催化裂化裝置LDAR排放量影響因素淺析

秦文靜

摘 要：基于當(dāng)前LDAR技術(shù)在石油煉化裝置中對無形泄漏的檢測與修復(fù)作用，本文以催化裂化裝置為研究對象，對該裝置的LDAR排放量影響因素進行分析，分析表明，在LDAR技術(shù)的實施過程中對設(shè)備動靜密封點類型的辨識、不可達點數(shù)量的把控、泄漏點的及時有效維修等均能影響LDAR排放量，此外，介質(zhì)狀態(tài)的不同及工藝操作中壓力、溫度等參數(shù)的變化也能影響LDAR排放量。

關(guān)鍵詞：LDAR技術(shù);無形泄漏;催化裂化;LDAR排放量

隨著環(huán)保生產(chǎn)及綠色發(fā)展的意識深入人心，揮發(fā)性有機化合物（VOCs）排放的管控力度也日漸加大，目前，LDAR技術(shù)作為一項控制工業(yè)企業(yè)設(shè)備與管線無組織泄漏的最佳可行技術(shù)，其規(guī)范實施可顯著削減設(shè)備管線環(huán)節(jié)泄漏的VOCs無組織排放。本文以金陵石化I催化裂化裝置為例，結(jié)合LDAR技術(shù)的應(yīng)用，針對設(shè)備管線動靜密封點VOCs排放情況，分析了LDAR排放量的影響因素，指出降低LDAR排放量的優(yōu)化方向，同時給其他煉化及化工裝置降低LDAR排放量操作提供科學(xué)參考。

1 LDAR技術(shù)

LDAR技術(shù)是一項通過對設(shè)備管線的動靜密封點進行檢測，并對達到泄漏標(biāo)準(zhǔn)的密封點發(fā)出修復(fù)任務(wù)，降低裝置LDAR排放量的系統(tǒng)工程，LDAR技術(shù)的工作流程可分為項目建立、現(xiàn)場檢測、泄漏修復(fù)與復(fù)測、數(shù)據(jù)統(tǒng)計四大部分。其中，項目建立是LDAR技術(shù)實施的基礎(chǔ)，通過對裝置物料平衡表等信息的分析判斷，搜集整理裝置相關(guān)資料，實施最終范圍的測定，并對現(xiàn)場進行標(biāo)識掛牌，最終確定密封點檢測臺賬;現(xiàn)場檢測、泄漏修復(fù)與復(fù)測是發(fā)現(xiàn)無形泄漏并減少VOCs排放的關(guān)鍵，利用LDAR檢測儀器在現(xiàn)場開展檢測，為保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，每日檢測前需對檢測儀器進行示值漂移檢查，檢測人員按規(guī)定進行密封點檢測并記錄檢測數(shù)值，對于達到泄漏標(biāo)準(zhǔn)的密封點及時修復(fù)，并進行復(fù)測;最后，借助環(huán)保信息系統(tǒng)對大量的原始檢測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，形成泄漏率、排放量分析等報表。

2 LDAR排放量的影響因素

2.1 密封點類型

由于不同密封點的eTOC，i“（密封點i的總有機揮發(fā)物排放速率）”作為對“eTOC，i”第一次出現(xiàn)的描述;取值不同，所以LDAR工作項目建立時對各密封點的準(zhǔn)確辨識很重要。I催化裂化裝置共有13925個受控密封點，各密封點類型占比情況如圖1所示。其中，其他密封點類型包括泵、泄壓設(shè)備、壓縮機密封以及采樣口。

受控密封點按實際檢測情況分，可分為可達點與不可達點，即可檢測點與不可檢測的點，二者的LDAR排放量核算方法不同，故以下分類討論其對LDAR排放量的影響。

2.1.1 可達點的影響

在所有密封點類型中，連接件的占比最大，在2019年的檢測中連接件的僅有1個泄漏密封點總，但從LDAR排放量來看，連接件的LDAR排放量最大，這主要有兩方面原因，一是相關(guān)方程法計算的排放速率與密封點的凈檢測值有關(guān)，未達到泄漏標(biāo)準(zhǔn)的密封點也有一定的凈檢測值，連接件的數(shù)量較大，每個連接件計算出的排放量之和便會使連接件的LDAR總排放量增加;二是從各密封點的默認零值排放速率可以看出，連接件的默認零值排放速率也是較大的，也就是說，即使連接件檢測值小于1ppm，由于較大的默認零值排放速率的作用，其LDAR排放量核算也會較大。相反，密封點為法蘭的占比僅次于連接件，但由于默認零值排放速率較小，使其LDAR排放量相對連接件的少很多。

2.1.2 不可達點的影響

不可達點是指險于或難于檢測的受控密封點。根據(jù)LDAR

排放量的核算規(guī)則，不可達點又可分為法蘭、連接件及其他采用平均排放系數(shù)的點。占比為2.55%的不可達點數(shù)卻占據(jù)著98.11%的LDAR排放量。這主要是因為不可達點的LDAR排放量的計算規(guī)則不同于可達密封點，前以述及，在此不再贅述。通過排放系數(shù)的對比，法蘭的排放系數(shù)遠遠低于壓縮機密封。若將壓縮機密封點類型更改為法蘭，其LDAR排放量核算將會大幅減少。

因此，在LDAR技術(shù)的應(yīng)用過程中，密封點類型決定了LDAR排放量核算的基礎(chǔ)，通過對各密封點排放量的分析，一方面可以從密封點類型的重新辨識，并根據(jù)實際情況進行密封點變更的角度，降低LDAR排放量，另一方面可以探索更佳的密封形式，以代替無形泄漏嚴(yán)重的密封點，從根本上減少VOCs的排放。

2.2 修復(fù)措施及時間

修復(fù)措施的有效性可以防止泄漏擴大，達到減少VOCs排放的目的，而修復(fù)時間的及時性直接影響泄漏點的LDAR排放量核算。目前，針對閥門、法蘭、泵等泄漏點，多采用緊固、更換機械密封等修復(fù)方式，修復(fù)后均檢測合格，但檢測值均在10ppm以上，對于這些點，一方面需要加強日常巡檢，防止泄漏的擴大，導(dǎo)致事態(tài)惡化，另一方面也要積極探索新的更好的修復(fù)措施，降低排放濃度，并根據(jù)實際情況及時維護LDAR系統(tǒng)，減少LDAR排放量的后臺核算，尤其是排放速率較大的泵、法蘭類型的密封點。

2.3 儀器校準(zhǔn)

目前，LDAR定量檢測儀器分為氫火焰離子化檢測儀器（FID）、光離子化檢測器（PID），由于檢測環(huán)境的影響，檢測儀器會出現(xiàn)示值漂移，尤其是PID檢測儀器，濕度可以使其示值漂移達30%，對于處于計算排放速率的邊界溶度影響最為明顯，若是VOCs排放小于1ppm的密封點，示值漂移很容易使檢測值增大，則其排放速率便會增大，進而導(dǎo)致VOCs排量核算增大，因此，每日檢測前對檢測儀器進行校準(zhǔn)很有必要。

2.4 工藝參數(shù)及工藝介質(zhì)

以2019年LDAR檢測中法蘭類型的泄漏密封點為例，對不同溫度、壓力及介質(zhì)狀態(tài)對LDAR排放量的影響進行分析。

2.4.1 溫度、壓力的影響

隨著溫度的升高，LDAR排放量反而有下降趨勢，這是因為法蘭的密封性能取決于工作狀態(tài)下墊片上殘余預(yù)緊力的大小，一定溫度的升高，對法蘭密封性能有利;而隨著壓力的增大，LDAR排放量占比明顯增大，當(dāng)壓力大于0.6MPa時，壓力每增加0.2MPa，LDAR排放量占比約增加8%。

2.4.2 介質(zhì)狀態(tài)的影響

除了溫度、壓力對法蘭密封點LDAR排放量有影響，不同介質(zhì)狀態(tài)下LDAR排放量也存在很大差異。

輕液體介質(zhì)狀態(tài)的密封點LDAR排放量占比遠大于其他介質(zhì)狀態(tài)的LDAR排放量占比之和，這就意味著在實際生產(chǎn)中，對于液態(tài)烴、汽油等輕液體介質(zhì)的法蘭密封點需加強日常巡檢，并借助LDAR技術(shù)及時發(fā)現(xiàn)并修復(fù)漏點，減少VOCs的排放，實現(xiàn)安全環(huán)保生產(chǎn)。

3 結(jié)論

綜上所述，LDAR排放量的影響因素主要有4方面：密封點類型、泄漏點修復(fù)的有效性和及時性、儀器校準(zhǔn)情況、工藝參數(shù)及介質(zhì)狀態(tài)。具體結(jié)論如下：①不同密封點類型的排放速率不同導(dǎo)致各密封點的LDAR排放量核算方法不同，其中不可達點的影響更大;②檢測發(fā)現(xiàn)的無形泄漏點應(yīng)該及時進行有效的修復(fù)，長時間未得到有效修復(fù)會導(dǎo)致LDAR排放量增加;③LDAR檢測儀器的檢測值是計算LDAR排放量的依據(jù)，因此為了保證檢測的準(zhǔn)確性，在檢測前應(yīng)對儀器進行校準(zhǔn);④從對泄漏的法蘭密封點進行分析可知，較低溫度或壓力較高的法蘭密封點LDAR排放量會相對較大，輕液體介質(zhì)狀態(tài)的密封點的LDAR排放量較其他介質(zhì)的LDAR排放量大。

參考文獻：

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