乙烯废气处理工艺流程解析

乙烯废气处理工艺流程解析

一、乙烯废气来源与特性

1. ‌主要来源‌

蒸汽裂解工艺‌：烃类原料（如石脑油、乙烷）在裂解炉中高温裂解生成乙烯，副产废气含‌乙烯、丙烯、苯系物‌及微量硫化物‌。

加氢反应‌：C4选择性加氢和烯烃转化（SHU/OCU）环节释放含‌未反应烯烃、氢气‌的废气‌。

储存与运输‌：乙烯储罐呼吸阀、管道法兰泄漏产生低浓度废气‌。

2. ‌废气特点‌

高温特性‌：裂解炉废气温度可达200~400℃，需降温处理‌；

高浓度VOCs‌：总烃浓度通常为500~2000 mg/m³，含苯、甲苯等有毒组分‌；

易燃易爆‌：乙烯爆炸极限为2.7%~36%，需防爆设计‌。

二、典型处理工艺流程

1. ‌分级处理工艺框架‌

预处理阶段‌：

急冷塔‌：通过水喷淋将废气温度降至40℃以下，同步去除颗粒物及部分水溶性有机物‌；

过滤装置‌：采用金属丝网或陶瓷过滤器拦截焦油、粉尘（去除率≥80%）‌。

核心净化阶段‌：

高浓度废气处理‌（浓度＞1000 mg/m³）：

冷凝回收‌：两级深冷（-25℃至-40℃）回收液态乙烯，回收率≥85%‌；

活性炭吸附‌：吸附残余VOCs，达标后排放（非甲烷总烃≤80 mg/m³）‌。

低浓度废气处理‌（浓度＜200 mg/m³）：

吸附浓缩+催化燃烧‌：活性炭吸附浓缩10~20倍后，催化燃烧分解为CO₂和H₂O（净化效率≥95%）‌。

深度净化与资源化‌：

生物滤池‌：降解微量难处理有机物（如苯系物），填料负载专性菌种（降解率＞80%）‌；

热能回用‌：催化燃烧余热用于预热裂解原料或厂区供暖（热能利用率≥60%）‌。

三、核心工艺技术解析

1. ‌冷凝回收技术‌

关键参数‌：

一级冷凝温度：0~5℃，去除轻组分（如丙烯）‌；

二级冷凝温度：-25~-40℃，实现乙烯高效液化‌。

设备选型‌：板式/管壳式冷凝器，材质需耐低温腐蚀（如316L不锈钢）‌。

2. ‌催化燃烧技术‌

催化剂类型‌：贵金属（铂、钯）负载型催化剂，起燃温度200~300℃‌；

防爆设计‌：燃烧室设置泄爆片、阻火器，废气浓度控制在爆炸下限25%以内‌。

3. ‌生物滤池技术‌

菌种选择‌：Pseudomonas和Rhodococcus属菌群，适应苯、乙烯等底物‌；

运行条件‌：湿度维持50%~70%，空床停留时间＞30秒‌。

四、资源化与排放标准

1. ‌资源化路径‌

乙烯回收‌：冷凝回收的液态乙烯纯度≥99%，可直接回用于聚合反应‌；

热能利用‌：催化燃烧余热可降低蒸汽裂解环节能耗15%~20%‌。

2. ‌排放限值要求‌

非甲烷总烃（NMHC）‌：≤80 mg/m³（GB 37823-2019）‌；

苯系物‌：苯≤4 mg/m³，甲苯≤15 mg/m³，二甲苯≤20 mg/m³‌。

五、运维管理要点

设备维护‌：

每月清理急冷塔喷嘴及冷凝器翅片，防止结垢堵塞‌；

每半年检测催化剂活性，活性衰减＞30%时需再生或更换‌。

安全监测‌：

安装VOCs浓度在线监测仪，实时预警爆炸风险‌；

活性炭吸附床设置温度传感器，防止吸附热引发火灾‌。

通过“预处理+冷凝回收/催化燃烧+生物净化”组合工艺，可实现乙烯废气高效净化与资源化利用，满足环保与经济性双重需求‌。