Методика расчета выбросов вредный веществ в окружающую среду от неорганизованных источников нефтегазового оборудования

То же относится и к сливу и наливу сжиженных газов: эти операции осуществляются через герметичные системы с уравнительными линиями паровой фазы или с поддавливанием газом.

6.2. Бензины и нефти хранятся при атмосферном давлении в емкостях, оборудованных воздушками - линиями для сообщения с атмосферой и уравнивания давления в емкости с атмосферным при "малых и больших дыханиях". Современные парки оборудуются системами улавливания легких фракций (УЛФ), практически исключающими выбросы углеводородов в атмосферу через воздушки. Однако, и при отсутствии системы УЛФ выбросы через воздушки при хранении и сливо-наливных операциях по определению ГОСТ 17.2.1.04-77 относятся к организованным.

Таким образом, и для хранилищ бензина и нефти неорганизованные выбросы рассчитываются аналогично описанному выше в п. 6.1. и не включают в себя выбросы из воздушек.

Организованные выбросы через воздушки этих емкостей рекомендуется рассчитывать по «Методическим указаниям по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров» /10/ и «Дополнению» к ним /11/.

6.3. Неорганизованные выбросы вредных веществ из углеводородных и других легкоиспаряющихся жидкостей, хранящихся в емкостях, необорудованных системами УЛФ или воздушками и напрямую сообщающихся с атмосферой через соответствующие дыхательные клапаны, могут быть также рассчитаны по формулам /10, 11/.

* Утечки через уплотнения валов детандеров приравниваются к аналогичным величинам для компрессоров, а через уплотнения мешалок и реакторов - к утечкам из насосов соответствующих типов.

Примечания:

1. Класс герметичности указывается в ТУ на конкретный вид запорной арматуры.

2. Значения протечек соответствуют случаю истечения в атмосферу.

3. При определении протечек номинальный диаметр Д_н принимается в мм.

4. По аналогии с водой принимаются протечки жидких продуктов, с воздухом - газообразных.

I участок - характерен наличием неочищенного от сероводорода нефтяного газа. Он включает в себя промывную колонну К-1, смеситель нефтяного газа с воздухом СГ-1, технологическую печь П-1 (только змеевик с нагреваемым газом) и вход в реактор Р-1.

II участок, содержащий поток очищенного от сероводорода газа, включает в себя выход газа из Р-1, конденсатор серы КС-1, сероуловитель СУ-1, промывные колонны К-2 и К-3 (работающие попеременно) и серозатвор СЗ-1.

III участок - линия подачи природного топливного газа, топочное пространство печи П-1 и выход дымовых газов из П-1.

IV участок - контур циркуляции водяного пара и конденсата, обеспечивающий съем тепла в КС-1 и обогрев СЗ-1.

2. Для каждого участка подготавливаются исходные данные для расчета на основании технологического регламента, технологической схемы, содержащей данные о запорно-регулирующей арматуре (ЗРА), монтажных чертежей блоков и рабочих чертежей отдельных аппаратов. По данным этих материалов для каждого участка в отдельности определяется количество неподвижных соединений (фланцев, люков, заглушек и т.п.) и ЗРА, находящихся в среде, содержащей вредные компоненты, то есть исключаются фланцы и ЗРА на потоках воды, воздуха, водяного пара. Принимается, что вся ЗРА присоединена к штуцерам и трубам сваркой, т.е. без фланцев. Исключаются также выбросы дымовых газов из П-1, так как они относятся к организованным выбросам. Анализ технологии показывает, что участки, содержащие вредные компоненты - углеводородные газы и сероводород, не имеют механизмов с подвижными соединениями (компрессоров, насосов, воздуходувок и т.п.). Для I участка учтен предусмотренный технологическим регламентом отбор пробы сырого газа в пробоотборник (1 раз в сутки для хроматографического анализа).

Состав технологических сред, учитываемых в расчете, приведен в табл. 1пр. В соответствии с /12/ должен быть проанализирован выброс отдельных углеводородов или фракций с различной степенью вредности. В данном случае, учитывая одинаковую величину ОБУВ для метана и суммы предельных углеводородов С₁ - C₅, в которой метан составляет (для данного нефтяного газа) 25-30 %, целесообразно считать только выбросы суммы углеводородов.

Может быть полезен расчет выброса изобутана, для которого ПДК существенно ниже, чем ОБУВ смеси. Такие расчеты неорганизованных выбросов отдельных углеводородов обязательны в тех случаях, где возможны значительные выбросы этих углеводородов из других организованных источников.

В табл. 2пр. приведены данные о количестве учтенных в расчете возможных мест утечки газа.

3. Расчет неорганизованных выбросов вредных веществ по участку I

Утечка углеводородов C₁-C₅ через фланцы и др. неподвижные соединения по формуле (1):

Аналогично утечка изобутана и сероводорода через фланцы на участке I:

Аналогично утечки i-C₄ и H₂S через неплотности ЗРА на участке I:

Такие же расчеты выполняются по участкам II и III. При этом расчеты выброса изобутана на III участке нецелесообразны из-за исчезающе малой величины его содержания в используемом в качестве топлива природном газе. На участке IV, как видно из описания в начале примера, вредные выбросы отсутствуют.

Результаты расчета сведены в табл. 2пр. Как видно из результирующей строки таблицы 2пр, суммарные неорганизованные выбросы по установке очистки газа в регламентном режиме составляют по углеводородам C₁ - C₅ 42,5878; по изобутану - 1,5779, по сероводороду - 0,8418 и суммарно по вредным выбросам - 43,4296 мг/с.

Данные таблицы показывают также, что при небольшом числе фланцев и др. неподвижных соединений утечками через них можно пренебречь.

Основные технологические потоки блока: депропанизированный остаток ШФЛУ и полученные из него бутановая фракция, изопентановая фракция и стабильный газовый бензин, а также исходная ШФЛУ, проходящая через теплообменники блока. В состав этих потоков входят только алифатические углеводороды от метана до декана (C₁ - С₁₀), в связи с чем в этом примере они могут рассчитываться как один продукт, в соответствии с перечнем ПДК в приложении 2 (п. 1102) к ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны". Можно, исходя из известного углеводородного состава каждого потока, рассчитать также выбросы каждого из этих углеводородов или их групп (например, углеводороды C₁ - C₅; С₆ - С₁₀, изо-С₄ и т.п.), а также учесть возможность наличия в бензине углеводородов других классов, например, воспользовавшись табл. 4.4. в источнике /2/.

Каждый из этих потоков (кроме стабильного бензина) по условиям технологии находится либо в газообразном (парогазовом) состоянии, либо в жидком (или сжиженном) виде. Источники утечек подсчитываются отдельно для газовых и легких жидкостных потоков, поскольку для них установлены разные нормативные величины утечек и доли герметичности в приложении 1.

К вспомогательным технологическим потокам, способным образовать вредные выбросы, относятся теплоноситель - керосин и охлаждающая жидкость - антифриз, циркулирующие соответственно между источником нагрева и рибойлерами колонн и источником холода и конденсаторами колонн. Оба эти потока находятся постоянно в жидком состоянии и, согласно принятому в настоящем РД, относятся к тяжелым жидкостям.

Для расчета выбросов отдельных углеводородов и групп (фракций), на которые установлены ПДК м.р. или ОБУВ /12/ рассчитаем содержание этих веществ (фракций) в исходном ШФЛУ, проходящем через теплообменные аппараты блока, депропанизированном ШФЛУ (сырье блока № 6), а также в усредненных утечках этих продуктов из газовой (паровой) и жидкой фаз, находящихся в аппаратах и коммуникациях блока.

Для упрощения расчета из технологических соображений принимается, что:

а) в депропанизированном остатке отсутствуют метан и этан и содержится 3 % (по массе от ШФЛУ) пропана;

б) в единой расчетной утечке паровой фазы отсутствуют углеводороды С₆ - С₁₀, а компоненты C₁ - C₅ из ШФЛУ и из депропанизированного остатка представлены в соотношении 1:3;

в) в единой расчетной утечке жидкой фазы углеводороды C₁ - C₅ и С₆ - С₁₀ представлены в соотношении 3:2.

Учитывая сравнительно небольшие величины неорганизованных выбросов и низкую биологическую опасность представленных углеводородов (4 класс опасности), такие допущения можно считать вполне приемлемыми.

С учетом величины ПДК м.р. или ОБУВ представляется целесообразным кроме суммарной утечки углеводородов считать также отдельно выброс изобутана, имеющего самый низкий ПДК, и фракций С₁ - С₅ и С₆ - С₁₀, для которых установлены различные, достаточно низкие ОБУВ.

Там же в таблице 3пр приведены данные по керосину и этиленгликолю - вредному веществу в составе антифриза, (60% масс. в водном растворе).