煉化企業節水技術現狀及發展方向

仲宇挺(中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315000)

0 引言

改革開放以來，我國的經濟與科技得到了顯著的發展，然而與水資源的合理利用和保護問題的矛盾也日益突出。就目前的情況看，水資源的浪費問題是當前煉化企業所面臨的重點問題，必須充分的重視和予以解決。因此石油煉化企業除了要保障企業的自身發展以外，還應有更高層次的追求，特別是在節水技術的應用方面，煉化企業有著更艱巨的歷史責任和社會義務，對建設和諧社會有著積極的意義和深遠的影響，對煉化企業既是機遇也是挑戰。基于此，文章從煉化企業發展過程中所面臨的問題作為出發點，重點的探究煉化體驗節水技術現狀及發展方向，旨在更好地達到節約水資源的目的，進一步推動煉化企業的發展和社會的進步。

1 煉油化發展過程中存在的問題

1.1 工藝不先進

由于我國煉化企業發展的起步時間相對較晚，在技術的先進性與熟練性上有所欠缺，且由于生產設備的落后以及基礎設施的不完善性，這些都是導致煉化企業發展緩慢的重要因素。與此同時，我國大多數的煉化企業在發展的過程中都受到了傳統模式的影響，發展理念即工藝技術都缺乏創新性和先進性，導致煉化企業在發展的過程中造成了大量的浪費現象，一方面對經濟效益與社會效益造成了極大的損失；另一方面對人類環境造成了極大的污染，不利于社會的可持續性發展[1]。

1.2 水系統優化水平不夠

現階段，煉化產業在發展的過程中所采取的技術都相對落后，與一些發達國家相比，仍然具有很大的差距，特別是對節水系統的優化沒有進行統一的處理，在實際效果上仍然不夠理想。與此同時，對生產過程中所造成的廢水問題也沒有做到物盡其用，造成了極大浪費，不能夠實現清潔化的處理模式。

1.3 污水處理系統存在較大的問題

煉化企業是一個系統性的工程，且其工程量相對較大，在其運行的過程中必然會產生大量的污水，而就目前的污水處理系統而言，無法使得污水得到深度的凈化，且在排放的過程中容易產生二次污染。與此同時，由于廢水種類不一致，在排放的過程中會產生不同的污染物，在降解上具有一定的復雜性和難度。

1.4 設備老化

在煉化企業發展的過程中，由于管理制度的不健全，導致領導者與管理者在日常的管理過程中忽視了對設備的日常維修與養護，導致了設備老化的問題，設備的性能無法最大程度地發揮，在使用過程中及其容易引發質量問題，加劇了水資源的浪費，嚴重的情況下還會影響工作的順利開展。據可靠資料表示，由于設備老化而引發的水資源泄漏問題正呈現逐漸上升的趨勢，煉油化工企業中出現水資源損失占整體用水總量的20%以上，必須充分重視。與此同時，相關工作人員的專業性與綜合素養也有所欠缺，且在日常的作業過程中缺乏先進設備的加持，極其容易導致誤差問題的發生，對工作的有序進行及順利開展造成了極大的不利影響[2]。

2 煉化企業節水技術現狀

2.1 常規的節水工藝技術

煉化企業用水從大體上可以分為制取化學水，補充循環水、工藝裝置生產用水、生活即附屬用水4大類，其占比分別為45%、40%、10%、5%。從水結構的角度來看，對常規的節水工藝技術，必須從加強循環水及鍋爐水的角度出發，進一步加強工藝過程中的節水技術，加強水的循環利用。

2.1.1 循環水節水

循環系統補水主要分為蒸發飛濺和排污兩大類型，其中蒸發飛濺占據主導地位，故而在進行循環水進水的過程中，要分清主次，重點針對蒸發問題采取相應的措施，進而有效減少蒸發量，從減少蒸發的角度就可以大幅度的達到節約水資源的目的。首先，必須加強蒸發水汽的回收與利用，提高節水技術，通過在涼水塔內外搭設冷凝裝置，并對收水器上方的飽和濕蒸汽進行降溫操作，從而通過凝結的方式使部分水蒸氣得到回收和利用，從而有效降低蒸發損失。

其次，必須有效的控制水量的蒸發問題。一方面，必須增加預冷器，并加大研究力度，積極引進新技術、采用新工藝；另一方面，在增加預冷器的過程中，也要注重方式和方法，進一步保障循環冷卻水在與空氣進行傳熱傳質之前做好預冷工作，從而盡可能地減少空氣因素的影響，有效避免直接換熱造成的水量蒸發問題。

此外，為進一步保證節水效果，必須從整體的角度出發，統籌兼顧，注重完善整體的不足，提高整體的節水技術。因此，使用循環水本身的目的就是提高水資源的利用率，循環水節水實施中更多的是將水質質量做好控制。一般來說可以采用化學和物理等方式對循環水進行處置，大幅減少相關雜質在水中的含量，定期做好相關循環水質的監測工作，確保循環水能夠發揮出多次多級利用的效果[3]。

2.1.2 鍋爐水系統節水

鍋爐水系統節水主要從提高制水比、提高凝結水回收率、加強污水回用三方面入手。現階段，煉化企業在制取鹽水的過程中主要采用超濾+反滲透+離子交換等組合工藝。該方式的過程相對繁瑣，且難度性較高，對工作人員的專業性有著極高的標準。但是，在操作的過程中仍然會出現一些棘手問題，效果不夠理想，主要表現在濃水損失大以及混合離子交換器再生頻繁兩方面。與此同時，在管理問題上也有所欠缺，組合工藝的流程不夠規范，使得化學水制取系數大大降低。對此，必須進一步加強濃水的回收與利用，在此基礎上還要進一步加大管理力度與維護力度，有效地提升化學水制取的系數。除此之外，對于凝結水回用，必須進一步整改疏水閥、完善分質回收管網，同時優化高溫凝結水的方式和方法，從而有效的達到節水的目的，提高經濟效益。

2.1.3 工藝節水

工藝節水主要分為熱聯合技術、水的串級使用以及水資源代替技術3大類。首先是熱聯合技術，該技術的原理是從整體上提高換熱意識，更加深入地了解裝置的特性及用途，從而能夠對冷量熱量資源進行科學有效的控制，更好地對冷熱資源進行有效分配。

一方面，必須有效的優化裝置，從而使得裝置的熱資源與冷資源能夠進行有機的融合，提高二者之間的協同性，使得相互換熱功能更加具備靈活性和實時性。同時避免一種物料需要循環水冷卻，另一種物料需要蒸汽加熱的能量及水量浪費現象。

另一方面，通過優化裝置，能夠進一步解決裝置之間的問題，從而避免物料的冷卻問題以及加熱的不合理現象，使得裝置內部與裝置之間能夠實現更加科學、更加綜合的利用，從而達到節能與節水的雙重目的。

其次是水的串級使用，不同的水質其作用力也不盡相同。例如常減壓蒸餾產生的含硫污水，針對該問題通常采用硫污水汽提凈化水回用至循環系統補水或常減壓電脫鹽注水兩種方式，從而有效延長水資源鏈條，優化用水。

最后是水資源替代技術，現階段，開發水資源是一種新的發展方向，由于煉化企業對水資源的依賴程度較大，故而可以開發水資源代替技術，有效的緩解煉化企業的用水緊張問題。例如推廣空冷技術替代水冷工藝、機械抽真空技術取代蒸汽抽真空技術、干法除塵替代濕法除塵等，可以有效降低新鮮水使用量。但是，再利用該技術的過程中，也會造成其他方面的損耗，必須進行綜合考量，加大研究力度，擴大人力、物力、財力的投入，保障技術的完善性和科學性[4]。

2.1.4 污水回用

在節約用水中，污水回用是一種多元化利用的方式，首先采用該模式的用水可以極大地降低對新水的需求量，同時對當前的污水排放問題也有更好的解決辦法。由于化工用水的特殊性，在當前的污水處理中污水深度處理方法應用較為廣泛，通過深度處理化工污水，對于水中的有害物質可以最大程度地進行處理，避免了由于污水排放造成的環境污染。該種處理方式流程為BAF(曝氣生物濾池)、絮凝、過濾、消毒、活性炭、雙膜等變成回用水，經過深度處理，水質質量呈現優。當然深度處理方式也具有自身的缺點，投入成本較高，并且周期時間長，因此在化工污水處置中小范圍應用。

為了滿足污水處理需求，可以將化工污水進行適度處置，利用BAF、氧化過濾，大部分的雜質得到處置，水質為中水，滿足再次循環使用的水質要求。較污水深度處理類型來說，其在成本上獲得了一定的優勢，運行費用相對較低。但是由于該方式在污水處理的過程中具有不徹底性，通常只適用于一些水費較低的地區，與此同時在管理問題上也具有一定的難度性，取得的效果不夠理想。

現階段，很多的發達國家正朝著零排放的方向發展，但是我國較該發展方向之間仍然存在著一定的差距，且在工程應用及技術應用上都缺乏成熟性，還需要進一步完善，提高系統運行的穩定性，降低運行成本。除此以外，治理管線漏損也是節水的一項重要工作。煉化企業管網漏損占取水量的5%～10%，建廠較早的企業能達到20%，造成了新鮮水的極大浪費。當前階段，除明漏外主要通過聽音桿、電子聽漏儀等多手段對管線開展漏損檢測工作，其檢測工作量相對較大。針對此問題，必須具體情況具體分析，重點問題重點對待，特別是對一些復雜的水網漏損問題，需要進一步提高檢測技術的精確性，實現定位的實時性，從而最大限度地降低網管漏損量，為節水提供強有力的保障[5]。

2.2 集成優化技術

現階段，單項節水技術已經無法適應現代化的社會需求，特別是對一些大型煉化產業來說所面臨的問題將更加嚴峻，與水資源的管理與節能降耗的迫切需求有著一定的偏差。集成節水技術作為一門新興技術，它的出現徹底打破了傳統單向節水技術的局限性，科學有效地避免了單一結絲路的弊端問題，具有極大的市場需求與市場潛力。而水夾點技術作為集成優化常用的重要分析方法，將從整體的角度出發實現方位的節水，因此引入水質監測模式。該模式可以對水質進行監測和分析，通過設定達標的水質范圍，增加相關的加水和排水的系統配合，能夠實現水質的控制。

具體的加水排水流程如下：監測水質質量在使用要求范圍上方，則說明水質質量優，不需要再進行加新水補充。反之，水質質量在排放標準以下則不能隨意進行污水排放，這樣的對水質進行不同質量的監測，確保污水能夠多級利用，實現對資源科學循環使用，起到對企業用水的成本控制，減少污染排放的效果。根據現有的研究表明，應用水系統集成優化技術，可以有效的節約新水46%,減少排污47%,節水效果顯著。因此，煉化企業節水技術研發、推廣、應用的過程中，要樹立正確的發展觀念，積極改良技術，學習新思想、新工藝、新理念，打破原有的單一技術，并由單一技術向集成技術傾斜，致力于集成技術的全面優化[6]。

2.3 非常規水資源的利用

非常規水資源通常是有別與常規水源的海水、苦咸水、礦井水、雨洪水、城市中水或再生水等，通過對非常規水資源的進一步開發與利用，可以更好地實現水資源的優化，有效提高水資源的利用率，在一定程度上緩解我國水資源短缺的問題。其中，海水與城市中水在非常規水資源中占據主導地位。

2.3.1 海水

我國大型石化基地項目呈現沿海分布的特點，在發展及應用的過程中，必須考慮其優越的地理優勢，充分的利用起水資源豐富的特點。目前，煉化企業對海水的應用方式主要分為海水直冷和海水淡化。首先，海水直冷的方式不需要涼水塔就可以實現減水減排的目的，但是也具有一定的缺陷。具體體現在對設備以及材質的要求相對較高、防腐工作難以開展等。其次對于海水淡化方式，其在操作過程中具有一定的復雜性與難度性，相關人員需具備高度專業的技能以及熟練的經驗，特別是在海水過濾、脫鹽、添加等工藝的過程中，必須要進行嚴格的規范，保證海水淡化的高效性[7]。

2.3.2 城市中水

城市中水是指生產生活廢水或雨水經適當處理后，進行回用的水，被稱為“城市的第二水源”，其最顯著的特征是水量大、水質穩定。與此同時，受外界因素的影響較小，例如：季節因素、氣候因素等，是當前石化行業減水減排的重要方式之一。

3 煉化企業節水技術的發展方向

煉化企業具有水電多、工程量大、面積廣、工藝復雜的特點，就現階段的情況而言，針對節水問題，主要依靠水務技術人員進行水平衡測試進行監督與記錄。但是，人工監督有一定的局限性，工作量較大，周期持續時間較長，故而在測試的過程中極其容易導致誤差問題的發生。因此，相關領域必須予以充分的重視，優化水務管理手段與技術，進一步加大煉化企業用水的管理力度，提高節水技術，全面優化節水水平提高工作人員的專業性與綜合素養從而最大化地避免或減少誤差問題的發生，使得用水管理更加具備精細化、高效化、科學化的特點。

3.1 推廣清潔生產

推廣清潔生產是當前煉化產業節能技術發展的重要方向之一，與此同時，推廣清潔生產對于進一步節約能源有著積極意義，也符合國家發展的趨勢，其發展前景具有可觀性。通過積極的推廣清潔生產，可以進一步在煉化產業發展的過程中解決源頭問題，從而達到減水減排的目的。一方面，創新了生產方式，不僅可以幫助企業節約新鮮用水量，另一方面有效的降低了企業在污水處理問題上的難度性，以便于更好地對污水的排放進行處理，為量化產業的發展提供了新的發展方向和生產動力。現階段，我國小部分的煉化企業積極的應用了清潔生產的方式，對生產和源頭進行了科學有效的控制，有效提高了節水性能，應用效果十分顯著。

3.2 優化排水系統

排水系統與節水技術具有一定的相通性，由此可見進一步優化排水系統對于節水技術的提高有著積極的意義。現階段，我國很大一部分的煉化產業所采用的技術及方法都較為傳統，且受到傳統發展理念及模式的影響較大，故而在作業的過程中極其容易導致水資源的浪費，在此基礎上也給污水處理環節造成了極大的壓力。總而言之，優化排水系統可以更好地保證污水處理的優良性，同時有效地提高水資源的利用率，為煉油化工企業提供循環水使用，從而降低新鮮用水量[8]。

3.3 實現污水資源化

煉化企業實現最大化利用水資源目標，就必須從污水資源化的角度出發，通過進一步凈化煉化產業在作業過程中造成的污水，實現清污分流，便可以在很大程度上達到節水的目的。與此同時，在污水處理的過程中，也要根據具體情況進行具體分析，不同的污水要針對不同的方式進行處理，不能一概而論。除此之外，還可以通過增加預處理環節來進一步減少污水處理量，也可以更好地實現污水的深度清潔，達到重復利用的目的，有效節約成本，提高經濟效益。

3.4 智慧水務

所謂“智慧水務”就是進一步提高節水技術應用過程中的智能化、自動化、科學化，該發展方向也是節水工作中的重中之重。通過該領域的開發，可以更好地實現對設備裝置區域進行全方位多層次多角度的管理，實現動態化的監督。同時增加了監控、診斷、評價、預警四方面的優勢，有助于進一步提高煉化企業用水管理水平。

4 結論與展望

煉化企業必須予以充分重視，對深層次的了解用水構成，加大對節水問題的分析與實踐。首先，對于量化企業節水技術的提升，必須從循環上入手，進一步加大節水技術的研發力度，與此同時也要加大資金投入與人才投入。其次，必須著重加強工藝節水及污水的回收與利用，加大節水技術的推廣與普及，其應用的重點應由單一技術相集成技術方向傾斜。最后，煉化企業必須從本質上認識到節水技術的問題所在，煉化企業“節流”的同時應因地制宜做好“開源”工作，開拓非常規水資源的利用，加大創新力度與實踐力度。

5 結語

隨著水資源匱乏問題愈發嚴峻，煉化企業必須對水資源問題予以充分的重視，在發展的過程中更好地發現問題、分析問題和解決問題，進一步優化減水理念，提高節水技術，保障社會效益和經濟效益，從而推動該領域的發展。