LDAR技術在丙烷脫瀝青裝置中的應用

王世強，曹文靜

(中國石化濟南分公司,山東 濟南 250101)

LDAR技術在丙烷脫瀝青裝置中的應用

王世強，曹文靜

(中國石化濟南分公司,山東 濟南 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LDAR技術在丙烷脫瀝青裝置VOCs檢測中的應用，有效的降低了裝置的溶劑消耗，保證了裝置的安全、平穩運行，具有良好的經濟效益和環境效益。

LDAR；丙烷脫瀝青；VOCs；效益

丙烷脫瀝青工藝是一項重要的渣油改質技術，它的生產原理是以減壓渣油、催化油漿等重質油料為原料、液態丙烷為溶劑，在一定的溫度和壓力下，利用液體丙烷對減壓渣油中潤滑油組分和蠟組分有較大的溶解度，而對膠質、瀝青質幾乎不溶的性質，將減壓渣油和液相丙烷在萃取塔內充分混合，進行萃取，其中的潤滑油組分和蠟組分溶于丙烷中，成為脫瀝青油溶液；膠質、瀝青質幾乎不溶于丙烷而析出成為脫油瀝青。丙烷在達到臨界條件時會失去溶解能力，通過臨界回收、蒸發回收、汽提回收等過程循環使用[1]。

LDAR是泄漏檢測與修復的簡稱，它是指對工業生產全過程物料泄漏進行控制的系統工程。通過固定或移動式檢測儀器，定量檢測或檢查生產裝置中閥門泄漏等易產生VOCs泄漏的密封點，并在一定期限內采取有效措施修復泄漏點，從而控制物料泄漏損失，減少對環境造成的污染。在丙烷脫瀝青裝置中最主要的揮發性有機物就是丙烷，在一些動、靜密封點處存在著一定的泄漏情況，通過LDAR檢測儀可以有效檢測泄漏情況，并針對泄漏點進行修復，有效減少VOCs的排放，達到清潔生產的目的。

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，溶劑可以循環利用。從裝置物料可以看出裝置揮發性有機物主要來自循環溶劑，通過循環溶劑的組成分析可以確定裝置的VOCs成分。循環溶劑的組成數據見表1。

表1 循環溶劑組成分析

2 簡述便攜式LDAR檢測儀

丙烷脫瀝青裝置使用的LDAR檢測儀為美國Thermo Fisher生產，型號為TVA2020。儀器在每次使用前需要用零氣和標準氣進行校驗。零氣是指VOCs含量低于10μmol/mol(以甲烷計)純凈空氣；標準氣是指校準時用于將儀器讀數調節至已知濃度的化合物。本裝置測定用零氣由體積分數占22%的氧氣和78%氮氣組成；標準氣由VOCs含量999ppm的甲烷和空氣組成。

3 裝置密封點的確認與檢測

3.1 確認裝置密封點

根據丙烷脫瀝青裝置的特點，將裝置劃分為六大區域：泵區、塔區、加熱爐區、南界區、北界區、平臺區。裝置密封點類型劃分為八類：泵、閥門、法蘭、接頭、開口管線、采樣口、壓縮機、其他。車間對裝置密封點進行編號并最終確認密封點數為8079個，其中因為位置原因難于檢測的密封點4512個，可檢測的密封點3567個。密封點類型及數量見表2。

表2 密封點類型及數量

3.2 密封點檢測

根據裝置統計出的密封點，使用LDAR檢測儀對各密封點進行一一檢測。根據《中國石化揮發性有機物泄漏規范》的規定，低于泄漏標準的泄漏量不計入泄漏狀態。泄漏規范的部分內容見表3。

表3 揮發性有機物泄漏規范表

對密封點進行檢測前，對檢測儀器先用零氣和標準氣進行校驗，檢驗結果與零氣和標準氣數值差別不大，可以認為LDAR檢測儀檢測的密封點泄漏值即為真實檢測值。經過檢測共匯總出15個符合《中國石化揮發性有機物泄漏規范》的密封點。裝置具體密封點及檢測數據見表4。

表4 丙烷脫瀝青裝置密封點檢測數據

4 裝置密封點VOCs排放量的計算

密封點排放速率的測算方式有四種：實測法、相關方程法、篩選范圍法、平均排放系數法，其中實測法是最接近真實排放狀況的一種測算方法，但是結合裝置情況，相關方程法是對本裝置來說最簡單實際的測算方法。相關方程法的計算方式為：

式中：eTOC——密封點的TOC排放速率，千克/小時；

SV——修正后的凈檢測值，μmol/mol；

e0,i——密封點i的默認零值排放速率，千克/小時；

ep,i——密封點i的限定排放速率，千克/小時；

ef,i—— 密封點i的相關方程核算排放速率，千克/小時。

各類型密封點的排放速率按照表5計算。

裝置的VOCs的排放量以一年為一個核算周期，結合本裝置情況，裝置VOCs的排放量計算方式為：

E裝置=∑ Em

(公式2)

式中：Em——裝置各密封點VOCs的排放量，千克/年。

丙烷脫瀝青裝置運行時間每年以8400小時計。

Em=8400×eTOC

(公式3)

表5 石油煉制設備組件的設備排放速率

結合公式1-3和表4計算出各密封點VOCs的年排放量見表6。

表6 各密封點VOCs排放量匯總表

由表6可以計算出丙烷脫瀝青裝置VOCs總的排放量為：3837.32千克。

5 密封點泄漏修復及效果分析

針對檢測出的泄漏點，濟南分公司丙烷脫瀝青裝置聯系相關單位進行了緊固和封堵，各密封點的泄漏都得到了有效控制。由此每年可節約4噸左右的丙烷溶劑，同時對保護周邊環境、崗位人員身體健康及裝置安全起到了很大的作用。

6 結論

濟南分公司丙烷脫瀝青裝置LDAR技術的使用是落實清潔生產工作的一項重要內容，通過這項工作有效的掌握了裝置密封點的泄漏情況，解決了裝置中存在的安全隱患，為裝置長周期、穩定運行提供了保障，具有良好的經濟效益和環境效益。

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

(本文文獻格式：王世強，曹文靜.LDAR技術在丙烷脫瀝青裝置中的應用[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(1986—)，山東濟南人，本科，畢業于江蘇工業學院化學工程與工藝專業，主要從事瀝青和石蠟生產技術管理工作。

TE969

A

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