青岛石化小本体聚丙烯尾气回收装置实现尾气0排放

一．          项目背景

       青岛石化7万吨/年聚丙烯装置于2005年12月建成投产，低压丙烯气回收系统主要由气柜、压缩机、冷凝器和膜分离装置等构成。

图1-1 现有聚丙烯装置存在的问题

      改造前的工艺流程如上图1-1所示。低压回收丙烯气系统仍有两股有组织排放的丙烯气跑损，分别是闪蒸釜抽真空氮气置换后期直排大气的丙烯损耗和膜分离装置排入火炬系统尾气的丙烯损耗。不但造成大量丙烯损失，而且污染环境，特别是闪蒸釜氮气置换排出的置换气是直接外排大气的。如果将这两股有组织排放的尾气全部回收处理，就能基本消除本体法聚丙烯装置的所有有组织排放废气，丙烯单耗将会降至1005kg/tPP左右，对于青岛石化来说，这就意味着每年多回收丙烯840t左右，按丙烯价格6000元/t计，仅此一项，可为企业带来每年500万元左右的经济效益。

       改造前的聚丙烯工艺闪蒸釜粉料置换过程后几次置换废气由于丙烯浓度较低、氮气量较大而难以进入丙烯气柜回收处理，受置换压力限制也无法排入工厂火炬气回收系统，因此不得不将这部分低浓度丙烯气直排大气。这股气体的VOC浓度在0.5~20%左右，**超过国家有关环保排放标准，每年排出的VOC量在200~300t左右。本项目的目标是将这部分有机物全部回收，彻底消除外排废气造成的大气污染。

        改造前装置丙烯回收系统回收丙烯后的不凝气采用膜分离装置回收，膜分离装置排出的丙烯浓度在8~20%的尾气排入火炬系统，丙烯浓度70%左右的提浓气循环返回气柜。这部分尾气造成的丙烯损耗500t/年左右。

        聚丙烯装置氮气消耗量也比较高，主要氮气排放口也是闪蒸釜外排气和膜分离尾气，这部分氮气消耗大约在200Nm3/h左右，折合23Nm3/tPP左右。本项目的目标是将这些废气全部经过变压吸附处理得到VOC浓度<0.1v%的净化氮气，全部循环返回工艺装置回收利用，从而大幅降低装置氮气单耗。

       由于设备原因，目前聚丙烯装置丙烯气回收系统的压缩机出口压力难以达到2.1MPa（G）的设计压力，只能维持在1.7MPa（G）左右的出口操作压力，根据装置实际运行情况以及计算机模拟计算，在这样的操作压力和循环水冷后温度下，丙烯单程回收率比较低，大量丙烯气在丙烯气回收系统内循环，造成压缩机和气柜超负荷，夏季环境温度高时，有时不得不将丙烯气排放火炬系统，造成实际加工损耗大幅增加。与此同时，改造措施也客观上增加了丙烯气回收系统的负荷，这又进一步增加了现有设施的负担。

        本次改造由北京信诺海博公司完成，的目标是，在现有压缩机和气柜等主要设备不大动的前提下，彻底解决丙烯气回收系统能力不足、以及净化氮气不能直接回用或外排的问题。

二．          总体技术方案

图2-1 青岛石化聚丙烯回收系统改造示意图

       北京信诺海博公司提出的主要方案详见图2-1，本次改造的主要内容有：

1. 闪蒸釜采用连续汽提工艺，将置换出的丙烯气全部排入气柜回收处理，彻底消除闪蒸釜外排丙烯气；

2. 新建PSA不凝气回收装置代替原有膜分离装置，分离得到的低VOC浓度的净化氮气全部返回装置闪蒸釜系统回收利用，消除不凝气回收装置尾气外排丙烯；

3. 在压缩机循环水冷却器后增加低温冷却器和制冷机组，降低丙烯气压缩机出口气体冷后温度，以提高丙烯气回收系统丙烯单程回收率，降低压缩机负荷。

三．          运行结果

        北京信诺海博公司设计提供的聚丙烯尾气回收PSA装置于2017年4月24日一次投产成功运行，将丙烯浓度50%的聚丙烯尾气分离，得到丙烯浓度0.00%的净化氮气（青岛石化的化验分析的精度是0.01%，丙烯浓度在线分析仪显示浓度为1PPM，相当于2mg/m3），净化氮气全部返回闪蒸釜代替新鲜氮气，富含丙烯的脱附气返回气柜入口。整个PSA装置无尾气排放。

图3-1 青岛石化聚丙烯回收PSA装置正面

图3-2 PSA装置中净化氮气中丙烯浓度检测仪  单位ppm

详见http://www.sinohypro.com/show/xxy/1264

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其实这个只不过是把冷凝温度降低，我觉得psa可以加到膜尾气处，用个小的处理下排放浓度