編 輯 | 化工活動家

來 源 | 安全、健康與環(huán)境 青島石化

作 者 | 朱錕

關(guān)鍵詞 | LDAR  煉油企業(yè)  應(yīng)用

共 1832 字 | 建議閱讀時(shí)間 8 分鐘

導(dǎo)讀

煉油企業(yè)排放的大氣污染物主要有SO2、NOx和揮發(fā)性有機(jī)物，揮發(fā)性有機(jī)物中的苯、甲苯、二甲苯、硫醇、硫醚等是煉油企業(yè)主要異味污染物。因此，開展泄漏檢測與修復(fù)應(yīng)用，摸清煉油企業(yè)設(shè)備動靜密封點(diǎn)泄漏現(xiàn)狀和排放情況，對減少揮發(fā)性有機(jī)物排放、有效改善煉油企業(yè)廠區(qū)及周邊的環(huán)境質(zhì)量意義重大。

煉油企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物

1

揮發(fā)性有機(jī)物主要來源

揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)是指參與大氣光化學(xué)反應(yīng)的有機(jī)化合物，主要包括非甲烷烴類、含氧有機(jī)物、含硫有機(jī)物以及含氯有機(jī)物等有機(jī)化合物。煉油企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放主要來自有機(jī)液體儲存揮發(fā)損失、設(shè)備動靜密封點(diǎn)泄漏、工藝無組織排放等12類排放源。通過對某燃料型煉油企業(yè)生產(chǎn)工藝流程及揮發(fā)性有機(jī)物排放分布情況(表1)分析，該煉油企業(yè)93.58%的揮發(fā)性有機(jī)物為無組織排放，其中動靜密封點(diǎn)泄漏占排放總量的17.30%，是煉油企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物主要的排放源之一。

2

揮發(fā)性有機(jī)物主要危害

揮發(fā)性有機(jī)物是大氣光化學(xué)反應(yīng)的重要前體物，對空氣中臭氧層破壞以及霧霾的生成有一定的貢獻(xiàn)。揮發(fā)性有機(jī)物的大氣污染可分為臭氧污染、顆粒物污染、有害空氣污染物污染和臭味污染。

煉油企業(yè)生產(chǎn)裝置運(yùn)行過程中，機(jī)泵、閥門、法蘭等設(shè)備動靜密封部位發(fā)生VOCs泄漏，既產(chǎn)生區(qū)域異味，影響員工身體健康，又造成安全隱患和物料損耗，影響企業(yè)安全運(yùn)行和生產(chǎn)效益。同時(shí)，VOCs泄漏排放量大會影響企業(yè)周邊環(huán)境質(zhì)量，產(chǎn)生社會投訴，影響企地社區(qū)和諧。

3

揮發(fā)性有機(jī)物減排措施

按照清潔生產(chǎn)理念，揮發(fā)性有機(jī)物的減排主要從源頭削減、過程控制和末端治理3個(gè)方面，通過實(shí)施工藝改進(jìn)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)和廢水處理系統(tǒng)密閉性改造、泄漏檢測與修復(fù)、儲罐密封形式改造、油品裝卸方式改進(jìn)等措施，從源頭減少VOCs的泄漏排放；對具有回收價(jià)值的工藝廢氣、儲罐呼吸氣和裝卸廢氣進(jìn)行回收利用；對難以回收利用的廢氣按照相關(guān)要求處理，可大幅減少煉油企業(yè)VOCs排放，促進(jìn)環(huán)境空氣質(zhì)量改善。

泄漏檢測與修復(fù)

泄漏檢測與修復(fù)(LDAR)是指對工業(yè)生產(chǎn)全過程物料泄漏進(jìn)行控制的系統(tǒng)工程。通過固定或移動式檢測儀器，定量檢測或檢查生產(chǎn)裝置中閥門、法蘭等易產(chǎn)生VOCs泄漏的密封點(diǎn)，并在一定期限內(nèi)采取有效措施修復(fù)泄漏點(diǎn)，從而控制物料泄漏損失，減少對環(huán)境造成的污染。

常規(guī)泄漏檢測與修復(fù)主要用配備火焰離子檢測器(FID)的便攜式有機(jī)物泄漏檢測儀，按照檢測計(jì)劃以一定頻次對密封點(diǎn)進(jìn)行檢測，對超過國家或地方法規(guī)中泄漏標(biāo)準(zhǔn)定義的泄漏點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識，同時(shí)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成維修及復(fù)測，檢測及復(fù)測數(shù)據(jù)及時(shí)納入數(shù)據(jù)庫管理。

泄漏檢測與修復(fù)情況分析

1

泄漏檢測情況分析

根據(jù)設(shè)備與管線組件揮發(fā)性有機(jī)物泄漏控制要求，某煉油企業(yè)對泵、壓縮機(jī)、攪拌器、閥門、開口閥或開口管線、取樣連接系統(tǒng)等每3個(gè)月檢測一次；對法蘭及其他連接件、其他密封設(shè)備每6個(gè)月檢測一次。選取該煉油企業(yè)2018至2020年的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，共檢測密封點(diǎn)622741個(gè)，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)泄漏點(diǎn)1739個(gè)，泄漏率0.28%。泄漏檢測情況見表2、表3。

從表2不同密封點(diǎn)類型的泄漏率及泄漏占比統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，攪拌器密封、絲扣連接、球閥、泵及開口管線是比較容易發(fā)生泄漏的密封部位。分析原因：密封組件尤其是機(jī)泵密封使用周期長、質(zhì)量可靠性差，日常保養(yǎng)、維護(hù)不到位，易造成密封失效；開口管線法蘭、螺紋連接等生銹造成螺栓不能把緊，墊片松動也易造成泄漏；設(shè)備檢修吹掃時(shí)打開的導(dǎo)淋閥或放空閥關(guān)閉不到位，采樣時(shí)未實(shí)施密閉采樣或采樣閥開關(guān)頻繁造成采樣口泄漏等。另外，閥門、法蘭、連接件雖然整體泄漏率不高，但泄漏占比較高，影響泄漏量的核算。

期間，還對油品儲罐罐頂VOCs排放情況跟蹤監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)部分輕質(zhì)油品儲罐罐頂VOCs檢測濃度超過2000×10-6，最高超過100000×10-6，罐頂VOCs濃度較高。分析原因：由于該部分儲罐建設(shè)年代較早，浮盤及密封形式(浮筒式浮盤和一次密封)不滿足高效密封形式要求；部分儲罐呼吸閥由于缺少有效維護(hù)，定壓失效；罐壁通氣孔密封不嚴(yán)，罐頂取樣孔未及時(shí)密閉等。

通過更換為全接液蜂巢浮盤和全接觸氣密性邊緣密封，更換或維修呼吸閥，加強(qiáng)日常環(huán)保監(jiān)管等措施，能夠有效降低罐頂VOCs揮發(fā)。特別是高效浮盤改造后，儲罐頂VOCs檢測濃度正常均值不超過2000×10-6，大大減少了罐頂VOCs排放。

2

泄漏修復(fù)情況分析

通過統(tǒng)計(jì)該煉油企業(yè)3年來泄漏修復(fù)情況(圖1)，大部分超標(biāo)泄漏密封點(diǎn)的維修可在裝置不停工條件下完成，泄漏修復(fù)率達(dá)到70%以上，修復(fù)手段一般包括簡單的緊固、增加堵帽、更換墊片、更換填料或密封等。

通過持續(xù)的泄漏檢測修復(fù)過程，對已有泄漏檢測結(jié)果和泄漏修復(fù)情況對比分析，可以比較特定介質(zhì)對于不同密封形式及材質(zhì)的滲透速率差異，從而篩選出與特定介質(zhì)較適合的密封形式、材質(zhì)甚至優(yōu)秀生產(chǎn)商，為設(shè)備選型提供技術(shù)參考。如氣體分餾裝置液態(tài)烴機(jī)泵原為單級密封形式，常規(guī)檢測結(jié)果泄漏多次超標(biāo)(最高超過100000×10-6)，更換密封后效果不理想。將密封形式改為串級密封后，有效解決了單級密封易泄漏超標(biāo)問題，本質(zhì)上減少了設(shè)備動靜密封泄漏的產(chǎn)生。

泄漏檢測與修復(fù)成效評估

1

環(huán)境效益

某煉油企業(yè)2015年完成首輪泄漏檢測與修復(fù)后，2017年7月開始按照GB31570-2015《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)備與管線組件泄漏污染控制要求開展泄漏檢測與控制。對比2018至2020年企業(yè)邊界大氣第三方檢測檢測情況(圖2)，可以看出，自開展LDAR工作后，該企業(yè)邊界大氣中的VOCs濃度明顯降低，且趨于平穩(wěn)。說明企業(yè)開展LDAR工作，能夠從根本上改善企業(yè)周邊大氣環(huán)境質(zhì)量，減少異味投訴。

2

經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)《石化行業(yè)VOCs污染源排查工作指南》設(shè)備動靜密封點(diǎn)泄漏VOCs污染源排查方法中的相關(guān)方法，對該煉油企業(yè)2020年度泄漏點(diǎn)修復(fù)前后的排放速率進(jìn)行核算。泄漏點(diǎn)經(jīng)修復(fù)后泄漏排放速率整體下降明顯(圖3)，修復(fù)后的平均減排比例達(dá)到52.13%。通過對泄漏點(diǎn)維修后的效果進(jìn)行評估，泄漏點(diǎn)修復(fù)后的揮發(fā)性有機(jī)物減排12.92kg/h，核算減排效果明顯，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)論及建議

a)從該煉油企業(yè)泄漏率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，煉油企業(yè)密封、泵及開口管線是比較容易發(fā)生泄漏的密封部位；從泄漏排放量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，泵、閥門和法蘭等密封點(diǎn)泄漏對揮發(fā)性有機(jī)物泄漏排放量核算的貢獻(xiàn)較大。

b)通過漏點(diǎn)修復(fù)情況可以看出，大部分漏點(diǎn)都可以在不停工的情況下實(shí)現(xiàn)修復(fù)，泄漏減排效果明顯，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益；實(shí)施泄漏檢測與修復(fù)，不僅能夠改善區(qū)域異味及周邊環(huán)境質(zhì)量，產(chǎn)生一定的社會效益，也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除泄漏隱患，實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減少因泄漏導(dǎo)致的生產(chǎn)安全事故。

c)對于泄漏檢測與修復(fù)工作，可以采取成立專職化檢測小組負(fù)責(zé)泄漏檢測和廠區(qū)網(wǎng)格化檢測工作等措施，對重點(diǎn)裝置、重點(diǎn)區(qū)域增加檢測頻次，并根據(jù)工作結(jié)果實(shí)施績效考核，強(qiáng)化泄漏檢測與修復(fù)工作效果；同時(shí)可以將泄漏修復(fù)率及完成時(shí)效、惡臭異味控制有效率納入小指標(biāo)競賽活動，在提高基層單位參與泄漏檢測與修復(fù)工作積極性的同時(shí)確保工作質(zhì)量。