石化VOC综合治理中的监测难点
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石化VOC综合治理中的监测难点


      [导读]LDAR不光是投入检测仪器的问题,还有专业检测人员、检测方法等问题,更重要的还涉及工艺、设备的改造。因此,VOCs泄漏检测是一项系统的技术工作,应当分行业、分类、分阶段开展。

  上月底,环境保护部发布《石化行业挥发性有机物综合整治方案》,要求2017年7月1日前,建成全国石化行业挥发性有机物(VOCs)监测监控体系。目前,宁波、嘉兴、南京等地的化工企业正有序推进VOCs试点治理。各地还出台规定,要求实施二氧化硫、氮氧化物、VOCs等多种污染物的协同控制,并要求新建石化、化工企业必须采用先进的泄漏检测与修复(LDAR)等技术进行VOCs综合治理。

  据记者调查,石化行业开展VOCs综合整治,需要迈过浓度检测控制、LDAR投入、末端回收技术经济性三个关口,才能大幅减少VOCs排放。

浓度检测无章可循

  记者了解到,目前,石化企业对泄漏的管理基本上是以传统人工凭经验、凭直觉和事后管理的方式来进行,原来的无泄漏管理只局限于“跑、冒、滴、漏”等凭人的感官容易直接观察发现的泄漏环节,轻组分、易挥发的“无形泄漏”则无法有效发现和查清。但“无形泄漏”是企业加工损耗的重要因素之一。如何查找此类泄漏,如何将“无形泄漏”与密封管理结合起来,又如何治理“无形泄漏”?对这一系列的问题,国内石油化工企业普遍缺乏相应的经验。

  金陵石化安全环保副总监陆鹏宇表示,装置每条管线、每个阀门泄漏出来的VOCs,和烟囱排出来的二氧化硫不一样,监管者很难查,被监管者也很难解释。金陵石化曾经尝试做VOCs的底值测试,发现更是变幻莫测——有些点位的VOCs检测值会在中午左右突然异常升高,而这时候,正是附近的马路上车多、人多的时候。由于VOCs多属于“大路货”,不仅企业排放,汽车尾气中也有,如果只从末端控制入手,就很难说清楚其真正来源和排放量。

  对此,业内人士介绍,化工企业排放的VOCs污染物主要来自于原辅材料和产品的排放,种类多而复杂。而VOCs的无组织排放由于产生环节多样,且VOCs具有很强的扩散性和反应活性,在一定条件下能经各种复杂的化学反应发生转化。因此,VOCs的排放量无法准确估算。

  据了解,VOCs风量、废气成分、废气浓度直接决定着制定回收方案、确定吸附剂的用量、前处理的方式以及是否需要后处理(精馏、浓缩或者盐析)等。

  江苏南大环保科技有限公司工程师肖微炜认为,要准确计算VOCs风量、废气成分、废气浓度,需要运用工艺设备的相关参数进行严格的工程计算。通常需要建设单位提供相关的结构参数、尺寸参数、型式参数,并查找相应物质的传热参数,在工程设计公式中反向去计算每种物质在相应的冷凝器下的冷凝效率。这个方法的准确程度比较高,但是对评价人员的素质要求也较高,需要评价人员有较好的化工设计基础才能运用。同时由于VOCs种类和组分多而复杂,对于产品数量和蒸馏环节都较多的项目,如果每个物质均进行该计算程序会产生相当大的工作量。

查漏与修复投入大

  VOCs排放不仅污染大气环境,也引起原料损失。专家指出,我国石油化工行业的VOCs无组织排放控制总体滞后于美欧等发达国家和地区,在污染源识别方面,尚缺乏VOCs无组织排放监测技术及对排放总量、分布和规律的认识,对各类排放源对原料损失率的贡献及优先控制次序也不清楚,直接影响着建立系统的、全面的和综合性的控制计划。

  LDAR技术是目前发达国家普遍采用的无泄漏管理技术,其目的是控制VOCs无组织排放。通过对化工企业各类反应釜、原料输送管道、泵、压缩机、阀门、法兰等易产生VOCs泄漏之处,采用定性和定量监测设备进行监测。仪器读数如果超过泄漏标准,就需要在规定时间内维修、复检,做到泄漏点及时发现、及时确认、快速修复,对修复漏点再次确认,实现减少原料损耗、减少VOCs排放。环保部此次出台的《石化行业挥发性有机物综合整治方案》要求行业全面推行LDAR,要求企业应建立LDAR管理制度,细化工作程序、检测方法、检测频率、泄漏浓度限值、修复要求等关键要素,对密封点设置编号和标识,泄漏超标的密封点要及时修复。建立信息管理平台,全面分析泄漏点信息,对易泄漏环节制定针对性改进措施,通过源头控制减少VOCs泄漏排放。

  据了解,上海石化率先采用LDAR技术,已累计检测300多万个点,并对其中检出泄漏的5000多个点进行修复处理。天津石化于去年6月开始相继启动了芳烃等6套装置的第一轮LDAR试点工作,2016年底前,天津石化预计将投资1.2亿元,全面进行LDAR工作。宁波石化经济技术开发区去年在园区所有化工企业中推广LDAR技术,要求有条件进行泄漏检测的企业自行购置设备进行此项工作,其他企业委托有经验的第三方公司进行,在找到泄漏点的基础上,按泄漏浓度大小分门别类进行修复。

回收技术缺乏经济性

  VOCs的末端治理是控制含VOCs生产尾气有组织排放的重要途径。VOCs的治理技术包括回收再利用和降解,主要有吸附法、冷凝法、焚烧法、电晕法、光催化氧化法、生物法等。企业根据不同的生产工艺和设备设施情况,可以排放浓度、净化效率、排放速率和集气效率这4种方式,通过单独或者组合这些技术来控制VOCs的有组织排放。

  山东东岳化工股份有限公司安全总监赵仲如向记者介绍,VOCs回收再利用技术目前还缺乏成熟、经济的技术,有的技术根本不适合。低浓度挥发性有机废气的处理回收,采用任何一种技术都缺乏经济性,各行业也缺乏分类的示范样板,这将导致中小企业在寻找各种技术的过程中逐步懈怠,治理的步伐也会慢下来。

LDAR全面推广尚需时日

山东东岳化工股份有限公司安全总监赵仲如

  LDAR关键是投入问题,泄漏检测与修复对中石化等大型企业问题不大,但是对于上世纪70~90年代建立的企业,由于环保欠账多,泄漏修复的难度大,投入也相应地增大。而对于部分中小企业来说,LDAR也是一笔不小的投入。另外,LDAR不光是投入检测仪器的问题,还有专业检测人员、检测方法等问题,更重要的还涉及工艺、设备的改造。因此,VOCs泄漏检测是一项系统的技术工作,应当分行业、分类、分阶段开展。

贵州瓮福化工公司安全环保部工程师何蓉

  一些企业的工艺已经跟不上现代环保发展的要求,设备也老化,有的企业生产不同产品,添加的原料也不一样,挥发物成分不一样,LDAR不好控制。

中国石化抚顺石油化工研究院教授级高工李凌波

  美国炼化行业开展LDAR已经有30多年,系统地建立了LDAR法规和标准体系、检测方法标准、操作程序规范、检测及数据管理模式、质量控制、保证及改进体系,并且也形成了检测仪器研发与生产等成套运作体系,成功经验值得借鉴。但是,要看到美国的LDAR法规和标准指标是循序渐进发展的,是从无到有,从相对宽松到逐渐严格的。我国的LDAR工作刚刚起步,几家管理较先进的炼油厂LDAR的抽检结果表明,其设备与管阀件总体泄漏水平与发达国家炼油厂相比差距明显,我国设备与管阀件泄漏控制也应遵循持续改进的原则。应明确将炼油厂、乙烯化工厂、有机化工厂和天然气净化厂等涉及轻质有机原料或产品的炼化企业纳入LDAR计划,并按区域分步实施。京津冀、长三角和珠三角等VOCs排放控制重点区域的炼化企业应率先实施LDAR计划。


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