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催化氧化技術(shù)在橡膠廢氣處理中的應(yīng)用

文檔作者：程文紅袁曉華田鳳杰文檔來(lái)源：中國(guó)石化北京燕山分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年05月12日
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· 156 ·
化 工 環(huán) 保
ENVIR0NMEN1．AL PROTECTION 0F CHEMICAL INDUSTRY 2012年第32卷第2期
催化氧化技術(shù)在橡膠廢氣處理中的應(yīng)用
程文紅，袁曉華，
(中國(guó)石化北京燕山分公司，
田鳳杰
北京102500)
[摘要]采用催化氧化技術(shù)處理熱塑性丁苯橡膠(SBS)生產(chǎn)裝置D線后處理單元廢氣，廢氣的非甲烷總烴去除
率和環(huán)己烷去除率均達(dá)到98％以上，非甲烷總烴質(zhì)量濃度達(dá)~IJDB11／447-2007《煉油與石油化學(xué)工業(yè)大氣污染
物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求(小于100 mg／m )。~~SBS生產(chǎn)裝置凝聚單元進(jìn)行兩釜流程改三釜流程后，催化氧化反應(yīng)
器人口非甲烷總烴質(zhì)量濃度由(3．84 5．82)X 10 mg／m 降至(2．48～2．63)×10 mg／m ，反應(yīng)器出口非甲烷總
烴質(zhì)量濃度均小于50 mg／m 。凝聚單元改造并采用催化氧化技術(shù)處理廢氣后，每年節(jié)約費(fèi)用約80萬(wàn)元。
[關(guān)鍵詞]揮發(fā)性有機(jī)物； 熱塑性丁苯橡膠；催化氧化；廢氣處理
[中圖分類(lèi)號(hào)]X701 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1006—1878(2012)02—0156—04
Application of Catalystic Oxidation Process in Treatment of Rubber
Production W aste Gas
Cheng Wenhong，Yuan Xiaohua，Tian Fengjie
(Beijing Yanshan Company，SINOPEC，Beijing 102500，China)
Abstract： The waste gas from the post--treatment unit of D-·line of the thermoplastic styrene·-butadiene
rubber(SBS)production plant was treated by catalytic oxidation process．The removal rates of non—methane
hydrocarbons and cyclohexane in the waste gas are both over 98％ ， and the mass concentration of non—
methane hydrocarbons meets the em ission standard DB 1 1／447—2007 of air pollutants for petroleum refining
industry(1ess than 1 00 mg／m )．After the two-reactor-process of the condensation unit of the SBS production
plant was changed into the three—reactor-process，the mass concentration of non-methane hydrocarbons in the
inlet ofthe catalytic oxidation reactor decreases from(3．84-5．82)×10 mg／m to(2．48-2．63)X 10 mg／m ，
and that of non—methane hydrocarbons in the outlet is less than 50 mg／m3．With the process modification of
the condensation unit and the waste gas treatment by catalytic oxidation process， about 800 000 yuan per
year are saved．
Key words： volatile organic compounds；thermoplastic styrene—butadiene rubber；catalytic oxidation；
waste gas treatment
揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)是石油化工生產(chǎn)過(guò)程
中的特征污染物。VOCs危害人體健康，破壞臭氧
層，導(dǎo)致溫室效應(yīng)¨ J。在2010年5月11日國(guó)務(wù)院
辦公廳發(fā)布的《環(huán)境保護(hù)部門(mén)關(guān)于推進(jìn)大氣污染聯(lián)
防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量指導(dǎo)意見(jiàn)的通知》
(國(guó)辦發(fā)[2010]33號(hào))文件中，首次正式從國(guó)家
層面上提出對(duì)VOCs污染開(kāi)展防治工作，將VOCs與
SO 、NO 、顆粒物一起列為改善大氣環(huán)境質(zhì)量的
防控重點(diǎn) 。
熱塑性丁苯橡膠(SBS)生產(chǎn)裝置后處理單元
廢氣(主要為VOCs)占SBS生產(chǎn)全過(guò)程廢氣排放量
的90％，該廢氣以無(wú)組織排放形式排放至大氣環(huán)境
中，對(duì)周邊空氣污染較為嚴(yán)重，影響職工身體健
康。在國(guó)內(nèi)，橡膠后處理單元廢氣大多采用空氣稀
釋排放或無(wú)組織形式排放。為減少VOCs~放，中
國(guó)石化北京燕山分公司(簡(jiǎn)稱燕山分公司)首次采
[收稿日期]2011—11—08；[修訂日期]2011—12—05。
[作者簡(jiǎn)介]程文紅(1969一)，女，山東省莒南市人，
碩士，高級(jí)工程師，主要從事石油化工環(huán)保技術(shù)管理工
作。電話010—69345747，電郵chengwh．yssh@sinopec．corn。
第2期 程文紅等．催化氧化技術(shù)在橡膠廢氣處理中的應(yīng)用
用催化氧化技術(shù)對(duì)SBS生產(chǎn)裝置D線后處理單元廢
氣進(jìn)行處理，取得了良好的效果。
本文比較了幾種VOCs處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，介
紹了催化氧化技術(shù)在SBS生產(chǎn)裝置D線后處理單元
廢氣處理中的應(yīng)用情況，并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益分析。
1 SBS生產(chǎn)裝置D線后處理單元廢氣
排放狀況
SBS生產(chǎn)流程分為4個(gè)單元：聚合、回收、凝
聚和后處理。后處理單元主要對(duì)凝聚單元送來(lái)的膠
粒進(jìn)行脫水干燥，共有4股廢氣排放，分別為進(jìn)料
口閃蒸氣、螺桿擠壓機(jī)出口閃蒸氣、固體產(chǎn)品風(fēng)力
輸送排放氣和固體產(chǎn)品熱風(fēng)干燥排放氣。廢氣中主
要組分包括環(huán)己烷、己烷、水蒸氣、SBS填充油油
霧、固體顆粒物等。
2 VOCs處理技術(shù)
2．1 SBS生產(chǎn)裝置D線后處理單元廢氣處理技術(shù)的
篩選
VOCs的主要處理技術(shù)包括：冷凝法、吸收
法、吸附法、熱力燃燒法、生物處理法和催化氧化
法等 J，幾種VOCs處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表1。
表1 幾種VOCs處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)
技術(shù)名稱 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)
冷凝法 可回收有機(jī)溶劑，可處理混合成分廢氣，適于高
濃度廢氣處理
吸收法 可回收有機(jī)溶劑，可處理混合成分廢氣，操作成
本較低
吸附法 可回收有機(jī)溶劑，處理效率高，適于批次式處理
廢氣，適于處理低濃度廢氣，可做為后處理設(shè)備(焚
化、冷凝)的濃縮器
熱力燃燒法 處理效率高，可處理濃度變化大的廢氣
生物處理法 適于處理低濃度廢氣，操作成本低
催化氧化法 處理效率高，可處理濃度及流量變化的廢氣，操
作溫度較低，操作成本較低
不適于處理低沸點(diǎn)物質(zhì)，不適于處理低濃度廢氣，
處理效率不高(50％～90％)
需要洗滌介質(zhì)，對(duì)于低濃度廢氣處理效率不高，回
收混合物時(shí)，需進(jìn)一步分離
對(duì)于高濃度或高負(fù)荷廢氣處理容量有限，不適于處
理低相對(duì)分子質(zhì)量的成分，不適于處理相對(duì)濕度大于
50％的廢氣，吸附劑再生或置換成本高
需要消耗輔助燃料，不適于間歇操作，操作成本較
高，有N 二次污染
不適于處理高濃度廢氣，空間需求大，生物濾床進(jìn)
氣需降溫、調(diào)濕度，處理效果不明顯
廢氣中如含鉛、砷、磷、硫或粒狀物，會(huì)使催化劑
中毒，處理效率降低
由于熱力燃燒法需要800 oC以上的燃燒溫度，
不僅消耗大量的輔助燃料，而且高溫的操作條件會(huì)
產(chǎn)生NO 二次污染? ；生物處理法對(duì)有機(jī)廢氣的處
理在德國(guó)、荷蘭等國(guó)家得到規(guī)?；瘧?yīng)用，國(guó)內(nèi)僅在
滴濾塔的運(yùn)行中進(jìn)行了初步探索。催化氧化法工藝
簡(jiǎn)單， 操作方便， 現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于石油化工行業(yè)
VOCs的處理 。燕山分公司SBS生產(chǎn)裝置D線后處
理單元廢氣處理采用了撫順石油化工研究院開(kāi)發(fā)的
進(jìn)料口閃蒸氣
擠壓機(jī)出口閃蒸氣
催化氧化工藝及WSH一1 F型蜂窩狀貴金屬催化劑。
2．2 催化氧化技術(shù)處理SBS生產(chǎn)裝置D線后處理單
元廢氣工藝流程
多種治理技術(shù)組合是VOC 治理的有效途
徑 。采用以催化氧化技術(shù)為主的技術(shù)組合處理
SBS生產(chǎn)裝置D線后處理單元廢氣的工藝路線為：
廢氣收集和預(yù)處理一冷凝一催化氧化一達(dá)標(biāo)排放。
工藝流程示意見(jiàn)圖1。
圖1 催化氧化技術(shù)處理sBs生產(chǎn)裝置D線后處理單元廢氣的工藝流程示意
化 工 環(huán) 保
ENVIRONMENTALPROTECTION OF CHEMICALINDUSTRY 2012年第32卷
2．3 催化氧化技術(shù)處理SBS生產(chǎn)裝置D線后處理單
元廢氣運(yùn)行效果
未采用催化氧化技術(shù)處理前SBS生產(chǎn)裝置D線
后處理單元各排放口廢氣中VOCs質(zhì)量濃度見(jiàn)表2。
廢氣流量為30 000 Nm ／h。2007年9月建成SBS生產(chǎn)
裝置D線后處理單元廢氣催化氧化處理工業(yè)化裝置
并投入運(yùn)行，對(duì)廢氣中環(huán)己烷等主要非甲烷總烴進(jìn)
行處理。2007年12月，裝置經(jīng)調(diào)試運(yùn)行穩(wěn)定后，催
化氧化反應(yīng)器對(duì)廢氣中非甲烷總烴和環(huán)己烷的去除
效果見(jiàn)表3和表4。
表2 處理前SBS生產(chǎn)裝置D線后處理單元各
排放口廢氣~VOCs質(zhì)量濃度 mg／m
表3 催化氧化反應(yīng)器對(duì)廢氣中非甲烷總烴的去除效果
表4 催化氧化反應(yīng)器對(duì)廢氣中環(huán)己烷的去除效果 表5 凝聚單元改造后非甲烷總烴去除效果
由表3和表4可見(jiàn)，在催化氧化反應(yīng)器入口溫
度為239～257 、出口溫度為381～455 的條件
下，催化氧化反應(yīng)器的非甲烷總烴去除率和環(huán)己烷
去除率均達(dá)到98％以上，處理后裝置排放的廢氣達(dá)
~IJDB11／447—2o07《煉油與石油化學(xué)工業(yè)大氣污染
物排放標(biāo)準(zhǔn)》 中非甲烷總烴最高允許排放濃度的
限值(小于100 mg／m )。
催化氧化反應(yīng)器投入運(yùn)行4年來(lái)，運(yùn)行情況基
本穩(wěn)定。2010年燕山分公司對(duì)SBS生產(chǎn)裝置的凝聚
單元進(jìn)行了改造，將兩釜流程改為三釜流程，從源
頭上消減了VOCs的產(chǎn)生。改造后非甲烷總烴去除
效果見(jiàn)表5。由表5可見(jiàn)，凝聚單元改造后，催化氧
化反應(yīng)器入口非甲烷總烴濃度由(3．84～5．82)X 10
mg／m 降至(2．48～2．63)×10 mg／m ，催化氧化反
應(yīng)裝置運(yùn)行穩(wěn)定性提高，非甲烷總烴去除率穩(wěn)定在
98％以上，處理效果良好。凝聚單元改造后，催化
氧化技術(shù)處理SBS生產(chǎn)裝置D線后處理單元廢氣排
放情況見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)，催化氧化反應(yīng)器出口非
甲烷總烴質(zhì)量濃度均小于50 mg／m3。
運(yùn)仃時(shí)I司／d
圖2 凝聚單元改造后催化氧化技術(shù)處理SBS
生產(chǎn)裝置D線后處理單元廢氣排放情況
3 經(jīng)濟(jì)效益分析
對(duì)SBS生產(chǎn)裝置凝聚單元進(jìn)行改造，并采用催
化氧化技術(shù)處理SBS生產(chǎn)裝置D線后處理單元廢氣
后，冷凝處理回收的冷凝水和環(huán)己烷可在SBS生產(chǎn)
裝置進(jìn)行回用，每年節(jié)約費(fèi)用約8O萬(wàn)元 J。催化
氧化廢氣產(chǎn)生大量的熱量，通過(guò)高效換熱器可用于
預(yù)熱反應(yīng)器人口的待處理廢氣，降低裝置能耗。裝
置正常運(yùn)行時(shí)，催化氧化反應(yīng)的進(jìn)行可利用自身氧
第2期 程文紅等．催化氧化技術(shù)在橡膠廢氣處理中的應(yīng)用
化產(chǎn)生的熱量來(lái)完成，無(wú)需外加熱量，部分剩余熱
量可用于SBS膠粒的熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，代替原來(lái)采用
的水蒸氣加熱系統(tǒng)，充分利用系統(tǒng)熱能。
4 結(jié)論
a)采用催化氧化技術(shù)處理SBs生產(chǎn)裝置D線
后處理單元廢氣，在催化氧化反應(yīng)器入口溫度為
239～257 oC、出口溫度為381～455℃的條件下，
催化氧化反應(yīng)器的非甲烷總烴去除率和環(huán)己烷去
除率均達(dá)到98％以上，處理后裝置排放的廢氣達(dá)到
DB1l／447—2007《煉油與石油化學(xué)工業(yè)大氣污染物
排放標(biāo)準(zhǔn)》中非甲烷總烴最高允許排放濃度的限值
(小于100 mg／m )。
b)對(duì)SBS生產(chǎn)裝置凝聚單元進(jìn)行兩釜流程改
三釜流程后，催化氧化反應(yīng)器人口非甲烷總烴濃度
由(3．84 5．82)×10 mg／m 降至(2．48～2．63)×10
mg／m ，裝置運(yùn)行穩(wěn)定性提高，非甲烷總烴去除率
穩(wěn)定在98％以上，催化氧化反應(yīng)器出口非甲烷總烴
質(zhì)量濃度均小于50 mg／m3。
C)對(duì)SBS生產(chǎn)裝置凝聚單元進(jìn)行改造，并采
用催化氧化技術(shù)處理SBS生產(chǎn)裝置D線后處理單元
廢氣后，每年節(jié)約費(fèi)用約80萬(wàn)元。催化氧化反應(yīng)
的進(jìn)行可利用自身氧化產(chǎn)生的熱量來(lái)完成，剩余
熱量可用于SBS膠粒的熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，充分利用系
統(tǒng)熱能。
參考文獻(xiàn)
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[J]．石化技術(shù)，2011，18(3)：44—46．
(編輯祖國(guó)紅)
· 專利文摘·
一種微生物燃料電池及其在降解
多溴聯(lián)苯醚中的應(yīng)用
該發(fā)明公開(kāi)了一種微生物燃料電池及其在降
解多溴聯(lián)苯醚中的應(yīng)用。它包括陽(yáng)極室、陰極室、
陽(yáng)極電極、陰極電極、質(zhì)子透過(guò)膜及外接電路，在
陽(yáng)極室內(nèi)有電化學(xué)潘f!生微生物，還裝有該微生物的
培養(yǎng)液、碳源和電子供體，在陰極室內(nèi)裝有陰極反
應(yīng)液，在所述的陽(yáng)極室內(nèi)接種溴代阻燃劑污染地水
體底泥作為電化學(xué)活性微生物，在陽(yáng)極室內(nèi)還有多
溴聯(lián)苯醚或者含有多溴聯(lián)苯醚的污染物。該發(fā)明通
過(guò)溴代阻燃劑污染地水體底泥中的微生物的作用，
將陽(yáng)極溶液中的多溴聯(lián)苯醚降解為低溴代聯(lián)苯醚甚
至無(wú)溴聯(lián)苯醚并同時(shí)輸出電能，達(dá)到了較好的環(huán)
境污染處理和資源化的效果。該發(fā)明可在較長(zhǎng)時(shí)
間內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于各種廢水及污染水體環(huán)境中
多溴聯(lián)苯醚類(lèi)物質(zhì)的降解具有很好的應(yīng)用前景。／
CN102315472A．2012—0l— l1
一株煙曲霉及其降解咪唑乙煙酸的應(yīng)用
該發(fā)明涉及一種煙曲霉及其應(yīng)用。該發(fā)明
的煙曲霉(Aspergillus． migatus)LZ2的保藏號(hào)
為CGMCC No．3859。該發(fā)明煙曲霉Aspergillus
fumigatus LZ2 CGMCC No．3859~以咪唑乙煙酸為
惟一碳源生長(zhǎng)，并且其在含200 mg／L咪唑乙煙酸的
基礎(chǔ)鹽培養(yǎng)基中培養(yǎng)8 d，可使咪唑乙煙酸的降解
率達(dá)82．91％，為治理咪唑乙煙酸污染土壤和水體
提供技術(shù)支持。同時(shí)該煙曲霉 spergillusfumigatus
LZ2 CGMCC No．3859在含100 gg／kg咪唑乙煙酸
的土壤中培養(yǎng)60 d，可使咪唑乙煙酸的降解率達(dá)
76．84％，遠(yuǎn)高于自然土壤中咪唑乙煙酸的降解率，
且使咪唑乙煙酸在土壤中降解的半衰期由自然降解
的75．9 d提前~lJ30．9 d，提前了48．6 d。該發(fā)明煙曲
~Aspergillus migatus LZ2 CGMCC No．3859~有效
加快土壤中咪唑乙煙酸的降解。／CN102329734A，
201 2—01— 25

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