石化行业挥发性有机物（VOCs）排放特征和环境影响分析

发布时间：2020-10-29 13:53

　　 伴随社会经济的快速增长,石油化工行业也得到迅速发展,石油产品代替煤炭逐渐成为最主要的能源之一。在石油产品的生产制造及使用过程中产生大量的挥发性有机物(VOCs),随之使得大气中颗粒物和臭氧的浓度得以增加,导致灰霾等大气污染问题频频发生。因此,本论文以石化行业典型石油炼制企业的VOCs排放为研究对象,对炼油企业工艺过程VOCs的排放特征进行分析。本文通过实地调研和文献查阅的方法,对炼油企业的工艺过程、原辅材料使用量及废气排放量展开研讨,在此基础上对企业减压加热炉废气、常压加热炉废气、硫磺回收废气、延迟焦化废气、连续重整废气、储油罐废气和厂界环境空气共11个监测点位的废气,分别于2017年4至6月和2017年9月至2018年2月利用气袋和在线采集两种方法进行样品采集,通过GC-MS仪器分析样品,根据分析结果分析VOCs浓度、主要污染组分、变化特征、环境影响进行及来源进行分析。(1)炼油企业不同工艺过程排放的VOCs种类具有一定的相似性,烷烃在减压加热炉、硫磺回收、延迟焦化、储油罐的四个点位的浓度占比均在50.00%以上,是四个点位物质较丰富的VOCs;每个点位的烷烃和芳香烃浓度占总浓度比重均在70.00%之上,是炼油企业的VOCs重要污染物类别。(2)不同工艺排放源的VOCs主要物质组分存在一定的差异,减压加热炉和常压加热炉两个点位废气主要源自燃料燃烧的烟气,因此两个点位的VOCs组分分布特征类似。(3)秋冬季厂界环境空气VOCs日变化出现双峰变化,早上和傍晚浓度水平高于其余时间;监测期间9～12月共出现5个时间段VOCs较高污染浓度,10-12月VOCs浓度呈现下降趋势,12月之后呈现上升趋势;秋冬季TVOCs平均体积分数分别为80.95×10-9 90.96×10-9,因此冬季VOCs浓度略高于秋季。(4)分别通过最大增量反应系数(MIR)法、二次有机气溶胶生成系数法(FAC),对厂界环境空气中VOCs的臭氧生成潜势(OFP)和二次有机气溶胶(SOA)的生成潜势进行估算。结果显示,烯烃和芳香烃的OFP贡献最大,贡献率分别为47.17%、63.95%;芳香烃的SOA贡献最大,其贡献比在秋冬季分别为 94.35%、89.36%。(5)运用PMF解析模型对VOCs来源进行分析,根据结果显示VOCs共有6个来源,分别为生物质源、溶剂使用源、燃料挥发源、汽车尾气源、燃烧源和工业源。6个排放源中可能由于受到监测点位东侧加油站的影响,燃料挥发源的贡献最大,其次是汽车尾气源,其贡献率分别为41.16%、17.46%。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X78
【部分图文】：

３．３．４?ＶＯＣｓ排放特征??（１）?ＶＯＣｓ排放浓度特征??图３－２和３－３显示监测点位ＴＶＯＣｓ浓度，由图３－２可知，硫磺回收工艺废??气中ＴＶＯＣｓ排放浓度最高，浓度达到了?３３．４０?ｍｇ／ｍ３，该装置废气主要来自生产??过程中酸性气，酸性气经处理后进入尾气吸收塔和焚烧炉，该尾气处理主要针对??含硫废气的处理，因此由于空气量不足等原因可能会造成ＶＯＣｓ物质燃烧不充??分，造成该装置ＶＯＣｓ物质浓度较高。其次是延迟焦化废气浓度，其ＴＶＯＣｓ浓??度为２７．３０?ｍｇ／ｍ３。减压加热炉、常压加热炉和连续重整浓度很低，三个点位浓??度相差很小。关于石油化工企业有组织和组织排放高翔［６６］等也做了相关研究，研??究发现，硫磺回收工艺ＶＯＣｓ浓度为８１．６０?排放浓度最高。本文中硫磺??回收工艺ＶＯＣｓ浓度为３３．４０?ｍｇ／ｍ３

１和３－２可知，检测出的ＶＯＣｓ物种数量在以上六个点位检测结果中均是烷烃＞??芳香烃?＞?烯烃，由此可知，烷烃和芳香烃是六个点位中物种数量较丰富的类别。??图３－４和３－５显示各点位ＶＯＣｓ物种浓度比重，由３－４图可知，每个点位的??烷烃和芳香烃浓度比重较大，其中，烷烃类浓度比重在延迟焦化、硫磺回收、连??续重整、常压加热炉、减压加热炉浓度占比分别为６７．４５％、６３．９２°／。、４５．３８％、??４２．８２％、５５．６１％；芳香烃在以上点位的浓度比重分别为２９．５３％、９．５５％、５１．８３％、??４４．４２％、３０．３３％。由３－５图可知，每个点位的烷烃和芳香烃浓度比重较大，其中，??烷烃类浓度比重在运动柴油罐、静止柴油罐、运动汽油罐、静止汽油罐、原油罐??浓度占比分别为６８．７０％、５２．３１％、７４．４２％、７５．２２％、８２．８０％；芳香烃在以上点??位的浓度比重分别为２９．５］％、４３．４３°／。、１０．２０％、１２．４１％、１３．４９°／。。在各个点位??中烷烃和芳香烃浓度和占总浓度比重均在７０％之上，由此可知监测点位ＶＯＣｓ主??要为烷烃和芳香烃。??３３??

图３－５?ＶＯＣｓ物种浓度比重??每个工艺的原料、生产的产品及尾气处理方式不同，使得每个工艺ＶＯＣｓ的??主要组分不同。由图３－６和图３－７可知，减压加热炉和常压加热炉排放的ＶＯＣｓ??前２０种主要物质浓度分别占总浓度的８７．２０％和８７．７０％，减压加热炉和常压加??３４??
【参考文献】

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本文编号：2860994