石油化工环境保护论文范文

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第1篇

[关键词]石油化工业自动化仪表及系统

中图分类号：TQ056；TE967 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）46-0105-01

1 石油化工工业

石油化工工业是由化学工业发展而来，石油化工指以石油和天然气为原料，生产石油产品和石油化工产品的加工工业。石油产品主要包括各种燃料油和油以及液化石油气、石油焦碳、石蜡、沥青等。生产这些产品的加工过程常被称为石油炼制。石油化工产品以炼油过程提供的原料油进一步化学加工获得。生产石油化工产品的第一步是对原料油和气（如丙烷、汽油、柴油等）进行裂解，生成以乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯为代表的基本化工原料。第二步是以基本化工原料生产多种有机化工原料（约200种）及合成材料（塑料、合成纤维、合成橡胶）。这两步产品的生产属于石油化工的范围。有机化工原料继续加工可制得更多品种的化工产品，习惯上不属于石油化工的范围。

2 石油化工自动化

石油化工自动化也分炼化自动化、油气田自动化、海上平台自动化及输油、气管线自动化等分支。从20 世纪60 年代起，我国在引进、消化、吸收基础上，已经形成了石化工业和创新体系。2006年9 月投产的茂名年产100 万吨乙烯工程，新建裂解装置国产化率达到了 87.8%。目前我国在裂解技术、有机原料生产技术和聚合技术三大领域均有了一批自己的专利技术。炼油厂的燃料产品中，压缩天然气（CNG）和液化石油气（LPG）等气体燃料将成为21 世纪汽车的主导能源，加上天然气原料增加因素，对于炼化工业的工艺会有一定影响。由于节能、环保、有效利用资源的要求，石化技术正出现新的突破，即出现第二代石化技术。

3 自动化仪表及系统

3.1 自动化仪表

自动化仪表主要有压力仪表、温度仪表、物位仪表和流量仪表四种。

①压力仪表压力范围为负压到 300MPa（高压聚乙烯反应器）压力传感器、变送器和特种压力仪表采用多种原理，而且可用于脉动介质、高温介质、腐蚀介质、粘稠状、粉状、易结晶介质的压力测量，精度可达 0.1 级。

②温度仪表石化现场设备介质温度一般都需要指示控制，温度范围为-200℃到 +1800℃.大多数采用接触式测量.在现场指示的水银玻璃温度计多被双金属温度计取代，最常用的是热电阻、热电偶。

③物位仪表在石化行业一般以液位测量为主，由于测量过程与被测物料特性关系密切，物料仪表没有通用产品，按测量方式分为直读式、浮力式、辐射式、电接触式、电容式、静压式、超声波式、重垂式、激光式、音叉式、磁致伸缩式、矩阵涡流式等。

④流量仪表如今所说的流量，不是一般的流速，是单位时间内流经有效截面的流体的体积和质量，另外还需要求知管道中一段时间内流过的累积流体的体积和质量（流量积算仪）。

3.2 其他仪表

3.2.1 分析仪和在线过程分析仪

从工艺上看，生产过程中对温度、压力、流量、液位等工艺参数的保证，只是间接保证最终产品或中间产品的质量合格，所以对过程中物料成分的直接分析和对最终产品的成分分析是非常重要的。又从环境保护的角度看，排放的物质也是要分析和在线监测的。多变量控制已在炼油，石化行业开始进入生产阶段，它以DCS为基础，可以是独立的，也可以是一个软件包，它与多变量动态过程模型辨识技术，软测量技术有关，多采用测控与PID串级控制相结合方式等。

目前在炼油厂中，对于分析仪器和在线过程分析仪的需求很旺盛，分析仪器的高科技含量，特别是对多学科配合要求高等，使得近年来分析仪器的科研和应用投入力量大，主要有液相色谱、气相色谱、质谱、紫外及红外光谱、核磁、电镜、原子吸收及等离子发射光谱、电化学等分析仪器。

3.2.2 执行器

由执行机构和调节机构联动构成。石化行业经常使用的是气动执行器，少数液动执行器，其中气动薄膜调节阀又是最常用的，另有少数气动活塞、气动长行程执行机构。调节机构（阀）由阀体、阀芯、阀座、上阀盖等构成，其中阀芯有平板、柱塞、开口3种类型。按阀体结构分调节阀的产品有直通单座、直通双座、三通型、隔膜型、软管阀、阀体分离阀、凸轮挠曲阀、超高压阀、球阀、笼形阀等。

3.3 控制和安全系统

①常规控制石化工业自动化的连续控制、批量控制、顺序控制的基本控制策略没变。其中主要为连续控制，或称反馈控制、回路控制，仍然以 PID 调节为基础，功能块之间连接可以是多重串接、选择性连接、并联连接，自动补偿、自动跟踪、无扰切换，多配方自动改变参数或功能块连接方式。它能在保持系统稳定的基础上满足复杂参数的计算、综合指标的显示和监控，从而帮助操作人员实现回路操作、单元操作应付多种燃料变化、原料变化，实现生产指标、节能指标，保证环保运行，完成大型装置的开、停车、一般故障处理及一般连锁保护。但石化行业目前的主流控制策略仍是适应多回路控制站的功能块复杂组态能力的控制策略。

②智能控制和优化在现代控制论的推动下，各种智能化算法应运而生，其中除智能 PID 控制器外，多变量预测控制已在炼油、石化行业开始进入生产实践阶段。

③人机界面目前石化企业正在由一个装置一个控制室逐步过渡成数个装置一个控制室，而且最终是以 CRT 或 LCD 屏幕显示为主，辅以少数显示仪表和指示灯，以鼠标、键盘操作为主，辅以触摸屏及少数旋钮和按钮，工业电视摄像头摄取的画面也由专用屏幕逐步纳入 DCS 操作站的屏幕。

④安全仪表系统石化装置由于大型化、连续化及工艺过程复杂、易燃、易爆、对环境保护要求高等原因，安全性要求日益提高，由 DCS 等设备完成安全连锁保护的方法，在某些企业已经不能满足要求，所以紧急停车系统（ESD）等为 DCS 之外的单独设备。此外还有火灾和可燃气体监测系统（FGS）、转动设备管理系统（MMS）；特别是压缩机组综合控制系统（ITCC，因其防喘振而特殊）等。现在自动化仪表行业兴起的基于 IEC61508 和 IEC61511 的安全仪表系统（SIS），正是为了进一步满足石化企业的需求而开发的。它是在安全总概念下，不同于3C强制安全认证、Security保安等的Function Safety 功能安全。SIS 是专门的工程解决方案，它连续在线运行，当侦测任何不安全过程事件时，能够立即采取行动，以减轻可能造成的损失。功能安全还应结合风险度、安全指标、安全完整性等级（SIL）等，正确选用 SIS（或直接称 ESD）系统。

结语

近几年来，我国在自动化仪表的发展取得了巨大进步.现代自动化仪表的智能化技术及系统改善了仪表本身的性能，影响了控制网络的体系结构，其适应性越来越强，功能也越来越丰富。

参考文献

[1] 期刊论文李桢.Li Zhen 自动化仪表系统供电方案的改进-石油化工自动化2008，44（6）.

[2] 陆德民.石油化工自动控制设计手册（第三版）.化学工业出版社，2000，2.

[3] 期刊论文陈缃雯.邱宣振. Tube与自动化仪表系统工程-石油化工自动化2009，45（4）.

第2篇

关键词：石油化工；污水处理；技术进展

中图分类号：C35文献标识码： A

引言

随着现代工业的不断发展，对于石油的需求也是日益增多，随之而来的是各类的石油化工废水，其主要来源于在石油化工产品加工的生产工艺所产生的废弃物，而且大多数的存在形式是以乳状液体。相比较其他的废水而言，由于石油化工废水中富含较多的油、有机物含量等多种类型的污染物，继而造成了石油化工废水的水质情况更为复杂，因此对于石油化工废水的处理就比较困难，一般都是采用多种不同的处理方法进行，待污染物达到了国际的排放标准之后才予以排放。所以，现在对于石油化工废水的处理依旧是一个科研热点。

一、物理法

（一）隔油

隔油是石油化工废水处理中的基础工序，石油化工废水处理的隔油一般是在专门的隔油池中进行，将废水中的污染物进行初步沉淀，不同的隔油形式会产生不尽一致的隔油效率，耿士锁通过经过研究对比，发现斜板隔油池比普通平流隔油池去除效果好一些。吕炳南通过试验研究及实地检验，发现将隔油池进行适当的倾斜改造，能够有效的提升隔油的效率。

（二）气浮法

气浮是利用微小气泡粘附废水中的悬浮物，由于絮凝处理后，废水中有较多的细微固体悬浮物、石化油等污染物，通过气浮的方式进一步减少这些悬浮物，深化废水处理的质量，陈卫玮在研究中发现，通过涡凹气浮系统，能够较高的提高废水中处理的程度，朱东辉等经过试验研究，认为用旋切气浮法处理炼油废水，废油的去除率更高。肖坤林等在实验研究的基础上，结合单级气浮技术和多级板式塔理论，开发出两级气浮塔处理含油废水的新工艺，实现了塔釜一次曝气、多级气浮的分离，并研究了气浮塔板的流体力学性能、布气性能及操作条件对废水处理效率的影响。

（三）吸附法

吸附是石油化工废水处理中经常使用的技术，用活性炭来吸附废水中的污染物，使废水得到初步的控制，吸附法往往与絮凝法、氧化法共同使用。但是由于活性炭容易造成二次污染，给废水处理带来一定的难度，近年来，随着材料技术的进步，越来越多的吸附材料被运用到石油化工废水处理中，季凌等用纤维活性炭对石化企炼油化工废水进行吸附实验，发现活性炭对炼油废水的处理是有一定的范围的，如对电导氯离子的去除作用就比较小，如果将活性炭与混凝联合使用，对氯氨等的去除作用就比较大，能够比较明显地增强净化效果，如果将活性炭与臭氧联合使用，能够进一步地提升废水的处理率。

二、生物法

随着生物科学技术发展的不断深入，在石油化工废水处理中，生物法有了更深层次的运用，生物处理技术一般在废水的二级处理阶段发挥重要作用，目前生物技术在废水处理中经常用到的主要以厌氧、好氧等生物原理。

（一）厌氧

厌氧生物处理技术成本较低，且处理后的生物气能够作为一种能源，对于高浓度的废水具有很强的处理能力，在此过程中，通过对厌氧生物的培养，使废水中的生物降解发酵，不同类型的处理模式需要运用厌氧形式也会有所差别，利用升流式厌氧器，不仅操作简便，对高浓度有机废水处理的效率也较高，凌文华运用升流式厌氧处理技术对废水的研究表明，升流式对废水污染物的去除效果较好，但是处理时对条件的要求较高，温度、水量等都需要控制在一定的范围内，才能更好地发挥作用。李敬美等通过研究发现，将活性污泥与生物膜相结合，能够提升氧的利用率，减少回流，降低能量消耗，能够应对高负荷的污水处理系统。

（二）好氧

好氧处理技术也是石油化工废水处理中的重要手段，在实际的运用中，好氧经常与厌氧联合使用，好氧处理的方式多样，能够根据石油化工废水的不同种类而进行灵活使用。如序批式间歇活性污泥法简单快捷，操做灵活，能够较好的运行管理，这种处理方式使用与小规模的废水处理。彭永臻等将两个连续的序批式间歇活性污泥法系统连接，在不同阶段加入不同的试剂，发现废水处理效率大大提升。

三、化学法

化学处理法是经由化学反应去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元有氧化还原、混凝、中和等;以传质作用为基础的有萃取、吸附、吹脱、汽提、离子交换以及反渗透和电渗吸等。和生物处理方法比较而言，高效率、快速，可以除去比较多的污染物。另外，还具有容易实现自动检测、设备容易操作和控制、便于回收利用等优点。化学处理法能有效地去除废水中多种有毒的污染物。

（一）污水臭氧化处理法

该法在环境保护和化工等方面应用广泛，是用臭氧作氧化剂，使用的是含低浓度臭氧的空气或氧气对废水进行净化和消毒处理的方法。这种方法主要用于水的脱色，水中铁、锰等金属离子的去除;水的消毒;去除水中酚、异味、臭味、氰等污染物质。具有反应迅速、流程简单、无二次污染的优点。

（二）污水化学沉淀处理法

这是一种传统的水处理方法，广泛用于水质处理中的软化过程、工业废水处理等，以去除重金属和氰化物。向废水中投加可溶性化学药剂，使之与其中呈离子状态的无机污染物起化学反应，生成不溶于或难溶于水的化合物沉淀析出，从而达到净化废水的目的。

（三）污水氧化处理法

氧化处理法几乎可处理一切工业废水，尤其是处理废水中难以被生物降解的有机物。利用强氧化剂氧化分解废水中污染物，如酚、氰化物、绝大部分农药、杀虫剂以及引起色度、臭味的物质等。强氧化剂能将废水中的这些污染物逐步降解成为简单的无机物，也能把溶解于水中的污染物氧化为不溶于水而易于从水中分离出来的物质。

（四）絮凝

絮凝是石油化工废水处理的重要工序，将絮凝剂融入水中，以破坏水中胶体颗粒的稳态，使絮状物质从水中脱离，可以去除炼油废水中的有机污染物、藻类及浮游生物等，絮凝通常是石油化工废水处理的基础，随着生物科技的进步，具有生化优点的絮凝剂更进一步地提高了废水处理的效率，尹华等学者探索了自制生物絮凝剂（JMBF-25）处理石油化工的效果，发现絮凝剂不仅成本较小，而且对改善污泥的沉降性能有较好的作用，不过，絮凝剂的使用需适量才能达到最佳效果，如果使用过量反而会使絮凝效果恶化。

结束语

石油化工产业的发展，虽然为我国的经济做了巨大的贡献，但也需要对石油化工的废水处理引起高度重视，以此来促进我国的石油化工得到绿色、可持续的发展。

参考文献：

[1]张超,李本高.石油化工污水处理技术的现状与发展趋势[J].工业用水与废水,2011,04:6-11+26.

[2]刘立军,卜岩,侯娜,马艳秋.加氢处理技术的现状与发展趋势[J].当代化工,2011,09:943-946.

[3]陈梅雪.村庄生活污水处理技术的现状与发展[J].水工业市场,2012,09:39-41.

第3篇

关键词：炼油 催化剂 工艺 作用

一、引言

自从1949年美国催化燃烧公司用纯铂和钯作催化剂催化燃烧有机废气以来，世界上许多国家进行VOC催化剂的开发研究。目前国外生产VOC净化催化剂的主要公司有Engelhard，Johnson Matthey，Allied Signal及UOP四家，主要以Pt、Pd等贵金属为燃烧催化剂的活性组分。国内研制的VOC净化催化剂中，根据处理的对象不同，使用贵金属作活性组分的有LY-C、NZP、JFJF型催化剂，使用复合金属氧化物作活性组分的有BMZ和PCN-1等型号。由于VOC的成分复杂，各种污染物的特性不同，任何单一的控制方法均受其去除性能、投资运行费用和适用范围的影响，治理VOC还需优化各种控制技术和开发不同控制方法的组合技术，以达到提高去除率、降低成本和减少二次污染的目的，这是目前消除VOC技术的发展方向之一。由于一种物质在混合物中的催化机理不同于该物质的单一行为，对VOC中多种物质催化燃烧机理的研究又十分缺乏，因此开发高性能、使用范围广的催化剂和对多组分VOC催化燃烧机理的探索仍是今后研究的主要任务。

二、炼油中汽油脱硫催化剂

开发可降硫的催化剂和添加剂，不仅可以减少汽油含硫，而且不损失其他产品的产率。根据以下思路开发了这种催化剂和助剂：一是更改FCC进料定硫化物裂解的反应路径生成硫化氢。这可直接减少汽油范围含硫物质的生成。二是开发对汽油沸程范围硫化物直接起作用的催化剂。三是开发汽油中硫选择性转化成焦炭的催化剂（焦炭增加，SOx排放增多）。利用适当的供氢物质使噻吩和烷基噻吩转化成四氢噻吩。带有高的氢转移活性的FCC催化剂可减少FCC汽油含硫量。高氢转移活性催化剂可促进噻吩环的饱和，生成四氢噻吩很容易裂解，释出硫化氢。开发的GSR降硫添加剂可使汽油含硫量减少15%―25%，已应用于10座炼油厂的FCC装置。开发的GFS―2000降硫催化剂，已工业应用于加工含硫质量分数2.5%的减压瓦斯油（VGO）。FCC装置使用GSR-1助剂，可使汽油含硫量减少20%，再使用GFS-2000催化剂后可使汽油含硫量进一步减少15%。GFS功能引入渣油FCC催化剂系列。尽管加工高金属污染物的常压渣油，新的催化剂消耗仍减少了20%。推出了SATURN FCC催化剂，可减少FCC汽油含硫50%以上。

三、炼油中汽油降烯烃催化剂

烯烃存在于FCC反应器最初生成的中间产物之中。烯烃可进行各种二次反应，如氢转移饱和生成烷烃。进一步裂解生成较小的烯烃，然后饱和生成相应的烷烃。中国石化石油化工科学研究院会同洛阳石油化工总厂，高桥石化公司炼油厂长岭炼化公司催化剂厂和齐鲁石化公司催化剂厂，开发了GOR-C和GOR-Q型降低FCC汽油烯烃催化剂。GOR-C催化剂在洛阳石化总厂进行的加工高钒常渣原料油工业试验表明，汽油烯烃体积分数有42.2%下降到31.6%。GOR-Q催化剂在高桥石化公司炼油厂进行的加工减压柴油惨练一定量大庆渣油的工业试验表明，汽油烯烃体积几分数由43.1%下降到34.4%实现了规定的35%以下的目标，同时，其他产率增加了0.32%，液化气产增加了2.45%，干气产下降了0.3%，油浆产率下降了1.23%。洛阳石化工程公司炼制研究所开发的LCP降烯烃助剂，在金陵石化，添加石化，锦州石化完成了工业应用试验，助剂加入量为催化剂总量的5%左右（质量分数）时，可是FCC汽油烯烃体积分数下降6%-10%辛烷值提高0.6-1个单位。在洛阳炼油试验厂第二FCC装置的工业试验也表明，FCC汽油烯烃体积分数下降12.4%，汽油辛烷值提高了2个单位。中国石化石油化工科学研究院的LGO-A降烯烃助剂在锦州石化公司催化裂化装置上的工业应用试验也表明，加入6%助剂后，汽油烯烃体积分数由56.6%下降到50%左右，汽油辛烷值稍有提高。

四、加氢催化剂

用于产品的生产和原料净化、产物精制。常用的有第Ⅷ族过渡金属元素的金属催化剂，如铂、钯、镍载体催化剂及骨架镍等，用于炔、双烯烃选择加氢，油脂加氢等；金属氧化物催化剂，如氧化铜-亚铬酸铜、氧化铝-氧化锌-氧化铬催化剂等，用于醛、酮、酯、酸及CO等的加氢；金属硫化物催化剂，如镍-钼硫化物等，用于石油炼制中的加氢精制等；络合催化剂，如RhCl[P（C6H5）3]，用于均相液相加氢。采用渣油加氢处理应脱除的杂质有硫、氮、钡、镍等金属及沥青质。一般来说，对于各自的杂脱除反应，采用选择性高的催化剂组合使用。除减压轻油加氢处理外，大部分作为FCC的前处理使用。作为FCC前处理要求脱氮、加氢、脱硫。为了适应需要，根据载体的改良，金属载体的最佳化，研制成功了KF-901.该催化剂在煤柴油处理上显示了高效性，可以说是柔性催化剂，在日本国内三个炼厂适用。减压轻油的轻度加氢裂化（MHC），在中间馏分的裂解中使用选择性高的MHC催化剂KF-1014。

五、结论

随着世界燃油规范标准的不断提高低碳炼油技术逐渐成为各大石油石化公司及企业发展过程中提升技术水平及产品质量的关键。因此，包括催化剂在内的低碳炼油技术创新和发展日益受到重视。依靠相关催化剂实现低碳生产与产品性能提升，逐渐成为石油资源高效转化和价值提升的重要控制点，同时也是企业获得高质量终端产品、提高效益的根本途径之一。石油化工研究院和中国石油大学等加氢、脱硫等低碳催化剂研发和生产正在大步前进，推动低碳炼油工业实现跨越式发展。

参考文献：

[1] 刘 强.生物滴滤法净化挥发性有机废气（VOCs）的研究：西安建筑科技大学博士论文'）；">论文.西安：西安建筑科技大学，2013

[2]王建军.消除VOC的催化剂.石油化工环境保护，2009，（3）：34～36