降低石油化工流程泵VOCS排放的密封解决方案(18.6)

01020304VOCs定义及相关标准石化企业现状及相关法规VOCs排放的主要方式VOCs密封治理典型案例ONTENTS目录成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd年初，柴静的纪录片“穹顶之下”引起的轩然大波空气----5分钟水------3天食品----7天环境污染（空气、水、土壤）是现代工业发展的必然产物，只能减小，不能消除本届中央政府顺应民意，在环境治理方面采取了强硬措施，并获得明显效果成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd成都一通密封背景工业生产过程中产生的二氧化硫和氮氧化物、挥发性有机物（VOCs）等排放到空气中，通过化学反应产生的硝酸盐、硫酸盐、二次有机气溶胶等，来源二：二次颗粒物包括扬尘、采选矿、金属冶炼、有机化工生产和餐饮业油烟等来源一：直接排放valotileorganiccompounds,挥发性有机化合物VOCs石油化工行业的原料、产品，绝大部分属于VOCS，它们在生产、运输、使用过程中，都存在产生污染环境的风险VOCs定义及相关标准1PartOne成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd定义：碳6~碳16之间的有机化合物。碳2~碳5，在石化领域称为轻烃，属于易燃易爆的挥发性介质。成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd人体健康造成威胁,挥发性有机物是促进臭氧和PM2.5形成的主要前体物之一出现以下情况，则认定发生:Nox+VOCs+紫外线→O3(增加空气氧化性);NOx、SOx+H2O→酸雨(硫酸盐、硝酸盐);硫酸盐+硝酸盐+VOCs→PM2.5、雾霾…成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd来源VOCs来源可分为自然源和人为源。自然源主要包括森林火灾、火山喷发等非生物过程，和植被、农作物呼吸、土壤微生物呼吸等生物排放，人为源主要包括移动源和固定源，固定源中又包括生活源和工业源等。移动源是指汽车、轮船、飞机等各种交通运输工具的排放。生活源VOCs排放包括建筑装饰、油烟排放、垃圾焚烧、秸秆焚烧、服装干洗等等。工业源VOCs排放包括化石燃料燃烧、废气物燃烧、溶剂使用、石油存储和转运、工业过程等。据估算，VOCs自然源全球年排放量11.5亿吨碳/年，而VOCs人为源全球年排放量1.42亿吨碳/年。中国研究显示，国内年均VOCs自然源排放量达到1,090万吨，人为源排放量达到1,510万吨。人为源排放，中国占世界的1/10,但人为源/自然源，世界平均为12.3%，中国为138.5%。石油化工及储运产生的VOCs排放在人为源中占比达到14.5%，仅次于机动车（21.5%）的VOCs排放。石化企业现状及相关法规2PartTwo成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd排放污染源归类解析表过程解析排放形式原料、半产品、产品装卸及储存过程无序排放生产过程中设备的动、静密封点泄漏及尾气排放无序排放废水和固体废物集输、储存、处理处置过程无序排放热（冷）供给设施燃烧烟气有序排放设备、管线检维修过程无序排放典型石油化学工业生产企业设施图石油化工设备密封点泄漏造成VOCs排放涉及VOCs流经或接触的设备或管道，主要包括泵、压缩机、搅拌器、阀门、泄压设备、取样连接系统、开口阀或开口管线、法兰、连接件和其他等10大类一个500万吨规模炼油厂，设备静密封点约40万到60万个，动密封点约3000个。因工作原理不同，动密封点的泄漏量是静密封点的10倍乃至100倍以上。静密封点理论上可以做到无泄漏，动密封点必然有泄漏。API682机械密封泄漏标准：1000PPM或5.6克/小时成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd排放标准趋于严格化在石化行业，美国针对VOC不同种类污染物制定不同排放标准，而国内由于起步较晚、技术不够成熟，目前仅将非甲烷总烃作为总统计口径予以监测和控制，其排放不超过120mg/m3。未来国内石化行业VOC排放标准将趋于严格，在《石油化学工业污染物排放标准（征求意见稿）》中就规定现有和新建企业非甲烷总烃去除率不低于95%；在国土开发密度已经较高、环境承载能力开始减弱，或大气环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重大气环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区，现有和新建企业非甲烷总烃去除率不低于97%。随着监测技术不断成熟，国内将和美国一样针对不同种类污染物提出不同排放标准，从而大大推动石化行业VOC治理市场的发展。储运领域VOC治理主要针对码头、油库、油站的油气回收。目前国内码头、油库和油站的油气排放参照《储油库大气污染物排放标准GB20950-2007》和《加油站大气污染物排放标准GB20952-2007》，油气排放浓度限值均为25g/m3。未来国内针对码头、油库、油站储运不同环节包括将制定不同排放标准，且标准将趋于严格化。VOC污染治理领域（含油气回收）市场规模预测根据国家发布的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》和《重点区域大气污染防治“十二五”规划重点工程项目》：十二五期间，重点工程项目投资需求约3,500亿元，其中，工业VOC治理项目投资需求约400亿元，油气回收项目投资需求约215亿元，合计投资需求达615亿元。成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd成都一通密封政策与法规国务院办公厅《重点区域大气污染防治“十二五规则”》首次提出减少VOCs排放目标、治理、防治；国函〔2012〕146号国务院《大气污染防治行动计划（2013－2017）》治理挥发性有机物：进行“泄漏检测与修复”技术改造；对有机化工、农药、医药、表面涂装、塑料制品、包装印刷等重点行业开展有机废气综合整治国发〔2013〕37号关于印发《石化行业挥发性物有机综合整治方案》通知，落实石化行业的《大气十条》环发〔2014〕177号关于印发《挥发性有机物排污收费试点办法》的通知》，对石化和包装行业征费财发〔2015〕71号关于印发《石化行业VOCs污染源排查工作指南》及《石化企业泄漏检测与修复工作指南》的通知环发〔2015〕04号《石油炼制工业污染物排放标准+GB31570-2015》《石油化学工业污染物排放标准+GB31571-2015》《合成树脂工业污染物排放标准+GB31572-2015》石化排放标准发布201220132014202020152015实现VOCS从原料到产品、从生产到消费的全过程减排成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd泄漏的认定出现以下情况，则认定发生了泄漏：a）有机气体和挥发性有机液体流经的设备与管线组件，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2000PPM。b）其他挥发性有机物流经的设备与管线组件，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500PPM。石油化工流程泵VOCs排放的主要方式：轴封泄漏3PartThree成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd成都一通密封石油化工流程泵的轴封形式机械密封正常泄漏量，3ml/小时填料密封正常泄漏量，10ml/分钟泵用干气密封密封气体为空气或氮气，泄漏量约：10标准升/小时成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd成都一通密封机械密封的工作原理及泄漏标准单端面机械密封：正常泄漏量，小于1000ppm或5.6克/小时。机械密封工作原理决定了其不可能实现零泄漏。设备维修提出的机械密封检修标准：油不落地，气不上天。对于机械端面润滑密封是不可能实现的，如果不泄漏的话，密封端面早就高温磨损坏掉了。实际情况是：要么有可见泄漏，即油落地；要么泄漏介质挥发，即气上天。成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd成都一通密封干气密封的工作原理及泄漏标准泵用干气密封：正常泄漏量（0.7bar），小于10NL/小时。成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd成都一通密封机械密封的布置方式无压双封带压双封二级端面密封：正常泄漏量，小于1000ppm或5.6克/小时，石化企业双封的密封液一般为工业白油，低温介质工况，密封液为甲醇。按ISO关于VOCs定义，主要成分为C16～C31的白油，属于VOCs范畴。甲醇对环境和人的危害是很清楚的，其本身就是危险物质，做密封液是不安全的。成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd成都一通密封干气密封的布置方式二级端面密封：正常泄漏量（0.7bar），小于10NL/小时，石化企业泵用干气密封的密封气一般为工业氮气。工艺和安全允许的情况下，密封气可以采用仪表空气或低压水蒸气。这三种气体对环境是没有危害的。成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd单端面机械密封泄漏介质直接排放大气排放浓度低于1000PPM或5.6克每小时（API682标准）P52不带压双密封介质排火炬，少量密封油泄往大气白油（碳16）排大气，低于1000ppm或5.6克每小时（API682标准）P53ABC/54带压双密封白油往工艺介质泄漏以及往大气侧泄漏每侧泄漏低于5.6克每小时（API682）P72+75/76带压串联式干气密封工艺介质泄漏排火炬，二级密封气为氮气泄漏量约10标准升/小时，排往大气(API682)Plan74带压双端面干气密封密封气为氮气，往介质大气泄漏泄漏量约10~100标准升/小时成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd成都一通密封P52/53A/53B/53C/54双密封的机械密封，大气端机封漏油现象较多，难以避免，与用户追求的一滴不漏存在一定差距。肉眼看见的不漏并非无泄漏，表明泄漏的白油已经被密封面产生的热量蒸发，进一步表明白油属于VOCs范畴。对比项目干气密封（双封）机械密封（双封）密封端面润滑介质氮气、空气、蒸汽等无污染介质大部分为工艺液体、白油、甲醇等有污染液体VOC排放介质零泄漏，微量密封气往大气泄漏，VOC排放几乎为零有微量工艺介质或密封油泄漏往大气泄漏，有VOC排放温度对端面润滑介质影响非接触，产生热量低，不需专门冷却接触式，产生温度，必须设置专门冲洗冷却防止端面液膜气化蒸发功率消耗机械密封的5%高日常维护免维护定期补油或更换密封油检修维护简单相对复杂直接成本+运行成本低高机械密封与干气密封泄漏比较成都一通密封股份有限公司ChengduYitongSealCo.,Ltd排放对比结论环保定义结论只有密封泄漏介质为干净的水、空气（或氮气）时，才会对环境没有影响。石油化工工艺特点，很