煉化企業(yè)水資源利用清潔生產(chǎn)案例分析

丁祿彬

（中石化安全工程研究院有限公司，山東青島 266071）

石油化工行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，在國家推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)背景下，持續(xù)提升石油化工行業(yè)清潔生產(chǎn)水平是“兩山理論”的重要實踐，也是推動我國石化行業(yè)升級轉(zhuǎn)型、邁向高質(zhì)量發(fā)展的重要手段?！肚鍧嵣a(chǎn)審核辦法》（2016年5月16日施行）明確規(guī)定：“雙超”“雙有”注解：“雙超”“雙有”企業(yè)是指（一）污染物排放超過國家和地方標(biāo)準(zhǔn)，或者污染物排放總量超過地方人民政府核定的排放總量控制指標(biāo)的污染嚴(yán)重企業(yè)；（二）使用有毒有害原料進(jìn)行生產(chǎn)或者在生產(chǎn)中排放有毒有害物質(zhì)的企業(yè)。企業(yè)必須開展清潔生產(chǎn)審核，石油化工企業(yè)是“雙有”企業(yè)，屬于強(qiáng)制實施清潔生產(chǎn)審核的行業(yè)。

清潔生產(chǎn)審核是指按照一定程序，對生產(chǎn)和服務(wù)過程進(jìn)行調(diào)查和診斷，找出物耗高、能耗高、污染重的原因，提出減少有毒有害物料的產(chǎn)生和使用，降低能耗、物耗以及廢物產(chǎn)生的方案，進(jìn)而選定技術(shù)經(jīng)濟(jì)及環(huán)境可行的清潔生產(chǎn)方案的過程[1]。清潔生產(chǎn)審核是清潔生產(chǎn)的一種方法學(xué)工具，也是實施清潔生產(chǎn)最主要的途徑和手段之一。

該文以某煉化企業(yè)為例，通過對比分析企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中資源能源消耗、物料消耗、污染物排放強(qiáng)度等關(guān)鍵性指標(biāo)的變化情況，評價開展清潔生產(chǎn)審核前后企業(yè)的清潔生產(chǎn)水平，論證清潔生產(chǎn)審核是提升企業(yè)清潔生產(chǎn)水平的重要手段。

1 企業(yè)背景介紹

國內(nèi)某煉化企業(yè)，配套建設(shè)常減壓、催化裂化、延遲焦化等20余套生產(chǎn)裝置，采用“常減壓—渣油加氫—催化裂化—加氫裂化—延遲焦化”工藝路線，產(chǎn)品包括各種牌號的汽油、柴油、聚丙烯、液化氣、航煤、“三苯”、瀝青、石油焦等20余種，其中汽油、柴油達(dá)到歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)。

依據(jù)《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn) 石油煉制業(yè)》行業(yè)清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，評價審核企業(yè)的資源能源消耗及污染物排放強(qiáng)度等關(guān)鍵性指標(biāo)的清潔生產(chǎn)水平，分析問題原因，為下一步挖掘潛力提供依據(jù)，對標(biāo)情況見表1。

表1 清潔生產(chǎn)水平對標(biāo)情況

對標(biāo)結(jié)果表明：該企業(yè)綜合能耗、石油類排放量等指標(biāo)達(dá)到清潔生產(chǎn)一級標(biāo)準(zhǔn)，處于較高水平；噸原油加工取水量、凈化水回用率等指標(biāo)達(dá)到清潔生產(chǎn)二級標(biāo)準(zhǔn)；噸原油廢水排放量為清潔生產(chǎn)三級標(biāo)準(zhǔn)。該企業(yè)水資源利用效率不高，是導(dǎo)致水系統(tǒng)相關(guān)指標(biāo)達(dá)水平不高的重要原因。因此將水系統(tǒng)作為審核重點，梳理用水流程和用水環(huán)節(jié)，查找問題源頭，挖掘清潔生產(chǎn)潛力，并制定提升方案[2]。

2 審核重點

2.1 煉廠工業(yè)用水用途介紹

水在石油煉制過程中具有重要作用：一是制取多種產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料，也是眾多液體產(chǎn)品的溶劑；二是工藝流程上廣泛使用的熱能傳導(dǎo)介質(zhì)，用于控制、調(diào)節(jié)工藝和設(shè)備溫度。煉廠水系統(tǒng)流程見圖1[3]。

圖1 煉廠水系統(tǒng)流程

2.2 用水情況分析

石化行業(yè)評價水資源利用情況通常做法是開展用水情況平衡分析，分析源頭取水、過程用水及末端排水各環(huán)節(jié)水資源流向，評價水資源利用效率，尋找水耗損失環(huán)節(jié)。

取水、耗水各環(huán)節(jié)占比情況見圖2、圖3。

圖2 水資源輸入比例分析

圖3 水資源輸出比例分析

上述用水分析看出，該企業(yè)的工藝化學(xué)制水、循環(huán)水場補(bǔ)水是水耗重點環(huán)節(jié)，占比合計達(dá)到80.89%。

此外用水損失雖然只占1.12%，但與同類型、同規(guī)模企業(yè)相比損失偏大（先進(jìn)企業(yè)水損占比約0.4%），因此重點分析水耗原因。

現(xiàn)場存在“跑冒滴漏”情況，主要為富余低壓蒸汽外排，據(jù)測算損失量約為7 200噸/年；

蒸汽冷凝液未完全回收，直接排入污水系統(tǒng)，預(yù)估損失量為15 000噸/年；

循環(huán)水補(bǔ)水量過大，約為131.4萬噸/年（高于初始設(shè)計值87.6萬噸/年）；

地下管網(wǎng)存在漏損情況，預(yù)估漏損量1 200噸/年。

2.3 制定并實施清潔生產(chǎn)方案

依據(jù)水耗損失原因，從技術(shù)工藝、過程控制、設(shè)備、管理和員工等方面制定清潔生產(chǎn)方案，評估方案實施后效果，具體見表2。

表2 企業(yè)用水環(huán)節(jié)水耗分析

通過實施上述清潔生產(chǎn)方案，企業(yè)水資源使用效率得到了明顯改善，噸原油取水量由1.1噸/噸原油降低至0.52噸/噸原油，取水指標(biāo)達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一級水平，實現(xiàn)節(jié)水458 550噸/年，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約230萬元/年。

3 績效評估

3.1 清潔生產(chǎn)方案

審核發(fā)現(xiàn)企業(yè)在原輔料消耗、污染物減排等方面也存在著清潔生產(chǎn)潛力，從原輔材料和能源、技術(shù)工藝、過程控制、設(shè)備、產(chǎn)品、廢棄物、管理和員工8個方面尋找突破口。

通過開展清潔生產(chǎn)審核，發(fā)現(xiàn)問題8項（資源能源消耗類3項、物料消耗類4項及環(huán)保類1項），制定并實施相應(yīng)清潔生產(chǎn)方案8項，審核問題全部完成整改。分別選取典型節(jié)水類清潔生產(chǎn)方案具體介紹。

3.1.1 低壓蒸汽優(yōu)化利用方案

問題：全廠熱除鹽水負(fù)荷分布不合理，動力站熱除鹽水溫度為80℃，需用低壓蒸汽加熱至158℃；除氧站熱除鹽水溫度為110℃，需用低壓蒸汽加熱至130℃。導(dǎo)致動力站耗費大量低壓加熱蒸汽（60 t/h），而除氧站耗費低壓蒸汽量很少（30 t/h），并存在低壓蒸汽過剩放空情況。

優(yōu)化方案：調(diào)整熱除鹽水熱負(fù)荷，提高動力站熱除鹽水溫度，降低除氧站熱除氧水溫度，同時將除鹽水引入動力站除氧器，除氧站可多消耗30 t/h低壓蒸汽，從而解決低壓蒸汽放空，提高低壓蒸汽利用效率。按照全年低壓蒸汽放空量綜合估算，方案實施后全年可減少蒸汽放空量300噸。

3.1.2 苯乙烯裝置工藝?yán)淠夯厥绽梅桨?/p>

問題：苯乙烯裝置所產(chǎn)的工藝?yán)淠航?jīng)過工藝凝液汽提塔后，再進(jìn)入過濾系統(tǒng)進(jìn)一步處理，得到總碳為5 mg/L，電導(dǎo)率為12.8 μs/cm，PH值為8.7，總鐵為0.34 mg/L，二氧化硅為0.25 mg/L，濁度為9.11 mg/L的冷凝液。其中鐵離子、硅含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到鍋爐給水的要求（鍋爐給水指標(biāo)：水溫＜100℃，總油≤1.0 mg/L，總鐵≤0.1 mg/L，總銅≤0.05 mg/L，二氧化硅≤0.1 mg/L，濁度≤5 mg/L，壓力≤0.6 Mpa），此股水直接排入污水系統(tǒng)，不僅造成水資源浪費，也增加污水處理負(fù)荷。

解決方案：經(jīng)過測試分析，此股水滿足循環(huán)水補(bǔ)水水質(zhì)要求，可代替部分新鮮水作為循環(huán)水補(bǔ)水。改造內(nèi)容為增加冷凝水收集裝置，利用管線將收集后冷凝水轉(zhuǎn)輸至循環(huán)水場作為循環(huán)水補(bǔ)水，每年可替代新鮮水12 000噸。方案流程見圖4（說明：凝液溫度約為60～70℃，循環(huán)水給水溫度要求小于32℃，根據(jù)凝液補(bǔ)充量，將凝液溫度冷卻至50℃左右再送循環(huán)水補(bǔ)水，避免使循環(huán)水場受到?jīng)_擊）。

圖4 苯乙烯裝置工藝?yán)淠夯厥绽梅桨噶鞒?/p>

3.2 績效分析

通過清潔生產(chǎn)審核，企業(yè)清潔生產(chǎn)水平有了顯著提升，與審核前相比，4項清潔生產(chǎn)指標(biāo)有提升（2項指標(biāo)由二級提升為一級，1項指標(biāo)由三級提升為一級，1項指標(biāo)由三級提升為二級，見表3），清潔生產(chǎn)水平由國內(nèi)一般提升為國內(nèi)先進(jìn)水平。此外企業(yè)也取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益：每年節(jié)約原輔料消耗50噸、減少蒸汽消耗3 723噸，節(jié)電942 376度，增加產(chǎn)品277.2噸，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益459.84萬元/年；環(huán)境效益方面，年減排SO2111噸，減排NOx 50噸，減排煙塵80噸，減排VOCs 2.12噸。

表3 審核前后清潔生產(chǎn)指標(biāo)明細(xì)

4 結(jié)語

該文以某煉化企業(yè)清潔生產(chǎn)審核工作為例，審核發(fā)現(xiàn)企業(yè)水資源利用效率不高，制定并實施改進(jìn)、優(yōu)化水資源利用的清潔生產(chǎn)方案，提升用水效率。通過評價審核績效，論證了清潔生產(chǎn)審核對煉油化工重要性及積極意義，也再次證明清潔生產(chǎn)審核是石化企業(yè)實現(xiàn)“節(jié)能、降耗、減污、增效”的重要手段和工具，積極推進(jìn)清潔生產(chǎn)工作，是企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、保持行業(yè)競爭力的重要保障。