理。

1）收集系統(tǒng)：甲醇在裝料過程中，會有甲醇?xì)怏w揮發(fā)出來，需對其進(jìn)行收集處理?；疖囇b車區(qū)和汽車裝車區(qū)分別有10 條、5 條鶴管，對每條鶴管安裝密封帽，并配套抽氣管道，抽氣管設(shè)置閥門，通過離心風(fēng)機(jī)加壓送往水洗塔。

2）水洗吸收系統(tǒng)：利用水對甲醇的溶解性，采用水洗進(jìn)行吸收處理，核心設(shè)備為水洗吸收塔。當(dāng)甲醇尾氣排出時，先通過收集管道從水洗吸收塔底部進(jìn)入塔內(nèi)，水通過循環(huán)泵加壓后從塔頂進(jìn)入塔內(nèi)，形成逆流接觸，當(dāng)甲醇溶液濃度達(dá)到一定值時，通過排液泵送往精餾工序回收利用，并向水洗吸收塔內(nèi)補充新鮮水。

4）吸附系統(tǒng)：為了防止未處理干凈的尾氣排放至大氣而設(shè)置的保險單元。經(jīng)過吸收處理后的尾氣中水分飽和，需先去除部分水分，保證吸附劑的吸附效果和壽命。除水后的尾氣進(jìn)入吸附系統(tǒng)，甲醇?xì)怏w被吸附器中的活性炭吸附，潔凈空氣通過煙囪排向大氣。當(dāng)出口尾氣中污染物濃度超過排放標(biāo)準(zhǔn)時，說明吸附已達(dá)到上限，此時需更換吸附材料。（技術(shù)路線示意圖如圖1）。

圖1 甲醇逸散氣體治理技改工藝

項目實施后可有效降低甲醇裝車過程中甲醇揮發(fā)造成的浪費和環(huán)境污染的問題，保證了甲醇運輸系統(tǒng)安全穩(wěn)定長周期的運行，避免了因甲醇揮發(fā)造成的浪費及人員中毒所造成的損失。

3.2 空壓機(jī)油箱排油煙裝置改造

在油箱上原排煙接口位置安裝油氣分離器，接口尺寸跟原排煙管法蘭相同，出口位置帶配對法蘭，方便連接出口管線。帶旁通進(jìn)氣法蘭，方便將壓縮機(jī)排煙口的油煙匯集到油氣分離器抽走。

通過油氣分離器進(jìn)行油煙分離，外排不能有肉眼可見油煙。通過油氣分離器進(jìn)行油液收集，減少潤滑油站補油量。要求排煙風(fēng)機(jī)意外停機(jī)時煙氣能通過單向閥直接外排，不需人工干預(yù)，防止油煙不能及時排出導(dǎo)致機(jī)組密封滲漏。通過油氣分離器抽吸作用，改善回油，改善機(jī)組軸瓦密封潤滑油滲漏的情況，除油效率達(dá)到99.9%，使周界外質(zhì)量濃度小于1.0 mg/m3。

3.3 鹽酸酸霧回收治理

利用廢氣洗滌塔工作原理，在1#、2#高位酸槽、酸計量箱內(nèi)、低位酸槽的排氣口配管，收集卸酸、打酸等過程中產(chǎn)生的酸霧，酸霧由廢氣洗滌塔底部進(jìn)入與廢氣洗滌塔上部送進(jìn)的堿性水中和后達(dá)標(biāo)排放。改造后，酸霧回收率可達(dá)98%以上，既減輕了人身傷害，又可延緩儀器、設(shè)備的腐蝕，提高了設(shè)備使用壽命，同時改善優(yōu)化了生產(chǎn)環(huán)境，達(dá)到了國家及公司環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 氣柜貯水聯(lián)通大事故改造

按照“區(qū)域分片收集、集中外排”的原則，將廢氣進(jìn)行收集并外排至甲醇廠10 000 m3大事故池內(nèi)。將兩臺氣柜北側(cè)排水管引至新增收集池內(nèi)，在兩臺氣柜中間北側(cè)增設(shè)收集池及閥門，從收集池處地埋DN300的管道與第二凈化車間通往大事故池的管線聯(lián)通。當(dāng)氣柜貯水發(fā)生泄漏時打開排水閥門，使泄漏的貯水自流至新增的收集池內(nèi)，然后打開收集池閥門引至與第二凈化車間通往大事故池的管線，流入甲醇廠10 000 m3大事故池內(nèi)。通過改造可有效解決氣柜貯存水發(fā)生泄漏而造成的環(huán)境污染事故發(fā)生，同時可大大改善泄漏的貯存水對生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備、地面、管道的污染。

4 結(jié)語

甲醇廠的環(huán)保設(shè)施通過一系列改造之后，不僅減少了環(huán)保污染事故的發(fā)生，確保各項污染物達(dá)標(biāo)排放，也為甲醇廠下一步的生產(chǎn)經(jīng)營打下了良好的基礎(chǔ)。