1、 中国石油独山子石化公司 VOCs管控项目实行方案 中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院 2023年12月 目 录 1 项目实施背景及预期目标 1 1.1 VOCs危害特性及来源 1 1.2 VOCs管控情况 4 1.2.1 国外VOCs管控情况 4 1.2.2 我国VOCs管控情况 5 1.3 我国VOCs管控政策要求 6 1.4 本项目实施背景 7 2 工程内容及工艺技术方案 11 2.1 工程内容 11 2.1.1 厂区VOCs排放源排查 11 2.1.2 生产装置VOCs泄漏检测与维
2、护 11 2.1.3 实施范围 11 2.2 工艺技术选择 13 2.2.1 全厂VOCs源清单建立 14 2.2.2 厂区VOCs排放源排查 14 2.2.3 生产装置VOCs泄漏检测与维护 15 3 项目实施方案 16 3.1 方案准备 17 3.1.1 开工会 17 3.1.2 资料收集 17 3.2 LDAR系统 18 3.2.1 方案建立 18 3.2.2 检测修复 23 3.3 储运系统 26 3.3.1 模型植入 26 3.3.2 数据库建立 26 3.3.3 OGI普扫 27 3.3.4 选点监测 27 3.3.5 修复 27 3.4 废水
3、集输处理系统 27 3.4.1 模型植入 27 3.4.2 数据库建立 27 3.4.3 OGI普扫 27 3.4.4 选点监测 28 3.4.5 修复 28 3.5 有组织源系统 28 3.5.1 建立数据库 28 3.5.2 整合监控系统 28 3.5.3 修复 28 3.6 总结 28 4 主要工程成果 30 4.1 总结报告 30 4.2 建议意见 30 5 验收及标准 31 5.1 验收 31 5.2 技术标准 31 5.3 其他 31 6 项目进度计划 32 1 项目实行背景及预期目的 1.1 VOCs危害特性及来源 挥发性有机
4、物(VolatileOriganicCompounds,简称“VOCs”)是大气中普遍存在的一类化合物,该类化合物一般具有有毒有害危险性,具有臭氧层破坏和温室效应,可以参与光化学反映产生光化学烟雾(即,生成臭氧、生成二次气溶胶),它也是PM2.5的重要前源之一,而PM2.5又是灰霾的重要前源,因此,VOCs具有较大的环境危害。 VOCs来源于人为源和自然源,而人为源又分为固定源和移动源,固定源分为生活源和工业源,工业源重要表现为生产、储运和使用过程的排放源,见图1.1-1。 图1.1-1 VOCs来源示意图 我国研究VOCs源解析起步较晚,目前还没有一套统一的估算方法和基础数据,因
5、此各类研究估算结果差异较大,按照华南理工大学2023年的研究成果,我国VOCs人为源中工业源占比重最大,为56%的权重,而工业源中石化化工行业仅次于溶剂使用,占23%的权重;见图1.1-2。 图1.1-2 我国VOCs排放数据示意图(华南理工大学) 根据VOCs管控实行较成熟的美国EPA公布的信息,石油和相关工业VOCs排放仅次于溶剂使用;而2023年及2023年美国重要行业VOCs排放量记录中,炼油行业总体排放水平仅次于造纸行业,在单公司排放量方面,则炼油行业处在最高的水平;见图1.1-3。 图1.1-3 美国重要行业VOCs排放数据对比示意图(EPA公布) 由国
6、内外记录可以看出,尽管基准方法不同,但总体来看溶剂使用VOCs排放量均占主导地位;而炼化行业则是重要生产行业中的VOCs的重要排放源。 1.2 VOCs管控情况 1.2.1 国外VOCs管控情况 VOCs的管控起源于美国。自1943年的洛杉矶光化学污染事件,环境科学研究人员通过空气光化学污染的源解析研究,分析出VOCs是空气光化学污染的重要前源,进而进行了VOCs的源解析研究,并根据研究成果进行VOCs针对性的管控。 在美国,VOCs管控大体经历了三个阶段,第一阶段为初期,通过1943年的洛杉矶光化学污染事件,政府出台了联邦清洁空气法、空气质量法等法案;第二阶段为成型期, 1970年民
7、众旨在“拯救地球”的游行获得联合国支持后,美国政府在1970年通过了清洁空气法案;第三阶段为完善期,1974年颁布新源实行标准(New Source Performance Standards--NSPS),对VOCs实行动态豁免清单管理,并在2023年颁布有害污染物国家排放标准(National Emission Standard for Hazardous Air Pollutants--NESHAP);至此,美国VOCs管控形成了一套完整的体系。 对于炼化行业的VOCs管控,美国也一直走在前列。美国有毒有害物质排放清单中,炼化公司的泄漏排放占55%;而研究发现装置阀门和接口的泄漏占VO
8、Cs泄漏排放总量的90%以上,因此,自20世纪80年代初开始,美国联邦法典对石化炼油行业的设备挥发性有机物泄漏排放提出了严格规定,规定必须对炼化公司实行挥发性有机物检测与恢复(Leak Detection and Repair--LDAR)作业,进行设备检漏,以控制管线组件的无组织排放;1988年开始实行LDAR电子数据上报计划,1990年将LDAR技术规程纳入《清洁空气法》修正案。 在亚洲的日本、中国台湾等地,炼化公司VOCs管控基本参照美国管控模式,其炼化行业VOCs控制技术也基本学习或引进美国的VOCs控制技术。而在欧盟,由于炼化公司的规模、数量限制,还没有对炼化公司VOCs排放开展具
9、体控制,只是在溶剂使用和汽油存储等方面发布了VOCs排放指令,在行业生产上均是以物质毒害分级进行控制。 1.2.2 我国VOCs管控情况 我国VOCs管控起步较晚,在大气污染防治法中并没有VOCs的明确规定,而只是有“有机烃类气体、恶臭气体、有毒有害气体”等相关的控制规定。 在标准规范方面,1996年国家颁布的《大气污染物综合排放标准》也仅仅是对综合项目NMHC的排放提出规定,直到2023年颁布的《合成革与人造皮革工业污染物排放标准》才明确VOCs定义及行业排放控制规定。 2023年国务院发布的《国务院办公厅转发环境保护部等部门关于推动大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的告知
10、》(国办发[2023]33号)中,才在国家层面上提出VOCs的管控;目前,我国VOCs的管控还处在研究探索阶段。 1.3 我国VOCs管控政策规定 2023年5月21日,国务院办公厅下发了《国务院办公厅转发环境保护部等部门关于推动大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的告知》(国办发[2023]33号),提出了推动区域大气污染联防联控、改善区域空气质量工作的指导意见,该意见中明确提出“开展挥发性有机物污染防治。从事喷漆、石化、制鞋、印刷、电子、服装干洗等排放挥发性有机污染物的生产作业,应当按照有关技术规范进行污染治理”。 2023年10月17日,国务院下发了《关于加强环境保护重点工
11、作的意见》(国发[2023] 35 号),文献规定“严格控制挥发性有机污染物排放”。 2023年8月21日,国务院颁布了《国家环境保护“十二五”规划》,规划中明确“要实行多种大气污染物综合控制,重点实行深化颗粒物污染控制和加强挥发性有机污染物和有毒废气的控制。加强石化行业生产、输送和存储过程挥发性有机污染物排放控制。开展挥发性有机污染物和有毒废气的监测,完善重点行业污染物排放标准”。 2023年9日27日,国务院批复了《重点区域大气污染防治“十二五”规划》,该规划规定“2023年挥发性有机物污染防治工作全面展开,完善挥发性有机物污染防治体系”。 2023年5月24日,环保部发布了《挥发性
12、有机物(VOCs)污染防治技术政策》,该项政策规定:VOCs污染防治应遵循源头和过程控制与末端治理相结合的综合防治原则;在工业生产中采用清洁生产技术,严格控制含VOCs原料与产品在生产和储运销过程中的VOCs排放,鼓励对资源和能源的回收运用,鼓励在生产和生活中使用不含VOCs的替代产品或低VOCs含量的产品。 2023年9月10日,国务院颁布的《大气污染防治行动计划》,提出了“推动挥发性有机物污染治理。在石化、有机化工、表面涂装、包装印刷等行业实行挥发性有机物综合整治,在石化行业开展“泄漏检测与修复”技术改造。限时完毕加油站、储油库、油罐车的油气回收治理,在原油成品油码头积极开展油气回收治理
13、完善涂料、胶粘剂等产品挥发性有机物限值标准,推广使用水性涂料,鼓励生产、销售和使用低毒、低挥发性有机溶剂。” 2023年3月24日,国家发展改革委、国家能源局、国家环境保护部联合发布了《关于印发能源行业加强大气污染防治工作方案的告知》(发改能源[2023]506号),该工作方案规定:加大石化污染治理力度;提高石化行业清洁生产水平;加强挥发性有机物排放控制和管理;储油库、油罐车、原油成品油码头进行油气回收,加强运营监管。 2023年12月,环境保护部发布了《关于印发“石化行业挥发性有机物综合整治方案”的告知》(环发[2023]177号),该方案规定:全面开展石化行业VOCs 综合整治,大幅
14、减少石化行业VOCs 排放,促进环境空气质量改善。开展VOCs污染源排查,严格建设项目环境准入,完善VOCs监督管理体系,实行VOCs全过程污染控制,建立VOCs管理体系。2023年终前,全国石化行业全面开展LDAR工作,完毕VOCs排放量和物质清单信息申报;2023年7月1日前,全国石化行业全面完毕综合整治工作。 1.4 本项目实行背景 《关于推动大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见》中提出了推动区域大气污染联防联控、改善区域空气质量工作的指导意见,其中开展大气污染物联防重点区域涉及京津冀、长三角和珠三角地区等区域;大气污染联防联控的重点污染物是二氧化硫、氮氧化物、颗粒物、挥发性
15、有机物等;重点行业是火电、钢铁、有色、石化、水泥、化工等;重点公司是对区域空气质量影响较大的公司;需解决的重点问题是酸雨、灰霾和光化学烟雾污染等。同时,该意见提出从事石化等排放挥发性有机污染物的生产作业,应当按照有关技术规范进行污染治理的规定。 《重点区域大气污染防治“十二五”规划》规定:2023年挥发性有机物污染防治工作全面展开,完善挥发性有机物污染防治体系。重要工作涉及: ①开展挥发性有机物摸底调查 针对石化、有机化工等重点行业,开展挥发性有机物排放调查工作,制定分行业挥发性有机物排放系数,编制重点行业排放清单,摸清挥发性有机物行业和地区分布特性,筛选重点排放源,建立挥发性有机物重点
16、监管公司名录。 ②完善重点行业挥发性有机物排放控制规定和政策体系 尽快制定相关行业挥发性有机物排放标准、清洁生产评价指标体系和环境工程技术规范;加快制定完善环境空气和固定污染源挥发性有机物测定方法标准、监测技术规范以及监测仪器标准;加强挥发性有机物面源污染控制。在挥发性有机物污染典型公司集中度较高的工业园区,开展挥发性有机物污染综合防治试点工作,探索挥发性有机物的监测、治理技术和监督管理机制。 ③大力削减石化行业挥发性有机物排放 石化公司应全面推行泄漏检测与修复(LDAR)技术,加强石化生产、输送和储存过程挥发性有机物泄漏的监测和监管,对泄漏率超过标准的要进行设备改造;严格控制储存、运
17、送环节的呼吸损耗,原料、中间产品、成品储存设施应所有釆用高效密封的浮顶罐,或安装顶空联通置换油气回收装置。将原油加工损失率控制在6‰以内。保证挥发性有机物排放稳定达标,重点控制区执行特别排放限值;石化公司有组织废气排放逐步安装在线连续监测系统,厂界安装挥发性有机物环境监测设施。 《挥发性有机物(VOCs)污染防治技术政策》对石油炼制与石油化工行业规定:鼓励采用先进的清洁生产技术,提高原油的转化和运用效率。对于设备与管线组件、工艺排气、废气燃烧塔(火炬)、废水解决等过程产生的含VOCs废气污染防治技术措施涉及: ①对泵、压缩机、阀门、法兰等易发生泄漏的设备与管线组件,制定泄漏检测与修复(LD
18、AR)计划,定期检测、及时修复,防止或减少跑、冒、滴、漏现象; ②对生产装置排放的含VOCs工艺排气宜优先回收运用,不能(或不能完全)回收运用的经解决后达标排放;应急情况下的泄放气可导入燃烧塔(火炬),通过充足燃烧后排放; ③废水收集和解决过程产生的含VOCs废气经收集解决后达标排放。 《大气污染防治行动计划》提出推动挥发性有机物污染治理,重要为:在石化、有机化工等行业实行挥发性有机物综合整治,在石化行业开展“泄漏检测与修复”技术改造;限时完毕加油站、储油库、油罐车的油气回收治理,在原油成品油码头积极开展油气回收治理;完善涂料、胶粘剂等产品挥发性有机物限值标准,推广使用水性涂料,鼓励生产
19、销售和使用低毒、低挥发性有机溶剂。 独山子石化公司是新疆维吾尔自治区境内重点的炼油石化基地,属于大气污染防治行动计划中划分的重点区域及重点行业,按照《关于印发“石化行业挥发性有机物综合整治方案”的告知》(环发[2023]177号)、《挥发性有机物排污收费试点办法》(财税[2023]71号)的规定,同时按照集团公司“重点区域VOCs管控2023年开始实行”的计划,亟需实行VOCs管控项目,以达成“VOCs源排查、源排放摸底核算、泄漏检测与修复、建立VOCs管控体系”的规定。 通过整体的VOCs无组织排放控制,对监测点进行数据追踪,及时实现修复,可以切实提高和增强工艺生产的安全性和可靠性,减
20、少维修费用,提高安全系数,保障公司的公共安全和处置突发事件的能力,防止和减少事故,减少独山子石化公司潜在环境风险。 2 工程内容及工艺技术方案 2.1 工程内容 本项目的工程内容由厂区VOCs排放源排查、生产装置VOCs泄漏检测与维护两部分组成。 2.1.1 厂区VOCs排放源排查 运用红外成像系统,视觉化监控VOCs的排放。 根据VOCs的定义特性,结合公司设施的分类,将公司设施划分为生产装置区、储罐区、冷却塔、火炬和废水解决设施等五部分,采用VOCs排放分区排查的方式进行摸底。 2.1.2 生产装置VOCs泄漏检测与维护 建设生产装置VOCs排放管控中心,设立数据管理终端服
21、务器,运用电子数据化管控平台实现装置VOCs泄漏的动态管理。 根据生产装置的在线物料特性,对生产装置中VOC的潜在泄漏源进行建档,用有毒挥发性气体检测仪对潜在VOC泄漏源进行人工移动检测,监测数据无线传输至数据管理终端服务器,计算生产装置内VOCs无组织排放量,采用合理的VOCs泄漏修复基准,给出生产装置VOCs泄漏修复点。 2.1.3 实行范围 独山子石化公司炼油厂拥有蒸馏、延迟焦化、硫磺回收、酸性水汽提、溶剂再生、单塔汽提脱硫、气体分馏、蜡油加氢裂化、直馏柴油加氢精制、催焦化汽柴油加氢精制、汽油加氢、芳烃、重整加氢等装置。乙烯厂拥有裂解、全密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯、聚
22、苯乙烯、丁苯橡胶、顺丁橡胶、芳烃抽提、己烯-1、丁二烯置、丁烯-1、MTBE、乙二醇、甲醇等装置。公司共计拥有各类炼化生产装置40余套,同时配套建设有循环水厂、污水解决场、瓦斯系统、火炬系统、储运罐区等相关辅助生产设施。 本项目建设规模为: 1)拟对独山子石化公司生产工艺系统、有组织系统、储运装卸设施、废水集输解决系统、火炬系统、循环水系统、采样系统、以及事故工况等进行VOCs排放源排查,建立纳入集团公司网络平台化的VOCs源分类清单。 2)按照《集团公司炼化公司VOCs综合管控技术》的方法,对全公司VOCs逸散排放进行量化核算。 3)建立实行LDAR程序,对独山子石化公司进行LDAR
23、的初次建立与实行。 按照“管线或设备中含VOCs物质质量占物流总量大于等于10%,纳入LDAR程序范围”的LDAR实行原则,通过初步对独山子石化公司现有装置分析,本项目纳入LDAR程序的生产装置共计38套、以及储运系统和管廊,其余为VOCs物质质量占物流总量小于10%、不纳入LDAR程序范围的装置;参考同类装置的实际类比资料,本项目LDAR范围密封点约482780个,需挂tag标记牌165400个(检测范围及点位拟定原则详见4.2.3~4)。 具体密封点数分布如表2-1所示: 表2-1 独山子石化公司生产装置LDAR密封点估算一览表 装置 轻液气体线密封点数 轻液气体线Ta
24、g牌数 重液线密封点数 重液线Tag牌数 密封点总数 Tag牌总数 炼油厂 1000万吨/年蒸馏 6070 2050 20330 6880 26400 8930 120万吨/年延迟焦化 3860 1560 12023 4000 15860 5560 5万吨/年硫磺回收 1550 610 600 200 2150 810 130吨/小时酸性水汽提 560 220 450 150 1010 370 300吨/小时溶剂再生 300 90 1000 380 1300 470 50万吨/年单塔汽提脱硫 45
25、0 170 300 100 750 270 0.4万吨/年硫磺回收 450 180 170 50 620 230 200万吨/年蜡油加氢裂化装置 8600 3430 7500 2500 16100 5930 300万吨/年直馏柴油加氢精制装置 5510 2220 6000 2023 11510 4220 80万吨/年催焦化汽柴油加氢精制装置 5510 2220 2700 900 8210 3120 80000Nm3/h制氢装置 4200 1670 900 300 5100 1970 60万吨/年II催化装置
26、9580 3400 6500 2300 16080 5700 38万吨/年芳烃抽提 8260 3320 4500 1500 12760 4820 50万吨/年重整加氢 23000 7800 3700 3160 26700 10960 80万吨/年汽油加氢 5510 2220 2700 900 8210 3120 80万吨/年Ⅰ催化装置 9580 3400 6500 2300 16080 5700 20万吨/年气体分馏 3310 1340 900 300 4210 1640 乙烯厂 120万吨/年裂解装置
27、55430 8820 7550 1000 62980 9820 22万吨/年裂解装置 22023 8820 3000 1000 25010 9820 55万吨/年聚丙烯装置 16520 6620 1500 500 18020 7120 55万吨/年全密度聚乙烯装置 8260 3320 1500 500 9760 3820 60万吨/年高密度聚乙烯装置 8260 3320 1500 500 9760 3820 2万吨/年己烯-1装置 1160 610 210 90 1370 700 32万吨/苯乙烯装置 82
28、60 3320 1500 500 9760 3820 续表2-1 独山子石化公司生产装置LDAR密封点估算一览表 装置 轻液气体线密封点数 轻液气体线Tag牌数 重液线密封点数 重液线Tag牌数 密封点总数 Tag牌总数 乙烯厂 60万吨/年芳烃抽提装置 5510 2220 1500 500 7010 2720 17万吨/年丁二烯装置 6060 2440 600 200 6660 2640 4万吨/年丁烯-1装置 4200 1670 900 300 5100 1970 12万吨/年MTBE 4200 1
29、670 900 300 5100 1970 13万吨/年聚苯乙烯装置 8260 3320 1500 500 9760 3820 18万吨/年丁苯橡胶装置 5510 2220 3000 1000 8510 3220 3.3万吨/年顺丁橡胶装置 5510 2220 3000 1000 8510 3220 20万吨/年聚乙烯装置 8260 3320 1500 500 9760 3820 14万吨/年聚丙烯装置 16520 6620 1500 500 18020 7120 5万吨/年乙二醇装置 1160 650 33
30、0 160 1490 810 3.5万吨/年丁二烯装置 6060 2440 600 200 6660 2640 1万吨/年丁烯-1装置 3080 1150 570 200 3650 1350 2.7万吨/年MTBE 3080 1150 570 200 3650 1350 3万吨/年甲醇装置 1160 650 330 160 1490 810 辅助系统 储运系统 24000 7000 33700 11000 57700 18000 管廊 7000 2800 13000 4400 20230 720
31、0 合计 325770 112270 157010 53130 482780 165400 2.2 工艺技术选择 采用中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院研究的《集团公司炼化公司VOCs管控技术方案》,该方案已经于2023年6月通过集团公司安全环保与节能部组织的专家评估。 2.2.1 全厂VOCs源清单建立 采用源分类排查的方法。按照生产设施的类别及运营工况,将全厂也许的VOCs源类别分为有组织源、生产系统、储运系统、废水集输解决系统、非正常工况五类,对每类VOCs分别排查,并建立相应的VOCs源清单。 表2-2 VOCs源分类一览表 工况 VOCs源名称
32、 源代表 生产性质 源性质 备注 正常 燃烧废气 加热炉、锅炉、火炬等 燃烧设施 有组织 火炬重要为化工公司 工艺废气 催化再生烧焦等 生产工艺系统 有组织 装卸车废气 装车栈台、码头 储运系统 无组织 存储废气 储罐 储运系统 无组织 工艺生产装置 机泵、阀门、法兰等密封点、取样器 工艺生产系统 无组织 废水集输解决废气 解决池等 废水集输解决系统 无组织 非 正 常 火炬废气 火炬 火炬系统 有组织 炼油公司开、停车及事故 冷却水废气 凉水塔 冷却水系统 无组织 换热设备串漏
33、 2.2.2 厂区VOCs排放源排查 厂区VOCs排放源排查重要是对全厂VOCs排放进行摸底,并与生产装置VOCs泄漏检测与维护进行有机结合,达成VOCs排放的监察作用。 本项目选择红外摄像仪(OpticalGasImaging--OGI)进行视觉化扫描,并将扫描数据传输至VOCs管控平台。 该方法既可以进行全厂VOCs排放的分区排查,又可以在生产过程中定期进行监察。 同时,该方法一次购置设备,定期人工远源(装置)流动操作,具有高效、经济、安全的特点。 2.2.3 生产装置VOCs泄漏检测与维护 目前在我国炼化公司VOCs泄漏检测与维护还只是探索研究阶段,少数地区的炼化公司VOC
34、s泄漏检测与维护也仅仅是公司试点行为,还没有形成一套完善的工艺方法。 美国在炼化公司VOCs泄漏检测与维护方面一直是公认的世界先进水平,其30数年的实践经验,已经建立完善了一套炼化公司VOCs泄漏检测与维护程序。 独山子石化公司VOCs泄漏检测与维护作为中国石油炼化公司的试点工作,本着中国石油的环境管理向世界先进水平看齐的精神,本工程拟参照美国的炼化公司VOCs泄漏检测与维护先进经验,VOCs管控平台的建设我院为集团公司炼化公司VOCs管控编译的软件系统,该技术可以通过人工无线监测泄漏点的VOCs浓度,并参照泄漏修复基准提出应修复的具体设备。同时,通过管控平台的服务器终端,采用美国EPA2
35、1法则的计算方法,将泄漏点的VOCs泄漏情况进行单位时间的量化,可以进行合理的环境经济效益分析。 该方法可以通过一次普查、定期检测,同时可以结合厂界在线自动监测相结合,达成实时监控的目的。 3 项目实行方案 VOCs管控实行大体可以分为四个阶段,第一阶段为方案准备,第二阶段为方案建立,第三阶段为检测维护,第四阶段为验收总结;每个阶段的工作内容及需求见表3-1。 表3-1 VOCs管控实行方案阶段内容及需求一览表 序号 阶段 工作内容 人力资源需求 物资需求 备注 1 开工会 准备工作 协助办理入厂手续 1)办公室1间 2)打(复)印机1台 办公室需容纳1
36、5人办公,并可登陆内外部网络;打印机可打印A3纸张 开工会 VOCs项目组人员,生产装置技术员或设备员 会议室 投影仪 资料清单 VOCs项目组负责人 吉林设计院提交所需资料清单 2 收集资料 收集资料 VOCs项目组负责人 按照林设计院提交所需资料清单收集所需资料 3 图纸审核 核算VOCs范围审核结果 车间技术员、设备员 不需集中,可以单装置核算 4 现场排查 挂彩带 安全监督员、车间技术员、设备员 挂牌 5 信息采集及录入 设备设施信息采集及录入 6 现场检测 准备 钢瓶氢气、钢瓶标气,
37、钢瓶存放地点。 氢气(99.999%纯度)、标气(500ppm、10000ppm甲烷,空气平衡气) 检测 安全监督员 7 修复 修复方案 机动处人员、车间技术员、设备员 吉林设计院提供参考性意见 修复 维护队伍 8 复检 检测 安全监督员 注:除工艺系统LDAR程序外,储运、废水、有组织源等系统需要独山子石化公司配合进行必要的分析检测。 3.1 方案准备 3.1.1 开工会 召集独山子石化公司设备、工艺、安全环保相关人员,召开项目开工会。 介绍工作流程、工作内容、工作进度计划以及工作需求等;并提交资料收集清单。 由独山子石
38、化公司根据公司自身生产管理系统,提出管控平台的特殊规定,如管控平台接口位置(中油内网门户网站/SHE系统/生产管理系统)等,以便将需求纳入管控平台的接口开发中。 3.1.2 资料收集 收集全厂组织机构,全厂总平面布置图。 收集各生产工艺装置的PFD和P&ID图纸、物料平衡表、设备台账、操作规程。 收集罐区,如罐型、介质等资料;收集装卸车栈台,如鹤位、方式、油气回收设施等资料。 收集污水集输解决设施,如集水井、各级解决设施、废水水质等资料。 收集有组织源,如加热炉等资料。 3.2 LDAR系统 3.2.1 方案建立 3.2.1.1 确认检测范围 根据独山子石化提供的生产单元中
39、所使用的化学物质及质量比例,评价工艺条件下管线物料的状况(或相态)。 若某管线中有毒有害物质(HAP)比例超过5%或挥发性有机物(VOC)比例超过10%,并且是以气体/蒸汽或者轻液的状态存在,则管线将被纳入LDAR项目中,并加以阶段性检测。 此处所称挥发性有机物,是指参与大气光化学反映的有机化合物,或者根据规定的方法测量或核算拟定的有机化合物。 气体/蒸汽是指在正常的生产操作条件下,设备管线中的工艺流体为气态。 轻液定义为任何能向大气释放挥发性有机物的符合以下任一条件的有机液体:(1)20℃时,有机液体的真实蒸汽压大于0.3kPa;(2)20℃时,混合物中,真实蒸汽压大于0.3kPa的
40、纯有机化合物的总浓度等于或者高于20%(质量分数)。 本项目基于现有装置情况预估初次LDAR工作量为47.28万个密封点。 图3.2-1 审核工艺管线物料组分样例图 3.2.1.2 图纸审核及标记 确认检测范围后,在PFD、P&ID图纸上进行管线标注,然后由独山子石化公司相关人员(工艺技术人员、装置操作人员)进行内部审核,审核后的图纸纳入管控平台。 图3.2-2 图纸标记样例图 3.2.1.3 排放源定位 审核图纸后,结合设备台账,在PFD、P&ID图纸上对检测范围的设备进行挂旗(Flag)标注,并经独山子石化公司相关人员(设备工程师等)确认。 图3.2-3
41、排放源定位挂旗(Flag)样例图 3.2.1.4 现场挂牌 联合独山子石化公司相关人员(工艺工程师、设备工程师等),对纳入LDAR范围内的设备进行现场挂牌(Tag),并收集设备的属性信息(动设备、静设备等)。 检测点中有两类特别检测点: 难于检测的组件 components difficult to monitor (DTM):指离地面5米以外或离平台2米以外的组件; 险于检测的组件 components unsafe to monitor (UTM):指也许导致检测人员暴露于直接或间接性危险的组件。 图3.2-4 排放源现场挂牌(Tag)样例图 3.2.1.5 VOCs综
42、合管控平台 按照集团公司的规定,VOCs管控综合平台服务器设立在我院,对各公司采用开放中油内网远程端口的模式。 图3.2-5 VOCs综合管控平台样例图 3.2.1.6 数据录入及信息库初始化 根据现场挂牌收集的设备属性信息,将其录入信息库。 图3.2-6 LDAR范围检测点信息库样例图 3.2.1.7 软硬件培训 对独山子石化公司管理人员或后续的现场检测人员,进行管控平台的软硬件培训。 培训目的为:独山子石化公司管理员学会使用VOCs管控平台来查看相关组件信息、跟踪检测过程、查看泄漏信息、下载泄漏报告。 现场检测人员学会使用VOCs管控平台来下载检测任务
43、上传检测数据、查看和出具日清报告等。 3.2.2 检测修复 3.2.2.1 OGI扫描及UTMA&DTM检测 运用OGI对全厂设施分区进行VOCs排放成像扫描,并将数据图像传输至VOCs管理平台,以动静态影像的形式进行全厂VOCs排放普扫。 对于检测点辨认中的两类特殊检测点(UTMA&DTM),由于现场人工手持设备检测难度较大,也以OGI扫描的形式进行检测。 图3.2-7 EyeCGas的OGI扫描及成果样例图 3.2.2.2 现场检测 初次现场检测对LDAR所有检测点进行普测,以对生产装置VOCs排放情况进行摸底。采用人工手持移动设备现场检测的方式进行,检测数据无线传输
44、至VOCs管控平台,并有管控平台的计算软件计算出VOCs排放量。 检测设备为TVA-1000B型挥发性气体检测仪。该设备采用的是火焰离子检测(FID)及光粒子检测(PID)相结合的原理,可以应用于阀门、泵、压缩机、减压阀、法兰、连接件等类泄漏源。 该装备探头/增强型探头,及探头延伸杆,可以到达测量点1cm处;响应时间一般低于3.5s,即使使用活性炭过滤器时,T90<20s;采样流量介于0.1~3L/min。 该设备取得安全防爆认证FM (Class 1, Div. 1, Groups A,B,C&D Hazardous Location, Temp. Class T4);对每种VOC的线
45、性响应和量程及校准气都满足泄漏判断的需要,可以根据目的化合物校准,可设定响应系数,符合美国EPA的21法则。 图3.2-8 TVA-1000B现场检测样例图 3.2.2.3 修复基准核定 当出现以下情况,则认定发生泄漏: 有机气体和挥发性有机液体流经的设备和管线组件,采用氢火焰离子化检测仪(以甲烷或丙烷为校正气体),泄漏检测值大于等于2023umol/mol;其他挥发性有机物流经的设备和管线组件采用氢火焰离子化检测仪(以甲烷或丙烷为校正气体),泄漏检测值大于等于500umol/mol。 当检测到泄漏时,在可行的条件下应尽快修复,一般不晚于发现泄漏后15日;初次(尝试)维修不应晚
46、于检测到泄漏后5日,初次尝试修复应当涉及(但不限于)以下描述的相关措施:拧紧密封螺母或压盖、在设计压力及温度下密封冲洗;若检测到泄漏后,在不关闭工艺系统单元的条件下,在15日内进行维修技术上不可行,则可以延迟维修,但不应晚于最近一个停工期。 3.2.2.4 下达修复指令及修复 检测后管控平台可以依据设定的修复基准,对需要进行修复的设备发出修复告知单。 独山子石化公司或专业维修队伍对于管控平台发出修复告知单的每一处需要修复的设备,分类别进行修复。 3.2.2.5 复检 每一处需要修复的设备修复后,填写修复任务单并录入管控平台,管控平台发布复检任务单,由检测人员现场复检。 3.3 储运
47、系统 3.3.1 模型植入 采用美国EPA的TAKS409d,本地汉化编程;编译整合进入VOCs综合管理平台的储运模块。 3.3.2 数据库建立 调查储运系统的各类物料、储罐的存储、装卸工况,并建立表格清单,加载管理平台的模块。 3.3.3 OGI普扫 采用OGI系统普扫,并将影像传输至VOCs综合管控平台的储运模块。 3.3.4 选点监测 选择密封点、油气回收设施等典型点位进行检测,并将数据上传管控平台。 3.3.5 修复 根据OGI扫描影像,结合选点监测结果,辨认需进行修复、整治的组件。 独山子石化公司制订修复方案,进行针对性修复。 3.4 废水集输解决系统
48、3.4.1 模型植入 采用美国EPA的WATER9、RWET2.2,本地汉化编程;编译整合进入VOCs综合管理平台的废水集输解决系统模块。 3.4.2 数据库建立 调查废水集输解决系统的资料,如集水井、各级解决设施、废水水质等资料,并建立表格清单,加载管理平台的模块。 3.4.3 OGI普扫 采用OGI系统普扫,并将影像传输至VOCs综合管控平台的废水集输解决系统模块。 3.4.4 选点监测 选择密封点、尾气解决设施等典型点位进行检测,并将数据上传管控平台。 3.4.5 修复 根据OGI扫描影像,结合选点监测结果,辨认需进行修复、整治的组件。 独山子石化公司制订修复方案,进
49、行针对性修复。 3.5 有组织源系统 3.5.1 建立数据库 调查源信息,并整合进入平台。 3.5.2 整合监控系统 采用在线或频次监测,并将数据上传管控平台。 3.5.3 修复 根据监测结果,辨认需进行修复、整治的组件。 独山子石化公司制订修复方案,针对性修复。 3.6 总结 项目结束后,编制总结报告,涉及全厂现有VOCs泄漏量、修复后的VOCs泄漏量、泄漏几率、减排量、环境经济效益等,同时,对全厂设备VOCs管控正常巡检、定期检测提出建议规程及制度。 VOCs综合管控平台提供23种数据表单可供下载,涉及目前全厂VOCs排放量、不同设施VOCs逸散量、修复后全厂VOCs
50、排放量、VOCs减排量、密封点泄漏率等。 4 重要工程成果 本项目实行的重要工作成果为总结报告,同时根据项目实行过程的探索研究,提出炼化公司VOCs管控体系的建议意见。 4.1 总结报告 项目总结报告大体涉及如下内容: 1项目实行过程 2VOCs管控平台的建立 3VOCs泄漏修复基准拟定 4VOCs总体减排量 5VOCs减排的环境经济效益 6VOCs泄漏检测与维护建议规程 4.2 建议意见 1炼化公司VOCs管控程序规定 2炼化公司VOCs泄漏修复基准拟定 3炼化公司厂界在线自动监测设立规定 4中国石油集团公司VOCs管控平台的开发建议 5 验收及标






