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石化企业挥发性有机物排放控制策略研究

北极星VOCs在线  来源:《现代化工》  作者:陈亚楠 赵东风等  2017/9/8 14:22:02  我要投稿  
所属频道: VOCs检测  关键词:LDAR VOCs污染 挥发性有机物

北极星VOCs在线讯:摘要:泄漏检测与修复(LeakDeteetionandRepair,LDAR)技术是控制石化企业挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)排放的有效策略。对国内外LDAR技术研究现状和相关法律法规进行综述,并以国内某石化企业为例,应用LDAR技术进行分析检测。结果表明,其密封点共74388个,罐区密封点泄漏最为严重,泄漏率最高的设备类型为连接件,经过LDAR工作后泄漏率从0.48%降为0.33%。

1LDAR技术极为重要

近几年来,经济的迅猛发展和城市化的快速进程导致大气环境形势十分严峻,大气污染是我国最突出的环境问题之一。我国环保部规定的189种有毒空气污染物中,70%以上都是VOCs(挥发性有机物)。众所周知,我国大部分地区连续出现严重的雾霾天气,对民众正常生活、身心健康造成很大影响。雾霾天气产生的主要原因为空气中PM2.5严重超标,研究表明,大气关键污染物PM2.5和O的重要前体物确为VOCs。

美国环保局(EPA)定义VOCs是除CO、CO,、HCO、金属碳化物、金属碳酸盐、碳酸铵之外,任何参加大气光化学反应的碳化合物;世界卫生组织(WHO)定义VOCs是熔点低于室温而沸点在50~260~C之问的挥发性有机化合物的总称,物种成分较为复杂,涉及烷烃、不饱和烃、卤代烃、苯系物、有机酸、醇类、酯类等物种,是化工、印刷、涂料、电子等行业的特征污染物。

在石油化工生产过程中,所涉及的原料及产品种类广泛,理化性质迥异、工艺条件苛刻、设备结构复杂。随着生产装置连续运行周期的增长,设备老化、物料腐蚀等导致管线、设备组件出现不同程度的泄漏。P.D.Kalabokas研究表明,工序管路、储油罐和污水处理区域是炼厂中VOCs排放的主要贡献者之一。环保部环境工程评估中心在总结多年石化建设项目环境保护工作和相关行业污染管理成熟经验的基础上,通过对石化企业污染排放形式的深度剖析,将石化企业的VOCs污染源归为13种源项。表1为石化企业VOCs污染源归类解析。其中设备动静密封点泄漏是我国工业企业VOCs主要源项之一。据EPA估算,美国石化装置密封点泄漏的VOCs大约为70367t/a,占全厂总泄漏量的20%以上。例如一个千万吨级的炼油企业,可能有几十万甚至几百万个密封点,泄漏VOCs的量可能在几千至几万吨。

针对石化企业的VOCs泄漏现状,国外普遍采取对设备组件、管线可能的泄漏排放点进行直接检测,即通过实施泄漏检测与修复(LDAR)技术控制VOCs无组织排放,及时发现存在泄漏现象的部位,并进行修复或替换,消除泄漏隐患,实现降低泄漏排放的目标。这对企业安全生产、节能减排和职员健康有着至关重要的意义。

2LDAR技术简介

泄漏检测与修复技术是在化工企业生产的全过程中物料发生泄漏进行控制的系统工程。通过固定或便携式检测仪器,定量检测或检查生产装置中法兰、阀门及各类管配件等易产生VOCs泄漏的密封点,并在一定期限内采取有效措施修复泄漏点,从而控制物料泄漏损失,减少对环境造成的污染。简称LDAR。

为提高LDAR的效率,基于红外吸收的气体探测专用热像仪的快速定位严重泄漏设备的方法(SmartLDAR)运用而生。API于1997年提出SmartLDAR,2006年美国EPA法规通过了SmartLDAR技术,2008年发布了可用红外气体相机开展SmartLDAR的AWP规范。SmartLDAR技术通过采用热像仪的手段进行观测,如果管线组件的泄漏量超过一定范围,操作人员可以清晰看到泄漏图像。Smart—LDAR泄漏检出限在(10~一10)g/h范围内,平均每分钟约可完成35个设备密封的检测,是传统LDAR效率的4.3倍。传统LDAR与SmartLDAR的对比情况见表2。

典型的LDAR工作运行流程为:①根据管路和仪表流程图(PID,Piping&InstrumentDiagram)确认VOCs质量分数≥10%(或5%)的所有物料流程和管线;②识别并现场定位上述流程和管线上的设备和管阀件,制作和安装带有唯一编号和条形码的金属标牌,并对设备和管阀件拍照;③记录设备与管阀件基本信息(牌号、位置、设备组件描述、类型、亚类型、难于检测的管阀件(DTM)、险于检测(UTM)、物料理化性质及其他信息);④对设备和管阀件照片进行动静密封点标识,建立LDAR数据库;⑤设计LDAR检测路线,可检测的设备及管阀件实施常规LDAR,难于检测或险于检测的实施SmartLDAR,记录检测值,并在超过限定值的设备和管阀件上悬挂标识;⑥在规定时间内对泄漏设备进行维修,并复检,复检合格后,撤除泄漏标识,若必须停工才能修复的泄漏,作好记录,在装置停工检修时维修或更换。

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