石油炼制行业主要污染源及污染物
摘要： 本文主要阐述了石油炼制行业的主要污染源，分析污染物产生的原因及节点，提示炼油企业加强管理，减少污染物的产生排放，实现污染减排的目标。
关键词： 石油炼制；污染源；污染物
中图分类号X5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）53-0079-03
Abstrac Mainly on petroleum refining industry of the main sources of pollution， Analysis of causes of pollution and nodes， Prompt refineries to strengthen management， Reduce the emission of pollutants， Achieve pollution reduction targets.
Keywords petroleum refining；pollution source； infectant
1 概述
石油炼制行业是将原油通过按烃类沸点不同的特点，用蒸馏等物理分离的方法，生产各种馏份油，为了获得高质量的石油产品及经济效益，对这些馏份油，用化学的、物理的方法，再进行深度加工，最终生产出合格的，市场需要的汽油、煤油、柴油、气态烃、液态烃、润滑油、沥青、石腊、石油焦等产品及化工原料。
在初加工过程中，同时产生了大量的废水、废气、废渣、对环境造成极大的污染，其污染程度与下列因素有关。
1.1 原油硫含量的影响
原油硫含量的高低是影响污染程度主要因素，我国大庆油含硫只有0.1%，盘锦油田产的稠油为0.38%，而胜利原油含硫1%，中东高硫原油含硫高达2%。原油中的硫并不是单独形式存在，而是以硫、氧氮的烃氢化合物形态存在。含硫原油中酚、环烷酸、硫醇、硫醚等含量也高，致使外排污染物中污染物含量也明显增加。
1.2 生产规模的影响
炼油厂的生产规模对污染物的排出量有很大关系，规模大效益好，就有能力选用先进工艺，加大三废治理规模，减少污染物排放。
1.3 不同的加工工艺选择的影响
原油加工流程中，选择选择不同的加工方法，不仅改善石油产品质量，而且也影响到炼油厂排放污染物的种类和数量。如：炼油厂采用酸碱精制工艺精制产品，就产生大量的难以处理的高浓度污染物酸渣和碱渣，如果采用先进的加氢工艺流程，就根本杜绝了酸碱渣的产生。
2 主要污染源分析
2.1 废水
2.1.1 废水分类及主要特征
1）含油污水
炼油厂内排水量最大的一种废水，约占全厂污水排放量的80%以上。主要来源是：各生产装置机泵冷却水、油气冷凝水、油品及油气水洗水、油罐油品切水、油罐设备清洗水、循环水场排污、化验室排放水、含油初期雨水、地面冲洗水、装置停工检修设备吹扫排水等。主要特征是：水中主要污染物是油、COD。与油品接触的含油污水含油量较高，如电脱盐排水、油水分离器的排水、油罐切水（尤其是原油罐切水）期浓度范围为油500mg/L~1 000mg/L、COD1 000mg/L左右。其它排水油100 mg/L~200mg/L，COD为500mg/L以下。
2）含硫污水
主要来自二次加工装置、催化裂化、催化裂解、延迟焦化、加氢裂化、加氢精制等，一般从油水分离罐，富气水洗罐，液态烃水洗罐排出，这部分水排量较小，一般占全厂排水量的10%~20%，其特征污染物主要是：硫化物、氨、COD、酚、氰化物、油等，其中硫化物，氨氮浓度较高，一般的占全厂污水中硫化物，氨氮总量约90%以上。
3）含碱污水
主要来自油品洗涤水，如汽油、柴油、LPG碱洗后的水洗水。连续重正，加氢等催化剂再生水洗水，碱渣提酚装置排水等。这部分水量较少，占全厂污水总量的5%以下。其特征污染物主要是：游离碱、石油类及少量硫和酚等。
4）生产污水
主要来自锅炉排污，未污染和循环水排水，油罐喷淋冷却水及无污染地面雨水，这部分水量小且受污染很少，一般油含量少于10mg/L，COD值小于60mg/L，可直接排放。
5）生活污水
主要来自炼油厂内生活辅助设施排水，如办公楼、卫生间、浴池、食堂等，这部分水量很少，其特征污染物主要是BOD、COD、悬浮物。
2.1.2 水质分析
在水质方面与国外比较，美国洛杉矶炼油厂进污水场油含量仅为小于75mg/L，日本炼油厂进污水场油含量只有40mg/L，COD=80[Mn测定法]这样的进水水质只用一级隔油、浮选、曝气、加活性炭过滤，排水油含量小于1mg/L，COD小于20mg/L。从我国各污水处理场看，进污水场污水含油量在100mg/L ~500mg/L，所以物料流失很大，污染源控制水平很差。
根据调查，加工500万t/年胜利原油燃料型炼油厂，主要生产装置及辅助车间，废水排放情况，得出这样的结论：
污水中油的主要污染源是油品罐区，占水中油含量的89.63%，硫含量排放的主要污染装置中，常减压，占27.08%、催化剂24.16%，而延迟焦化最高达28.73%。COD主要污染源是罐区排水，占总排水COD的59.05%，其次是焦化10.96%。酚和氰化物排放，主要是催化裂化装置排酚占总排放的46.42%。NH3-N的排放源主要是含硫污水，占总量的80%以上。
从全炼油厂生产装置综合污染来看，排序第一位的是催化水污染最严重，其次是延迟焦化和常减压。
2.2 废气
2.2.1 废气分类及特点
石油炼制过程中加热、冷却、冷凝、物理分离及化学反应贯川全过程加热产生的燃烧废气，工艺过程排出的不凝的挥发气体，也贯川全过程。这些废气按排放方式可分为二大类，即有组织排放源和无组织排放源。有组织排放主要指那些经常性、固定排放源，如：加热炉、锅炉燃烧废气、催化再生烟气、焦化放空气、氧化沥青尾气、硫磺回收尾气、焚烧炉烟气等。无组织排放源主要指那些间断较难控制的排放源如：装卸油操作、油品储存过程中的挥发、设备管道阀门泄漏、敞口储存的物料、污水废渣、废液的挥发。装卸催化剂粉尘污染等。
炼油厂废气的主要特点是：
1）排放的废气与原油中有害物质含量有关：原油中硫含量高，加工过程中加快设备的腐蚀，造成严重的跑、冒、滴、漏，加大污染强度，恶臭气体也明显增多；
2）排放的废气中污染物毒性大，除燃烧废气中二氧化硫、氮氧化物外、硫化氢、苯和苯并[a]芘，酚类等都有较大的毒性；
3）大部分大气污染物均可回收。如含H2S的废气通过硫磺回收装置，可回收94%以上硫，含烃类气体，通过火炬回收系统及汽油装车油气回收设施，也能回收90%以上的应回收的烃类。这样就达到了综合利用变废为宝的目的。
2.2.2 有组织废气污染物排放源分析
1）SOX排放源分析
炼油厂加工流程中，形成废气中硫污染物主要有4条途径。
（1）加工中产生的不凝气和渣油做燃料燃烧所产生含SOX烟气；
（2）催化裂化装置催化剂烧焦将焦炭中的硫带入再生烟气；
（3）装置产生的含硫气体，如催化干气、液态烃、焦化富气、加氢循环氢等气体，经气体溶剂脱硫、溶剂再生装置排出的含硫气体及含硫污水汽提装置排出的含硫气体，同时送给硫磺回收装置，回收硫磺后的含SOX尾气；
（4）操作不正常或事故状态时，含硫气体通过安全阀放空，进入火炬系统，燃烧后以SOX烟气排放。
根据统计，原油带入的硫有87.5%转化为硫磺产品，动力锅炉、加热炉燃烧烟气、催化再生烟气、硫磺回收尾气等排放的废气中排放SOX的占总硫量的5.2%，产品带走7.1%废水废渣带走0.2%。
2）NOX排放源分析
炼油厂NOX主要产生于燃料燃烧过程，通过燃烧烟气排出。含NOX烟气主要来自加热炉烟气和催化再生烟气，但由于燃烧温度不同，NOX来源也不同，工艺加热炉温度高，烟气中NOX主要来源于助燃空气中的氮，而催化再生烟气温度只有700℃左右，NOX几乎完全来自焦炭中的氮。加热炉烟气中的NOX占全厂NOX总量的大部分。
3）TSP（粉尘）排放源分析
炼油厂加热炉燃烧烟气中TSP很少，而TSP主要来源于催化再生烟气，催化再生烟气中的TSP是由催化剂再生过程中未能回收的催化剂细粉（粒径小于10um）组成，随再生烟气排出。一般在正常情况下游出口，烟气中TSP浓度低于120mg/m3。
2.2.3 无组织废气中污染物排放源分析
1）烃类气体排放源分析
烃类是炼油厂排放的另一种主要气体污染物，主要产生于油品的输送，储存过程中的油品挥发损失。主要排放源有原油、轻质油储罐、汽油装车、装船站台，以及容易发生油品泄漏的设备、管道连接处、阀门等，烃类排放的特征是点多、分布广、以无组织方式排放，排放量多少一般与油品储运量和转运频次有关，也与设备的优劣和储运工艺方式有关。
从全厂来看，目前国内炼厂烃类气体损失占原油加工量的0.15%~3%。
2）恶臭气体排放源分析
恶臭污染是炼油厂普遍存在的问题，对加工高含硫的企业尤为突出，炼油生产过程中的高温、高压将原油中的少量硫、氮、氧等转化成具有臭味的硫化氢、有机硫、氨、有机胺、有机酸等，随挥发性气体排出，造成恶臭气体污染。
原油在一次加工过程中，40%~60%硫集中在渣油中。干气、液态烃量大且含硫化氢浓度高，如果控制不好，都可造成恶臭污染。
恶臭气体排放以低架源，无组织排放方式为主，一般集中在以下几类部位：装置各种临时排放口中、设备吹扫口、工艺气体排放口、敞口池挥发、污水喷溅口、贮罐呼吸口、采样口、脱水排凝口以及设备跑、冒、滴、漏等等。含硫原油加工过程中，主要恶臭源，相对集中于油品精制回收，碱渣处理，加氢裂化延迟焦化，污水处理场等装置。典型排放恶臭物的浓度见表1。
表1 无组织恶臭排放源所含恶臭物质浓度（mg/m3）
3 固体废弃物排放源分析
炼油厂生产过程中，有多种废物产生，多属于化学废物，部分具有可燃有毒易反应的特征，其形态有固态，液态，浆液状等不同类型。固体废物主要产生于生产装置排出的废催化剂，液浆状废物主要污水场三泥、储罐底泥，液态废物主要有废碱渣、废酸渣、废溶剂等，炼油厂对废物的处置主要有回收利用、焚烧、堆埋处理3种途径。
3.1 碱渣的来源及性质
碱渣主要来源于油品精制，如汽油碱洗，干气及液态烃补充碱性等。大部分碱渣都具有恶臭的稀粘液，多为乳白色、次棕色或黑色，比重1~1.1游离碱浓度1%~10%，油环烷酸及酚含量也比较高，此外，碱渣还含有硫化物，磺酸钠和高分子脂肪酸等，因此COD值高达几万到几十万。
3.2 废催化剂排放源
炼油厂的催化剂多数为硅铝氧化物，如催化裂化废催化剂、废白土等。含镍、钼、锰等贵金属催化剂，也是这些金属的化合物附于硅、铝载体之上，如重正，加氢催化剂等，其中催化裂化催化剂，润滑油白土精制所排废白土排放量较大，金属催化剂排放量较小。
3.3 污水处理场“三泥”
污水场“三泥”来源于隔油池产的油泥，浮选池产的浮渣，曝气池产的活性污泥。其排放量很大，控制较好的污水场其“三泥”产生量一般在0.7kg/t污水，其性质见表2。
表2 污水处理场污泥性质表
3.4 废溶剂排放源
炼油厂废溶剂排放量不多相对而言生产润滑油的炼厂溶剂排放量较，主要来源是：
废糠醛主要来自润滑油糠醛精制，废酮苯来自润滑油酮苯脱腊，废乙醇胺主要来自干气及液态烃乙醇胺脱硫。还有少量的甲醇，废环丁砜。这些废溶剂大部分可以回收，不能回收的可进行焚烧。
4 噪声污染源分析
4.1 噪声特征
1）连续的稳态噪声
炼油厂的生产是连续的，因此产生的噪声也是连续的稳态的，不随时间的变化而变化。
2）噪声频率范围宽
即有气体放空产生的高频噪声，又有空冷风机等产生的低频噪声。噪声源的声压级一般在80dBA~95dBA的范围，未控制的蒸汽放空噪声可达100dBA~115dBA。
3）产生噪声的设备多数露天布置，低位安装，在半自由声场中以一定的高程传播。装置中的建、构筑和其它设备（如塔、罐）对噪声的传播有一定的阻挡作用，但高空，高点产生的噪声则传播较远。
4.2 噪声源
1）高频噪声源
这类噪声主要是催化裂化主风机空气放空、火炬放空燃烧、蒸汽放空、装置停工管线、塔等蒸汽吹扫放空。这类噪声时间短、强度高、无规律、间断性。
2）低频噪声
这类噪声主要是各生产装置所用的机泵电机、空冷电机、压缩要机电机、风机电机产生的，还有加热炉产生的，这类噪声是声源种类多、数量大、有规律、连续性。炼油厂常见噪声源及其声级范围见表3。
表3 炼油厂常见噪声源
参考文献
[1]石油化工环境保护手册.
[2]某炼油厂有害气体调查报告.