泄漏檢測與修復技術在全密度聚乙烯裝置的應用

陳德昌 李磊(蘭州石化公司研究院， 甘肅 蘭州 730060)

泄漏檢測與修復技術在全密度聚乙烯裝置的應用

陳德昌 李磊(蘭州石化公司研究院， 甘肅 蘭州 730060)

通過泄漏檢測與修復(LDAR)技術對某公司全密度聚乙烯裝置進行密封點檢測與統計，對超泄漏閾值的密封點進行修復。通過現場檢測統計，該裝置共有9250個密封點，其中泄漏密封點113個，占總密封點的1.22%，漏點主要集中在連接器，閥門及法蘭處。經裝置相關人員的現場修復，113個泄漏密封點全部消除，消除率100%。

泄漏檢測與修復(LDAR);密封點;減排

石化裝置在生產運行過程中，由于設備密封泄漏而造成企業無組織排放，不僅會污染環境，而且造成能源損耗及加工損失等問題[1]。光化學反應的主要反應物為揮發性有機物(VOCs)，它能與氮氧化物反應生成具有強氧化性的中間產物，如臭氧、過氧乙酰硝酸酯等[2-3]，同時揮發性有機物還會產生灰霾及光化學煙霧等復合型污染[4]。

泄漏檢測與修復(LDAR)是一項系統工程，主要控制企業生產全過程中的物料泄漏。通過移動式或固定檢測儀器，檢查生產裝置中法蘭等容易產生VOCs泄漏的密封點或進行定量檢測，并在規定的期限內采取消漏措施，修復泄漏點，從而減少物料泄漏損失和對環境造成的污染[5]。本文以某公司全密度聚乙烯裝置為例，研究該裝置泄漏現狀及VOCs無組織排放情況，詳細介紹了LDAR技術的實施流程，并對密封點進行了全面檢測和統計分析，確保泄漏點的及時發現與修復，最大限度的減少現場VOC介質的排放[6]。

1 全密度聚乙烯裝置工藝特點

全密度聚乙烯裝置生產技術是引進美國UNIVATION公司氣相法聚乙烯專利，它采用冷凝態操作技術使產能得到很大的提高，使用多種不同的催化劑，可生產不同牌號的產品，隨著茂金屬催化劑的廣泛應用，共聚型聚乙烯產品的應用領域被極大的拓寬了。本裝置共引進16個生產牌號，其中涵蓋了茂金屬催化劑的生產牌號。

2 LDAR工作流程

項目組收集裝置的工藝流程圖(PFD)、管道儀表圖(P&ID)、物料流程平衡圖(表)、操作規程、主要設備表等資料，對每一裝置或設施的管線或設備內的物流進行組份分析，核定該裝置或設施是否應納入LDAR程序范圍。對納入LDAR程序的管線上的組件，采用標記牌(Tag)對組件在裝置的實際位置進行標識，用氫火焰離子化檢測儀器對各密封點進行泄漏檢測，檢測出超泄漏閾值的密封點在規定的時間予以修復。

3 結果與討論

(1)密封點計數分析 經過裝置現場分析及核查，對非涉VOCs物流的管線和設備進行豁免，不納入LDAR程序。全密度聚乙烯裝置納入LDAR程序的涉VOCs密封點共有9250個。

(2)密封點泄漏情況分析 密封點類型主要有閥門，法蘭，連接器等七類組成，通過氫火焰離子化檢測儀器現場檢測，凈檢測值大于10000μmol/mol的密封點共有27個，屬于嚴重泄漏，應盡快修復。超泄漏閾值(有機氣體/蒸汽、揮發性有機液體≥2000μmol/mol，重液體≥500μmol/mol)的密封點共有113個，首次嘗試修復不晚于超泄漏閾值確認后的5個工作日，完成修復應不晚于超泄漏閾值確認后的15個工作日。

4 泄漏原因分析及維修方法

(1)泄漏原因分析 ①泵軸封由于泵轉子不平衡，轉子組件軸向竄動量過大或密封端面損壞，導致進料或靜壓時泄漏或出現運轉時的周期性泄漏。②閥門經過多次開閉操作后，會導致閥桿與填料的接觸壓力降低，由于預緊力不夠和填料松動而造成泄漏。③法蘭墊片容易出現老化、龜裂，導致法蘭端面與密封墊片的密合不嚴。④開口管線與采樣接口在日常監測及采樣過程中使用比較頻繁，控制閥門的內漏導致接口磨損與腐蝕。

(2)維修方法 ①通過葉輪及轉子進行靜、動平衡，轉子軸向竄量符合要求，重新找正，并定期修理或更換動靜環，減少泵軸封出現的泄漏。②閥門的管控一方面可采用無泄漏設計，如波紋管閥和隔膜閥等，另一方面，對于通過扭緊螺母無法消除泄漏的閥門，則要退出閥門上下游物料，打開閥門填料壓蓋或壓板(取出壓套)，檢查并更換閥門填料或閥桿。③法蘭泄漏維修，一方面可以采取高性能密封件來減少泄漏損失，另一方面可通過扭緊螺母螺栓，消除泄漏，如果無法消除漏點，應該退出法蘭上下游物料，并且更換墊片。④開口閥或開口管線泄漏，首先應查看末端閥門是否關緊。如果閥門處于關緊狀態，但泄漏依然存在，就需要多加裝一道閥門或根據管線、閥門的末端實際狀況安裝絲堵或盲板。

5 結語

①全密度聚乙烯裝置共檢測密封點9250個，超泄漏閾值密封點共113個，占總數的1.22%，泄漏損失量為5961.5kg。②泄漏主要集中在閥門，法蘭和連接件處，通過堅固或更換高性能組件，采取焊接或采用盲板，絲堵等方式可以有效減少漏泄損失。③通過實施LDAR程序，能夠保障工廠職工的健康和安全。許多揮發性有機物對裝置現場的員工都具有危害，減少這些物質的排放可直接減輕對裝置操作員工的傷害。④減少周邊區域的環境危害。由于化工廠泄漏有機物的揮發性，會導致廠區及生活區長期處于有毒有害物質的影響下，通過長期積累，同樣會危害到周邊居民的身體健康，通過實施VOCs管控措施，可有效降低這些物質的排放量，減少對周邊環境及居民的危害。

[1]江浩,周俊波,楊劍鋒,劉文彬,陳良超,高姍.泄漏檢測與修復技術在乙苯脫氫裝置中的應[J],化學工程師,2016,6:56-58.

[2]唐孝炎,張遠航,邵敏.大氣環境化學[M].北京高等教育出版社,2006：221-231．

[3]王雪松,李金龍.人為源排放VOC對北京地區臭氧生成的貢獻[J]．中國環境科學，2002，22(6)：501-505．

[4]傅家謨．二次氣溶膠對灰霾貢獻大[J]．環境，2008，92：28-29．

[5]石化企業泄漏檢測與修復指南[S].2015.

陳德昌，碩士，副研究員，主要從事VOCs管控技術研究。