炼油厂中含氢气体排放的最小化与废氢资源化处置方案研究
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氯碱生产中副产氢气的回收利用技术研究摘要:我国的氯碱工业正处于快速发展的阶段,但是由于产能过剩,导致烧碱价格一直处于低位运行,同时行业盈利能力也在不断下降。
这种情况不仅严重影响了氯碱行业的发展,还给环境带来了很大的风险。
一个不得不关注的问题是,大部分氯碱工业的副产氢气并没有得到有效的利用,而是直接排放到大气中,这不仅增加了环境的危险因素,还浪费了清洁能源。
因此,如何解决氢气副产物的利用问题,成为了氯碱工业发展的重要课题。
在这样的背景下,开元化工采用了立式燃氢蒸汽锅炉、氢气充装等途径,全面回收和综合利用排空氢气,为公司清洁生产、节能降耗、减排增效开辟了新途径。
通过这种方式,氢气不仅可以被充分利用,还可以有效地降低排放量,从而实现了企业的可持续发展。
关键词:氯碱生产;副产氢气;回收利用1氢气提纯工艺在化工工业生产中,吸附剂是一种重要的材料,它可以用于分离、纯化和去除废水废气中的有害物质。
然而,过去的研究表明,在使用吸附剂时,经常会出现效果较差的情况。
这个问题是由于使用不当引起的,例如,吸附剂的选择和稳定性都会对工艺的稳定性和成本产生影响。
首先,吸附剂的选择至关重要。
吸附剂的选择应根据所需分离的物质进行选择,不同的物质需要不同的吸附剂。
例如,有些吸附剂可以很好地吸附某些有机物,但却无法吸附某些无机物,反之亦然。
因此,必须根据所需分离的物质进行选择,并进行适当的试验和验证,以确保所选吸附剂的效果最佳。
其次,吸附剂的稳定性也是很重要的。
吸附剂的稳定性直接影响工艺的稳定性和成本。
如果吸附剂不稳定,会导致吸附剂的寿命缩短,增加更换吸附剂的频率和成本。
同时,吸附剂的不稳定性还会影响吸附剂的吸附效果,导致效果较差。
因此,必须选择稳定性好的吸附剂,并采取适当的保护措施,以延长吸附剂的使用寿命。
综上所述,吸附剂是化工工业生产中不可或缺的材料,但它的使用需要注意吸附剂的选择和稳定性。
只有选择合适的吸附剂,并采取适当的保护措施,才能确保工艺的稳定性和效果的最佳化。
炼油厂氢气系统的计算与优化在当今世界原油资源持续重质化、劣质化的趋势之下,为满足日趋严格的产品质量标准,加氢技术在原油二次加工过程中的应用越来越广泛。
在发达国家的炼油工业中,加氢装置的处理能力一般占原油加工能力的50%以上,有的甚至高达90%。
而在我国炼油企业中,这个比例约占30%,还有较大的发展空间[1]。
近年来,国内新建的一批千万吨级大型炼厂中加氢装置的处理能力有了较大的提升,出现了多个“全加氢型”的炼厂。
随着加氢工艺的发展,炼厂内对氢气资源的需求也在增加,氢气资源短缺的矛盾正在显现。
因此,合理的规划利用炼厂内宝贵的氢气资源,降低用氢成本,对提高炼油厂的经济效益至关重要。
1炼厂氢气消耗分析在炼油厂加氢装置的生产过程中,对氢气的消耗主要体现在四个方面:化学耗氢、溶解损失、放空损失、设备漏损,这几方面耗氢所占的比例与原料性质、加氢过程反应类型以及设备状况等因素有关。
1.1 化学耗氢加氢装置的化学耗氢,包括还原(脱除油品中的硫、氮、氧)、饱和(烯烃饱和)和裂化(对大分子碳氢化合物裂化后的不饱和小分子碳氢化合物的加氢)所消耗的氢气。
化学耗氢量一般可占总耗氢量的90%左右,化学耗氢量是脱硫量、脱氮量、烯烃和芳烃饱和度、原料重金属含量及原料分子特性的函数[2]。
不同的反应过程、不同的进料化学组成和对产品质量的不同要求而导致的不同反应深度,是影响化学耗氢量的主要因素。
以柴油加氢精制为例,在精制深度相同时,分别以直馏柴油、催化裂化柴油、焦化柴油为原料的加氢精制,其耗氢量就有区别。
催化裂化柴油或焦化柴油中含有大量烯烃需要加氢饱和,而且油品也较重,含有较多的硫、氮等杂质需要加氢脱除,这样就增加了化学反应耗氢量。
如果柴油含芳烃多,又要求将其饱和时,耗氢量就更大。
可见,加氢装置在不同的原料组成或采用不同的加工流程时,由于原料性质和加工深度不同,其化学耗氢量会有较大的差别。
1.2 其他耗氢溶解损失是指在高压下溶解于加氢生成油中的氢气,随加氢生成油排出而造成的损失。
63石油炼制工程在生产和储运过程中产生的废气需进入VOCs处理设施处理,净化尾气达标后才能排放到大气中。
随着VOCs排放标准不断升级,为了响应国家污染物防治攻坚战的节点要求,各炼化企业对现有VOCs处理设施进行提标改造将势在必行,目前各企业现有VOCs处理设施往往投用不长,现有设施短时间内无法提升排放标准,而新工艺技术不成熟不可靠,无国内工程使用经验,且受建设用地、改造周期、公用工程、资金投入高等多种因素影响,对现有VOCs 处理设施更新或升级改造显得不切实际。
2020年1月生态环保部批准并实施《石油炼制工业废气治理工程技术规范》(下简称《规范》),《规范》规定了石油炼制工业废气治理工程的设计、施工、验收和运行管理的技术要求,并提出了石油炼制净化尾气进一步提标改造的技术方向,即净化后尾气为了到达更严排放标准,可采用现有加热炉、焚烧炉、锅炉等进一步深度处理。
由于《规范》及《石油炼制工业废气治理工程技术规范释疑(二)》(下简称《规范释疑》)等规范和文献资料中只简单介绍了净化尾气进入加热炉、焚烧炉等炉体方案是可行的,但无具体实施细则。
本文将结合某炼化企业酸性水罐区净化尾气提标改造的实施,介绍净化尾气进炉工艺及联锁方案,为同类型的企业提供借鉴与参考。
一、净化尾气随空气进入加热炉1.基本概况某炼化企业酸性水罐区和污油罐区按照该企业内部罐区油气联通要求进行改造后,罐顶废气进入该罐区VOCs油气回收设施,油气回收设施采用低温柴油吸收+氢氧化钠溶液脱硫工艺,经油气回收设施处理后净化尾气中非甲烷总烃(NMHC)含量仍不能到达排放要求,故对处理后的净化尾气进一步处理,使其达标甚至提标排放。
2.净化尾气参数在油气回收设施平稳运行后,对净化尾气进行了标定。
标定时的主要工艺操作参数如表1,净化尾气中非甲烷总烃(NMHC)含量及组成分析化验数据(2019-2至2019-10)分别见表2和表3。
表1 净化尾气主要工艺操作参数表2 净化尾气中非甲烷总烃(NMHC)含量表3 净化尾气组成《规范》指出,通常酸性水固定顶罐所排废气主要组分为:N 2、O 2、CO 2、H 2S、NH 3、有机硫化物、油气、水蒸气,废气主要污染物浓度(mg/m 3):H 2S 1000~100000,NH 3 400~5000,有机物硫化物50~2000,NMHC100000~800000。
炼油厂氢气系统全局优化技术及应用王宽心;吴玉成;韩晓春;娄海川;许彤;侯卫锋【摘要】针对炼化企业普遍存在氢气资源利用率低、消耗成本高的问题,提出了操作优化、氢网络优化、调度优化技术相结合的氢气系统全局优化方法.首先,构建氢耗过程定量评价指标,通过关联分析获得耗氢装置的最佳操作条件;然后,基于氢夹点分析获得氢气系统最佳匹配网络,通过氢气管网优化改造,实现氢气资源的优化分级利用;最后,以临氢装置耗氢需求及氢管网运行状态为约束、以系统运行总成本最低为目标构建调度优化模型,并开发氢气系统调度优化平台,以指导氢气系统进行优化调度.应用表明:通过操作优化可有效降低加氢装置的氢损耗、氢气提纯成本和氢气损失,显著提升氢气系统管理的精细化、智能化程度.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2018(039)008【总页数】4页(P32-35)【关键词】炼油厂;氢气系统;操作优化;调度;评价指标;信息化;网络化【作者】王宽心;吴玉成;韩晓春;娄海川;许彤;侯卫锋【作者单位】浙江中控软件技术有限公司,浙江杭州 310053;浙江中控软件技术有限公司,浙江杭州 310053;浙江中控软件技术有限公司,浙江杭州 310053;浙江中控软件技术有限公司,浙江杭州 310053;浙江中控软件技术有限公司,浙江杭州310053;浙江中控软件技术有限公司,浙江杭州 310053【正文语种】中文【中图分类】TH-39;TP391.90 引言随着原油重质化、劣质化程度的加深,石化产品向着深度精制、无害化的方向不断发展,氢气作为炼油厂仅次于原油的第二大原料投入,其消耗量大幅度增长[1-2]。
如何降低炼油过程中的用氢成本一直是国内外关注的焦点[3-4]。
近年来,发达国家已形成了以Towler的氢夹点分析 [5]、Hallale的MINLP氢网络优化模型[6]、Energia公司开发的氢网络管理软件[7]等为代表的氢气系统优化方法,实现了炼油厂氢气资源优化配置,有效提升了氢气系统操作及管理水平。
炼油厂氢气分配系统超结构优化方法研究进展很早之前,就已经开始针对炼油厂的氢气分配体系超结构的优化方法进行了研究,这是一种具有高效节能,节约成本的方法,因此得到不断发展,在本次研究中,主要对炼油厂氢气分配系统超结构优化方法研究进展进行分析。
标签:炼油厂;氢气分配系统;超结构;优化方法现阶段,加工原油出现了劣质化的现象,加之,社会对于油品质量提高的要求,逐渐降低的重质燃料油的价值,加氢工艺得到了广泛的应用,有助于产品硫化物和氮化物的降低。
然而因为加氢工艺的因公增加了氢气需求,使得氢气来源越来越少,所以,需要优化氢气系统研究,达到节能降耗的目标。
一、炼油厂氢气分配系统超结构方法分析对于超结构方法来说,这是过程系统当中非常重要的研究方法,并且获得了非常广泛的应用,研究人员Hallale是最初提出通过超结构方法达到氢气系统优化的人员,对系统超结构进行建立的过程中,必须建立初始化的网络结构,之后再利用优化算法对网络结构进行确定。
最优网络的寻找过程中,必须对数学模型进行建立以及优化。
数学模型主要是在目标函数以及约束条件的作用下所构成的。
这一方法的应用能够在优化计算过程中对约束条件进行添加,并对目标函数进行优化,还能够达到较好的目标函数值以及优化网络。
在这一问题上,张毅等研究人员通过超结构的方法优化分析了镇海炼化的氢气系统,将目标确定为总氢气费用与氢气压缩机的电费和,通过序贯二次的规划算法得到最优化的网络结构。
(一)分析二步的优化模型氢网络流股间匹配比较简单的方法就是对网络改造投资进行降低,与此同时,能够让系统操作更加地平稳,不容易受到其他类型的装置操作的波动影响。
在该问题上,刘永忠等研究人员通过最小氢气的工程消耗量以及最小匹配数制定二步优化的模型,按照原始氢气的分配网络氢源以及氢阱流股的数据,对流量和浓度以及压力限制性的非线性的规划模型进行制定,并对原始性的氢气分配的网络最小氢气的公用工程的消耗量进行确定;对该优化结果进行参考,选择一个比较合适的松弛率,并对系统最小化的网络匹配数进行确定。
石油炼制中的环保措施研究摘要:石油炼制工业是化工生产的重要产业,在我国能源体系中占据重要地位。
在市场需求的刺激之下,石油炼制工业的生产负荷出现明显变化,加工深度的增加,以及环境保护压力的增加,都给石油炼制工业提出了新的发展要求。
本文围绕石油炼制行业的生产实践展开讨论,重点分析加氢装置环保开停工及相关技术措施,以供参考。
关键词:石油炼制;环保措施;加氢装置;开停工引言石油炼制工业的发展与能源供应、能源安全有着密不可分的联系,在我国经济发展迅猛的背景下,依靠技术层面的支持以及经营模式的调整,石油炼制工业取得了重要的发展成果。
与此同时,石油炼制带来的一系列环境污染问题,成为制约行业持续发展的关键。
大量实践证明,石油炼制涉及的生产工艺不可避免地会对周围的水体、大气环境以及土壤土质产生负面影响,而污染物质的排放还会带来一系列连锁反应,进一步恶化厂区周围的生态,采用清洁生产方法,在石油炼制生产工艺中探索有效的环保措施,是控制石油炼制的工业污染、防治生态问题的最佳途径。
1 石油炼制中的加氢装置在石油炼制工艺中,加氢装置是石油产品精制不可缺少的重要设备。
加氢装置的主要工作原理如下:在催化剂以及氢压的作用下,石油产品中的氮、硫等有害杂质被转化为无害产物而被去除,同时油品中的烯烃和二烯烃在加氢处理之下实现部分饱和,这对油品的品质改善有着极为重要的作用。
从加氢装置的应用实践来看,将其应用于石油炼制工业之中,能够提高石油产品的安定性,改善油品的品质,降低石油炼制对周围环境的污染程度,同时延长发动机等相关设备的使用寿命。
但加氢装置同样存在环保问题,按照现行石化炼化企业的环境保护规定,石油炼制企业必须将此类装置的开停工以及检修、维修等工作纳入环保管理的范畴,对污染物的排放进行严格的监管,以最大限度降低石油炼制对环境、生态的负面影响。
2 石油炼制中加氢装置的环保开停工2.1开工前的准备在应用加氢装置的过程中,采用正确的开停工方法,能够大幅减少加氢装置的运行隐患,确保石油炼制的安全生产,同时合理发挥加氢装置自身应有的作用。
氢气回收装置技术方案氢气回收装置是指在工业流程中,利用气体回收技术将废弃氢气进行回收和再利用的装置。
其主要作用是减少废弃氢气对环境造成的污染和损失,降低生产成本以及提高资源利用率。
本文将介绍一种常见的氢气回收装置技术方案。
一、氢气回收装置工作原理氢气回收装置主要由吸附罐、解吸罐、压缩机、冷却器、过滤器、加热器、阀门等设备组成。
其工作原理如下:1、吸附罐:将含氢气的废气通过吸附剂填充的吸附罐中,在吸附剂表面形成吸附层。
2、解吸罐:当吸附层达到一定厚度时,进入解吸罐中。
在加热和减压的过程中,吸附剂会逐渐释放吸附的氢气。
3、压缩机:将解吸出的氢气经过冷却、过滤后,再通过压缩机进行压缩。
4、加热器:在压缩前,需要对氢气进行预热,以提高氢气的压缩效率。
5、阀门:在氢气回收过程中,需要根据不同的工艺需求,通过控制阀门的开启和关闭,实现氢气的准确流动控制。
二、氢气回收装置技术方案的设计要点1、吸附剂的选择:吸附剂的选择应根据氢气回收的工艺条件和废气成分而定。
目前常用的吸附剂有活性炭、沸石、硅胶等,需要选择具有高吸附能力、高稳定性和容易再生的吸附剂。
2、解吸温度和压力的控制:解吸过程中,需要根据吸附剂的特性和氢气成分来确定解吸的温度和压力。
解吸温度不能过高,以防吸附剂发生变性,同时解吸压力要足够低,以降低解吸时的能量消耗。
3、压缩机的选型:压缩机需要根据氢气的流量和压力要求来进行选型,一般要求压缩机的排气压力不低于30MPa,同时需要具有高效率和低能耗。
4、加热器和冷却器的设计:加热器和冷却器的作用分别是对氢气进行预热和冷却,需要根据氢气的特性和工艺条件来进行设计,以保证氢气的压缩效率和稳定性。
三、氢气回收装置的应用氢气回收装置在石化、化工、发电等工业领域中得到广泛应用。
通过氢气回收技术,不仅可以减少氢气的废弃,还能节约能源、降低生产成本、提高资源利用率,同时也有利于环境保护。
因此,在未来的工业生产中,氢气回收装置技术将得到更广泛的推广和应用。
煤气化制氢过程中的废渣处理与循环利用策略研究煤气化制氢是一种重要的能源转化方式,可以通过将煤炭等化石燃料转化为氢气,以供给氢能源相关领域使用。
然而,煤气化制氢过程中会产生大量的废渣,如灰渣、煤气净化废渣和固体副产品等,这些废渣的处理和循环利用是一个重要的环境和经济问题。
一、废渣的类型与产生原因煤气化制氢过程中产生的废渣主要包括灰渣、煤气净化废渣和固体副产品。
灰渣主要来自于燃料中的矿物质,在高温条件下生成固体颗粒物;煤气净化废渣则是煤气净化过程中产生的固体废物,包括固体颗粒物和吸附剂等;固体副产品是指在煤气化过程中形成的一些固体产物,如氨盐、石墨、焦炉煤等。
二、废渣的处理方法针对不同类型的废渣,可以采用不同的处理方法。
对于灰渣,一种常见的处理方法是进行浸出处理,将其中的有害物质溶解出来,然后采用沉淀、过滤、干燥等方式将废渣处理成可回收利用的资源。
对于煤气净化废渣,可以通过热解、氧化、还原等方式进行处理,将其中的重金属等有害物质转化为无害的物质,或者回收其中的可利用成分。
至于固体副产品,可以考虑通过改性、加工等方式将其转化为高附加值的产品,如石墨材料和焦炉煤的再利用等。
三、废渣的循环利用策略废渣的处理不仅要达到环境保护的要求,还要追求循环利用的目标。
在灰渣的处理过程中,可以考虑将其用于土壤改良和建材生产中,可以作为肥料和混凝土的添加剂等。
而煤气净化废渣可以考虑将其用于水处理和污染防治领域,可以用作吸附剂和填料等。
固体副产品则可以通过改进生产工艺,优化产品结构,提高产品附加值,从而实现其循环利用和资源化利用。
四、废渣处理与循环利用的挑战与对策废渣处理与循环利用面临着一些挑战,如处理成本高、技术要求复杂等。
为了应对这些挑战,应当加强废渣处理技术的研发与创新,降低处理成本,并完善相关政策和法规,鼓励企业进行废渣资源化利用,并规范废渣处理行为,确保废渣的安全处理和循环利用。
总结:煤气化制氢过程中的废渣处理与循环利用是一个重要而复杂的问题。
石油炼制厂环保专项方案1. 简介该文档旨在提出石油炼制厂的环保专项方案,以减少对环境的影响并提高生产过程的可持续性。
本方案旨在确保石油炼制厂在遵守相关法规的同时,采取额外措施来保护环境和人类健康。
2. 目标本专项方案的主要目标是:- 减少废水、废气和固体废物的排放- 优化能源使用和能源效率- 加强炼制厂风险管理和安全措施- 推动环保技术的研发和应用3. 措施3.1 废水管理- 安装先进的废水处理设备,确保废水达到排放标准- 开展废水处理工艺的优化研究,提高处理效率- 定期监测废水排放情况,确保合规性3.2 废气治理- 安装高效的废气处理系统,减少有害气体排放- 使用低污染燃料和先进的燃烧技术,降低废气排放量- 加强废气排放监测,及时发现和解决问题3.3 固体废物处理- 建立合理的固体废物分类和处理系统- 推广废物资源化利用和再循环利用技术- 加强固体废物排放的监测和管理3.4 能源优化- 优化能源使用,减少能源浪费- 推广节能技术和设备,提高能源效率- 加强能源消耗的监测和管理3.5 风险管理和安全措施- 制定完善的风险管理计划,以防止事故和污染事件的发生- 建立紧急应对机制,及时应对突发环境事件- 加强员工培训,提高应急响应能力和安全意识3.6 环保技术研发和应用- 投入资金进行环保技术研发,寻找更有效的环保解决方案- 推广并应用先进的环保技术和设备- 加强与环保科研机构的合作,促进技术创新和交流4. 监测和评估为确保该专项方案的有效实施,应进行定期的监测和评估。
监测指标包括废水、废气和固体废物排放情况、能源消耗情况以及环保措施的实施效果等。
根据监测结果进行评估,并根据评估结果进行必要的调整和改进。
5. 结论石油炼制厂环保专项方案旨在保护环境、降低污染物排放、提高资源利用效率和能源效率,并实现绿色发展。
通过有效实施该方案,可以为石油炼制厂的可持续发展和环境保护作出贡献。