邓 猛
（江苏省南京环境监测中心，南京 210013）
目前，挥发性有机物（VOCs）的治理已成为我国生态环境保护的重点工作。设备动静密封点泄漏是VOCs无组织排放的重要源项之一。2015年11月，原环境保护部印发《石化行业VOCs污染源排查工作指南》和《石化企业泄漏检测与修复工作指南》，要求涉及VOCs的工业企业对生产过程物料泄漏进行控制，并明确提出泄漏检测与修复（LDAR）的技术细则。该技术采用固定监测设备或移动监测设备，定量或定性检测生产工艺装置中阀门、法兰、机泵、压缩机、开口阀、密闭系统排放口、入孔等10类易产生VOCs处的泄漏情况，并修复超过一定浓度的泄漏源，从而控制物料泄漏损失，减少环境污染[1-3]。
目前，环境VOCs排放监测方法可分为实验室监测、在线监测和便携式现场监测三大类，在线非甲烷总烃相关的方法标准和仪器标准均较为成熟。但是，由于泄漏检测现场需求的特殊性，无法直接采用非甲烷总烃，一般采用总烃检测的方法。
1.1 确立基于FID的VOCs泄漏检测方法
氢火焰离子化检测器（FID）的工作原理是载气携带被分析组分和可燃气氢气从喷嘴进入检测器，助燃气（空气）从四周导入，被测组分在火焰中被解离成正负离子，在极化电压形成的电场中，正负离子向各自相反的电极移动，形成的离子流被收集、输出，经阻抗转化，放大器便获得可测量的电信号。对烃类化合物而言，在火焰内燃烧的碳氢化合物中，每个碳原子均等量转化成最基本的、共同的响应单位——甲烷，所以FID对烃是等碳响应，这是最主要的反应，成为电荷传送的主要介质[4]。
1.2 典型污染源VOCs泄漏排放水平报告
确立测量方法后，选择典型的污染源现场测量VOCs排放，了解它们的真实排放水平，进而评估VOCs潜在的大气环境影响，为环境管理提供基础支撑。评估现有污染物控制措施对这些气态前体物的控制水平，为将来VOCs泄漏排放控制提供基础数据，从而减少非常规污染物的排放[5]。
本次评估以南京市某大型石化炼制企业的5套不同装置为例，对行业不同生产环节和工艺具有气态VOCs物料或液态VOCs物料的设备与管线组件开展泄漏检测。按照《石油化学工业污染物排放标准》（GB 31571—2015）的规定，对于石油炼制企业，泄漏浓度净检值不小于500 μmol/mol的有机气体与挥发性有机液体流经的设备与管线组件被定义为泄漏密封点位。
2.1 密封点分布
2.1.1 密封点按装置统计
通过对石油炼制企业5个不同装置开展LDAR前期准备工作，共统计动静密封点73 145个，其中，可达密封点有71 299个，不可达密封点有1 846个。具体来看，各装置密封点分布情况如表1所示。
表1 各装置密封点分布情况
2.1.2 密封点分组件统计
所有密封点按组件分类，可分为泵、阀门、法兰和泄压设备等9种，其中以阀门、连接件和法兰的密封点最多，分别有12 242个、35 137个和24 158个。各个组件可达点和不可达点的具体统计情况如表2所示。
表2 不同组件的密封点统计结果和泄漏排放量占比
2.2 密封点泄漏检测
2.2.1 各装置泄漏密封点情况
使用FID对5个石油炼制装置进行LDAR检测，共发现VOCs泄漏点位57个，总体泄漏率为0.08%。按泄漏密封点数量统计，蜡油加氢装置、异丁烷装置和连续重整装置最多，数量分别为24个、15个、13个。按泄漏率统计，PSA装置、异丁烷装置和蜡油加氢装置最高，分别为0.19%、0.15%和0.14%，如表3所示。
表3 泄漏密封点分装置统计
2.2.2 各组件泄漏密封点情况
按组件类型统计，泄漏密封点最多的组件是阀门和法兰，数量分别为28个和22个，泄漏率分别为0.23%和0.1%，其次是连接件，泄漏点有7个，但是连接件统计基数较大，泄漏率为0.02%，如表4所示。
表4 泄漏密封点分组件统计
2.3 密封点泄漏评估
统计石油炼制企业5种装置的各个组件泄漏情况，结果发现，泄漏的主要组件是连接件、法兰和阀门，三者泄漏量占总泄漏量的96%以上，其占比分别为40.14%、35.71%和20.46%。不同组件的泄漏排放量占比情况如表2所示。
对石油炼制企业开展泄漏检测，发现阀门、法兰的泄漏点数量较多。主要原因有：内浮顶罐不符合标准所规定的高效密封方式要求；
稳定轻烃充装卸区罐车排气系统无法集中处理；
凝析油罐下装式发油装置无废气收集处理措施；
污水池敞开液面逸散；
凝析油储存不符合要求，未采用压力罐、低压罐或其他等效措施；
凝析油装载不符合要求，未采用底部装载或顶部浸没式装载方式；
装载未采用气相平衡系统或其他等效措施；
原油装载方式不符合要求，未采用底部装载或顶部浸没式装载方式；
重力分离罐排污管线与排污管网连接处未采取与环境空气隔离的措施。
从组件来看，阀门、法兰和连接件的泄漏点数量较多。其中，阀门组件泄漏部位主要是阀杆出函压盖处与函压盖下的环状螺栓密封。阀门长时间工作，导致阀体填料与阀杆间的压力减弱，同时阀体填料不断腐蚀、老化，易发生泄漏。法兰组件泄漏部位主要是环状密封，法兰垫片长期使用后老化、龟裂，长期运行导致螺栓松动，两侧管道受力不均等可导致垫片与法兰面产生空隙而发生泄漏。连接件泄漏部位主要是螺帽连接处，若密封性不够或螺纹受损，螺帽无法上紧，则会发生泄漏。
本文结合具体案例，采用FID对石化行业典型装置进行LDAR测试，最终综合分析VOCs泄漏原因，为环境管控提供技术支撑。经统计，蜡油加氢装置、异丁烷装置和连续重整装置泄漏密封点数量最多，PSA装置、异丁烷装置和蜡油加氢装置泄漏率最高，泄漏点最多的组件是阀门和法兰，泄漏排放量最多的主要组件是连接件、法兰和阀门。
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