催化裂化装置LDAR排放量影响因素浅析

秦文静

摘 要：基于当前LDAR技术在石油炼化装置中对无形泄漏的检测与修复作用，本文以催化裂化装置为研究对象，对该装置的LDAR排放量影响因素进行分析，分析表明，在LDAR技术的实施过程中对设备动静密封点类型的辨识、不可达点数量的把控、泄漏点的及时有效维修等均能影响LDAR排放量，此外，介质状态的不同及工艺操作中压力、温度等参数的变化也能影响LDAR排放量。

关键词：LDAR技术;无形泄漏;催化裂化;LDAR排放量

随着环保生产及绿色发展的意识深入人心，挥发性有机化合物（VOCs）排放的管控力度也日渐加大，目前，LDAR技术作为一项控制工业企业设备与管线无组织泄漏的最佳可行技术，其规范实施可显著削减设备管线环节泄漏的VOCs无组织排放。本文以金陵石化I催化裂化装置为例，结合LDAR技术的应用，针对设备管线动静密封点VOCs排放情况，分析了LDAR排放量的影响因素，指出降低LDAR排放量的优化方向，同时给其他炼化及化工装置降低LDAR排放量操作提供科学参考。

1 LDAR技术

LDAR技术是一项通过对设备管线的动静密封点进行检测，并对达到泄漏标准的密封点发出修复任务，降低装置LDAR排放量的系统工程，LDAR技术的工作流程可分为项目建立、现场检测、泄漏修复与复测、数据统计四大部分。其中，项目建立是LDAR技术实施的基础，通过对装置物料平衡表等信息的分析判断，搜集整理装置相关资料，实施最终范围的测定，并对现场进行标识挂牌，最终确定密封点检测台账;现场检测、泄漏修复与复测是发现无形泄漏并减少VOCs排放的關键，利用LDAR检测仪器在现场开展检测，为保证数据的准确性，每日检测前需对检测仪器进行示值漂移检查，检测人员按规定进行密封点检测并记录检测数值，对于达到泄漏标准的密封点及时修复，并进行复测;最后，借助环保信息系统对大量的原始检测数据进行统计分析，形成泄漏率、排放量分析等报表。

2 LDAR排放量的影响因素

2.1 密封点类型

由于不同密封点的eTOC，i“（密封点i的总有机挥发物排放速率）”作为对“eTOC，i”第一次出现的描述;取值不同，所以LDAR工作项目建立时对各密封点的准确辨识很重要。I催化裂化装置共有13925个受控密封点，各密封点类型占比情况如图1所示。其中，其他密封点类型包括泵、泄压设备、压缩机密封以及采样口。

受控密封点按实际检测情况分，可分为可达点与不可达点，即可检测点与不可检测的点，二者的LDAR排放量核算方法不同，故以下分类讨论其对LDAR排放量的影响。

2.1.1 可达点的影响

在所有密封点类型中，连接件的占比最大，在2019年的检测中连接件的仅有1个泄漏密封点总，但从LDAR排放量来看，连接件的LDAR排放量最大，这主要有两方面原因，一是相关方程法计算的排放速率与密封点的净检测值有关，未达到泄漏标准的密封点也有一定的净检测值，连接件的数量较大，每个连接件计算出的排放量之和便会使连接件的LDAR总排放量增加;二是从各密封点的默认零值排放速率可以看出，连接件的默认零值排放速率也是较大的，也就是说，即使连接件检测值小于1ppm，由于较大的默认零值排放速率的作用，其LDAR排放量核算也会较大。相反，密封点为法兰的占比仅次于连接件，但由于默认零值排放速率较小，使其LDAR排放量相对连接件的少很多。

2.1.2 不可达点的影响

不可达点是指险于或难于检测的受控密封点。根据LDAR

排放量的核算规则，不可达点又可分为法兰、连接件及其他采用平均排放系数的点。占比为2.55%的不可达点数却占据着98.11%的LDAR排放量。这主要是因为不可达点的LDAR排放量的计算规则不同于可达密封点，前以述及，在此不再赘述。通过排放系数的对比，法兰的排放系数远远低于压缩机密封。若将压缩机密封点类型更改为法兰，其LDAR排放量核算将会大幅减少。

因此，在LDAR技术的应用过程中，密封点类型决定了LDAR排放量核算的基础，通过对各密封点排放量的分析，一方面可以从密封点类型的重新辨识，并根据实际情况进行密封点变更的角度，降低LDAR排放量，另一方面可以探索更佳的密封形式，以代替无形泄漏严重的密封点，从根本上减少VOCs的排放。

2.2 修复措施及时间

修复措施的有效性可以防止泄漏扩大，达到减少VOCs排放的目的，而修复时间的及时性直接影响泄漏点的LDAR排放量核算。目前，针对阀门、法兰、泵等泄漏点，多采用紧固、更换机械密封等修复方式，修复后均检测合格，但检测值均在10ppm以上，对于这些点，一方面需要加强日常巡检，防止泄漏的扩大，导致事态恶化，另一方面也要积极探索新的更好的修复措施，降低排放浓度，并根据实际情况及时维护LDAR系统，减少LDAR排放量的后台核算，尤其是排放速率较大的泵、法兰类型的密封点。

2.3 仪器校准

目前，LDAR定量检测仪器分为氢火焰离子化检测仪器（FID）、光离子化检测器（PID），由于检测环境的影响，检测仪器会出现示值漂移，尤其是PID检测仪器，湿度可以使其示值漂移达30%，对于处于计算排放速率的边界溶度影响最为明显，若是VOCs排放小于1ppm的密封点，示值漂移很容易使检测值增大，则其排放速率便会增大，进而导致VOCs排量核算增大，因此，每日检测前对检测仪器进行校准很有必要。

2.4 工艺参数及工艺介质

以2019年LDAR检测中法兰类型的泄漏密封点为例，对不同温度、压力及介质状态对LDAR排放量的影响进行分析。

2.4.1 温度、压力的影响

随着温度的升高，LDAR排放量反而有下降趋势，这是因为法兰的密封性能取决于工作状态下垫片上残余预紧力的大小，一定温度的升高，对法兰密封性能有利;而随着压力的增大，LDAR排放量占比明显增大，当压力大于0.6MPa时，压力每增加0.2MPa，LDAR排放量占比约增加8%。

2.4.2 介质状态的影响

除了温度、压力对法兰密封点LDAR排放量有影响，不同介质状态下LDAR排放量也存在很大差异。

轻液体介质状态的密封点LDAR排放量占比远大于其他介质状态的LDAR排放量占比之和，这就意味着在实际生产中，对于液态烃、汽油等轻液体介质的法兰密封点需加强日常巡检，并借助LDAR技术及时发现并修复漏点，减少VOCs的排放，实现安全环保生产。

3 结论

综上所述，LDAR排放量的影响因素主要有4方面：密封点类型、泄漏点修复的有效性和及时性、仪器校准情况、工艺参数及介质状态。具体结论如下：①不同密封点类型的排放速率不同导致各密封点的LDAR排放量核算方法不同，其中不可达点的影响更大;②检测发现的无形泄漏点应该及时进行有效的修复，长时间未得到有效修复会导致LDAR排放量增加;③LDAR检测仪器的检测值是计算LDAR排放量的依据，因此为了保证检测的准确性，在检测前应对仪器进行校准;④从对泄漏的法兰密封点进行分析可知，较低温度或压力较高的法兰密封点LDAR排放量会相对较大，轻液体介质状态的密封点的LDAR排放量较其他介质的LDAR排放量大。

参考文献：

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[4]王轶，殷昌创.温度变化对法兰密封的影响[J].化工设备与管道，2012，49（1）：42-44.