张永波

上海立得催化剂有限公司 （上海 201512）

随着国家和人民环保意识的增强，环保法规在近年日益严格，标准也在不断提高，一些企业的环保设施已经不能满足新法规的排放要求。如何实现达标排放成为很多化工生产企业面临的难题，甚至是新形势下关乎企业生死存亡的问题，多地陆续有不少排放不达标企业被关停，还有部分企业难以承担巨额环保费用，面临利润减少甚至亏损，不得不主动停产另谋出路。上海立得催化剂有限公司（简称“立得公司”）也面临同样的问题，对于尾气治理问题，也走过不少弯路。化工企业尾气治理的方法很多，但可以肯定的是，首先要从源头上控制含烃废气的排放，即遵循减量化的处理原则。近几年，采取改进原料进出罐操作、降低生产中的工艺反应温度、降低冷却介质温度等多项举措减少有机废气的排放，从优化前后来看，取得了不错的效果。

1 源头减排

1.1 优化存储方式

设计和生产部门需合理安排储罐进出料程序，减小储罐留空高度，降低储存温度，可采用水喷淋冷却或遮荫、地埋等方式来降低罐内温度，从而降低烃类的蒸发损耗。对低沸点、大容积的介质采用浮顶罐储存，减少呼吸挥发量，如炼油装置中的油罐大多采用浮顶罐，而加油站多用地埋式储罐。如有必要，可以采取夹套冷却的方式保存。

在老生产基地，部分戊烷储罐露天放置，在夏季阳光暴晒下温度升高，因戊烷沸点较低（远低于夏季环境气温），在回收过程中损失很大，严重时回收储罐内由于戊烷蒸发压力一直卸不尽。同时，溶剂罐使用调节阀保压储存，在储存过程中由于压力控制阀的作用不断充卸压。经测算，公司一个14 m3的储罐在夏季高温时一天可损失100 L左右的戊烷溶剂。

新生产基地将回收罐均安置在楼层内，避免了阳光照射，降低了储罐的表面温度，同时将储罐和生产系统的保压方式由自动保压改为隔离保压，避免了储罐压力控制时呼吸带来的溶剂损失和尾气排放问题。

1.2 改变溶剂输送方式

将原料进出料由对空卸料方式改为密闭输送方式，减少输液过程中的挥发，也降低安全风险。以前废戊烷及四氢呋喃 （THF）废溶剂使用铁桶排桶存放，排放及放置过程中均存在较大的安全风险和无组织排放问题。优化前，THF原料为桶装，卸料过程费时费力，也存在无组织排放和操作安全风险；目前，2种溶剂均实现槽车装卸料，减少了装卸过程可能带来的排放和损失。

老基地生产中，大部分液体物料，如溶剂及母液等，均使用压差输送，其缺点是向目标罐输送时，罐内需预先卸压，原料罐需充压，在温度较高的情况下，会带走一部分溶剂造成损失。同时，较高的操作压力带来一定的安全风险，如果发生泄漏或软管脱落等紧急情况，不易控制。使用泵输送可大大减少充泄压操作从而减少挥发损失。新基地的溶剂已基本改为使用泵输送，在常压下实现溶剂的转移输送，提升了安全可靠性。目前的槽车装卸车也可改为用泵输送的方式，以降低操作压力，减少排放。

2 过程控制

2.1 降低工艺操作温度，提高回收效率

降低部分工艺的操作温度，减少物料输送过程中的挥发损失。如：镁钛系母液制备温度由原70℃降至60℃，淤浆母液制备温度在配方优化以后由68℃降至50℃。这些措施使母液配制结束后的温度大大降低，由此前的80℃降到目前的70℃左右，有效地减少了母液输送过程中的损失。最直观的表现是以前压送母液时冷凝器集液箱能收集到较高液位的溶剂，现在液位有较大幅度下降。

2.2 降低回收温度，提高溶剂回收率

降低回收介质的温度是提高溶剂回收率最有效和直接的方法。

（1）双峰催化剂在制备过程中，每批次（0.5 t左右）大约需要使用6 t戊烷进行配制及清洗，目前使用精馏的方法对清洗戊烷进行提纯后重复使用；但由于精馏系统冷却水池较小，催化剂制备过程中需要连续精馏，所以冷却水温会持续升高，特别是夏天，严重影响精馏戊烷的回收率。据统计数据（见表1）来看，夏季戊烷的精馏回收率在60%左右，每批次精馏戊烷大约损失1.5 t。

表1 精馏塔冷凝器冷却水改造前后溶剂回收对比

（2）原有国产淤浆系统冷凝器采用冰水 （温度5～10℃）冷却回收THF，新上的进口淤浆系统冷凝器采用冷冻水（温度-10℃）冷却回收THF，溶剂回收率由此提高了4%～6%。

（3）合理利用冷量，降低循环水温度。在新基地，液氮蒸发器放置在循环水池上方，液氮在蒸发器汽化时带走循环水热量。同时安装了冷却塔，有效降低了循环水的温度。改造前，夏季循环水水温与环境温度相近，最高时接近40℃；虽然目前水池容量不到以前的五分之一。但配合冷却塔使用，夏季温度可控制在30℃左右，有较大改善。

（4）采用二级冷却，减少能耗，增加回收。图1是对生产线原冷凝器增加了冰水冷冻段（20 m2换热面积，-10℃冷冻水）后的示意图，改造以后，溶剂回收率提高，有效减少了排放（见图2），在高温季节尤其明显。

图1 冷凝器改造后示意图

图2 冷凝器改造前后溶剂回收损耗对比

2.3 优化操作，减少排放

此前，催化剂配制过程中压送母液要求在压送走气后再压送5次，造成了较严重的挥发损失。在母液压送过程中，冷凝器就已经收集了大量的THF溶剂，占加入液位的5%～7%。在降低母液配制温度之前，因母液温度远高于溶剂沸点，在淤浆母液压送过程中，放空冷凝器也会在较短时间内收集到较高液位。优化后要求压送走气后直接静置或加洗液，减少无效过量的压送次数，显著减少了排放。

双峰催化剂此前使用压差抽液，缺点是充卸压时会带走一部分夹带溶剂的气体。改用泵抽液后，减少了充卸压操作，也减少了有机废气的排放。

2.4 减少催化剂制备过程中溶剂的使用量

镁钛系及铬系催化剂制备使用的溶剂量相对淤浆催化剂而言较大，且镁钛系催化剂生产批次和频率较高。通过改进，减少了溶剂的用量，将硅胶与溶剂的比例减小到28%，且催化剂配制过程及产品品质未受影响，回收时间有一定缩短，不仅有效减少了溶剂在生产过程中的损耗，还降低了回收过程能耗，提高了生产效率。

TOB和母体回收过程中，液位变化不大。成品回收过程，回收损失下降相对明显（见图3），平均每批减少约0.43%液位（相当于30 kg戊烷）。

图3 优化前后各回收过程溶剂损耗对比

2.5 其他减少有机废气排放的措施

（1）杜绝跑冒滴漏

保证机泵阀门管道等设备性能，避免设备或机泵故障检修时造成的无组织排放。制定严密的检维修措施，在打开设备前排空溶剂，置换死角。另外，最近开展的泄漏检测与修复（LDAR）检测也对装置进行了全面的诊断，全厂消除较大漏点60余处，对于减少排放和杜绝安全隐患有重要意义。

（2）减少采样过程中的无组织排放

目前的采样方式不可避免地会发生一些溶剂的挥发和无组织排放，要及时处理所排出的溶剂，另外可以考虑采用密闭式的采样系统。

3 末端治理

通过上述一系列措施，将排放气中的有机物减少了70%以上，立得公司与设计院联合开发了尾气处理系统，针对立得公司尾气排放的特点，制定了有针对性的治理方案。主要治理流程分为：压缩冷凝处理（得到稳定气源）或风机牵引、焚烧处理、余热利用以及排放烟气处理等。

压缩冷凝工艺主要通过降低尾气温度、增加压力改变尾气的相态，将烃类气体冷凝为液态。主要根据后续焚烧处理要求来调节冷凝温度和压缩压力。

焚烧处理技术利用高温焚烧有机废气，通过调节助燃燃料来确保废气完全燃烧和维持炉内的燃烧温度，并按焚烧烟气在炉膛内的停留时间、容积热负荷来确定炉膛容积，以保证废气中的有机物在炉内完全分解为CO2，H2O等无害物质；要求工艺满足催化剂行业尾气排放间歇性、低流量、高质量浓度同时夹杂粉尘的处理要求。

焚烧后的气体温度较高，可以经余热利用锅炉将其热量回收利用，产生的一定量的水蒸气可以为生产和烟气消白所用。排放烟气先经过除酸、除尘设备处理后再送至烟囱进行排放。

4 结语

烃类排放到大气中不仅浪费资源，还污染环境，因而首先要通过改进生产工艺减少烃类的外排量。事实证明，通过工艺改进增强回收、减少排放的空间很大。对于确实需要排放的含烃类废气，应根据废气的特点选择合适的回收方法，达到既回收利用烃类资源，又能使尾气达标排放，这也是清洁生产的充分体现和要求。生产中，需要进行持续创新优化，以适应不断变化的需求和更加严格的环保要求。

参考文献（略）