煤制油项目挥发性有机物排放特征分析

王耀麟， 马秀平

(山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西 长治 046031)

1 研究背景

遵照《2019年宁夏生态环境状况公报》文件中列示的相关信息，2019年全年宁东能源化工基地的空气环境质量稍见变差，其O3、PM2.5、PM10物质平均质量浓度测定值分别为146.00 μg/m3、25.00 μg/m3、65.00 μg/m3。O3物质平均浓度测定值与2018年展开同比，其上升变化幅度为13.00%，PM2.5、PM10物质平均浓度测定值与2018年展开同比，其下降变化幅度分别为3.60%，以及2.80%[1-2]。

PM2.5、PM10物质平均浓度测定值所发生的同比下降变化过程，与宁东基地全面彻底推进开展超低排放改造工作环节，以及改善加强日常监督管理工作的实施力度具有高度相关性。O3物质平均浓度测定值的升高过程，与宁东基地内部具体实施的挥发性有机物排放技术活动过程具有高度相关性[3]。

遵照我国学者黄彬等围绕臭氧物质的污染技术作用特征展开的研究分析，其获取的相关结果显示，伴随着宁东基地新增加煤制油项目的陆续投入生产，其实际引致生成O3的前体物质VOCs，以及NOx等污染性物的排放量持续增加，诱导2019年的O3平均浓度测定值显著高于往年同期数据测定水平[4-7]。

据研究结果显示，挥发性有机物(VOCs)能够被大气环境中包含的-OH基团氧化处理成过氧自由基等中间性化学物质，继而在与氮氧化物发生化学反应过程条件下，引致臭氧气体物质的实际浓度水平逐渐提升，造成不良影响。

结合同年度山西潞安高硫煤油化电热一体化示范项目的相关数据，对煤制油项目的挥发性有机物的泄露进行综合分析，研判泄露的主要类型及后续修复工作的重点。

2 挥发性有机物检测与分析

2.1 检测仪器及检测方法

在有组织检测过程中，实际需要运用的检测仪器设备主要有：3012H自动烟尘烟气测试仪设备；A60气相色谱仪设备，DJHB-A(SY)-0022；气相色谱质谱联用仪设备，DJHB-A(SY)-0021。

在无组织检测过程中，实际需要运用的检测仪器设备主要有：phx21检测仪设备，LDARtools公司；TVA2020便携式检测仪设备，美国赛默飞公司。

2.2 检测情况结果及分析

2.2.1 挥发有机物排放量统计分析

根据环办【2015】104号附件3《石化企业泄漏检测和修复工作指南》和(HJ733-2014)《泄漏和敞开液面排放的挥发性有机物检测技术导则》等标准实施全过程的质量控制，从有机液体储存与调和挥发损失排查技术环节、有机液体装卸挥发损失排查技术环节、工艺有组织排放排查技术环节、冷却塔排查技术环节、循环水冷却技术系统释放排查技术环节等，可以得知在煤制油项目运作过程中，无组织排放数量通常占据总排放数量的68.76%。

2.2.2 泄漏检测与修复(LDAR)分析

本次研究过程中共计针对230 682个密封技术点位展开规范化检测干预，具体涉及阀门组件密封技术点位、法兰密封技术点位、开口管线组件密封技术点位、连接技术组件密封技术点位、泄压技术设备密封技术点位、泵设备密封技术点位以及搅拌器密封技术点位。

在煤制油项目内部结构中，法兰密封技术点位设置数量最多，其设置数量通常占据密封技术点位总设置数量的60%～70%，其次为阀门密封技术点位，其设置数量通常占据密封技术点位总设置数量的10%～20%。就宁东能源化工基地单一项目而言，同样符合上述数据，其中法兰泄漏技术点位的出现数量最多，出现数量占据泄漏技术点位总出现数量的62.71%，其次为阀门泄漏技术点位和开口管线泄漏技术点位，其数量占比均为13.01%。

2.2.3 泄漏原因分析

从泄漏技术问题的引致原因角度展开阐释分析，则因垫片腐蚀技术因素、磨损技术因素以及垫片不平衡技术因素作用而引致出现的泄漏技术点位数量，约占所有泄漏技术点位发生数量的42.00%；因螺栓组件松动因素而引致出现的泄漏技术点位数量，约占所有泄漏技术点位发生数量的23.00%；因阀杆技术组件与填料压盖技术组件松动而引致出现的泄漏技术点位数量，约占所有泄漏技术点位发生数量的8.00%；因丝堵生料带损坏因素而引致出现的泄漏技术点位数量，约占所有泄漏技术点位发生数量的6.00%。除此之外，密封技术点位物料残留因素、填料损坏因素、阀门技术组件内漏因素，以及密封圈结构磨损因素也是引致泄漏技术问题发生的重要原因。

做好针对法兰技术点位、阀门技术点位、连接件技术点位、开口管线技术点位、垫片技术点位以及螺栓技术点位的管理控制干预工作，有助于实现对泄漏点的修复。

2.2.4 修复的主要手段

1)阀门泄漏维修

阀门阀杆与填料压盖或压板之间泄漏的修复，通常可以通过适当扭紧压盖或压板螺栓上的螺母消除泄漏。对于通过扭紧螺母无法消除泄漏的阀门，则需要退出阀门上下游物料，打开阀门填料压盖或压板(取出压套)，检查并更换阀门填料或阀杆。

2)法兰、连接件泄漏维修

法兰泄漏维修，首先应对称逐步扭紧螺栓螺母，同时检测泄漏点，直到净检测值低于泄漏定义浓度。通过扭紧螺栓螺母，无法消除泄漏，则需要退出法兰上下游物料，更换垫片。

3)开口阀或开口管线泄漏维修

开口阀或开口管线泄漏，首先应检查末端阀门是否关紧。在阀门关紧情况下，泄漏依然存在，则需在安全的前提下加装一道阀门或盲板或丝堵。

4)泄压设备(安全阀)泄漏维修

泄压设备(安全阀)泄漏维修，应切换到备用泄压设备(安全阀)，检查整定压力、实际工况压力是否符合相关设计规范要求。拆下有问题的泄压设备，应由具有相关资质的机构检查、维修并重新设定整定压力。

5)泵轴封维修

泵轴常见的故障现象有进料或静压时泄漏、运转时突发性、经常性或周期性泄漏等不同泄露情况，应针对不同故障现象找出故障原因，采取针对有效的处理解决方法。

2.2.5 减排效益分析

针对230 682个密封技术点位展开检测分析技术环节，所有密封技术点位的全年无组织排放数量为50.89 t，在开展修复环节之后，其实际排放数量为29.60 t，其减排数量为21.29 t。

3 结论

借由开展规范系统的统计学数据核算工作环节和技术性检测分析环节可以知道，在煤制油项目运行过程中，无组织排放数量通常占据总排放数量的68.76%，针对挥发性有机物排放过程展开管理控制，重点在于针对无组织排放技术活动过程展开控制。

在煤制油项目内部结构中，法兰密封技术点位设置数量最多，其设置数量通常占据密封技术点位总设置数量的69.72%，其次为阀门密封技术点位，其设置数量通常占据密封技术点位总设置数量的19.28%；法兰泄漏技术点位的出现数量最多，其出现数量占据泄漏技术点位总出现数量的62.71%，其次为阀门泄漏技术点位和开口管线泄漏技术点位，其数量占比均为13.01%。该项研究过程中针对230 682个密封技术点位展开规范化检测干预，发现泄漏技术点位168 处，成功修复165 处。

LDAR技术主要是针对VOCs无组织排放难题而提出的，属于源头治理方法。在煤制油项目生产技术运作过程中，做好针对法兰技术点位、阀门技术点位、连接件技术点位、开口管线技术点位、垫片技术点位，以及螺栓技术点位的管理控制干预工作，有助于控制缩减挥发性有机物的排放数量，继而产生相应的环境保护、生产安全及生产成本的效益。