王世強(qiáng)，曹文靜

(中國(guó)石化濟(jì)南分公司,山東 濟(jì)南 250101)

LDAR技術(shù)在丙烷脫瀝青裝置中的應(yīng)用

王世強(qiáng)，曹文靜

(中國(guó)石化濟(jì)南分公司,山東 濟(jì)南 250101)

介紹了丙烷脫瀝青裝置VOCs的主要成分及裝置的泄漏情況，通過(guò)LDAR技術(shù)在丙烷脫瀝青裝置VOCs檢測(cè)中的應(yīng)用，有效的降低了裝置的溶劑消耗，保證了裝置的安全、平穩(wěn)運(yùn)行，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

LDAR；丙烷脫瀝青；VOCs；效益

丙烷脫瀝青工藝是一項(xiàng)重要的渣油改質(zhì)技術(shù)，它的生產(chǎn)原理是以減壓渣油、催化油漿等重質(zhì)油料為原料、液態(tài)丙烷為溶劑，在一定的溫度和壓力下，利用液體丙烷對(duì)減壓渣油中潤(rùn)滑油組分和蠟組分有較大的溶解度，而對(duì)膠質(zhì)、瀝青質(zhì)幾乎不溶的性質(zhì)，將減壓渣油和液相丙烷在萃取塔內(nèi)充分混合，進(jìn)行萃取，其中的潤(rùn)滑油組分和蠟組分溶于丙烷中，成為脫瀝青油溶液；膠質(zhì)、瀝青質(zhì)幾乎不溶于丙烷而析出成為脫油瀝青。丙烷在達(dá)到臨界條件時(shí)會(huì)失去溶解能力，通過(guò)臨界回收、蒸發(fā)回收、汽提回收等過(guò)程循環(huán)使用[1]。

LDAR是泄漏檢測(cè)與修復(fù)的簡(jiǎn)稱，它是指對(duì)工業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程物料泄漏進(jìn)行控制的系統(tǒng)工程。通過(guò)固定或移動(dòng)式檢測(cè)儀器，定量檢測(cè)或檢查生產(chǎn)裝置中閥門(mén)泄漏等易產(chǎn)生VOCs泄漏的密封點(diǎn)，并在一定期限內(nèi)采取有效措施修復(fù)泄漏點(diǎn)，從而控制物料泄漏損失，減少對(duì)環(huán)境造成的污染。在丙烷脫瀝青裝置中最主要的揮發(fā)性有機(jī)物就是丙烷，在一些動(dòng)、靜密封點(diǎn)處存在著一定的泄漏情況，通過(guò)LDAR檢測(cè)儀可以有效檢測(cè)泄漏情況，并針對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)，有效減少VOCs的排放，達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的。

1 丙烷脫瀝青裝置中VOCs的確定

丙烷脫瀝青裝置的原料包括減壓渣油、一催油漿、二催油漿；產(chǎn)品包括脫油瀝青和輕、重脫油；溶劑主要成分為丙烷，溶劑可以循環(huán)利用。從裝置物料可以看出裝置揮發(fā)性有機(jī)物主要來(lái)自循環(huán)溶劑，通過(guò)循環(huán)溶劑的組成分析可以確定裝置的VOCs成分。循環(huán)溶劑的組成數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 循環(huán)溶劑組成分析

2 簡(jiǎn)述便攜式LDAR檢測(cè)儀

丙烷脫瀝青裝置使用的LDAR檢測(cè)儀為美國(guó)Thermo Fisher生產(chǎn)，型號(hào)為T(mén)VA2020。儀器在每次使用前需要用零氣和標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行校驗(yàn)。零氣是指VOCs含量低于10μmol/mol(以甲烷計(jì))純凈空氣；標(biāo)準(zhǔn)氣是指校準(zhǔn)時(shí)用于將儀器讀數(shù)調(diào)節(jié)至已知濃度的化合物。本裝置測(cè)定用零氣由體積分?jǐn)?shù)占22%的氧氣和78%氮?dú)饨M成；標(biāo)準(zhǔn)氣由VOCs含量999ppm的甲烷和空氣組成。

3 裝置密封點(diǎn)的確認(rèn)與檢測(cè)

3.1 確認(rèn)裝置密封點(diǎn)

根據(jù)丙烷脫瀝青裝置的特點(diǎn)，將裝置劃分為六大區(qū)域：泵區(qū)、塔區(qū)、加熱爐區(qū)、南界區(qū)、北界區(qū)、平臺(tái)區(qū)。裝置密封點(diǎn)類型劃分為八類：泵、閥門(mén)、法蘭、接頭、開(kāi)口管線、采樣口、壓縮機(jī)、其他。車(chē)間對(duì)裝置密封點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)并最終確認(rèn)密封點(diǎn)數(shù)為8079個(gè)，其中因?yàn)槲恢迷螂y于檢測(cè)的密封點(diǎn)4512個(gè)，可檢測(cè)的密封點(diǎn)3567個(gè)。密封點(diǎn)類型及數(shù)量見(jiàn)表2。

表2 密封點(diǎn)類型及數(shù)量

3.2 密封點(diǎn)檢測(cè)

根據(jù)裝置統(tǒng)計(jì)出的密封點(diǎn)，使用LDAR檢測(cè)儀對(duì)各密封點(diǎn)進(jìn)行一一檢測(cè)。根據(jù)《中國(guó)石化揮發(fā)性有機(jī)物泄漏規(guī)范》的規(guī)定，低于泄漏標(biāo)準(zhǔn)的泄漏量不計(jì)入泄漏狀態(tài)。泄漏規(guī)范的部分內(nèi)容見(jiàn)表3。

表3 揮發(fā)性有機(jī)物泄漏規(guī)范表

對(duì)密封點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)前，對(duì)檢測(cè)儀器先用零氣和標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)行校驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果與零氣和標(biāo)準(zhǔn)氣數(shù)值差別不大，可以認(rèn)為L(zhǎng)DAR檢測(cè)儀檢測(cè)的密封點(diǎn)泄漏值即為真實(shí)檢測(cè)值。經(jīng)過(guò)檢測(cè)共匯總出15個(gè)符合《中國(guó)石化揮發(fā)性有機(jī)物泄漏規(guī)范》的密封點(diǎn)。裝置具體密封點(diǎn)及檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

表4 丙烷脫瀝青裝置密封點(diǎn)檢測(cè)數(shù)據(jù)

4 裝置密封點(diǎn)VOCs排放量的計(jì)算

密封點(diǎn)排放速率的測(cè)算方式有四種：實(shí)測(cè)法、相關(guān)方程法、篩選范圍法、平均排放系數(shù)法，其中實(shí)測(cè)法是最接近真實(shí)排放狀況的一種測(cè)算方法，但是結(jié)合裝置情況，相關(guān)方程法是對(duì)本裝置來(lái)說(shuō)最簡(jiǎn)單實(shí)際的測(cè)算方法。相關(guān)方程法的計(jì)算方式為：

式中：eTOC——密封點(diǎn)的TOC排放速率，千克/小時(shí)；

SV——修正后的凈檢測(cè)值，μmol/mol；

e0,i——密封點(diǎn)i的默認(rèn)零值排放速率，千克/小時(shí)；

ep,i——密封點(diǎn)i的限定排放速率，千克/小時(shí)；

ef,i—— 密封點(diǎn)i的相關(guān)方程核算排放速率，千克/小時(shí)。

各類型密封點(diǎn)的排放速率按照表5計(jì)算。

裝置的VOCs的排放量以一年為一個(gè)核算周期，結(jié)合本裝置情況，裝置VOCs的排放量計(jì)算方式為：

E裝置=∑ Em

(公式2)

式中：Em——裝置各密封點(diǎn)VOCs的排放量，千克/年。

丙烷脫瀝青裝置運(yùn)行時(shí)間每年以8400小時(shí)計(jì)。

Em=8400×eTOC

(公式3)

表5 石油煉制設(shè)備組件的設(shè)備排放速率

結(jié)合公式1-3和表4計(jì)算出各密封點(diǎn)VOCs的年排放量見(jiàn)表6。

表6 各密封點(diǎn)VOCs排放量匯總表

由表6可以計(jì)算出丙烷脫瀝青裝置VOCs總的排放量為：3837.32千克。

5 密封點(diǎn)泄漏修復(fù)及效果分析

針對(duì)檢測(cè)出的泄漏點(diǎn)，濟(jì)南分公司丙烷脫瀝青裝置聯(lián)系相關(guān)單位進(jìn)行了緊固和封堵，各密封點(diǎn)的泄漏都得到了有效控制。由此每年可節(jié)約4噸左右的丙烷溶劑，同時(shí)對(duì)保護(hù)周邊環(huán)境、崗位人員身體健康及裝置安全起到了很大的作用。

6 結(jié)論

濟(jì)南分公司丙烷脫瀝青裝置LDAR技術(shù)的使用是落實(shí)清潔生產(chǎn)工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容，通過(guò)這項(xiàng)工作有效的掌握了裝置密封點(diǎn)的泄漏情況，解決了裝置中存在的安全隱患，為裝置長(zhǎng)周期、穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

[1] 林世雄.石油煉制工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000：540-569.

(本文文獻(xiàn)格式：王世強(qiáng)，曹文靜.LDAR技術(shù)在丙烷脫瀝青裝置中的應(yīng)用[J].山東化工，2016，45(12)：117-119.)

Application of LDAR Technology in Propane Deasphalting Unit

Wang Shiqiang

(Jinan Branch Co. ,SINOPEC, Jinan 250101，China)

This article introduces the main components of VOCs and the leakage of the propane deasphalting unit.The application of LDAR technology in VOCs detection of propane deasphalting unit effectively reduces the consumption of solvents for the unit.It makes the unit operate safely and steadily and can bring great economic and environmental benefits.

LDAR；propane deasphalting；VOCs；benefits

2016-04-17

王世強(qiáng)(1986—)，山東濟(jì)南人，本科，畢業(yè)于江蘇工業(yè)學(xué)院化學(xué)工程與工藝專業(yè)，主要從事瀝青和石蠟生產(chǎn)技術(shù)管理工作。

TE969

A

1008-021X(2016)12-0117-03