加氫石油樹脂生產(chǎn)以C5/C9餾分、間戊二烯等為原料，經(jīng)聚合、加氫、分離、后處理等工序制得，生產(chǎn)過程中VOCs排放主要源于原料揮發(fā)、反應(yīng)副產(chǎn)物逸散及產(chǎn)品分離階段，污染物以苯系物、烯烴、烷烴及少量含硫化合物為主，具有組分復(fù)雜、濃度波動大、排放點位分散等特點。VOCs排放控制需遵循“源頭減排-過程管控-末端治理”的全流程治理思路，結(jié)合生產(chǎn)工藝特性與環(huán)保要求，構(gòu)建高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟的控制體系，具體技術(shù)路徑與應(yīng)用實踐如下：

一、源頭減排技術(shù)：從生產(chǎn)源頭降低VOCs產(chǎn)生量

源頭減排是VOCs控制的核心，通過工藝優(yōu)化、原料替代及設(shè)備升級，減少VOCs的生成與逸散，從根本上降低治理壓力：

1. 原料預(yù)處理與優(yōu)化

原料精制脫輕：原料（如C5餾分）中含有的低沸點輕組分（如戊烷、異戊二烯）是VOCs的主要來源之一，通過精餾塔精制脫輕處理，去除原料中沸點低于60℃的輕組分，可使后續(xù)聚合工序的VOCs產(chǎn)生量降低30%~40%。精制過程中采用高效填料塔與精準溫控系統(tǒng)，確保輕組分脫除率≥95%，同時回收輕組分作為燃料或化工原料，實現(xiàn)資源回收利用。

低VOCs原料替代：選用高純度聚合單體（如聚合級間戊二烯、異戊二烯，純度≥98%）替代粗餾分原料，減少原料中雜質(zhì)帶來的VOCs排放；對于加氫工序，采用加氫催化劑改良技術(shù)（如貴金屬負載型催化劑），提高加氫反應(yīng)選擇性，減少副反應(yīng)產(chǎn)生的VOCs（如裂解產(chǎn)物、異構(gòu)化產(chǎn)物），副產(chǎn)物排放量可降低 25%~35%。

2. 生產(chǎn)工藝優(yōu)化

聚合工藝改進：采用本體聚合替代溶液聚合，減少溶劑（如甲苯、二甲苯）的使用與揮發(fā)；若需使用溶劑，選用低揮發(fā)性溶劑（如高沸點芳烴溶劑，沸點≥150℃），并優(yōu)化溶劑回收工藝，溶劑回收率提升至99%以上，例如，某C5加氫石油樹脂企業(yè)將溶液聚合改為本體聚合后，溶劑相關(guān)VOCs排放減少80%以上。

加氫與分離工藝優(yōu)化：加氫反應(yīng)采用連續(xù)化生產(chǎn)工藝，替代間歇式工藝，減少反應(yīng)釜開合過程中的VOCs逸散；分離工序采用減壓精餾結(jié)合膜分離技術(shù)，降低精餾溫度（從180~200℃降至120~150℃），減少樹脂及VOCs的高溫揮發(fā)。同時，優(yōu)化精餾塔操作參數(shù)（如回流比、塔頂壓力），提高產(chǎn)品分離效率，減少塔頂尾氣中VOCs濃度。

3. 設(shè)備與密封系統(tǒng)升級

泄漏點管控：生產(chǎn)設(shè)備（如反應(yīng)釜、精餾塔、儲罐、管道）的動靜密封點是VOCs無組織排放的主要來源，采用無泄漏設(shè)備（如磁力驅(qū)動泵、屏蔽泵）替代傳統(tǒng)離心泵，減少軸封泄漏；儲罐采用內(nèi)浮頂罐替代固定頂罐，搭配密封性能優(yōu)異的浮盤（如彈性填料密封浮盤），可使儲罐VOCs揮發(fā)量降低90%以上；管道與設(shè)備連接處采用法蘭密封+密封膠雙重防護，定期開展LDAR（泄漏檢測與修復(fù)）工作，將泄漏點濃度控制在2000μmol/mol以下。

工藝系統(tǒng)密閉化改造：對聚合、加氫、分離等核心工序進行密閉化改造，構(gòu)建密閉式生產(chǎn)系統(tǒng)，采用管道化輸送替代敞口轉(zhuǎn)運，減少物料與空氣接觸；反應(yīng)尾氣、精餾塔頂尾氣等集中收集，避免無組織排放，收集效率可達95%以上。

二、過程管控技術(shù)：強化生產(chǎn)過程中VOCs的收集與回收

過程管控聚焦于VOCs的高效收集與資源化回收，通過優(yōu)化收集系統(tǒng)、提升回收效率，減少末端治理壓力，同時實現(xiàn)資源循環(huán)利用：

1. 高效收集系統(tǒng)設(shè)計

針對性收集裝置：針對不同排放點位的VOCs特性，設(shè)計專用收集裝置。例如，反應(yīng)釜頂部設(shè)置密閉式排氣罩，結(jié)合負壓抽吸系統(tǒng)，確保反應(yīng)過程中逸出的VOCs全收集；精餾塔頂尾氣采用冷凝回收系統(tǒng)前置收集，減少尾氣中高濃度VOCs直接進入末端治理設(shè)施；車間內(nèi)設(shè)置整體負壓通風系統(tǒng)，控制車間內(nèi)VOCs濃度低于國家標準限值（如苯≤4mg/m³，非甲烷總烴≤120mg/m³）。

收集系統(tǒng)優(yōu)化：優(yōu)化收集管道的布局與管徑，減少管道阻力，確保收集風速均勻（管道內(nèi)風速控制在10~15m/s）；采用分區(qū)收集方式，將高濃度VOCs排放源（如精餾塔頂、儲罐呼吸閥）與低濃度排放源（如車間通風）分開收集，避免高、低濃度氣體混合導(dǎo)致回收效率下降。

2. 資源化回收技術(shù)應(yīng)用

冷凝回收技術(shù)：適用于高濃度VOCs尾氣（VOCs濃度≥5000mg/m³），如精餾塔頂尾氣、反應(yīng)釜排氣。通過多級冷凝（一級冷凝溫度0~5℃，二級冷凝溫度-30~-20℃），將尾氣中高沸點VOCs（如芳烴溶劑、未反應(yīng)單體）冷凝為液體回收，回收效率可達85%~95%。回收的溶劑與單體可直接返回生產(chǎn)系統(tǒng)循環(huán)使用，既減少VOCs排放，又降低原料消耗，例如，某C9加氫石油樹脂企業(yè)采用二級冷凝回收系統(tǒng)，年回收芳烴溶劑120噸，VOCs排放減少 40%。

吸附-解吸回收技術(shù)：針對中等濃度VOCs尾氣（VOCs濃度1000~5000mg/m³），如車間通風尾氣、設(shè)備泄漏收集尾氣，采用活性炭、分子篩等吸附材料進行吸附-解吸回收。吸附階段，VOCs被吸附材料吸附，凈化后的氣體達標排放；解吸階段，通過升溫、減壓或惰性氣體吹掃，將VOCs脫附出來，經(jīng)冷凝回收得到液態(tài)VOCs。選用疏水型分子篩作為吸附材料，可避免水分對吸附效果的影響，吸附容量達8%~12%，解吸率≥98%，回收的VOCs純度可達95%以上。

膜分離回收技術(shù)：適用于高濃度、高價值VOCs尾氣（如聚合單體尾氣），利用膜材料對VOCs的選擇性滲透作用，將尾氣中的VOCs與空氣分離。膜分離系統(tǒng)的VOCs回收率可達90%~98%，回收的單體純度≥99%，可直接用于聚合反應(yīng)。該技術(shù)具有能耗低、操作簡單等優(yōu)勢，尤其適用于連續(xù)化生產(chǎn)過程中的VOCs回收。

三、末端治理技術(shù)：確保VOCs達標排放

對于無法回收或低濃度VOCs尾氣（VOCs濃度<1000mg/m³），需采用末端治理技術(shù)進行凈化處理，確保達標排放，常用技術(shù)包括催化燃燒、吸附凈化、生物處理等：

1. 催化燃燒技術(shù)（RCO）

技術(shù)原理：在催化劑（如Pt、Pd負載型催化劑、非貴金屬氧化物催化劑）作用下，VOCs在較低溫度（250~350℃）下發(fā)生氧化反應(yīng)，生成二氧化碳和水，凈化效率可達95%~99%。

應(yīng)用場景：適用于處理中高濃度（VOCs濃度500~5000mg/m³）、可燃組分含量高的VOCs尾氣，如加氫反應(yīng)尾氣、精餾塔尾氣經(jīng)冷凝回收后的尾氣。該技術(shù)能耗低（較直接燃燒節(jié)能30%~50%），無二次污染，且可回收燃燒熱量用于生產(chǎn)過程（如加熱反應(yīng)釜、精餾塔再沸器），實現(xiàn)能量循環(huán)利用。

優(yōu)化要點：選用抗中毒性能強的催化劑，避免尾氣中含硫化合物、重金屬等對催化劑的毒害；設(shè)置預(yù)處理裝置（如除塵、脫硫裝置），去除尾氣中的顆粒物與硫雜質(zhì)，延長催化劑使用壽命（使用壽命可達2~3年）；采用蓄熱式催化燃燒（RCO）系統(tǒng)，進一步提升熱量回收效率（熱回收效率≥90%）。

2. 吸附凈化技術(shù)

技術(shù)原理：采用吸附材料（如活性炭、活性炭纖維、分子篩）對低濃度VOCs尾氣進行吸附，VOCs被吸附材料表面的孔隙捕獲，凈化后的氣體達標排放。

應(yīng)用場景：適用于處理低濃度（VOCs濃度<1000mg/m³）、大風量的VOCs尾氣，如車間通風尾氣、設(shè)備泄漏收集尾氣。該技術(shù)設(shè)備簡單、操作成本低，吸附材料可定期更換或再生處理。

優(yōu)化要點：選用吸附容量大、吸附速率快的吸附材料，如活性炭纖維的吸附容量是普通活性炭的 2~3 倍，且解吸速度快；采用多塔并聯(lián)吸附-切換再生模式，確保連續(xù)運行；廢吸附材料需委托專業(yè)機構(gòu)進行無害化處理或再生利用，避免二次污染。

3. 生物處理技術(shù)

技術(shù)原理：利用微生物（細菌、真菌、放線菌）的代謝作用，將VOCs分解為二氧化碳、水和生物質(zhì)，凈化效率可達80%~90%。

應(yīng)用場景：適用于處理低濃度（VOCs濃度<500mg/m³）、易生物降解的VOCs尾氣，如含烴類、苯系物的低濃度尾氣。該技術(shù)環(huán)保、能耗低，運行成本僅為催化燃燒技術(shù)的1/3~1/2。

優(yōu)化要點：選擇適配VOCs組分的微生物菌群，如處理苯系物可選用假單胞菌、芽孢桿菌等；控制生物反應(yīng)器的運行參數(shù)（溫度25~35℃、pH7.0~8.0、濕度60%~80%），為微生物代謝提供適宜環(huán)境；采用生物滴濾塔、生物濾池等高效反應(yīng)器形式，提升氣液接觸效率，強化微生物與VOCs的反應(yīng)。

4. 組合治理技術(shù)

針對復(fù)雜組分、濃度波動大的VOCs尾氣，采用“預(yù)處理+回收+末端治理”的組合技術(shù)，可實現(xiàn)良好的治理效果，例如：

高濃度VOCs尾氣：冷凝回收（一級處理，回收高沸點VOCs）→ 吸附-解吸回收（二級處理，回收剩余VOCs）→ 催化燃燒（三級處理，凈化殘留VOCs），總凈化效率可達99%以上；

低濃度、大風量尾氣：吸附濃縮（將低濃度VOCs濃縮為高濃度）→ 催化燃燒（凈化濃縮后的VOCs），可降低末端治理設(shè)備投資與運行成本，凈化效率達95%以上。

四、應(yīng)用案例與效果驗證

案例1：某C5加氫石油樹脂企業(yè)VOCs綜合治理項目

企業(yè)痛點：生產(chǎn)過程中聚合反應(yīng)釜、精餾塔、儲罐等點位VOCs無組織排放嚴重，車間內(nèi)非甲烷總烴濃度超標，尾氣排放不符合GB 31572-2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》要求。

治理方案：

源頭減排：原料精制脫輕處理，聚合工藝改為本體聚合，設(shè)備密封系統(tǒng)升級（內(nèi)浮頂罐、磁力驅(qū)動泵），開展LDAR工作；

過程回收：精餾塔頂尾氣采用二級冷凝回收系統(tǒng)，回收芳烴溶劑與未反應(yīng)單體；

末端治理：車間通風尾氣與冷凝回收后的尾氣經(jīng)吸附濃縮+蓄熱式催化燃燒（RCO）處理。

效果驗證：治理后，車間內(nèi)非甲烷總烴濃度降至80mg/m³以下，尾氣中非甲烷總烴排放濃度≤20mg/m³，VOCs總?cè)コ蔬_98%以上；年回收芳烴溶劑150噸，節(jié)約原料成本約300萬元，RCO系統(tǒng)回收熱量年節(jié)約標準煤 200噸，實現(xiàn)環(huán)保與經(jīng)濟效益雙贏。

案例2：某C9加氫石油樹脂企業(yè) VOCs回收治理項目

企業(yè)痛點：加氫反應(yīng)尾氣與精餾塔頂尾氣中VOCs濃度高（約8000~12000mg/m³），直接排放造成資源浪費與環(huán)境污染。

治理方案：采用“膜分離回收+催化燃燒”組合技術(shù)，尾氣先經(jīng)膜分離系統(tǒng)回收90%以上的聚合單體，回收的單體返回聚合工序循環(huán)使用；膜分離后的尾氣（VOCs濃度≤1000mg/m³）經(jīng)催化燃燒系統(tǒng)凈化處理后達標排放。

效果驗證：項目運行后，VOCs回收率達92%，年回收聚合單體200噸，直接經(jīng)濟效益約400萬元；尾氣中非甲烷總烴排放濃度≤15 mg/m³，符合環(huán)保標準要求，同時降低了末端治理壓力。

五、技術(shù)選擇與優(yōu)化建議

1. 技術(shù)選擇原則

適配性：根據(jù)VOCs排放濃度、組分、風量及生產(chǎn)工藝特性，選擇適配的治理技術(shù)。例如，高濃度、高價值VOCs優(yōu)先采用冷凝回收、膜分離回收技術(shù)；低濃度、大風量VOCs優(yōu)先采用吸附濃縮+催化燃燒或生物處理技術(shù)。

經(jīng)濟性：綜合考慮設(shè)備投資、運行成本、資源回收效益，選擇性價比至優(yōu)的治理方案，例如，回收價值高的VOCs（如聚合單體、溶劑）應(yīng)優(yōu)先采用回收技術(shù)，實現(xiàn)資源循環(huán)利用；無回收價值的低濃度VOCs可采用成本較低的生物處理或吸附凈化技術(shù)。

合規(guī)性：確保所選技術(shù)滿足國家及地方環(huán)保標準要求，同時考慮未來環(huán)保政策的收緊趨勢，預(yù)留升級改造空間。

穩(wěn)定性：選擇運行穩(wěn)定、操作簡單、維護成本低的技術(shù)，避免因設(shè)備故障導(dǎo)致環(huán)保超標。

2. 優(yōu)化建議

加強全流程管控：將源頭減排、過程回收與末端治理有機結(jié)合，構(gòu)建全流程VOCs控制體系，避免單一環(huán)節(jié)治理導(dǎo)致的整體效果不佳。

推進智能化管控：采用自動化控制系統(tǒng)與在線監(jiān)測設(shè)備，實時監(jiān)測VOCs排放濃度、設(shè)備運行參數(shù)（如吸附床溫度、催化燃燒爐溫度），實現(xiàn)精準控制與故障預(yù)警；結(jié)合LDAR數(shù)字化管理平臺，提升泄漏點管控效率。

重視催化劑與吸附材料的選型：根據(jù)VOCs組分選擇抗中毒、壽命長的催化劑與吸附材料，定期進行維護與更換，確保治理效果穩(wěn)定。

強化資源與能量回收：最大化回收VOCs資源（如溶劑、單體）與末端治理過程中的熱量（如催化燃燒產(chǎn)生的熱量），提升項目的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益。

加氫石油樹脂生產(chǎn)中的VOCs排放控制需采用“源頭減排-過程回收-末端治理”的全流程技術(shù)體系，通過原料優(yōu)化、工藝改進、設(shè)備升級減少VOCs產(chǎn)生與逸散，借助冷凝回收、吸附-解吸回收、膜分離回收等技術(shù)實現(xiàn)資源循環(huán)利用，最后通過催化燃燒、吸附凈化、生物處理等末端技術(shù)確保達標排放。實際應(yīng)用中，需根據(jù)企業(yè)的VOCs排放特性、經(jīng)濟實力與環(huán)保要求，選擇適配的技術(shù)組合方案，同時推進智能化管控與資源能量回收，實現(xiàn)環(huán)保達標與經(jīng)濟效益的協(xié)同發(fā)展。未來，隨著環(huán)保政策的不斷收緊與治理技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，高效、節(jié)能、資源化的VOCs控制技術(shù)將成為加氫石油樹脂行業(yè)的主要發(fā)展方向，為行業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型提供技術(shù)支撐。

本文來源：河南向榮石油化工有限公司 http://www.lagoufu.com/