第8章 石油化工装置环保和职业卫生防护理论知识

8.1环境保护

石化企业环保的主要任务是遵守国家和地方的有关法律和规定，认真开展三废治理和综合利用，防止石油化工生产引起的污染。

乙烯装置生产过程中产生的三废包括废水（液）、废气和废渣。 8.1.1污水治理

乙烯装置生产的污水主要是含油、含酚和含硫的污水。含油污水主要来自急冷水排放、稀释蒸汽排放和地面污染含油水；含酚污水主要来自稀释蒸汽发生部分；含硫污水主要来自裂解气脱酸部分。MTO产生的含油污水还含有一定量的甲醇、二甲醚、醛类、酮类及催化剂粉末等杂质。石油化工废水三级处理方法见表8-1。

表8-1 石油化工废水三级处理方法

处理分级 处理方法及原理 1．中和法----化学法 初级处理 2．油水分离----物理法 ----化学法 3．浮选和/或凝聚----物理法 1．活性污泥法 ----生物氧化法 二级处理 2．曝气池法----物理化学法 三级处理 活性炭吸附法 适于活性污泥法的后处理 BOD、COD、油、臭味、色、游离氯等 去除主要毒物 酸、碱、重金属等 油、BOD、COD 油、胶体等微小悬浮物 微生物可降解的悬浮有机物及溶解有机物 初级处理也叫预处理，即用物理或化学的方法将污水中悬浮性固体物，通过物理沉淀、浮选、凝聚及其它化学方法可将污水中的强酸、强碱和过浓的有毒物初步去除。常选用中和池、隔油池等设施于乙烯装置界区内。

二级处理，即在初级处理基础上利用生物化学作用进一步处理。常用好氧生化法，对污水中的BOD、COD值以及某些可降解的毒物生化分解，使其变为无毒的简单物质。二级处理对于乙烯污水的COD脱除率可达85%，BOD为96%，油为95%，酚为99.5%。一般选用再次中和池、浮选池、曝气池和活性污泥法，设置于乙烯装置界区外。装置内除含酸、含碱污水专线排放外，其他污水一般要与其他装置污水混合外排，使水质水量互相调节，营养料互相补充。

三级处理是一种深度处理方法。石油化工的污水处理常选用活性炭吸附法。

该法对污水中的BOD、COD、油分、酚类的脱除最有效，对色、游离氯的脱除也有效果。

活性炭吸附是吸附法的一种，由吸附剂的名称而命名。吸附剂的种类很多，如硅藻土、活性白土、焦炭、炉渣、木屑、煤粉、稻草等。其中，活性炭活性最高，吸附能力最强，故石油化工废水常选用此种活性剂。 8.1.2废气治理

乙烯生产中消耗大量的燃料，年产三十万吨乙烯的工厂每年消耗20～40万吨的燃料油和燃料气。燃料燃烧后全部排入大气而污染空气，另外机械泄漏、开停车排放和平时安全泄压也直接排入大气。污染成分主要有二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物、烟雾和有机烃类物质。

乙烯生产有关空气污染、监测的几个基本概念： 1）空气污染

当粉尘、烟、有害气体在大气中呈现足够浓度、足够时间，便对人体产生危害，破坏了舒适感和周围环境，称为空气污染。

石油化工生产是个污染源，就其污染范围分为局部性污染（如受工厂排气烟囱的影响）和涉及一个地区的污染（对附近城乡有影响），或涉及广泛地区乃至全球性的污染。

2）空气污染的分类

按其存在状态分为气溶胶态和气态污染物两大类。所谓气溶胶是指沉降速度可忽略的固态、液态或固液态粒子在气体介质中的悬浮体。与乙烯生产有关的有如下几种：

（1）降尘 粒度大于10微米的微粒，如锅炉燃烧不完全或完全燃烧时烟囱排出物，这种粒子靠重力可在较短时间内沉降到地面；

（2）飘尘 粒度小于10微米；

（3）飞灰 烟气灰分中粒度较细的粒子； （4）黑烟；

（5）雾、水雾、酸雾等。

气态污染物又分为一次污染物和二次污染物，如硫酸烟雾、光化学烟雾等为二次污染物。乙烯生产中气态污染物见表8-2。

表8-2 气态污染物分类

污染物 一次污染物 二次污染物 SO2（裂解炉烟气、蒸汽过热锅炉含硫化合物 烟气、辅助锅炉烟气） CO、CO2（裂解炉、蒸汽过热锅炉、 碳的氧化物 辅助锅炉烟气，火炬气，废液燃烧炉排气） 氮的氧化物 NO、NH3（裂解炉、蒸汽过热锅炉、NO2，HNO3、MO3 辅助锅炉烟气，废液燃烧炉排气） SO3，H2SO4，M2SO4 3）大气监测

大气监测是环境监测的重要组成部分。通过对大气中各种污染物进行质和量的分析测定，掌握污染物是否超标、污染途径和规律，为评价环境质量、拟定治理措施以及开展环境科学研究提供必要依据。

大气监测主要项目包括降尘、飘尘、二氧化硫、烃类、氮氧化物、硫化氢、一氧化碳和二氧化碳等。

监测结果，污染物含量一般用mg/Nm3或μg/Nm3表示，也可用ppm、ppb表示。1ppm指1毫升大气中含有百万分之一毫升的某有害气体。1ppb指1毫升大气中含有十亿分之一毫升的某有害气体，其浓度均按体积计算。

4）废气处理方法

（1）气体净化法（除二氧化硫）

气体净化法包括吸收法、吸附法和化学催化法。吸附法可分干法和湿法两种。乙烯生产中如果燃料油含硫较高，导致烟气中二氧化硫高，常采用湿法处理。湿式吸收法具有设备小、操作简便和除硫率高等优点。液体吸收剂有石灰浆、苛性钠、亚硫酸钠、硫酸铵、氨水等水溶液或悬浮液。

（2）高空直排法

对目前还不具备条件回收利用的废气或从技术经济角度回收利用不经济的废气，采用火炬焚烧或烟囱高空稀释排放。

? 火炬法

装置中排出的工艺气体、液体（经隔油后）均处理成0℃以上的气相，统一

送到火炬进行燃烧。

? 排空烟囱

乙烯装置内的各种炉子，如裂解炉、蒸汽过热炉和辅助锅炉均设有烟囱，可把燃烧烟气直排入大气。当烟囱阻力小于480～580Pa时，一般采用自然排烟方式，如蒸汽过热炉烟囱。其特点是烟囱具有一定高度，有利于减少厂区烟尘污染；不消耗动力，操作管理方便；一次投资高。当排烟阻力大或不允许建太高的烟囱时，则采用机械排烟。

5）废气防治及排放标准

烟气中除含SO2外，尚有H2S、NOX、CO及粉尘。NOX是空气中少部分氮与氧结合，形成NO进一步氧化成NO2，当然还有NO3、N2O3、N2O4、N2O5、HNO2、HNO3等，但主要是NO、NO2。防治措施如下：

（1）降低火焰温度，使生成NO量减少；

（2）降低空气过剩系数，这不仅使炉子效率提高，也使混合气中氮的浓度降低，减少NOX生成；

（3）在炉子高温区内，使气体缓慢冷却，可使NOX重新分解为氮和氧； （4）向火焰根部喷水或喷低温蒸汽，雾化蒸汽可起这个作用。

一氧化碳来自燃料的不完全燃烧。减少一氧化碳排放量的方法是改进燃烧过程，利用特制烧嘴达到完全燃烧的目的。

防止光化学烟雾的方法是降低NOX和烃类的放空量，尽量使烃类充分燃烧，使之生成二氧化碳和水。乙烯装置要加强管理，平时要尽量不就地放空，采样要密闭，开停车时要优化方案缩短时间。 8.1.3噪声及其防治

1）噪声及其来源

噪声可分为工业噪声、交通噪声和生活噪声三大类。

工业噪声是指生产过程中由于机械振动、摩擦、撞击、电磁效应以及各种气流扰动等产生的噪声。工业噪声分为机械性、电磁性和空气动力性噪声。在乙烯生产中，有机械性噪声，如启动机泵、转动机械各部件之间摩擦、撞击、由交变应力引起各固体部件振动而产生的噪声。也有电磁性噪声，如从发电机、电动机和变压器等产生的噪声；还有由于气流扰动产生的空气动力性噪声，如管道吹扫、