煉化企業水資源利用清潔生產案例分析

丁祿彬

（中石化安全工程研究院有限公司，山東青島 266071）

石油化工行業是國民經濟的支柱產業，在國家推進生態文明建設背景下，持續提升石油化工行業清潔生產水平是“兩山理論”的重要實踐，也是推動我國石化行業升級轉型、邁向高質量發展的重要手段。《清潔生產審核辦法》（2016年5月16日施行）明確規定：“雙超”“雙有”注解：“雙超”“雙有”企業是指（一）污染物排放超過國家和地方標準，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的污染嚴重企業；（二）使用有毒有害原料進行生產或者在生產中排放有毒有害物質的企業。企業必須開展清潔生產審核，石油化工企業是“雙有”企業，屬于強制實施清潔生產審核的行業。

清潔生產審核是指按照一定程序，對生產和服務過程進行調查和診斷，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生和使用，降低能耗、物耗以及廢物產生的方案，進而選定技術經濟及環境可行的清潔生產方案的過程[1]。清潔生產審核是清潔生產的一種方法學工具，也是實施清潔生產最主要的途徑和手段之一。

該文以某煉化企業為例，通過對比分析企業生產經營過程中資源能源消耗、物料消耗、污染物排放強度等關鍵性指標的變化情況，評價開展清潔生產審核前后企業的清潔生產水平，論證清潔生產審核是提升企業清潔生產水平的重要手段。

1 企業背景介紹

國內某煉化企業，配套建設常減壓、催化裂化、延遲焦化等20余套生產裝置，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、柴油達到歐Ⅴ標準。

依據《清潔生產標準 石油煉制業》行業清潔生產標準，評價審核企業的資源能源消耗及污染物排放強度等關鍵性指標的清潔生產水平，分析問題原因，為下一步挖掘潛力提供依據，對標情況見表1。

表1 清潔生產水平對標情況

對標結果表明：該企業綜合能耗、石油類排放量等指標達到清潔生產一級標準，處于較高水平；噸原油加工取水量、凈化水回用率等指標達到清潔生產二級標準；噸原油廢水排放量為清潔生產三級標準。該企業水資源利用效率不高，是導致水系統相關指標達水平不高的重要原因。因此將水系統作為審核重點，梳理用水流程和用水環節，查找問題源頭，挖掘清潔生產潛力，并制定提升方案[2]。

2 審核重點

2.1 煉廠工業用水用途介紹

水在石油煉制過程中具有重要作用：一是制取多種產品的基礎原料，也是眾多液體產品的溶劑；二是工藝流程上廣泛使用的熱能傳導介質，用于控制、調節工藝和設備溫度。煉廠水系統流程見圖1[3]。

圖1 煉廠水系統流程

2.2 用水情況分析

石化行業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節水資源流向，評價水資源利用效率，尋找水耗損失環節。

取水、耗水各環節占比情況見圖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，該企業的工藝化學制水、循環水場補水是水耗重點環節，占比合計達到80.89%。

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

現場存在“跑冒滴漏”情況，主要為富余低壓蒸汽外排，據測算損失量約為7 200噸/年；

蒸汽冷凝液未完全回收，直接排入污水系統，預估損失量為15 000噸/年；

循環水補水量過大，約為131.4萬噸/年（高于初始設計值87.6萬噸/年）；

地下管網存在漏損情況，預估漏損量1 200噸/年。

2.3 制定并實施清潔生產方案

依據水耗損失原因，從技術工藝、過程控制、設備、管理和員工等方面制定清潔生產方案，評估方案實施后效果，具體見表2。

表2 企業用水環節水耗分析

通過實施上述清潔生產方案，企業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，取水指標達到行業標準一級水平，實現節水458 550噸/年，產生經濟效益約230萬元/年。

3 績效評估

3.1 清潔生產方案

審核發現企業在原輔料消耗、污染物減排等方面也存在著清潔生產潛力，從原輔材料和能源、技術工藝、過程控制、設備、產品、廢棄物、管理和員工8個方面尋找突破口。

通過開展清潔生產審核，發現問題8項（資源能源消耗類3項、物料消耗類4項及環保類1項），制定并實施相應清潔生產方案8項，審核問題全部完成整改。分別選取典型節水類清潔生產方案具體介紹。

3.1.1 低壓蒸汽優化利用方案

問題：全廠熱除鹽水負荷分布不合理，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。

優化方案：調整熱除鹽水熱負荷，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 苯乙烯裝置工藝冷凝液回收利用方案

問題：苯乙烯裝置所產的工藝冷凝液經過工藝凝液汽提塔后，再進入過濾系統進一步處理，得到總碳為5 mg/L，電導率為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、硅含量遠遠達不到鍋爐給水的要求（鍋爐給水指標：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，不僅造成水資源浪費，也增加污水處理負荷。

解決方案：經過測試分析，此股水滿足循環水補水水質要求，可代替部分新鮮水作為循環水補水。改造內容為增加冷凝水收集裝置，利用管線將收集后冷凝水轉輸至循環水場作為循環水補水，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℃，循環水給水溫度要求小于32℃，根據凝液補充量，將凝液溫度冷卻至50℃左右再送循環水補水，避免使循環水場受到沖擊）。

圖4 苯乙烯裝置工藝冷凝液回收利用方案流程

3.2 績效分析

通過清潔生產審核，企業清潔生產水平有了顯著提升，與審核前相比，4項清潔生產指標有提升（2項指標由二級提升為一級，1項指標由三級提升為一級，1項指標由三級提升為二級，見表3），清潔生產水平由國內一般提升為國內先進水平。此外企業也取得了顯著的經濟效益和環境效益：每年節約原輔料消耗50噸、減少蒸汽消耗3 723噸，節電942 376度，增加產品277.2噸，產生直接經濟效益459.84萬元/年；環境效益方面，年減排SO2111噸，減排NOx 50噸，減排煙塵80噸，減排VOCs 2.12噸。

表3 審核前后清潔生產指標明細

4 結語

該文以某煉化企業清潔生產審核工作為例，審核發現企業水資源利用效率不高，制定并實施改進、優化水資源利用的清潔生產方案，提升用水效率。通過評價審核績效，論證了清潔生產審核對煉油化工重要性及積極意義，也再次證明清潔生產審核是石化企業實現“節能、降耗、減污、增效”的重要手段和工具，積極推進清潔生產工作，是企業實現可持續發展、保持行業競爭力的重要保障。