加氢石油树脂生产以C5/C9馏分、间戊二烯等为原料，经聚合、加氢、分离、后处理等工序制得，生产过程中VOCs排放主要源于原料挥发、反应副产物逸散及产品分离阶段，污染物以苯系物、烯烃、烷烃及少量含硫化合物为主，具有组分复杂、浓度波动大、排放点位分散等特点。VOCs排放控制需遵循“源头减排-过程管控-末端治理”的全流程治理思路，结合生产工艺特性与环保要求，构建高效、稳定、经济的控制体系，具体技术路径与应用实践如下：
一、源头减排技术：从生产源头降低VOCs产生量
源头减排是VOCs控制的核心，通过工艺优化、原料替代及设备升级，减少VOCs的生成与逸散，从根本上降低治理压力：
1. 原料预处理与优化
原料精制脱轻：原料（如C5馏分）中含有的低沸点轻组分（如戊烷、异戊二烯）是VOCs的主要来源之一，通过精馏塔精制脱轻处理，去除原料中沸点低于60℃的轻组分，可使后续聚合工序的VOCs产生量降低30%~40%。精制过程中采用高效填料塔与精准温控系统，确保轻组分脱除率≥95%，同时回收轻组分作为燃料或化工原料，实现资源回收利用。
低VOCs原料替代：选用高纯度聚合单体（如聚合级间戊二烯、异戊二烯，纯度≥98%）替代粗馏分原料，减少原料中杂质带来的VOCs排放；对于加氢工序，采用加氢催化剂改良技术（如贵金属负载型催化剂），提高加氢反应选择性，减少副反应产生的VOCs（如裂解产物、异构化产物），副产物排放量可降低 25%~35%。
2. 生产工艺优化
聚合工艺改进：采用本体聚合替代溶液聚合，减少溶剂（如甲苯、二甲苯）的使用与挥发；若需使用溶剂，选用低挥发性溶剂（如高沸点芳烃溶剂，沸点≥150℃），并优化溶剂回收工艺，溶剂回收率提升至99%以上，例如，某C5加氢石油树脂企业将溶液聚合改为本体聚合后，溶剂相关VOCs排放减少80%以上。
加氢与分离工艺优化：加氢反应采用连续化生产工艺，替代间歇式工艺，减少反应釜开合过程中的VOCs逸散；分离工序采用减压精馏结合膜分离技术，降低精馏温度（从180~200℃降至120~150℃），减少树脂及VOCs的高温挥发。同时，优化精馏塔操作参数（如回流比、塔顶压力），提高产品分离效率，减少塔顶尾气中VOCs浓度。
3. 设备与密封系统升级
泄漏点管控：生产设备（如反应釜、精馏塔、储罐、管道）的动静密封点是VOCs无组织排放的主要来源，采用无泄漏设备（如磁力驱动泵、屏蔽泵）替代传统离心泵，减少轴封泄漏；储罐采用内浮顶罐替代固定顶罐，搭配密封性能优异的浮盘（如弹性填料密封浮盘），可使储罐VOCs挥发量降低90%以上；管道与设备连接处采用法兰密封+密封胶双重防护，定期开展LDAR（泄漏检测与修复）工作，将泄漏点浓度控制在2000μmol/mol以下。
工艺系统密闭化改造：对聚合、加氢、分离等核心工序进行密闭化改造，构建密闭式生产系统，采用管道化输送替代敞口转运，减少物料与空气接触；反应尾气、精馏塔顶尾气等集中收集，避免无组织排放，收集效率可达95%以上。
二、过程管控技术：强化生产过程中VOCs的收集与回收
过程管控聚焦于VOCs的高效收集与资源化回收，通过优化收集系统、提升回收效率，减少末端治理压力，同时实现资源循环利用：
1. 高效收集系统设计
针对性收集装置：针对不同排放点位的VOCs特性，设计专用收集装置。例如，反应釜顶部设置密闭式排气罩，结合负压抽吸系统，确保反应过程中逸出的VOCs全收集；精馏塔顶尾气采用冷凝回收系统前置收集，减少尾气中高浓度VOCs直接进入末端治理设施；车间内设置整体负压通风系统，控制车间内VOCs浓度低于国家标准限值（如苯≤4mg/m³，非甲烷总烃≤120mg/m³）。
收集系统优化：优化收集管道的布局与管径，减少管道阻力，确保收集风速均匀（管道内风速控制在10~15m/s）；采用分区收集方式，将高浓度VOCs排放源（如精馏塔顶、储罐呼吸阀）与低浓度排放源（如车间通风）分开收集，避免高、低浓度气体混合导致回收效率下降。
2. 资源化回收技术应用
冷凝回收技术：适用于高浓度VOCs尾气（VOCs浓度≥5000mg/m³），如精馏塔顶尾气、反应釜排气。通过多级冷凝（一级冷凝温度0~5℃，二级冷凝温度-30~-20℃），将尾气中高沸点VOCs（如芳烃溶剂、未反应单体）冷凝为液体回收，回收效率可达85%~95%。回收的溶剂与单体可直接返回生产系统循环使用，既减少VOCs排放，又降低原料消耗，例如，某C9加氢石油树脂企业采用二级冷凝回收系统，年回收芳烃溶剂120吨，VOCs排放减少 40%。
吸附-解吸回收技术：针对中等浓度VOCs尾气（VOCs浓度1000~5000mg/m³），如车间通风尾气、设备泄漏收集尾气，采用活性炭、分子筛等吸附材料进行吸附-解吸回收。吸附阶段，VOCs被吸附材料吸附，净化后的气体达标排放；解吸阶段，通过升温、减压或惰性气体吹扫，将VOCs脱附出来，经冷凝回收得到液态VOCs。选用疏水型分子筛作为吸附材料，可避免水分对吸附效果的影响，吸附容量达8%~12%，解吸率≥98%，回收的VOCs纯度可达95%以上。
膜分离回收技术：适用于高浓度、高价值VOCs尾气（如聚合单体尾气），利用膜材料对VOCs的选择性渗透作用，将尾气中的VOCs与空气分离。膜分离系统的VOCs回收率可达90%~98%，回收的单体纯度≥99%，可直接用于聚合反应。该技术具有能耗低、操作简单等优势，尤其适用于连续化生产过程中的VOCs回收。
三、末端治理技术：确保VOCs达标排放
对于无法回收或低浓度VOCs尾气（VOCs浓度<1000mg/m³），需采用末端治理技术进行净化处理，确保达标排放，常用技术包括催化燃烧、吸附净化、生物处理等：
1. 催化燃烧技术（RCO）
技术原理：在催化剂（如Pt、Pd负载型催化剂、非贵金属氧化物催化剂）作用下，VOCs在较低温度（250~350℃）下发生氧化反应，生成二氧化碳和水，净化效率可达95%~99%。
应用场景：适用于处理中高浓度（VOCs浓度500~5000mg/m³）、可燃组分含量高的VOCs尾气，如加氢反应尾气、精馏塔尾气经冷凝回收后的尾气。该技术能耗低（较直接燃烧节能30%~50%），无二次污染，且可回收燃烧热量用于生产过程（如加热反应釜、精馏塔再沸器），实现能量循环利用。
优化要点：选用抗中毒性能强的催化剂，避免尾气中含硫化合物、重金属等对催化剂的毒害；设置预处理装置（如除尘、脱硫装置），去除尾气中的颗粒物与硫杂质，延长催化剂使用寿命（使用寿命可达2~3年）；采用蓄热式催化燃烧（RCO）系统，进一步提升热量回收效率（热回收效率≥90%）。
2. 吸附净化技术
技术原理：采用吸附材料（如活性炭、活性炭纤维、分子筛）对低浓度VOCs尾气进行吸附，VOCs被吸附材料表面的孔隙捕获，净化后的气体达标排放。
应用场景：适用于处理低浓度（VOCs浓度<1000mg/m³）、大风量的VOCs尾气，如车间通风尾气、设备泄漏收集尾气。该技术设备简单、操作成本低，吸附材料可定期更换或再生处理。
优化要点：选用吸附容量大、吸附速率快的吸附材料，如活性炭纤维的吸附容量是普通活性炭的 2~3 倍，且解吸速度快；采用多塔并联吸附-切换再生模式，确保连续运行；废吸附材料需委托专业机构进行无害化处理或再生利用，避免二次污染。
3. 生物处理技术
技术原理：利用微生物（细菌、真菌、放线菌）的代谢作用，将VOCs分解为二氧化碳、水和生物质，净化效率可达80%~90%。
应用场景：适用于处理低浓度（VOCs浓度<500mg/m³）、易生物降解的VOCs尾气，如含烃类、苯系物的低浓度尾气。该技术环保、能耗低，运行成本仅为催化燃烧技术的1/3~1/2。
优化要点：选择适配VOCs组分的微生物菌群，如处理苯系物可选用假单胞菌、芽孢杆菌等；控制生物反应器的运行参数（温度25~35℃、pH7.0~8.0、湿度60%~80%），为微生物代谢提供适宜环境；采用生物滴滤塔、生物滤池等高效反应器形式，提升气液接触效率，强化微生物与VOCs的反应。
4. 组合治理技术
针对复杂组分、浓度波动大的VOCs尾气，采用“预处理+回收+末端治理”的组合技术，可实现良好的治理效果，例如：
高浓度VOCs尾气：冷凝回收（一级处理，回收高沸点VOCs）→ 吸附-解吸回收（二级处理，回收剩余VOCs）→ 催化燃烧（三级处理，净化残留VOCs），总净化效率可达99%以上；
低浓度、大风量尾气：吸附浓缩（将低浓度VOCs浓缩为高浓度）→ 催化燃烧（净化浓缩后的VOCs），可降低末端治理设备投资与运行成本，净化效率达95%以上。
四、应用案例与效果验证
案例1：某C5加氢石油树脂企业VOCs综合治理项目
企业痛点：生产过程中聚合反应釜、精馏塔、储罐等点位VOCs无组织排放严重，车间内非甲烷总烃浓度超标，尾气排放不符合GB 31572-2015《石油炼制工业污染物排放标准》要求。
治理方案：
源头减排：原料精制脱轻处理，聚合工艺改为本体聚合，设备密封系统升级（内浮顶罐、磁力驱动泵），开展LDAR工作；
过程回收：精馏塔顶尾气采用二级冷凝回收系统，回收芳烃溶剂与未反应单体；
末端治理：车间通风尾气与冷凝回收后的尾气经吸附浓缩+蓄热式催化燃烧（RCO）处理。
效果验证：治理后，车间内非甲烷总烃浓度降至80mg/m³以下，尾气中非甲烷总烃排放浓度≤20mg/m³，VOCs总去除率达98%以上；年回收芳烃溶剂150吨，节约原料成本约300万元，RCO系统回收热量年节约标准煤 200吨，实现环保与经济效益双赢。
案例2：某C9加氢石油树脂企业 VOCs回收治理项目
企业痛点：加氢反应尾气与精馏塔顶尾气中VOCs浓度高（约8000~12000mg/m³），直接排放造成资源浪费与环境污染。
治理方案：采用“膜分离回收+催化燃烧”组合技术，尾气先经膜分离系统回收90%以上的聚合单体，回收的单体返回聚合工序循环使用；膜分离后的尾气（VOCs浓度≤1000mg/m³）经催化燃烧系统净化处理后达标排放。
效果验证：项目运行后，VOCs回收率达92%，年回收聚合单体200吨，直接经济效益约400万元；尾气中非甲烷总烃排放浓度≤15 mg/m³，符合环保标准要求，同时降低了末端治理压力。
五、技术选择与优化建议
1. 技术选择原则
适配性：根据VOCs排放浓度、组分、风量及生产工艺特性，选择适配的治理技术。例如，高浓度、高价值VOCs优先采用冷凝回收、膜分离回收技术；低浓度、大风量VOCs优先采用吸附浓缩+催化燃烧或生物处理技术。
经济性：综合考虑设备投资、运行成本、资源回收效益，选择性价比至优的治理方案，例如，回收价值高的VOCs（如聚合单体、溶剂）应优先采用回收技术，实现资源循环利用；无回收价值的低浓度VOCs可采用成本较低的生物处理或吸附净化技术。
合规性：确保所选技术满足国家及地方环保标准要求，同时考虑未来环保政策的收紧趋势，预留升级改造空间。
稳定性：选择运行稳定、操作简单、维护成本低的技术，避免因设备故障导致环保超标。
2. 优化建议
加强全流程管控：将源头减排、过程回收与末端治理有机结合，构建全流程VOCs控制体系，避免单一环节治理导致的整体效果不佳。
推进智能化管控：采用自动化控制系统与在线监测设备，实时监测VOCs排放浓度、设备运行参数（如吸附床温度、催化燃烧炉温度），实现精准控制与故障预警；结合LDAR数字化管理平台，提升泄漏点管控效率。
重视催化剂与吸附材料的选型：根据VOCs组分选择抗中毒、寿命长的催化剂与吸附材料，定期进行维护与更换，确保治理效果稳定。
强化资源与能量回收：最大化回收VOCs资源（如溶剂、单体）与末端治理过程中的热量（如催化燃烧产生的热量），提升项目的经济效益与环境效益。
加氢石油树脂生产中的VOCs排放控制需采用“源头减排-过程回收-末端治理”的全流程技术体系，通过原料优化、工艺改进、设备升级减少VOCs产生与逸散，借助冷凝回收、吸附-解吸回收、膜分离回收等技术实现资源循环利用，最后通过催化燃烧、吸附净化、生物处理等末端技术确保达标排放。实际应用中，需根据企业的VOCs排放特性、经济实力与环保要求，选择适配的技术组合方案，同时推进智能化管控与资源能量回收，实现环保达标与经济效益的协同发展。未来，随着环保政策的不断收紧与治理技术的持续创新，高效、节能、资源化的VOCs控制技术将成为加氢石油树脂行业的主要发展方向，为行业的绿色低碳转型提供技术支撑。
本文来源：河南向荣石油化工有限公司 http://www.upresinchem.com/