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扬子石化化工装置尾气治理有了自主“武器”

http://www.texnet.com.cn/ 2019-06-20 09:36:33 来源:中国石化新闻网

  近日,广东某大型石化企业和扬子石化达成协议,该企业将采用扬子石化研究院自主研发技术和催化剂治理VOCs(挥发性有机物)尾气,这是该公司VOCs尾气治理替代进口的又一成功案例。

  从无到有,从小到大,扬子石化尾气治理技术和系列催化剂成功替代了进口,享誉全国。截至目前,该技术已经在南京扬子伊士曼公司、扬子化工厂、南京扬子橡胶公司、常州某新材料公司、南京某储运公司等国内多家企业的13套化工装置上成功应用,使用效果良好,达到了清洁排放的要求。

  自主研发突破壁垒

  近年来,随着国家对环保重视程度的不断提高,石油和化工装置中的挥发性有机物(VOCs)的排放标准逐年提高。目前,行业通常采用催化燃烧技术来处理工业尾气,将尾气中的有机物无焰氧化生成水和二氧化碳,能够节约大量电能和燃料。

  然而,受技术限制,处理工业尾气的催化剂大多采用国外催化剂,售价高昂。扬子石化的PTA装置尾气治理也面临着同样的难题。为何不自主研发呢?不仅可以满足自身需求,而且可以供应国内市场。

  扬子石化算了一笔账。仅以PTA装置为例,目前国内PTA产能约4900万吨/年,而100万吨产能需要用到此类催化剂约10立方米,全国PTA装置的需求量就是490立方米。再加上其他化工装置,市场需求很大,前景看好。

  说干就干,扬子石化研究院担负起了重任,开始了自主研发之路,查阅文献资料,研究技术路线。2013年,他们在该公司化工厂PTA装置完成了2000小时侧线应用试验;2014年自主搭建了工业级别催化剂生产的实验室,成功生产出了可以满足该公司PTA装置尾气处理催化剂。随后,该公司与生产厂紧密合作,加快该催化剂的工业应用,努力替代进口催化剂。2016年,他们开发出适用于尾气处理工业级催化剂(YZW-400)。

  工业应用结果表明:扬子石化自主研发的技术和催化剂,处理PTA装置尾气具有良好效果;该催化剂达到同类型进口催化剂的水平,能够完全替代进口产品。

  在YZW-400型催化剂的基础上,3年来,扬子研究院又相继开发出针对低温治理要求的YZW-800型催化剂以及专用于处理大风量低浓度的YZW-200型催化剂。目前,这三种催化剂均以技术服务的形式实现了对外成果转化。

  现场验证赢得信任

  扬子石化研究院有机所VOCs尾气治理工艺及催化剂开发项目负责人朱伟介绍,相对于国内传统技术,扬子石化开发这项新技术有着四大优势。一是VOCs治理彻底,没有二次污染,该项技术能将VOCs分解成水和二氧化碳,实现达标排放。二是应用范围广,VOCs含量从高浓度到低浓度的废气,均能有效治理。三是运行成本低,他们研发的催化剂能够取代目前普遍使用的进口催化剂,可节省三分之二成本。四是安全性能高,该技术是催化氧化技术,在200至300度的工况下运行,远低于燃烧的火焰温度,相对于燃烧治理技术,安全性能很高。

  然而,自主研发的催化剂要想赢得客户信任打开市场并不容易。朱伟说:“国内化工企业普遍存在两个极端,一是只相信国外催化剂,认为只有国外能做好;二是认为国内催化剂价格低廉,没有经过市场检验,不信任。”

  2017年,南京扬子石化橡胶公司顺丁橡胶装置需要尾气治理,然而,自主技术是否可行?即便是自己企业,橡胶公司也有顾虑。因为该装置需要的尾气催化剂必须稳定性高,尾气处理效果好,才能达到国家最新的环保要求。为此,橡胶公司邀请国内国外共5家尾气治理企业现场试验。

  为了做好现场试验,扬子石化研究院对目前使用的3种催化剂进行性能评价测试,根据自主研发的工业治理催化剂技术,制定了催化剂评价试验方案,详细分析了主要污染物的种类、浓度及风量等参数。在微型催化氧化催化剂评价装置上对主要污染物进行模拟,实现了在不同起燃温度下对污染物转化率的评价。然后,在顺丁橡胶装置上进行侧线试验,在不同的温度点进行测试,侧线试验证明,催化剂性能稳定,尾气处理效果优异。试验结果,让扬子橡胶公司充分信服,成功胜出。

  扬子研究院全程指导橡胶公司催化剂的安装和调试,并对燃烧工艺进行分析,给出了顺丁装置优化的运行参数和催化剂的使用建议,最终使得顺丁橡胶装置尾气实现了排放达标。橡胶公司的成功应用,为扬子石化尾气处理技术和催化剂打响了市场,增强了知名度。

  量身定做个性治理

  “VOCs尾气治理工艺的核心技术就是催化剂,目前我们针对不同VOCs浓度场合,开发出了各种性能不同的催化剂,并且能够为客户量身定做催化剂,确保了VOCs尾气治理的可靠性、安全性和经济性!”朱伟介绍。

  目前,扬子石化VOCs尾气治理细分为三大类应用场合。一是高浓度VOCs场合,主要用于码头、罐区、装车台等场合;二是中浓度VOCs场合,主要是PTA、橡胶等化工装置;三是低浓度VOCs场合,主要是化工装置现场无组织排放VOCs,几乎覆盖了VOCs治理的方方面面。

  特别是针对各种不同的特殊化工装置,扬子石化量身定做尾气处理技术和催化剂。2017年9月,江苏连云港一家大型石化企业的装车台需要进行尾气处理。该装车台装卸的是丙烯腈,属于剧毒化学品,国家要求非常严格,要求VOCs排放要低于0.5毫克/立方米。扬子石化的催化剂能不能达到处理要求?该企业有很大顾虑。

  为此,扬子石化研究院为该企业量身定做技术处置方案,并且邀请该企业相关负责人来到研究院,在实验室内现场验证。客户亲眼看到,含有丙烯腈尾气通过催化剂处理后,完全达标。该企业和扬子石化爽快签下合同。该企业采用扬子石化技术后,处置效果达到了预期目标。

  2018年9月,扬子石化研究院又为扬子伊士曼公司量身定做了处置方案,效果显著,尾气排放持续保持在0.5毫克/立方米以下,这在水平业内鲜见,以至于地方环保部门对企业起了疑心。环保部门来到企业现场检测,结果证明确实如此,他们对扬子伊士曼公司提出了表扬,对扬子石化的环保技术挑大拇指称赞。

  扬子石化的尾气处理技术和系列催化剂在化工行业内名气越来越响,许多化工企业主动联系,要求采用扬子的技术。截至目前,该技术已经在国内多家企业的13套化工装置上成功应用,使用效果良好,达到了清洁排放的要求。

  目前,扬子石化VOCs尾气治理技术已经获得了3项国家发明专利,并获得了2项科技成果奖。扬子石化研究院还将以该项技术为依托,开发出系列催化剂及成套工艺技术,拓展在新领域的用途,并推广吸附-自催化脱附、低温烟气脱硝、废碱催化湿式氧化处理等环保工艺应用,满足达标清洁排放要求,2020年基本形成具有自主知识产权的环保产业链,全面替代进口产品。

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