1.项目概况:
随着石油化工生产规模的不断发展扩大和装置运行周期的逐步延长,设备、管线密封发生泄漏带来的危害日益凸现。主要表现在:由于泄漏造成的物料损失和能源消耗、泄漏可能造成火灾和爆炸事故、泄漏物质可使员工中毒或患职业病以及造成环境污染。
国外将这种难以预测的泄漏称为逸散性泄漏(Fugitive Emissions)。欧美发达国家通过研究密封泄漏检测和管理技术,形成较为完整的泄漏检测管理和维修的体系,制定了一系列的法律法规和技术文件。从开始实施LDAR至今,欧美日炼油企业已经在环境保护、能源节约和安全生产等方面得到了的巨大回报。
国内对于生产装置中各种设备(如阀门、泵、压缩机和安全阀等)的逸散性泄漏还是没有得到足够的重视,在石化企业中没有建立相应的泄漏检测、控制措施和评估体系。
主要研究工作包括:(1)制定了一套石化装置泄漏检测的方法和手段;(2)积累了大量装置泄漏的检测数据,并通过这些数据和国外有关研究的结果和方法得出了装置泄漏总量的估计;(3)利用装置的工艺数据、环境参数数据、泄漏检测数据和设备运行和维护的数据建立一套装置密封点泄漏的风险评估方法;研究和开发了一套石化装置密封点管理软件;(4)编制了《石化典型装置密封点管理指南》;(5)应用泄漏点检测管理软件对泄漏数据进行统计、分析和对泄漏风险进行评估,寻找出石油化工企业典型生产装置泄漏点的逸散性泄漏变化规律和发展趋势;(6)通过使用密封点泄漏管理软件,实现了装置密封点的三维建模和泄漏管理并在济南炼油厂加氢精制装置进行试验应用。
2.主要成果:
(1)建立了一套装置泄漏检测布点方法、检测参数和检测手段。本项目对加氢精制装置的工艺过程进行分析,确定加氢精制装置泄漏检测的布点方法、检测参数和检测手段。阐明了石油化工生产装置密封点的逸散性泄漏分布状态、变化规律及发展趋势。
(2)形成一套泄漏检测的风险评估方法。在监测数据管理方面,独创性地引入了“层次分析法”作为泄漏风险评估的方法。就石化装置密封点泄漏对健康、安全和环境方面的影响进行了分析和评估,结合物料的理化特性、毒性、火灾爆炸风险和泄漏易发生的趋势得出密封点的泄漏风险水平,形成对泄漏检测工作的针对性指导,实现合理、高效地检测及控制密封点泄漏。
(3)将泄漏检测与装置三维建模结合起来,研究开发出一套适合我国石化企业的密封点泄漏管理软件。该软件利用数字工厂建模工具结合现有的装置施工图和竣工图、设备规格表、管线规格表,将现场真实装置以计算机图形的形式还原虚拟模型当中。在这个计算机模型的基础上,操作者和管理者就可以将自己所关注的内容添加上去,实现对装置设备,管线的深入的可视化的管理。通过增加对密封点检测数据、物料信息、设备信息、工艺条件、环境参数和密封类型的数据,提供一个进行可视化风险管理的方案。
3.创新点和知识产权:
(1)实用新型专利:一种带风险评估功能的泄漏智能检测报警系统,ZL200920266020.8;
(2)中国石化专有技术:泄漏检测与修复技术(LDAR),认定号:CG2013-006。
(3)中国石化企业标准: Q/SH 0456-2012石化装置挥发性有机化合物泄漏检测规范。
4.成果应用情况:
本技术在研发阶段已经在中国石化股份有限公司济南分公司加氢精制装置和中国石化股份有限公司金陵分公司重催装置应用,减少了泄漏、污染和生产事故,提高了泄漏管理水平,相对减少了泄漏管理的投入,取得良好的应用效果,获得应用单位的好评。
目前此技术逐步形成安工院的特色技术应用到石化生产安全领域的技术研究。先后完成了10余家企业60多套装置的泄漏检测与修复工作,建立了15万多个密封点数据库,应用企业包括:济南分公司、普光净化厂、齐鲁分公司、武汉分公司、山东利华益炼油厂、江苏索普氯碱厂、杭州电化厂、九江分公司、安庆分公司、燕山分公司。
该项目成果的推广和应用能够促进企业减小泄漏和排放,减少恶臭污染,降低环境风险,同时也可以提高产品的收率,降低加工损失,经济效益和社会效益显著。