石化行业VOC核算技巧与案例

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MTBE 苯
温度,℃
20 20
蒸气压,kPa
29.90 10.03
甲苯
对二甲苯 乙二醇
20
20 20
2.91
0.87 0.01
(二)有机液体储存与调和挥发
• 真实蒸气压:
混合物蒸气压计算
(二)有机液体储存与调和挥发
• 固定顶罐工作损耗
KN:工作排放周转因子
当周转次数N>36时,KN=(180+N)/6N
(1)可检测点比例 大于50%; (2)600个检测值 中,有6个≥10000 ppm的点,比例为 10%; (3)120个不可达 点中,按照10%的比 例向上取整, ≥ 10000ppm的点有2 个。
(一)设备动静密封点泄漏
e2(SV2) e1(SV1) e3(SV3) e4(SV4)
某法兰
1月2日 第一次检测 检测值SV1
5月21日
7月7日 第三次检测 检测值SV3
e1(SV1)
e3(SV3)
e4(SV4)
1月2日 第一次检测 检测值SV1
2月16日
4月4日 4月9日 5月24日 7月7日 第二次检测 修复完成 第三次检测 检测值SV2 并复测 检测值SV4 发现泄漏 检测值SV3
(一)设备动静密封点泄漏
• 示例:
10、非正常工况(含开停工及维修)排放;
11、冷却塔、循环水冷却系统释放; 12、事故排放。
方法内容
(一)设备动静密封点泄漏
E设备 WFVOCs ,i eTOC ,i ti WF i 1 TOC ,i
n
1、密封点排放速率核算方法:
(1)实测法:包袋法、大体积采样法
12
3 2 4
2000
5500 30000 90000
相关方程法-方程
4.61E-06× SV0.703
0.012
0.006 0.013
相关方程法-定值 筛选范围法 118 <10000ppm DTM未检测 筛选范围法 2 ≥10000ppm 合计
0.084 0.00006 0.0375
0.336 0.007 0.075 0.452
2月16日
4 月4 日 第二次检测 检测值SV2 发现泄漏
4月9日 修复完成 并复测 检测值SV3
5月24日
7月7日 第三次检测 检测值SV4
时间区间
泄漏检测值 (ppm) 排放速率 (kg/h) 天数 排放量(kg) 合计
01.02-02.16
200 0.00019 45 0.21
02.16-04.09
(2)相关方程法:适用于有检测值的密封点
(3)筛选范围法:适用于法兰或连接件的不可达点
(4)平均排放系数法:适用于所有不可达点
2、排放时间的确定方法:中点法
(一)设备动静密封点泄漏
• 相关方程
泵泄漏速率(kg/hr) = 5.03E-05 × (SV)0.610 法兰泄漏速率(kg/hr) = 4.61E-06 × (SV)0.703 阀门泄漏速率(kg/hr) = 2.29E-06 × (SV)0.746 其它泄漏速率(kg/hr) = 1.36E-05 × (SV)0.589 连接件泄漏速率(kg/hr) = 1.53E-06 × (SV)0.735
(二)有机液体储存与调和挥发
• 公式法
适用于:正常工作的常温常压储罐
不适用于:不稳定或易沸储料(真实蒸气压超过大气压)
蒸气压未知或不可预测的混合物
带封闭设施的浮顶罐(如带有水封罐)
浮盘密封材料/设施老化或被储液明显浸渍的
(二)有机液体储存与调和挥发
• 固定顶罐总损耗LT=静置损耗LS+工作损耗LW
设备类型 默认零值排放 速率(kg/h/排 放源) 限定排放速率 (kg/h排放源)
50000μmol/mol
相关方程 (kg/h排放源)
石油炼制的泄漏率(炼油、营销终端和油气生产) 泵 压缩机 搅拌器 阀门 泄压设备 连接件 法兰 开口阀或开口管线 其它 2.4E-05 4.0E-06 4.0E-06 7.8E-06 4.0E-06 7.5E-06 3.1E-07 2.0E-06 4.0E-06 0.16 0.11 0.11 0.14 0.11 0.030 0.084 0.079 0.11 5.03E-05×SV0.610 1.36E-05×SV0.589 1.36E-05×SV0.589 2.29E-06×SV0.746 1.36E-05×SV0.589 1.53E-06×SV0.735 4.61E-06×SV0.703 2.20E-06×SV0.704 1.36E-05×SV0.589
• 气态镶嵌式密封
(二)有机液体储存与调和挥发
• 液Leabharlann Baidu镶嵌式密封
(二)有机液体储存与调和挥发
• 机械靴式密封
(二)有机液体储存与调和挥发
• 粘壁损耗
CS为罐壁油垢因子,与储罐罐壁生锈情况相关,分为:
轻锈—平均每年除锈一次; 中锈—平均两年除锈一次; 重锈—平均三年以上(包括三年)除锈一次。
石化行业VOCs核算技巧与案例
2017年9月
方法内容
石化行业的VOCs排放源分为12类:
1、设备动静密封点泄漏; 2、有机液体储存与调和挥发损失; 3、有机液体装卸挥发损失; 4、废水集输、储存、处理处置过程逸散; 5、燃烧烟气排放; 6、工艺有组织排放;
7、工艺无组织排放;
9、火炬排放;
8、采样过程排放;
当周转次数N≤36时,KN=1
Q:周转量
HLX:平均最高液位 HLN:平均最低液位
(二)有机液体储存与调和挥发
影响参数 默认(柴油、30℃) 变化值 无
VOCs许可排放量(t/a)
3000m³ 5.19
2.49
7.13 6.06
5000m³ 10000m³ 8.63
4.14
11.77 10.03
17.40
(二)有机液体储存与调和挥发
(二)有机液体储存与调和挥发
• 罐壁生锈情况的确定
(二)有机液体储存与调和挥发
• 罐壁生锈情况的确定
建议企业后续工作开展过程中通过测 定不同时间浮顶罐内气相空间的油气 浓度,确定其油垢因子的选择。
(二)有机液体储存与调和挥发
• 浮盘附件损耗
浮盘附件 说明 浮盘顶的径向圆形开孔,提供足够大的面积允许操作人员和材料通过,以便进行 建造或维修的设备 用于指示罐中液体的液位。浮标位于液体表面,处在一个被盖子密封的测量井中 由一个装备有自闭合密封盖的套管组成,操作人员可对所储液体进行测量和采样 主要用于对浮盘和罐底进行一定距离的隔离,防止浮盘下部设施的损坏 主要用于为密封盒边缘地带留有一部分气体空间的密封设计 主要用于补偿浮盘着陆或悬浮时内外气相压力差的变化 通过罐体内部浮盘的立柱,用于支撑罐顶,自支撑内浮顶罐和外浮顶罐没有支撑 柱 罐中设有从浮顶延伸至罐底的内梯,该设备通过浮盘的开孔 用于将浮盘顶部的雨水排出 该附件穿过浮顶,固定在罐底与罐顶之间且不可旋转 有槽导向柱与无槽导向柱的作用相似,但带有开槽或钻孔
(一)设备动静密封点泄漏
• 平均排放系数法:
适用于未开展LDAR的企业,或不可达点(除符合筛选范围法适用条 件的法兰和连接件外)。
(一)设备动静密封点泄漏
• 排放时间的确定——中点法
e1(SV1) e2(SV2)
e3(SV3)
1月2日 第一次检测 检测值SV1
2月16日
4月4日 第二次检测 检测值SV2 e2(SV2)
• 液体表面温度TLA
TAA日平均环境温度 TB储液本体温度
(二)有机液体储存与调和挥发
• 真实蒸气压:
(1) 油品真实蒸气压计算
原油的A、B与雷德蒸气压相关 馏分油的A、B与雷德蒸气压和
蒸馏曲线斜率相关
(2)有机化学品真实蒸气压计算
A、B、C为安托因常数
(二)有机液体储存与调和挥发
化学品名称
8.36
23.97 20.33
雷德蒸气压
罐壁/顶颜色 罐漆状况
1.5kPa
浅灰色 差
呼吸阀
平均储存液面高度 平均储存液面高度
-300~1500Pa
35%罐体高度 60%罐体高度
5.34
5.25 5.04
8.86
8.72 8.39
17.90
17.58 16.92
(二)有机液体储存与调和挥发
浮顶罐总损耗LT=边缘密封损耗LR
(二)有机液体储存与调和挥发
• 环境温度 • 大气压 • 太阳辐射强度 • 真实蒸气压 • 气相摩尔质量 • 介质密度
气象参 数 储罐构 造参数
• 储罐直径、高度 • 储罐颜色 • 呼吸阀设置
介质参 数 储罐运 行参数
• 储罐储存温度 • 储罐液面高度 • 储罐周转量
(二)有机液体储存与调和挥发
(一)设备动静密封点泄漏
设备类型 默认零值排放 速率(kg/h/排 放源) 限定排放速率 (kg/h排放源) 50000μmol/mol 相关方程(kg/h排 放源)
石油化工的泄漏率 轻液体泵 重液体泵 压缩机 搅拌器 泄压设备 气体阀门 液体阀门 法兰或连接件 开口阀或开口管线 其它 7.5E-06 7.5E-06 7.5E-06 7.5E-06 7.5E-06 6.6E-07 4.9E-07 6.1E-07 2.0E-06 4.0E-06 0.62 0.62 0.62 0.62 0.62 0.11 0.15 0.22 0.079 0.11 1.90E-05×SV0.824 1.90E-05×SV0.824 1.90E-05×SV0.824 1.90E-05×SV0.824 1.90E-05×SV0.824 1.87E-06×SV0.873 6.41E-06×SV0.797 3.05E-06×SV0.885 2.20E-06×SV0.704 1.36E-05×SV0.589
(一)设备动静密封点泄漏
• 筛选范围法:
仅适用于法兰或连接件的不可达点
按检测数量与不可达点数量的比例推测不可达点中SV≥10000
μ mol/mol和SV<10000μ mol/mol的设备动静密封点的个数。 要求:检测至少50%该装置的法兰或连接件,并且至少包含1个净检 测值大于等于10000μ mol/mol的点
开口管线泄漏速率(kg/hr) = 2.20E-06 × (SV)0.704
(一)设备动静密封点泄漏
• 相关方程法(指南):
附表一-3
默认零值排放速率 限定排放速率 相关方程
SV:净检测值,指采用规定的检测方法,测得受控密封点表 面扣除环境本底值后的检测值(以碳计),单位μ mol/mol。
(一)设备动静密封点泄漏
60000 0.084 52 104.83 105.71 kg
04.09-05.24
400 0.00031 45 0.33
05.2407.07 420 0.00032 44 0.34
(一)设备动静密封点泄漏
许可
(二)有机液体储存与调和挥发
• 有VOCs末端治理设施: (1)实测法:
(2)公式法:
50
DTM未检测
平均排放系数法
合计
0.0109
0.545
0.848
(一)设备动静密封点泄漏
(二)法兰:共720个,其中600个可检测点,120个不可达点
法兰 泄漏检测值 排放速率 计算方法 公式或系数 ppm kg/h 数量 565 0 0.0002 相关方程法-零值 3.1E-07 10 4 100 800 0.001 0.002
人孔
计量井 采样井 浮盘支腿 边缘通气孔 真空阀 罐顶支撑柱 楼梯井 浮盘排水管 导向柱(无槽) 导向柱(有槽)
(二)有机液体储存与调和挥发
(二)有机液体储存与调和挥发
• 浮盘缝隙损耗
只有螺栓连接式的内浮顶浮盘有盘缝损耗(KD=0.14), 焊接式浮盘的内浮顶罐和外浮顶罐都没有盘缝损耗(KD=0)。 盘缝长度因子:SD=Lseam/Adeck
+工作粘壁损耗LWD
+浮盘附件损耗LF
+浮盘缝隙损耗LD
(二)有机液体储存与调和挥发
• 边缘密封损耗
边缘密封损耗系数
一次密封 密封系统 边缘靴板 二次密封 边缘刮板 挡雨板
机械靴式 液态镶嵌式 气态镶嵌式
对于内浮顶罐和拱顶外浮顶罐风速v=0
(二)有机液体储存与调和挥发
(二)有机液体储存与调和挥发
某炼油装置有350个阀,720个法兰,介质均为轻液体,泄漏检测结果和 排放速率计算过程如下: (一)阀门: 共350个,其中300个可检测点,50个不可达点。
阀门数量 280 5 5 2 2 4 2 泄漏检测值 ppm 0 200 400 1500 7000 20000 60000 相关方程法-定值 0.14 相关方程法-方程 2.29E-06×SV0.746 计算方法 相关方程法-零值 公式或系数 7.8E-06 排放速率 kg/h 0.002 0.0006 0.001 0.001 0.003 0.015 0.280
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