我國石油煉化企業 主要水污染物排放量核算方法研究

王強吳悅穎張文靜葉維麗莊相寧

（1.環境保護部環境規劃院；2.中國石油和化學工業聯合會）

我國石油煉化企業 主要水污染物排放量核算方法研究

王強1吳悅穎1張文靜1葉維麗1莊相寧2

（1.環境保護部環境規劃院；2.中國石油和化學工業聯合會）

從企業工藝和產品特點出發，分析了石油煉制企業主要水污染物的排放量與企業加工量、加工工藝、加工裝置、末端治理設施之間的簡單邏輯關系，提出了一種基于企業規模、生產裝置特征和污染治理技術的石油煉化企業水污染物排放量復雜系數核算方法。通過與實際監測數據的對比，該方法的誤差滿足總量核算中石油煉化企業排放量核算的要求，為行業總量減排核算提供了一種新的方法。

主要污染物；石油煉化；總量控制；核算

0 引 言

根據國家統計局公布的數據，2012年我國原油加工總量為4.6791億t，同比增加3.7%［1］。其中中國石油化工集團公司原油加工總量為2.21億t，同比增長1.8%；中國石油天然氣集團公司原油加工總量為1.47億t，同比增長1.7%，均創歷史新高。隨著國內輕質原油份額萎縮、稠油增加，進口原油逐步大宗入境，加工原油總體呈現重質、高硫、高酸的態勢。同時，我國煉油裝置平均規模繼續提升，伴隨企業規模提升、加工深度增加、產業鏈繼續延伸，催化裂化、延遲焦化、加氫等重污染裝置規模不斷擴大［2］。

隨著經濟的快速發展，我國的河流、地下水、大氣出現了較為嚴重的污染情況，全國整體環境質量惡化的趨勢明顯，水體污染事故、大氣霧霾等環境事件發生的頻度也有增加的趨勢［3-4］。為了進一步推進全國的環境保護，環境保護部于20世紀70年代開始制定了區域總量控制探索與實踐，并于2011年與兩大石油集團公司簽訂了主要污染物減排目標責任書，并開展了主要水污染物總量減排核算工作，其中一個關鍵環節就是排放量的核定工作［5-6］。一般而言，污染源污染物排放量核定方法主要有3種：物料衡算法、監測法和產排污系數法。由于主要水污染物控制指標（如化學需氧量、氨氮）所代表的水污染物成分復雜，采用物料衡算法計算排放量的方法很難開展。其次，由于我國的監測體系尚未完善，存在監測數據缺失、不合理或不具有代表性的情況，監測法在實際的應用中受到一定的限制。因而，產排污系數法成為核定排放量的唯一有效的方法。產排污系數法包括產污系數與排污系數，分別指在典型工況生產條件下，采用特定原料生產單位產品所產生的污染物量和經過末端治理設施削減后的剩余量。2010年，環境保護部在充分調研的基礎上，針對全國的生活源、工業源典型行業的典型工藝以及農業源確定了相應的產排污系數。隨著時間的推移，生產工藝、污水處理工藝等不斷更新換代，產排污系數法在實際應用中也遇到一些問題，如不能覆蓋所有污染源類型、治污設施類型等。

石油煉化加工企業由于其工藝流程長、加工工藝復雜、最終產品類型變化大、清潔生產與末端治理技術多樣等諸多特點［7-8］，使得產排污系數法的實際應用缺陷日益突出。本研究希望從石油煉化企業的工藝裝置特征出發，通過大量的調研數據整合，推算出企業主要水污染物的排放量與企業加工量、加工工藝、加工裝置、末端治理設施之間的簡單邏輯關系，為石油煉制企業的主要水污染物排放量核算提供一種新的可參考的方法。

1 基于煉油裝置特征的主要污染物核算方法

通過對全國20多家主要石油煉化企業生產工藝參數的實地調研，結合我國煉油工業原料、加工工藝和煉油廢水處理設施技術水平、排水情況的具體分析，提出一種基于企業規模、生產裝置特征和污染治理技術的石油煉化企業水污染物排放量復雜系數核算方法，用于核算石油煉化企業污染物產生量和排放量。

1.1 規模系數

原油加工企業的規模與其生產工藝的先進性和治理能力有較直接的聯系。根據企業年加工能力的不同，將企業的加工能力分為6個等級，分別賦予不同的規模系數，如表1所示。

表1 規模系數

1.2 污染物負荷系數

由于石油煉化企業的原料成分多變，需要根據原料的不同情況調整工藝流程，本研究將石油煉化過程的工藝類別大致分為原油、裂化及焦化、臨氫工藝、其他加工過程、堿精制工藝、潤滑油制造與瀝青制造共7種工藝類別，在每個工藝類別下，細化為若干個工藝流程。對每個工藝類別賦予不同的污染物負荷系數，如表2所示。

表2 不同工藝的主要污染物負荷系數

1.3 過程系數

在確定工藝過程的基礎上，分別確定企業不同工藝過程的生產能力，通過各個環節生產能力與常壓生產能力的比值、污染物負荷系數，計算各個工藝過程的工藝結構系數，即：

工藝結構系數i＝污染物負荷系數i×

企業的工藝結構系數為全部工藝流程的工藝結構系數之和，即：

在獲得企業全部工藝結構系數的基礎上，通過工業結構系數的大小范圍確定企業對應的過程系數，如表3所示。

表3 過程系數

1.4 污染治理系數

一般而言，石油煉化企業尤其是大型的石油煉化企業都配有相關的生產廢水治理設施。生產中產生的廢水，一部分在經過處理達到工藝要求后可以回用到生產工藝中，另一部分則經過進一步處理，達到國家相關的行業標準后排放。根據不同的污水處理設施及其相關工藝組成，確定不同生產過程產生的廢水在不同的工藝處理下可以達到的出水水質情況，以反映企業的污染治理情況，如表4～表6所示。

隔油處理是煉油企業廢水處理的首要流程，因此表4中的數據可以作為企業生產過程中水污染物的產生量計算依據。表5和表6中列舉了不同生產過程、不同處理工藝對應的污染物累積排放率與出水水質情況，可以作為企業實際污染物排放量核算的基礎。

1.5 企業污染物產生量與排放量的測算

根據企業的實際生產規模、生產工藝與污染物治理工藝，分別確定企業污染物產生系數、污染物治理系數，用于計算企業實際的主要污染物排放量。具體的計算公式如下：

表4 石油煉化企業生產裝置的基準廢水產生系數

表5 達標廢水回用設施處理后的累積排放率 %

表6 廢水處理設施對應的出水水質 mg／L

企業主要污染物排放量＝污水產生量×廢水回用設施累積排放比例×出水水質＝規模系數×過程系數×噸原油廢水產生系數×原油加工量×廢水回用設施累積排放比例×出水水質

2 結果與討論

為了進一步確定本研究提出的核算方法的實際可操作性與準確程度，選取某企業的實際情況進行測試。某企業油品采用加氫精制、氣體產品采用胺法精制，加工規模為1200萬t／a，企業污染物治理工藝中有汽提工藝，外排廢水的處理工藝為二級生物處理。

查閱表1，根據生產規模，確定企業的規模系數為1.04；查閱表4，根據企業的生產過程，確定廢水產生系數為0.5t／t原油；企業生產的油品采用全加氫精制、氣體產品采用胺精制，采用反滲透后部分回用；經過油水分離工藝之后的廢水中COD濃度為600 mg／L，氨氮濃度為30mg／L。

該企業的具體煉化流程如表7所示，其工藝結構系數的計算結果為10.598。查閱表3，確定過程系數為1.54。

查表5，可以得到該企業廢水累積排放率為69%，根據該企業采用的污染物治理措施為二級生物處理，則查表6可得：企業的排水水質COD為80 mg／L，氨氮5mg／L。則：

表7 某企業實際煉化流程詳細工藝參數

該企業的COD排放量＝污水產生量×廢水累積排放率×COD出水水質＝過程系數×規模系數×噸原油廢水產生系數×原油加工量×廢水累積排放率×COD出水水質＝1.54×1.04×0.5×1200×104×69%×80×10－6＝530.45t／a；該企業氨氮排放量＝1.54×1.04×0.5×1200×104×69%×5×10－6＝33.15t／a。

根據企業自測與環保部門的監督性監測數據分別計算了企業實際的污染物排放量，并對本研究提出的核算方法結果進行了對比，見表8。

表8 本研究方法核定結果與實際情況對比

如表8所示，主要污染物排放量的計算結果與企業自測數據結果較為接近，COD和氨氮的排放量誤差率分別為17.3%和5.1%，完全可以滿足石油煉化企業主要污染物產生量和排放量的核算需求。

3 結束語

本研究提出的基于企業規模、生產裝置特征和污染治理技術的復雜系數核算方法所采用的數據都與企業的生產工藝特征相關，企業提供此類數據并無困難，具有較好的實際可操作性。核算結果與監督性監測、企業自測等數據的吻合性較好，具備較高的準確性，可以作為石油煉化企業主要水污染物排放量核算中的參考方法。

［1］ 國家統計局.國家數據［EB／OL］.［2014-11-04］.http：／／data.stats.gov.cn／workspace／index？m＝hgnd.

［2］ 梁林佐，董曉東，范巍，等.石油石化行業面臨的環境形勢及對策［J］.環境影響評價，2013（6）：37-39.

［3］ 熊中浩，莊旭.石油石化企業地下水污染防治探析［J］.中國石油和化工經濟分析，2012（2）：59-62.

［4］ 陳平，郭樹河.石化功能區水污染防控規劃研究——以海南洋浦石化功能區為例［J］.給水排水，2011，37（增刊1）：308-311.

［5］ 環境保護部.關于印發《“十二五”主要污染物總量減排核算細則》的通知［EB／OL］.［2014-11-04］.http：／／www.mep.gov.cn／gkml／hbb／bwj／201206／t20120605＿230944.htm.

［6］ 丁毅，李英芹.石油石化企業污染減排工作初探［J］.油氣田環境保護，2009，19（4）：7-10.

［7］ 李增強，劉婕，李增偉.油田企業節能減排的實踐與探索［J］.油氣田環境保護，2009，19（4）：4-6.

［8］ 李興春，范巍，郎延紅，等.中國石油污染管理減排探討［J］.油氣田環境保護，2008，18（3）：1-3.

（編輯 石津銘）

10.3969／j.issn.1005-3158.2015.01.016

：1005-3158（2015）01-0048-04

2014-11-04）

王強，2010年畢業于北京師范大學環境科學專業，博士，現在環境保護部環境規劃院從事水環境保護規劃與區域主要污染物總量控制方面的研究工作。通信地址：北京市朝陽區安外大羊坊10號北科創業大廈305，100012