泄漏检测与修复技术在全密度聚乙烯装置的应用

陈德昌 李磊(兰州石化公司研究院， 甘肃 兰州 730060)

泄漏检测与修复技术在全密度聚乙烯装置的应用

陈德昌 李磊(兰州石化公司研究院， 甘肃 兰州 730060)

通过泄漏检测与修复(LDAR)技术对某公司全密度聚乙烯装置进行密封点检测与统计，对超泄漏阈值的密封点进行修复。通过现场检测统计，该装置共有9250个密封点，其中泄漏密封点113个，占总密封点的1.22%，漏点主要集中在连接器，阀门及法兰处。经装置相关人员的现场修复，113个泄漏密封点全部消除，消除率100%。

泄漏检测与修复(LDAR);密封点;减排

石化装置在生产运行过程中，由于设备密封泄漏而造成企业无组织排放，不仅会污染环境，而且造成能源损耗及加工损失等问题[1]。光化学反应的主要反应物为挥发性有机物(VOCs)，它能与氮氧化物反应生成具有强氧化性的中间产物，如臭氧、过氧乙酰硝酸酯等[2-3]，同时挥发性有机物还会产生灰霾及光化学烟雾等复合型污染[4]。

泄漏检测与修复(LDAR)是一项系统工程，主要控制企业生产全过程中的物料泄漏。通过移动式或固定检测仪器，检查生产装置中法兰等容易产生VOCs泄漏的密封点或进行定量检测，并在规定的期限内采取消漏措施，修复泄漏点，从而减少物料泄漏损失和对环境造成的污染[5]。本文以某公司全密度聚乙烯装置为例，研究该装置泄漏现状及VOCs无组织排放情况，详细介绍了LDAR技术的实施流程，并对密封点进行了全面检测和统计分析，确保泄漏点的及时发现与修复，最大限度的减少现场VOC介质的排放[6]。

1 全密度聚乙烯装置工艺特点

全密度聚乙烯装置生产技术是引进美国UNIVATION公司气相法聚乙烯专利，它采用冷凝态操作技术使产能得到很大的提高，使用多种不同的催化剂，可生产不同牌号的产品，随着茂金属催化剂的广泛应用，共聚型聚乙烯产品的应用领域被极大的拓宽了。本装置共引进16个生产牌号，其中涵盖了茂金属催化剂的生产牌号。

2 LDAR工作流程

项目组收集装置的工艺流程图(PFD)、管道仪表图(P&ID)、物料流程平衡图(表)、操作规程、主要设备表等资料，对每一装置或设施的管线或设备内的物流进行组份分析，核定该装置或设施是否应纳入LDAR程序范围。对纳入LDAR程序的管线上的组件，采用标记牌(Tag)对组件在装置的实际位置进行标识，用氢火焰离子化检测仪器对各密封点进行泄漏检测，检测出超泄漏阈值的密封点在规定的时间予以修复。

3 结果与讨论

(1)密封点计数分析 经过装置现场分析及核查，对非涉VOCs物流的管线和设备进行豁免，不纳入LDAR程序。全密度聚乙烯装置纳入LDAR程序的涉VOCs密封点共有9250个。

(2)密封点泄漏情况分析 密封点类型主要有阀门，法兰，连接器等七类组成，通过氢火焰离子化检测仪器现场检测，净检测值大于10000μmol/mol的密封点共有27个，属于严重泄漏，应尽快修复。超泄漏阈值(有机气体/蒸汽、挥发性有机液体≥2000μmol/mol，重液体≥500μmol/mol)的密封点共有113个，首次尝试修复不晚于超泄漏阈值确认后的5个工作日，完成修复应不晚于超泄漏阈值确认后的15个工作日。

4 泄漏原因分析及维修方法

(1)泄漏原因分析 ①泵轴封由于泵转子不平衡，转子组件轴向窜动量过大或密封端面损坏，导致进料或静压时泄漏或出现运转时的周期性泄漏。②阀门经过多次开闭操作后，会导致阀杆与填料的接触压力降低，由于预紧力不够和填料松动而造成泄漏。③法兰垫片容易出现老化、龟裂，导致法兰端面与密封垫片的密合不严。④开口管线与采样接口在日常监测及采样过程中使用比较频繁，控制阀门的内漏导致接口磨损与腐蚀。

(2)维修方法 ①通过叶轮及转子进行静、动平衡，转子轴向窜量符合要求，重新找正，并定期修理或更换动静环，减少泵轴封出现的泄漏。②阀门的管控一方面可采用无泄漏设计，如波纹管阀和隔膜阀等，另一方面，对于通过扭紧螺母无法消除泄漏的阀门，则要退出阀门上下游物料，打开阀门填料压盖或压板(取出压套)，检查并更换阀门填料或阀杆。③法兰泄漏维修，一方面可以采取高性能密封件来减少泄漏损失，另一方面可通过扭紧螺母螺栓，消除泄漏，如果无法消除漏点，应该退出法兰上下游物料，并且更换垫片。④开口阀或开口管线泄漏，首先应查看末端阀门是否关紧。如果阀门处于关紧状态，但泄漏依然存在，就需要多加装一道阀门或根据管线、阀门的末端实际状况安装丝堵或盲板。

5 结语

①全密度聚乙烯装置共检测密封点9250个，超泄漏阈值密封点共113个，占总数的1.22%，泄漏损失量为5961.5kg。②泄漏主要集中在阀门，法兰和连接件处，通过坚固或更换高性能组件，采取焊接或采用盲板，丝堵等方式可以有效减少漏泄损失。③通过实施LDAR程序，能够保障工厂职工的健康和安全。许多挥发性有机物对装置现场的员工都具有危害，减少这些物质的排放可直接减轻对装置操作员工的伤害。④减少周边区域的环境危害。由于化工厂泄漏有机物的挥发性，会导致厂区及生活区长期处于有毒有害物质的影响下，通过长期积累，同样会危害到周边居民的身体健康，通过实施VOCs管控措施，可有效降低这些物质的排放量，减少对周边环境及居民的危害。

[1]江浩,周俊波,杨剑锋,刘文彬,陈良超,高姗.泄漏检测与修复技术在乙苯脱氢装置中的应[J],化学工程师,2016,6:56-58.

[2]唐孝炎,张远航,邵敏.大气环境化学[M].北京高等教育出版社,2006：221-231．

[3]王雪松,李金龙.人为源排放VOC对北京地区臭氧生成的贡献[J]．中国环境科学，2002，22(6)：501-505．

[4]傅家谟．二次气溶胶对灰霾贡献大[J]．环境，2008，92：28-29．

[5]石化企业泄漏检测与修复指南[S].2015.

陈德昌，硕士，副研究员，主要从事VOCs管控技术研究。