关于石化行业生产后过程加强实施LDAR的思考

王功换，邹松林

（清本环保工程（杭州）有限公司，杭州 311231）

关于石化行业生产后过程加强实施LDAR的思考

王功换，邹松林

（清本环保工程（杭州）有限公司，杭州 311231）

石油化工从原料到产品的加工阶段可称为生产过程；石油化工液态产品的储存、装卸、运输、使用等阶段，可称之为生产后过程。VOCs泄漏检测与修复（LDAR）技术目前在该行业的生产后过程中尚未得到有效实施，作业过程仍有大量VOCs泄漏排放，污染了大气环境。主要原因有“法规要求不一致、方法措施有缺陷、监督执法不到位”等。因此，完善规范标准、强化监察力度、建立第三方修复机制，是减少生产后过程VOCs污染排放需要思考的问题。

石油化工；挥发性有机物；生产后过程；泄漏检测与修复

泄漏检测和修复技术（Leak Detection And Repair，简称LDAR），是一种使用专门气体检测仪器进行定期检测和寻找设备泄漏，并在特定时间内进行替换或者修复，以防止或减少气体排放的工作实践和方法。目前，关于实施LDAR的文件规范将“石油化工原料加工成产品的过程”称为“生产过程”[1]，针对石油化工行业“生产过程”涉及的塔罐装置、反应釜、原料输送管道、泵、压缩机、阀门、法兰等易产生气体滴漏挥发的节点，如何做好泄漏的监测和修复，有许多详细的规范、制度和实施方法教程。而对石化产品“生产后过程”的液态产品储存、装卸、运输、分发（销售）使用所产生的VOCs泄漏，及其LDAR（泄漏检测和修复）的实施，却相当薄弱。

1 “生产后过程”推行LDAR的新要求

生产后过程推行LDAR的新要求，体现在《重点区域大气污染联防联控“十二五”规划》[3]中，该规划要求石油化工行业“全面推行LDAR（泄漏检测与修复）技术”，加强石化生产、输送和储存过程挥发性有机物泄漏的监测和监管，对泄漏率超过标准的要进行设备改造；严格控制储罐、运输环节的呼吸损耗，对原料、中间产品、成品储存设施应全部采用高效密封的浮顶罐，或安装“顶空联通置换油气回收系统”；“全面开展加油站、储油库和油罐车油气回收治理”；“所有加油站储油和加油油气排放控制系统加装在线监控装置”。

2 生产后过程诸多环节存在着泄漏排放

处于生产后过程的加油站、油库、油罐车在储存、销售、运输等诸多环节中都存在泄漏排放的问题。

（1）加油站：加油站的油气泄漏主要是埋地油罐内压力增大时（超过P/V阀泄压压力值）的排放。引起埋地油罐内压力增大的原因为：1）加油枪的“气液比”失控超标，一方面调控气液比的在线监测系统（ISD）普遍被停用，另一方面是由于集中式油气抽吸系统的抽吸量远远大于加油量，气液比高达1.5以上，推高了油罐内压力；2）由于气相管路的管径小或弯曲点多或卸油速度较快，动态阻力增大，埋地油罐内憋压达2000～2500Pa，大于P/V阀750Pa的泄压压力，导致大量油气泄漏排放。

（2）油库：安装了“顶空联通置换油气回收系统”的储罐，罐顶仍然使用泄压值为1500Pa的呼吸阀。进油时的罐内空间增压往往超过2000Pa，超过了罐顶全天候呼吸阀和紧急人孔呼吸阀的泄压值，导致大量大呼吸的油气泄漏排放。

（3）油罐车：油罐车的泄漏排放原因有多种，很多油罐车的罐顶附件（如量油口、呼吸阀、气相管路的汇集接口等）存在密闭不良，以及操作者人为留下的泄漏点。“一阶段”回收的油气不但会就地泄漏，更多的油气会在罐车返回油库的途中泄漏排放。

（4）油码头：“泊位油气集输设施”是对接油船和岸上设备的保护设施，配置有“紧急排放阀门”，但因为后端油气回收处理装置的动态阻力变化或保护控制仪表的设计有缺陷，“紧急排放阀门”频繁启动会将大量的油气直接排放。

（5）回收物：油气回收处理装置采用冷凝得到的液态回收物，积累在暂存罐达到一定数量再泵送到大储罐或派用。常温状态的暂存罐的呼吸排气管与大气相通，低温下相变凝结的回收物回到常温状态时会立即蒸发，并通过排气管泄漏排放。

3 生产后过程存在泄漏排放的主要原因

3.1 法规要求不一致

生产过程的LDAR有一系列技术标准，既有行业标准，也有地方标准，还有企业标准；既有管理规范，也有操作规则，还有检查考核制度。这些标准和规范不但详细规定到每一个生产设备的密闭条件、检测方法、控制要求，而且操作性强、配套齐全。中石化行业标准《石化装置挥发性有机化合物泄漏检测规范》（Q/SH0546—2012）[5]，规定了石化装置生产过程挥发性有机化合物的泄漏检测方法，并对不同类型泄漏源的挥发性有机物检测的仪器配备、人员要求、检测实施、检测安全、质量控制、检测报告等做了相应的规定。适用于石化装置生产过程中各种密封点泄漏的挥发性有机化合物的检测。北京市的地方标准《炼油与石油化学工业大气污染物排放标准》（DB1 1/ 447 -2007）[6]前言中强调“本标准为全文强制”。规定了炼油与石油化工生产过程中工艺排气、设备与管线组件泄漏、挥发性有机液体储运，以及废水收集、处理、储存设施的大气污染物排放控制要求，同时也对厂界环境空气中的有毒物质的浓度、企业自用燃料硫含量、火炬放空等非正常排放、排气筒高度等进行了规定。要求对炼油与石油化工生产设施的大气污染物排放进行控制，以及对新、改、扩建炼油与石油化工生产设施的环境影响评价、设计、竣工验收都必须执行大气污染物排放标准。

而对生产后过程的油库、加油站、油罐车等，大气污染物排放标准中只有排放限值要求，没有操作方法的规范；只有油气回收系统尾气排放浓度最终检测的要求，没有各个环节泄漏排放检测方法的规定。由于标准的整体操作性不强，因而使得油库、加油站、油罐车承担销售业务的单位，无所适从，也影响了生产后过程推行LDAR技术。

3.2 实施方法有难度

生产过程LDAR所涉及的塔罐装置、反应釜、原料输送管道、泵、压缩机、阀门、法兰等，基本都有操作平台、脚手架、扶梯，便于人员检查、监控和修复的操作。生产系统的岗位编制有专职检测和修复人员，有专用检测设备，有明确的责任区域划分。一些稍有高度或难度的检测点，不但安装有在线监测设备、信号远传系统，还配有攀登梯架扶手，方便管理人员能够及时发现是否发生泄漏状况，修复人员也能够及时到达修复位置。

生产后过程的泄漏点的特点是或高或动，无在线监测，只有管理人员而无操作人员，基本不配备专用检测仪器。所谓“高”，是指储罐、加油站埋地油罐、油罐车的呼吸阀的安装位置较高，一般都在罐顶或在排气管管顶，不易检查；所谓“动”，是指油罐车或油船的流动性大、所有权不统一、作业时间地点分散。关于在线监测，油库基本没有，加油站虽有规定但无实施措施。《加油站大气污染物排放标准》（GB20952-2007）[7]规定了加油站安装“在线监测系统”（即ISD系统），实时监测气液比、液阻、系统压力变化，记录、储存、传输数据，提醒操作人员及时排除故障。但进入我国加油站的在线监测系统的5种产品（中机院工程所、维德路特、富兰克林、德国VAPORIX、南京OMS），曾经采用国外产品16个、国内产品3个，在中石化、中石油、军队和政府部门的19个加油站试点（北京13个、上海2个、杭州2个、广州2个），环保部的加油站油气回收课题组的调研结论是：“ISD系统难以平稳正常运行”“全面推广面临许多障碍”（见课题组报告《加油站油气减排技术及控制对策》第3章第5节），ISD系统很早就全部被拆卸停用了。由于LDAR的操作难度大，也直接影响了其推行应用。

3.3 技术标准滞后

技术标准滞后主要是指呼吸阀泄压值的技术标准。目前执行的标准是根据油罐容量选择呼吸阀泄压值，高的不超过2000Pa，低的在355Pa左右。新的排放标准执行后，油库在发油栈桥安装了油气回收系统，在储罐安装了罐顶联通平衡置换系统，加油站的埋地油罐也安装了二次回收管路。按照安全规范要求，罐顶联通管路只是在呼吸阀旁通接入了气相管路，并延伸到油气回收系统，原泄压排放口仍然保持。但在实际运行中发现，气相管路的长度、弯度和延伸的油气回收设备都存有阻力，在储罐进油或装卸操作时，产生的动态阻力往往大于泄压压力。如，储罐进油时产生的动态阻力高达2000～4000Pa，而呼吸阀的泄压值（透气压力）为1500～1750Pa；埋地油罐在气液比超过1.5时，储罐的正压值升也大于2000Pa，但却仍然使用泄压值小于800Pa的P/V阀；油罐车在鹤管密闭发油时，罐内的压力升高达4500Pa、实测后续气相管路的动态阻力高达8000～10,000Pa，而标准规定其在5min后，呼吸阀的泄压值不大于1300Pa。因此，高于泄压值的大量油气依然会排放。

在执行油气回收法规后，相应的呼吸阀技术标准却没有能及时修改，泄压值低于增压值，泄漏排放并没有得到有效控制。

3.4 监督执法不到位

石油化工行业生产过程的LDAR属于生产范畴，与企业的产值效益、安全生产密切相关，企业内的生产、安全、环保等部门应多管齐下、严格管理，上级对口部门应常态化监督管理，地方政府环保和安监等执法部门应定期检查，及时发现泄漏和进行修复。

石化行业的企业多数属于贸易企业，生产后过程中的泄漏现象历来存在，已习以为常，对经营效益也没有直接压力，因而企业普遍不重视实施LDAR，且对一些因外部原因的泄漏也无能为力。例如，油库不能限制或禁止有泄漏问题的油罐车到油库装油、加油站无力改变气液比偏大的设计缺陷等，都影响到LDAR的推行。又如，油库、加油站安装油气回收系统后，地方监管部门只是关注油气回收处理装置尾气排放的浓度，对于系统各个环节是否存在泄漏，却无人关注。

4 对策

4.1 制定操作规范和修改技术标准

生产后过程亟待制定具有操作性的LDAR管理规范和实施细则，完善LDAR相关的治理设备、辅助配置的技术标准。《重点区域大气污染联防联控“十二五”规划》和京津冀[9]、上海[10]、广东、江苏近期发布的加强VOCs治理的文件，都对生产后过程推行LDAR提出了要求，但缺乏相应的实施操作规范。一些相关标准如《油品装载系统油气回收设施设计规范》（GB50759-2012）[11]、《油气回收系统工程技术导则》（Q/SH 0117-2007）[12]中的气相管路规格选型、呼吸阀控制参数设计等内容，经过实践证明都需要进行修订完善。

4.2 加强监管力度并征收排污费

环保部门对生产后过程的泄漏和排放监管稽查应实现常态化，应对生产后过程实行定期和不定期检查。目前，有关部门准备对生产过程的VOCs排放征收排污费。生产后过程在周转、装卸石油化工成品油和液态化工产品过程中，每吞吐一次就有比液态体积大的气态污染物排放，也应该考虑征收排污费。

4.3 建立第三方修复机制

石化行业涉及生产后过程的企业，一般都是从事营销业务的实体。这些企业不但缺少泄漏和修复的专业技术力量，而且LDAR意识淡薄，不重视泄漏设备的维护和修复。控制生产后过程VOCs排放的油气回收收集系统密闭不良的状态已经成为“老大难”，运输液态成品油和化工品的油罐车存在产权分散、泄漏点多、不易查找等问题。多年实践证明，让涉及生产后过程的以营销任务为主的这些企业自己加强推行LDAR，确实很难到位。因此应考虑建立第三方修复机制，配合监管部门的监察，承担LDAR的行动。

5 结语

《京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则》要求到2015 年底，石化企业全面推行“泄漏检测与修复”技术，完成有机废气综合治理；广东省颁发了《广东省泄漏检测与维修制度（LDAR）实施技术要求》；上海市政府发文要求在“十二五”期间，在中石化上海石化、高桥分公司、上海化工区、华谊集团全面推行LDAR（泄漏检测与修复）技术和化工装置开停工及检测维修排放控制技术，加强设备和管阀件VOCs的泄漏监管，对泄漏率超过标准的要进行设备维修和改造；江苏、浙江等省市也发布了相应的文件推行LDAR，从改变“重生产过程，轻生产后过程”做起，切实推行LDAR技术，将VOCs检测和处理措施深入到每个阶段，有效减少大气污染物的产生量和排放量，最终建立政府、企业和社会共赢的局面。

[1] 钟霖田.石油化工生产过程控制系统设计及实施[J].化工自动化及仪表，2000（3）：13-18.

[2] 化工部.[90]化劳字第576号文[Z].北京，1983.

[3] 环境保护部，发改委，财政部.重点区域大气污染防治“十二五”规划[Z].2012，12.

[4] 黄维秋，吕艳丽，白娟，吕兴辉.加油站油气回收实施方案[J].中外能源，2009（12）：98-102.

[5] 中国石油化工集团公司.石化装置挥发性有机化合物泄漏检测规范（Q/SH0546—2012）[S].2012.

[6] 北京市环境保护局，北京市质量技术监督局.炼油与石油化学工业大气污染物排放标准（DB11/447-2007）[S].2007.

[7] 国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局.加油站大气污染物排放标准（GB20952-2007）[S].2007.

[8] 中国石油天然气总公司.石油储罐呼吸阀（SY/T 0511-1996）[S].1996.

[9] 天津市环境保护局，天津市质量技术监督局.工业企业挥发性有机物排放控制标准（DB12/524-2014）[S].2014.

[10] 上海市环境保护局污染防治处.上海市环境保护局关于加强本市重点行业挥发性有机物（VOCS）污染防治工作的通知（沪环保防〔2012〕422号）[EB/OL].2013.

[11] 中华人民共和国住房和建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.油品装载系统油气回收设施设计规范（GB50759-2012）[S].2012.

[12] 中国石油化工集团公司.油气回收系统工程技术导则（Q/SH 0117-2007）[S].2007.

Consideration on Strengthening and Implementing LDAR in Post-course of Production of Petroleum and Chemical Industry

WANG Gong-huan, ZOU Song-lin

X51

A

1006-5377（2015）03-0058-04