催化裂化裝置LDAR排放量影響因素淺析

秦文靜

摘 要：基于當前LDAR技術在石油煉化裝置中對無形泄漏的檢測與修復作用，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技術的實施過程中對設備動靜密封點類型的辨識、不可達點數量的把控、泄漏點的及時有效維修等均能影響LDAR排放量，此外，介質狀態的不同及工藝操作中壓力、溫度等參數的變化也能影響LDAR排放量。

關鍵詞：LDAR技術;無形泄漏;催化裂化;LDAR排放量

隨著環保生產及綠色發展的意識深入人心，揮發性有機化合物（VOCs）排放的管控力度也日漸加大，目前，LDAR技術作為一項控制工業企業設備與管線無組織泄漏的最佳可行技術，其規范實施可顯著削減設備管線環節泄漏的VOCs無組織排放。本文以金陵石化I催化裂化裝置為例，結合LDAR技術的應用，針對設備管線動靜密封點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參考。

1 LDAR技術

LDAR技術是一項通過對設備管線的動靜密封點進行檢測，并對達到泄漏標準的密封點發出修復任務，降低裝置LDAR排放量的系統工程，LDAR技術的工作流程可分為項目建立、現場檢測、泄漏修復與復測、數據統計四大部分。其中，項目建立是LDAR技術實施的基礎，通過對裝置物料平衡表等信息的分析判斷，搜集整理裝置相關資料，實施最終范圍的測定，并對現場進行標識掛牌，最終確定密封點檢測臺賬;現場檢測、泄漏修復與復測是發現無形泄漏并減少VOCs排放的關鍵，利用LDAR檢測儀器在現場開展檢測，為保證數據的準確性，每日檢測前需對檢測儀器進行示值漂移檢查，檢測人員按規定進行密封點檢測并記錄檢測數值，對于達到泄漏標準的密封點及時修復，并進行復測;最后，借助環保信息系統對大量的原始檢測數據進行統計分析，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的總有機揮發物排放速率）”作為對“eTOC，i”第一次出現的描述;取值不同，所以LDAR工作項目建立時對各密封點的準確辨識很重要。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，一是相關方程法計算的排放速率與密封點的凈檢測值有關，未達到泄漏標準的密封點也有一定的凈檢測值，連接件的數量較大，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LDAR

排放量的核算規則，不可達點又可分為法蘭、連接件及其他采用平均排放系數的點。占比為2.55%的不可達點數卻占據著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。通過排放系數的對比，法蘭的排放系數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技術的應用過程中，密封點類型決定了LDAR排放量核算的基礎，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，以代替無形泄漏嚴重的密封點，從根本上減少VOCs的排放。

2.2 修復措施及時間

修復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方式，修復后均檢測合格，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，導致事態惡化，另一方面也要積極探索新的更好的修復措施，降低排放濃度，并根據實際情況及時維護LDAR系統，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

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），由于檢測環境的影響，檢測儀器會出現示值漂移，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，進而導致VOCs排量核算增大，因此，每日檢測前對檢測儀器進行校準很有必要。

2.4 工藝參數及工藝介質

以2019年LDAR檢測中法蘭類型的泄漏密封點為例，對不同溫度、壓力及介質狀態對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下墊片上殘余預緊力的大小，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 介質狀態的影響

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

輕液體介質狀態的密封點LDAR排放量占比遠大于其他介質狀態的LDAR排放量占比之和，這就意味著在實際生產中，對于液態烴、汽油等輕液體介質的法蘭密封點需加強日常巡檢，并借助LDAR技術及時發現并修復漏點，減少VOCs的排放，實現安全環保生產。

3 結論

綜上所述，LDAR排放量的影響因素主要有4方面：密封點類型、泄漏點修復的有效性和及時性、儀器校準情況、工藝參數及介質狀態。具體結論如下：①不同密封點類型的排放速率不同導致各密封點的LDAR排放量核算方法不同，其中不可達點的影響更大;②檢測發現的無形泄漏點應該及時進行有效的修復，長時間未得到有效修復會導致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，因此為了保證檢測的準確性，在檢測前應對儀器進行校準;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，輕液體介質狀態的密封點的LDAR排放量較其他介質的LDAR排放量大。

參考文獻：

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