綠色煉化一體化企業(yè)環(huán)境治理技術(shù)研究

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摘 ?????要：通過(guò)對(duì)綠色煉化企業(yè)的描述，從煉化企業(yè)總體設(shè)計(jì)、給水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、廢氣治理以及固廢處置等方面對(duì)技術(shù)路線展開(kāi)了探討，并提出后續(xù)綠色煉化企業(yè)環(huán)境治理中應(yīng)借助新型材料轉(zhuǎn)向點(diǎn)源治理、原位升級(jí)治理及廢鹽資源化等方面的研究。

關(guān) ?鍵 ?詞：新時(shí)代;煉化一體化企業(yè);綠色發(fā)展;環(huán)境治理技術(shù)

中圖分類號(hào)：TE 991 ??????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ??????文章編號(hào)： 1671-0460（2019）11-2600-04

Research on?the Environment Control Technology for?Green

Refining and Chemical Integration Enterprises

???XIANG Xiu-chuan

（CNPC Northeast Refining & Chemical Engineering Co.，?Ltd.， Liaoning?Dalian 110685， China）

Abstract：?Through describing green refining and chemical integration enterprises， technical routes for environment control were discussed from the aspects of the overall design， water supply system， sewage system， waste gas treatment and solid waste treatment.?In the end， some comments about the point source management， in-situ upgrading?management and waste salt resource utilization?were put forward.

Key words： refining and chemical integration enterprise; green development; environment control technology

近年來(lái)，隨著新《環(huán)境保護(hù)法》、“大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃”、“水污染防治行動(dòng)計(jì)劃”以及“土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃”等強(qiáng)制性政策出臺(tái)，“綠水青山就是金山銀山”的兩山理論深入民心，全國(guó)上下為建設(shè)美麗中國(guó)而努力奮斗。

石油石化行業(yè)作為國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，但由于其高溫高壓、易燃易爆等特點(diǎn)，又被稱為高危行業(yè)，安全、環(huán)境事故影響嚴(yán)重，逐漸成為民眾對(duì)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)^[1]。在新時(shí)代下如何轉(zhuǎn)型發(fā)展，實(shí)現(xiàn)石油石化企業(yè)與社會(huì)、環(huán)境的和諧發(fā)展已經(jīng)刻不容緩。

1 ?新時(shí)代煉化企業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

1.1 ?石化產(chǎn)業(yè)總體規(guī)劃布局

2015年，“國(guó)家發(fā)改委關(guān)于做好《石化產(chǎn)業(yè)規(guī)劃布局方案》貫徹落實(shí)工作的通知（發(fā)改產(chǎn)業(yè)（2015）1047號(hào)）”中，明確提出今后一個(gè)時(shí)期的石化產(chǎn)業(yè)布局進(jìn)行總體部署，通過(guò)科學(xué)合理規(guī)劃，優(yōu)化調(diào)整方案，從源頭上破解產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“鄰避困境”，提高發(fā)展質(zhì)量，促進(jìn)民生改善，推動(dòng)石化產(chǎn)業(yè)綠色、安全、高效發(fā)展^[2]。方案提出，將推動(dòng)產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展，重點(diǎn)建設(shè)七大石化產(chǎn)業(yè)基地，包括大連長(zhǎng)興島（西中島）、河北曹妃甸、江蘇連云港、上海漕涇、浙江寧波、廣東惠州、福建古雷。

1.2 ?煉化企業(yè)一體化發(fā)展的必要性

我國(guó)煉油化工行業(yè)整體而言可以說(shuō)是“大而不強(qiáng)”。煉化產(chǎn)能規(guī)模大，煉油能力、乙烯生產(chǎn)能力均居全球第二，但單套裝置生產(chǎn)能力并不高、能耗高、競(jìng)爭(zhēng)力差^[3]。同時(shí)煉油能力明顯過(guò)剩，基礎(chǔ)有機(jī)化工原料產(chǎn)能不足，化工產(chǎn)品尤其是高端化工產(chǎn)品需求增長(zhǎng)，以及我國(guó)新建煉油項(xiàng)目要按照煉化一體化配置建設(shè)，都要求“控?zé)捲龌笔切聲r(shí)代煉化企業(yè)發(fā)展的方向。按照產(chǎn)業(yè)園區(qū)化、煉化一體化、裝置大型化、生產(chǎn)清潔化、產(chǎn)品高端化的要求，統(tǒng)籌規(guī)劃，有序建設(shè)，產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)置科學(xué)合理，是石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。

1.3 ?綠色煉化一體化企業(yè)

中國(guó)是制造大國(guó)，制造業(yè)及其產(chǎn)品的能耗約占全國(guó)能耗的2/3。受資源環(huán)境的影響，綠色制造成為解決國(guó)家資源和環(huán)境問(wèn)題的重要手段。實(shí)施綠色制造工程是實(shí)現(xiàn)煉化產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要任務(wù)，是煉化行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展的有效途徑，同時(shí)也是煉化一體化企業(yè)主動(dòng)承擔(dān)社會(huì)責(zé)任的必然選擇。

2 ?綠色煉化一體化企業(yè)的環(huán)境治理

工廠是綠色制造的主體。《中國(guó)制造2025》將“全面推動(dòng)綠色制造”作為九大戰(zhàn)略重點(diǎn)和任務(wù)之一，明確提出要“建設(shè)綠色工廠，實(shí)現(xiàn)廠房集約化、原料無(wú)害化、生產(chǎn)潔凈化、廢物資源化、能源低碳化”。對(duì)綠色工廠進(jìn)行評(píng)價(jià)，有助于在行業(yè)內(nèi)樹(shù)立標(biāo)桿，引導(dǎo)和規(guī)范工廠實(shí)施綠色制造。

2.1 ?綠色煉化企業(yè)的評(píng)價(jià)構(gòu)成

《綠色工廠評(píng)價(jià)通則》（GB/T36132-2018）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，要求綠色工廠應(yīng)在保證產(chǎn)品功能、質(zhì)量以及制造過(guò)程中人的職業(yè)健康安全的前提下，引入生命周期思想，優(yōu)先選用綠色工藝、技術(shù)和設(shè)備，滿足基礎(chǔ)設(shè)施、管理體系、能源與資源投入、產(chǎn)品、環(huán)境排放、績(jī)效的綜合評(píng)價(jià)要求。

2.1.1 ?環(huán)境治理構(gòu)成與評(píng)價(jià)方法

環(huán)境排放部分要求，工廠應(yīng)投入適宜的污染物處理設(shè)備，以確保其污染物排放達(dá)到相關(guān)法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)要求。污染物處理設(shè)備的處理能力應(yīng)與工廠生產(chǎn)排放相適應(yīng)，設(shè)備應(yīng)滿足通用設(shè)備的節(jié)能方面的要求。

如何提高煉化企業(yè)污染物治理水平，滿足污染物排放要求，以及如何綜合判斷環(huán)保處理設(shè)備、設(shè)施、工藝的運(yùn)行合理性，成為企業(yè)綠色生產(chǎn)中環(huán)境排放部分綜合評(píng)估的關(guān)鍵。一個(gè)企業(yè)在集團(tuán)、行業(yè)內(nèi)環(huán)境治理水平高低，以及借鑒優(yōu)秀企業(yè)的管理經(jīng)驗(yàn)、行業(yè)專家提高企業(yè)環(huán)境治理的能力，成為推進(jìn)綠色工廠的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)“中國(guó)制造2025”目標(biāo)的關(guān)鍵因素。

2.1.2 ?環(huán)境治理智能數(shù)字化平臺(tái)

通過(guò)建立智能數(shù)字平臺(tái)，對(duì)企業(yè)內(nèi)水環(huán)境、氣環(huán)境以及污泥廢渣固廢等環(huán)境治理有關(guān)的數(shù)據(jù)集中采集，上傳至平臺(tái)，進(jìn)行分析評(píng)估，提高企業(yè)環(huán)境治理的管理水平;同時(shí)通過(guò)對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)的分析、對(duì)比、評(píng)估，對(duì)企業(yè)環(huán)境管理及運(yùn)維提出專家建議，以提高企業(yè)的綠色工廠建設(shè)水平。

綠色工廠環(huán)境治理數(shù)字平臺(tái)，采用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)及云平臺(tái)等多項(xiàng)技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)環(huán)境治理系統(tǒng)的智能化管理，加快企業(yè)綠色工廠建設(shè)工作，為“中國(guó)制造2025”做出貢獻(xiàn)。

2.2 ?綠色煉化企業(yè)的總體設(shè)計(jì)

依據(jù)《石油化工大型項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)深度規(guī)定》（SHSG-050-2008）規(guī)定，結(jié)合綠色企業(yè)評(píng)價(jià)通則，對(duì)煉化一體化企業(yè)開(kāi)展總體設(shè)計(jì)。

在“一定、二平衡、三統(tǒng)一、四協(xié)調(diào)、五確定”的總體設(shè)計(jì)過(guò)程中，依據(jù)設(shè)計(jì)主項(xiàng)對(duì)全廠進(jìn)行水平衡分析，以對(duì)全廠水系統(tǒng)進(jìn)行劃分。以某2 000萬(wàn)t大型煉化一體化企業(yè)為例，進(jìn)行相關(guān)說(shuō)明分析。其相關(guān)裝置信息見(jiàn)表1，依據(jù)各個(gè)裝置進(jìn)行相關(guān)的水量水質(zhì)分析，以確定給水與排水相關(guān)規(guī)模與系統(tǒng)劃分，見(jiàn)表2。

2.3 ?給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由表2可知，在煉化企業(yè)給水系統(tǒng)中，主要包括原水處理、生產(chǎn)水、生活水以及除鹽水的生產(chǎn)，以及凝結(jié)水回收等內(nèi)容。

2.3.1 ?原水系統(tǒng)選擇

作為資源投入的主要組成部分，原水的選擇，對(duì)于煉化企業(yè)的綠色發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。通常原水來(lái)源為地表水，但是隨著水資源的緊張，以及生態(tài)文明建設(shè)需求，尋找第二水源成為煉化企業(yè)的重點(diǎn)工作。以某千萬(wàn)噸煉化企業(yè)為例，21世紀(jì)初，所在地區(qū)水資源嚴(yán)重匱乏，為了發(fā)展，引進(jìn)5 000 t/d海水淡化以及3萬(wàn)t/d市政污水再生作為其第二水源。項(xiàng)目運(yùn)行10余年，在保障企業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)，也為城市節(jié)約水資源，保護(hù)了水環(huán)境。

進(jìn)入新時(shí)代，現(xiàn)代化煉化一體化企業(yè)多臨海建設(shè)，技術(shù)成熟以及成本逐漸被接受的海水淡化作為水源首選，同時(shí)部分企業(yè)所在區(qū)域具有良好的市政達(dá)標(biāo)污水，也可以作為水源的一種選擇。

2.3.2 ?原水系統(tǒng)選擇案例

本文下面以某大型煉化企業(yè)為例，對(duì)市政污水再生以及海水淡化作為水源進(jìn)行運(yùn)行成本評(píng)估分析，以篩選最佳水源。為了便于成本對(duì)比比較分析，本案例產(chǎn)水均用于煉化廠循環(huán)水廠補(bǔ)水，產(chǎn)水水質(zhì)見(jiàn)表3。

海水淡化工程所需海水來(lái)自距煉化企業(yè)30公里左右取水口。市政污水再生水系統(tǒng)原水，來(lái)自城市市政污水處理廠外排污水（《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)）。

海水淡化系統(tǒng)主要包括：海水預(yù)處理設(shè)施、膜法海水淡化設(shè)施及附屬設(shè)施三部分。工藝流程為：帶壓海水_混凝沉淀池 _濾池_清水池_提升泵_超濾_海水反滲透（SWRO）系統(tǒng)_一級(jí)反滲透產(chǎn)水箱_二級(jí)反滲透（BWRO）系統(tǒng)_產(chǎn)品水池_產(chǎn)品水泵_廠區(qū)管網(wǎng)或儲(chǔ)罐。

市政再生水裝置包括深度生化、過(guò)濾、超濾（UF）、反滲透（RO）等單元。工藝流程為：帶壓污水_調(diào)節(jié)罐?_生化池_混凝絮凝沉淀池_過(guò)濾_超濾_中間水罐_一級(jí)反滲透_產(chǎn)品水池_產(chǎn)品水泵_廠區(qū)管網(wǎng)或儲(chǔ)罐。

在不考慮折舊、人工費(fèi)用的情況下，海水淡化直接運(yùn)行成本為3.55元/t。在不考慮折舊、人工費(fèi)用，且在市政污水取費(fèi)用為0.6元/t污水，則市政污水再生運(yùn)行成本為3.54元/t。

如果考慮市政污水再生系統(tǒng)中產(chǎn)生的濃鹽水治理，則這部分運(yùn)行成本要高于海水淡化運(yùn)行成本。但在區(qū)域生態(tài)環(huán)境上來(lái)看，將市政污水進(jìn)行再生作為工業(yè)水，其節(jié)約了水資源，同時(shí)減少了污染物的排放，為生態(tài)環(huán)境容量做出了貢獻(xiàn)，有著重大的環(huán)境效益。

建議：建設(shè)方應(yīng)根據(jù)煉化一體化項(xiàng)目裝置的用水、排水情況，建立全廠水平衡，以明確全廠用水量;在明確用水量的前提下，對(duì)水源選擇進(jìn)行分析，如地表水、海水淡化以及市政污水再生，明確各自的供水量;在市政污水再生用量方面，建議保守，主要考慮后續(xù)市政污水處理廠升級(jí)改造以及場(chǎng)內(nèi)回用，對(duì)水質(zhì)、水量均有很大的影響;基于上述分析，建議在項(xiàng)目中，以海水淡化為主，市政污水再生為輔進(jìn)行相關(guān)原水設(shè)計(jì)。

2.4 ?污水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)企業(yè)裝置逐一進(jìn)行水質(zhì)、水量平衡后，根據(jù)水質(zhì)進(jìn)行污水系統(tǒng)劃分，如表2所示主要分為含油污水、含鹽污水以及裝置單獨(dú)排水，如煤制氫污水、循環(huán)水排污、脫硫脫硝排污等。

結(jié)合綠色企業(yè)“廢物資源化”要求，盡可能進(jìn)行污水回用，節(jié)約水資源。污水回用工藝多以膜系統(tǒng)為主，而污水含鹽量是膜系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵指標(biāo)，因此，在污水回用的前提下，將裝置所排污水分為可回用含油污水與進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放的高含鹽污水。

圖1為某千萬(wàn)噸大型煉化一體化企業(yè)污水系統(tǒng)劃分圖，可以看出污水系統(tǒng)以回用作為核心單元，將可以回用的煤制氣污水與含油污水進(jìn)行處理回用到循環(huán)水補(bǔ)水;同時(shí)產(chǎn)生的反滲透濃水與裝置排出的高含鹽廢水一并進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理后排放。同時(shí)過(guò)程中產(chǎn)生的污泥進(jìn)行干化焚燒，惡臭氣體進(jìn)行VOCs達(dá)標(biāo)治理工作。

2.5 ?廢氣治理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2014年為貫徹落實(shí)《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，大力推進(jìn)石化行業(yè)VOCs污染治理，環(huán)境保護(hù)部編制了《石化行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物綜合整治方案》，提出對(duì)石化企業(yè)的VOCs排放源分為12個(gè)源項(xiàng)，見(jiàn)表4。

通過(guò)對(duì)企業(yè)進(jìn)行排查，對(duì)需要達(dá)標(biāo)項(xiàng)進(jìn)行專項(xiàng)治理。以污水處理場(chǎng)為例，廢水在收集和處理過(guò)程中普遍存在直接接觸大氣、VOCs逸散至大氣的情況。污水處理裝置逸散的廢氣主要包括：硫化氫、苯、甲苯、二甲苯和其他非甲烷總烴，具有氣量較大、污水預(yù)處理段和生化處理段逸散廢氣濃度高低差異較大的特點(diǎn)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況特點(diǎn)，方案采用“分區(qū)收集、分別處理”的思路。即將生化池為代表的低濃度廢氣通過(guò)密封收集，引入低濃度廢氣處理裝置，多以生物法為主;將格柵、隔油池、調(diào)節(jié)罐、氣浮池、污油罐及離心脫水機(jī)的高濃度廢氣引入高濃度廢氣處理裝置，多以氧化燃燒法為主，做到達(dá)標(biāo)排放。

2.6 ?固體廢物治理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

煉化企業(yè)固體廢棄物多為廢催化劑、油泥及污水處理場(chǎng)產(chǎn)生的“三泥”。其中廢催化劑等進(jìn)行外委回收處理，而污泥通常含水率高，體積大，外委處置費(fèi)用高。有條件企業(yè)應(yīng)進(jìn)行減量化處理，如某煉化企業(yè)采用干化加焚燒的方式進(jìn)行處理三泥，在降低污泥體積的同時(shí)，焚燒產(chǎn)生的蒸汽可以供干化作為熱源，系統(tǒng)內(nèi)部達(dá)到熱平衡。在降低廢棄物排放的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。

3 ?煉化一體化企業(yè)環(huán)境治理前瞻

隨著生態(tài)文明建設(shè)的不斷推進(jìn)，人民群眾對(duì)美好生活環(huán)境向往，污染物排放限值、治污減排會(huì)提出更加嚴(yán)格的要求。

煉化一體化企業(yè)應(yīng)充分發(fā)揮煉化一體化、規(guī)?；?、集約化的建設(shè)原則，實(shí)現(xiàn)資源配置一體化，環(huán)境保護(hù)一體化的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，依托石化產(chǎn)業(yè)基地，推進(jìn)園區(qū)污水治理，發(fā)揮規(guī)?；б妫档臀鬯幚黼y度以及運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)與成本。

針對(duì)煉化企業(yè)中高難度降解污水，應(yīng)積極依托新材料的發(fā)展，結(jié)合環(huán)境治理需求，形成新工藝，解決相關(guān)難題。如通過(guò)對(duì)煉化企業(yè)高難度降解污水進(jìn)行水質(zhì)特性分析，采用無(wú)機(jī)陶瓷膜^[3]以及高效MBBR填料探討一體化聯(lián)合處理工藝方案，縮短工藝流程，節(jié)約投資，降低運(yùn)行費(fèi)用。

引入第三方運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，結(jié)合大數(shù)據(jù)智能化平臺(tái)，對(duì)煉化企業(yè)環(huán)境治理進(jìn)行專業(yè)化管理，提高運(yùn)行效率，達(dá)到最小資源投入、最大廢物回用，全生命周期的綠色企業(yè)管理理念。

在高含鹽廢水治理領(lǐng)域，積極探索廢鹽資源化的可行性^[4]，將環(huán)境治理延伸到無(wú)機(jī)化工領(lǐng)域，將環(huán)境治理生態(tài)鏈從達(dá)標(biāo)排放延長(zhǎng)至資源再利用。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

進(jìn)入新時(shí)代，煉化一體化企業(yè)高速發(fā)展正當(dāng)其時(shí)，積極推進(jìn)環(huán)境治理工作，推進(jìn)綠色煉化企業(yè)發(fā)展，是加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的不可缺失的一部分。

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