蔡航
（陕西渭河煤化工集团有限责任公司，陕西 渭南714000）
［摘 要］某煤化工企业300 kt/a合成氨装置1996年5月建成投产、200 kt/a甲醇装置2006年5月建成投产、400 kt/a甲醇装置2011年3月建成投产，随着环保要求日趋严苛，合成氨装置与2套甲醇装置低温甲醇洗系统排放尾气均存在超标问题或隐患，需对其进行治理。实施了“2套甲醇装置尾气洗涤塔塔盘改造+合成氨装置新建尾气洗涤塔”技改后，低温甲醇洗尾气中甲醇含量均低于排放限值；对于合成氨装置低温甲醇洗尾气非甲烷总烃（含量）偏高而可能面临超标的问题，经分析与验证，认为是甲醇合成弛放气回收利用（并入粗煤气中）造成了合成氨装置低温甲醇洗尾气中非甲烷总烃含量较高，并对尾气中非甲烷总烃治理路径进行了探讨与展望。
［关键词］合成氨装置；甲醇装置；低温甲醇洗尾气；甲醇超标治理；尾气洗涤塔；非甲烷总烃偏高；原因分析；治理路径
［中图分类号］TQ113.26+4.3 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）02-0035-03
0 引 言
近年来，随着国家对生态环境保护的重视程度不断提升，环境保护相关法律法规与标准体系不断完善，不仅对污染源的主要污染物排放限值提出了更高的要求，也将更多特殊污染因子纳入了监察范围，意谓着对企事业单位的环保工作提出了更高的要求。根据《石油化学工业污染物排放标准》（GB 31571—2015）及《〈化学肥料工业大气污染物排放标准〉征求意见稿》的要求，低温甲醇洗（系统）尾气中甲醇含量排放限值为50 mg/m3、非甲烷总烃含量排放限值为120 mg/m3。
某煤化工企业现有3套主生产装置（其前段系统和公用工程系统等密切关联，可灵活调整产品结构及产量）均以德士古（GE）水煤浆气化为龙头进行煤炭（以烟煤为原料）清洁转化利用，其合成氨分厂300 kt/a合成氨装置（配套520 kt/a尿素装置）于1996年5月建成投产，甲醇一分厂200 kt/a甲醇装置（配套2×50 kt/a二甲醚装置）于2006年5月建成投产，甲醇二分厂400 kt/a甲醇装置于2011年3月建成投产。2套甲醇装置均采用德士古水煤浆气化、大连佳纯低温甲醇洗（六塔流程）工艺，甲醇合成系统分别采用杭州林达均温型甲醇合成、卡萨利甲醇合成工艺，为资源化利用甲醇合成系统排放废气（甲醇合成弛放气），2套甲醇装置的弛放气通过管线输送至合成氨装置变换系统前（并入粗煤气中）进行回收利用；合成氨装置采用德士古水煤浆气化、林德低温甲醇洗（五塔流程，硫化氢浓缩塔的尾气经复热后通过管道送至锅炉烟囱排放）与液氮洗、托普索氨合成工艺组合，由于本套合成氨装置建成时间较早，其低温甲醇洗系统未设置尾气水洗塔，而2套甲醇装置低温甲醇洗系统尾气洗涤塔设计方面存在缺陷，在环保要求日益严苛的大背景下，低温甲醇洗系统排放尾气均存在超标问题或隐患，需对其进行治理。以下对有关情况作一简介。
1 低温甲醇洗尾气甲醇（含量）超标及治理
1.1 低温甲醇洗尾气排放情况
该企业合成氨装置投产时间较早，设计上低温甲醇洗尾气未设置污染物处理设施，其低温甲醇洗尾气组分（体积分数）大致为CH3OH 0.000 6%、CO2 81.856 2%、H2 0.224 4%、N2 17.845 8%、H2S 0.002 0%、Ar 0.003 9%、CH4 0.007 9%、CO 0.055 5%；其中，甲醇含量每周手动分析1次，数据在（40～100）×10-6——中位值约70×10-6，折算甲醇含量约100 mg/m3，超出GB 31571—2015甲醇排放限值50 mg/m3，需采取相应的治理措施。
该企业2套甲醇装置（建成时间相对较晚）低温甲醇洗系统均设计有尾气洗涤塔，采用脱盐水逆向喷淋洗涤脱除尾气中的甲醇等可溶物，但由于设计方面的不足，洗涤后尾气中甲醇含量均高于排放限值——200 kt/a甲醇装置、400 kt/a甲醇装置低温甲醇洗尾气甲醇含量中位值分别约为115 mg/m3、130 mg/m3，亦需进行治理。
1.2 低温甲醇洗尾气甲醇超标治理
该企业技术部门经深入调研，确认低温甲醇洗尾气水洗技术方案简单可靠、投资相对较少、具备可行性，遂就“2套甲醇装置尾气洗涤塔塔盘改造+合成氨装置新建尾气洗涤塔（脱盐水逆向喷淋洗涤）项目”与同一家塔盘设备供货商签订EPC协议。2套甲醇装置尾气洗涤塔塔盘改造完成、合成氨装置低温甲醇洗系统新增尾气洗涤塔及相关设备2020年5月—2021年1月相继投入使用后，经简单调整后即达到设计要求，尾气中的甲醇含量均低于排放限值——200 kt/a甲醇装置、400 kt/a甲醇装置低温甲醇洗尾气甲醇含量中位值分别约为10 mg/m3、20 mg/m3，合成氨装置低温甲醇洗尾气甲醇含量中位值约为15 mg/m3。
2 低温甲醇洗尾气非甲烷总烃（含量）偏高
2.1 问题描述
低温甲醇洗尾气甲醇超标治理完成后，为适应企业申报环保绩效A级评级工作需要，按照《重污染天气重点行业应急减排措施制定技术指南》要求，需在尾气洗涤塔后的排放管线上增设在线监测系统对尾气中的非甲烷总烃、甲醇等特征污染物进行连续监测，非甲烷总烃排放限值执行GB 31571—2015，即120 mg/m3。非甲烷总烃的测定方法参照《固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 气相色谱法》（HJ 38—2017），测定数值由总烃与甲烷含量的测定差值得出；甲醇的测定方法参照《固定污染源排气中甲醇的测定 气相色谱法》（HJ/T 33—1999）。该企业3套主生产装置低温甲醇洗尾气在线监测系统上线后，监测数据差异明显（见表1），尤其是合成氨装置低温甲醇洗尾气非甲烷总烃（含量）达80～100 mg/m3，非正常生产情况下可能面临超标的问题。
更多内容详见《中氮肥》2023年第2期