石化行业LDAR技术进展

裴多斐 于丽平 王志伟

摘要：本文叙述了目前国内外LDAR技术的背景及在VOCs控制领域的应用，并重点介绍了LDAR的实施流程和意义，最后探讨了石化行业LDAR技术的发展方向。

关键词：VOCs；LDAR；实施流程

中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2016）05-0096-03

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2016.05.024

Technical Progress of LDAR in the Petrochemical Industry

Pei Duofei1，Yu Liping2，Wang Zhiwei1

（1. Hohhot Environmental Protection Bureau of the Inner Mongolia Autonomous Region， Hohhot 010011；

2. Hohhot Yuquan District Environmental Protection Bureau of the Inner Mongolia Autonomous Region， Hohhot 010030）

Abstract：In this paper， the background of LDAR and the application in VOCs controlling were reviewed. The implementation process and significance of LDAR were introduced emphatically. Finally， the development trend of LDAR in the petrochemical industry was discussed.

Keywords：VOCs；LDAR；Implementation process

引言

挥发性有机物（VOCs）是熔点低于室温，沸点在50-260℃之间的挥发性有机化合物的总称[1]。多种VOCs组份对人类具有致癌性，同时VOCs也是光化学烟雾和雾霾等污染天气的罪魁祸首[2，3]。2010年国务院发布的《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》中已将VOCs列为空气污染主要防控的四项污染物之一[4]。石化行业是VOCs产生大户，具有VOCs产生量大、排放量大、成分复杂等特点，是VOCs防治的重点行业。

在国外，以美国为代表的发达国家针对石化行业VOCs污染物的特点，颁布了相对应的排放标准。而我国开展相应工作较晚、技术相对落后、经验相对较少，仅对非甲烷总烃作为总统计指标进行监测和控制，要求其浓度不大于120mg/m3。今后我国的石化行业VOCs排放要求将更加严格，《石油化学工业污染物排放标准》规定：新建和已建成企业的非甲烷总烃去除率应大于95%；在国土开发密度已经较高、环境承载能力开始减弱，或大气环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重大气环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区，新建和已建成企业非甲烷总烃去除率应大于97%[5]。随着2015年《石化企业泄漏检测与修复工作指南》[6]的出台，我国将和美国等发达国家一样针对不同种类污染物提出不同的检测和修复标准，从而加速石化行业VOCs污染物排放的检测手段和治理技术的发展。

在针对石化行业的各类VOCs检测、控制和处理技术中，泄露检测并修复（Leak Detection And Repair， 简写作LDAR）技术作为一种新兴的实用化石化行业VOCs的防治技术，日益显示出其良好的治理效果和重要作用。LDAR是针对无组织排放VOCs的解决方案，即泄露检测并修复（Leak Detection And Repair）的英文全称的首字头缩写，其方法是对全生产单元的潜在泄漏源（密封处、法兰、泵阀等）进行常规化的仪器检测，及时、有效、定点的发现并维修泄漏源，第一时间阻止容器或管道内气体泄漏。本文将重点介绍LDAR在VOCs排放控制方面的技术进展。

1 设备检漏技术的发展过程

据美国EPA调查，容器和管道泄漏造成的VOCs污染物排放量远超过产品转移操作、通风过程、容器储存等环节的排放量。而容器和管道的泄漏点主要是法兰接口和阀门处，大于泄漏VOCs污染物总量的90%以上，石化行业排放总量中，管线组件和储罐泄漏的VOCs污染物约占76%[7]。针对石化行业的VOCs无组织泄漏情况，发达国家普遍采用泄漏检测并修复的方法控制污染物排放，及时发现存在泄漏现象的组件，准确定点并进行修复或替换。

石化生产过程无组织排放的主要污染物是VOCs，由于管线组件多，造成泄漏点多且分散，并且排放的VOCs浓度变化较大[8，9]。随着我国石油化工装置的大型化，生产的规模化，管线组件和储罐的泄漏问题引起越来越多的重视，泄漏不仅造成物料的损失，同时还造成环境的污染，如果处理不及时还可能导致巨大的伤亡破坏事故[10，11]。

最早的设备检漏手段是人工的耳听目测，后来是使用皂膜方法检漏，进一步发展为使用便携式的检测器检漏。近年来，发达国家又开发出利用红外线光摄像原理的检漏技术，这也是目前最精准的仪器检漏技术。

2 LDAR的工作目的

LDAR最早的工作模式是由美国EPA建立，主要用于控制石化行业的VOCs污染物的无组织排放。LDAR是一项按照相应操作规模的重复性工作，其主要原理是：用便携式有机物检测仪以一定频次检测石化企业所有管线组件和储罐的阀、设备与管阀件等，如果仪器读数达到泄漏标准限值，就需要按照特定工作流程在规定时间内定点修复，并复检合格。如此循环往复，不断提高修复效果，达到逐渐减少泄漏点，从而源头控制VOCs无组织排放的目的。通过持续不断的LDAR工作能达到以下效果：

（1）可以降低石化企业产品损耗，提高产品得率，获得更高的经济效益；

（2）可以及时发现设备的泄漏点，及时维修，减少损失；

（3）可以提前发现安全生产隐患，提高生产的稳定性和可靠性；

（4）可以减少空气污染，削减VOCs无组织排放。

3 LDAR实施流程

依据《石化企业泄漏检测与修复工作指南》，石化企业开展LDAR工作流程主要为五项内容，分别是泄漏点定位、定义泄漏浓度、确定监测组件、修复泄漏组件以及记录保存[12]。具体如下：

3.1 确定需要泄漏检测的设备

用唯一的标识符标签（ID）标识需要检测的部位，然后在设备图纸中标记完成目标组件的ID号，以确保工厂在用设备中各组件标识符（ID）和图纸标签一一对应。

3.2 定义泄漏浓度

当某设备检测气体浓度超过规定限值，即认定该设备发生气体泄漏，需要及时进行维修。

3.3 现场检测

按照ID号使用检测仪器检测设备表面的气体读数，并根据读数进行判断，记录相关数据。

3.4 修复泄露组件

一旦发现设备泄漏，必须在及时修复，泄漏组件修复后应复检合格，以确保其成功修复。

3.5 记录并保存相关数据

保存记录的数据库应尽量详细，由其对目标监测组件的特殊设计或豁免监测组件以往全部的监测和修复等数据。

4 石化企业实施LDAR的意义

4.1 经济效益

VOCs中很多物质作为企业半成品和成品、原料被无意消耗，给企业造成很大的经济损失，LDAR的实施能够有效减少企业生产和储存过程中各个环节的VOCs排放，避免了因无组织排放造成的成本增加，提高经济效益，增强企业竞争力。

4.2社会效益

VOCs污染物的排放作为大气环境污染的重要来源，已经受到政府和社会的高度关注。LDAR最直接的社会效益就是有效改善区域内大气环境质量，对于公众身心健康起到显著效果。对于企业内部员工来说，能够减少因VOCs的排放导致的职业病危害，更好的履行社会责任，为员工健康提供保障，有效避免了先污染后治理的弯路。

5 结论

综上所述，虽然我国石化行业的生产规模和生产能力已居世界前列，但在设备泄漏和控制VOCs无组织排放等方面与发达国家相比还有较大差距。我国的LDAR工作还处于刚刚起步阶段，可以通过LDAR工作，实现石化行业的减污增效，对经济增长和环境改善有重大意义。我国应充分借鉴发达国家的LDAR技术和经验，并结合我国石化行业的特征，依据《石化企业泄漏检测与修复工作指南》加大LDAR的执行力度，并在执行过程中结合不同企业类型进行改进。随着国家政策的密集出台，VOCs排放标准的严格化，更多有关LDAR的技术和体系一定会不断涌现，以此来适应石化产业的转型升级，结合其他环保技术的发展，未来VOCs污染状况定会得到显著的改善。

参考文献

[1]尤可为，葛蕴珊，钱一欣，等. 新生产空调客车内挥发性有机物浓度水平和来源分析.环境科学，2008，29（5）：1436-1440.

[2]石玉珍，王庚辰，徐永福. 北京市城近郊区光化学烟雾模拟研究.气候与环境研究，2008，13（1）：84-92.

[3]谭吉华，段菁春，赵金平，等.广州市灰霾期间大气颗粒物中有机碳和元素碳的粒径分布.环境化学，2009，28（2）：267-271.

[4]国务院办公厅.关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见，2010.

[5]环境保护部.石油化学工业污染物排放标准（GB 31571-2015）.

[6]环境保护部石化企业泄漏检测与修复工作指南，2015.

[7]Yen C H，Horng J J.Volatile organic compounds emission characteristics and control strategies for a petrochenmical industrial area in middle Taiwan[J].J Environ Sci Health，Part A，2009，44：1424-1429.

[8]袁晓华.石油化工企业无组织排放气体污染物的探讨[J].化工环保，2010，30（2）：130-135.

[9]中国化工学会环境保护专业委员会.推行清洁生产实现化学工业持续发展[J].化工环保，1995，15（5） ：289-294.

[10]吴志兴.石油化工中的泄漏检测方法[J].石油化工，1981，10（1）：34-43.

[11]钱伯章.国外石化企业典型事故及其分析和建议[J].石油化工，1991，20（ 5） ：352-359.

[12]鲁君，李莉，林立等.挥发性有机化合物气体泄漏检测与修复技术[J].化工环保，2011，31（4）：323-326.