王曰林，王秋芳，韓佳寧，張丹青，趙維東

(1.寧波中金石化有限公司公用工程部，浙江 寧波 315204；2.寧波中金石化有限公司生產(chǎn)部，浙江 寧波 315204；3.蘭州石化公司公用工程一部，甘肅 蘭州 730060)

1 某石化企業(yè)用水結構

某石化企業(yè)主要是以燃料油(M100、180#)為原料生產(chǎn)芳烴產(chǎn)品，該企業(yè)一期燃料油加工量400 萬t，巨大的加工量帶來了龐大的規(guī)模、較低的熱單耗性能和設備的高效運行，同時消耗了數(shù)量龐大的工業(yè)用水。工業(yè)用水水效的不斷提高能夠使其整體的能源利用率得到提高，成本就能夠有所下降。因此，水效的提高對于企業(yè)經(jīng)濟效益的提高具有重要意義[1]。

該企業(yè)購入水資源為園區(qū)生產(chǎn)水，主要用于化水裝置制除鹽水、循環(huán)水補水及供外單位蒸汽、工業(yè)水、除鹽水。工業(yè)用水原則流程圖如圖1 所示。

圖1 公司工業(yè)用水原則流程圖

2 石油煉制企業(yè)取水定額

國家和政府近年來在水資源利用方面發(fā)布了多項強制和推薦政策，促進水資源的綜合利用，也給石化企業(yè)節(jié)水減排、提高水效提出了更高的要求。另外，近年來，石化企業(yè)的效益較往年有所下降，集團公司對下屬企業(yè)的水資源的高效利用也寄予了更高的期望。石化企業(yè)大力開展節(jié)水減排工作迫在眉睫。

2023 年4 月1 日國家市場監(jiān)督管理總局和國家標準化管理委員會聯(lián)合發(fā)布了GB/T 18916.3—2022《取水定額 第3 部分：石油煉制》取水定額推薦標準如下：

2.1 現(xiàn)有企業(yè)取水定額

現(xiàn)有石油煉制企業(yè)加工噸原(料)油取水量應不大于0.60 m3/t。

2.2 新建和改擴建企業(yè)取水定額

新建和改擴建石油煉制企業(yè)加工噸原(料)油取水量定額應不大于0.41 m3/t。

2.3 先進企業(yè)取水定額

先進石油煉制企業(yè)加工噸原(料)油取水量定額應不大于0.31 m3/t。

2.4 某石化企業(yè)近3 年加工噸原(料)油取水量

由表1 可見：該公司2021 年新建、改擴建化水、凝結水、回收水處理等裝置，取水量略有上升。

表1 2020年—2022 年該企業(yè)加工噸原(料)油取水量

整體來看，該公司近3 年取水量呈下降趨勢，2022 年取水量較2020 年下降29%，可以證實該公司2020 年—2022 年在節(jié)水降耗方面作出的管理、技改成效顯著。2022 年取水量高于國家推薦標準7%，說明企業(yè)在節(jié)水降耗工作上有進一步的提升空間。

下面就近3 年企業(yè)在節(jié)水方面做出的工藝改進、技改、管理提升對節(jié)水減排的意義和企業(yè)用水存在的問題、未來可提升優(yōu)化的方向進行闡述、探討。

3 企業(yè)節(jié)水措施

3.1 近3 年節(jié)水措施

3.1.1 排污水回收擴能項目

該企業(yè)含油污水原進水為各裝置污水、罐區(qū)污水、汽提凈化水和初期雨水。為降低外排化工園區(qū)污水量，實現(xiàn)不合格雨水、事故水能夠回收利用至一期循環(huán)水場，降低排污量。新建排污水回收擴能項目。主要流程為：在排污水回收單元泵出口不銹鋼管廊處坡口引一路不銹鋼管線沿線埋地至一期循環(huán)水場上地翻入塔底水池，碰頭處離地增加法蘭蝶閥，管線至一循上地后，增加流量計及跨線。不合格雨水和事故水管線與雨水回收管線之間增加跨線及法蘭蝶閥，在不合格雨水和事故水管線上增加法蘭蝶閥，實現(xiàn)兩根管線聯(lián)通[2]。

本項目改造后，含油污水系統(tǒng)回收雨水處理量由105 t/h 提升至200 t/h，全量回用到循環(huán)水場，摻入排污水回收單元低鹽分RO 摻水，循環(huán)水水質(zhì)控制穩(wěn)定，污水回用量提升，一期循環(huán)水場的生產(chǎn)水補水量得到降低。實現(xiàn)了節(jié)水排污。

3.1.2 含鹽污水深度處理項目

企業(yè)建設初期，含鹽污水經(jīng)過物理化學處理后的污水排放至化工園區(qū)管網(wǎng)，因節(jié)水需要，含鹽污水回收裝置進行改造，處理后的含鹽污水大部分回收再利用至生產(chǎn)水管網(wǎng)，處理合格的濃水排放到化工園區(qū)管網(wǎng)。

含鹽污水深度處理簡圖如圖2 所示。含鹽污水深度處理項目投用前后，效益比對如表2 所示。

表2 含鹽污水排放水回收再利用日效益

圖2 含鹽污水深度處理簡圖

由表2 可以看出：含鹽污水排放水回收再利用裝置年產(chǎn)出生產(chǎn)水98 萬噸，較改造前外購生產(chǎn)水減少98 萬噸，排污減少98 萬噸。達到了節(jié)能減排的企業(yè)目標。

3.1.3 除錳除油擴能改造

該公司為進一步回收利用廠區(qū)雨水、污水，采用加藥混凝、高效沉淀池、V 型濾池、屏障精濾罐和阻截除油罐進行處理，處理后合格的產(chǎn)水進入清凈下水裝置進行進一步處理。

此項目投用后，年節(jié)約生產(chǎn)水用水量328 萬t，同時廠區(qū)雨水的回收利用降低了雨水排放造成的排污量。為企業(yè)節(jié)能減排添磚加瓦。

3.1.4 清凈下水

該公司清凈下水包括過濾器反洗水、超濾沖洗水、雨水，設計初期因濁度高，這些水進入含油污水系統(tǒng)進行處理。并且一期工業(yè)水管道進入該公司界區(qū)后，采用的是碳鋼材質(zhì)，未做防腐措施，長時間運行導致管道腐蝕嚴重，從邊界到化水約2 700 m，末端鐵離子含量約1 mg/L，遠高于邊界0.1 mg/L，高含量的鐵離子導致化水前端過濾設施鐵污染、反洗頻率高、超濾膜污染，使化水制水率降低、藥劑消耗量增加[3]。

因此，從合理利用水資源和提高化水裝置制水率考慮，通過技術改造回收利用過濾器反洗水、超濾沖洗水、雨水。

技術改造項目由原水池、高效氣浮沉淀一體化凈水裝置、V 型濾池、自清洗過濾器、加藥系統(tǒng)、污泥脫水系統(tǒng)等部分組成。來自不同源頭的水計入快速混合池并投加PAC 助凝劑。快混池內(nèi)設置有快速混合攪拌機，原水與助凝劑充分混合后經(jīng)由底部的管道進入絮凝反應池。原水、回流污泥及絮凝劑一起進入絮凝池，由絮凝攪拌機進行充分的絮凝反應后，自流進入氣浮沉淀池，密度比水小的顆粒通過氣浮去除，密度比水大的顆粒通過沉淀池除去，氣浮沉淀池出水進入V 型濾池過濾，過濾后進入清水池，清水池產(chǎn)水通過泵提升后進入活性炭過濾器進行吸附過濾，進一步去除水中顆粒、COD 等，之后進入自清洗過濾器，去除水中剩余的較大顆粒雜質(zhì)，自清洗過濾器產(chǎn)水進入產(chǎn)水箱，然后通過外送泵送出凈水站。

污泥脫水：來自氣浮沉淀池的污泥、浮渣自流進入污泥收集池，通過泵提升后進入混凝反應箱，在箱內(nèi)投加絮凝劑PAM，然后通過螺桿泵加壓送入壓力機脫水，脫水后污泥含水率約為85%，重力下進入泥斗儲存，定期車載外運。

新建清凈下水裝置投用前，含油污水系統(tǒng)噸水處理成本2.3 元/t，正式投運一年后噸水處理成本0.52 元/t。年節(jié)約生產(chǎn)水量408 萬t。

3.2 企業(yè)用水存在的問題

3.2.1 循環(huán)水管理指標單一

該企業(yè)循環(huán)水場作為用水大戶之一。外購生產(chǎn)水大部分用于循環(huán)水場的補水。企業(yè)將循環(huán)水補新水率作為能效考核指標之一。實際循環(huán)水場的運行中濃縮倍數(shù)的影響是多元化的，有蒸發(fā)損失、排污損失、風吹損失、循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的泄漏損失，需要多元化的管理和監(jiān)督，使循環(huán)水場在水質(zhì)穩(wěn)定的情況下減少補水量。

3.2.2 部分裝置用水計量器具配備不完善

在水計量器具的配備原則上，國家標準要求水計量器具的配備應該滿足對各類供水進行分項計量，對取水量、用水量、重復利用水量、排水量等進行分項統(tǒng)計的需要。該企業(yè)部分裝置沒有水計量器具，導致水平衡分析時，無法準確判斷損失水量的原因。

3.3 節(jié)水減排工作的優(yōu)化和實施

3.3.1 加大節(jié)水減排、工業(yè)用水知識培訓，提高員工參與度

企業(yè)應當在宣傳欄設置節(jié)水減排的宣傳畫冊，為企業(yè)職工宣貫國家節(jié)水法律法規(guī)、政策制度、節(jié)水方法方式。為企業(yè)的能源管理人員提供向水效先進企業(yè)考察交流的機會，學習節(jié)水減排先進企業(yè)的管理經(jīng)驗和先進工藝技術。為裝置操作人員普及節(jié)水的方法，培訓計量器具的性能、日常維護和使用方法等技術問題，將水計量、器具維護等知識列入定期考試的題庫中。設立水效先進班組的獎懲管理模式，使廣大職工的要我節(jié)水轉(zhuǎn)變?yōu)槲乙?jié)水。安排公司能源、計量、儀表等相關人員參加先進的計量交流、培訓會議，提高管理人員專業(yè)知識素養(yǎng)。企業(yè)的能源管理部門積極宣傳國家節(jié)水降耗政策，定期開展各裝置班組節(jié)水降耗合理化建議征集活動，通過學習加深廣大職工對節(jié)水降耗的認知，提高廣大職工節(jié)水降耗的主觀能動性。

3.3.2 循環(huán)水濃縮倍數(shù)優(yōu)化

循環(huán)水的濃縮倍數(shù)是指循環(huán)水中的含鹽量或某種離子的濃度與新鮮補充水中的含鹽量或某種離子的濃度比。影響因素有蒸發(fā)損失(E)、排污損失(B)、風吹損失(D)、循環(huán)冷卻系統(tǒng)的滲漏損失(F)。知道系統(tǒng)中循環(huán)水量R和濃縮倍數(shù)K，就可以估算出蒸發(fā)量、排污量以及補充水量等操作參數(shù)。

提高濃縮倍數(shù)主要有以下途徑：(1) 工藝介質(zhì)不發(fā)生泄漏。在生產(chǎn)運行中，由于腐蝕的存在，裝置換熱器會發(fā)生不可避免的泄漏，造成循環(huán)水污染。為使水質(zhì)盡快恢復，通常需要進行系統(tǒng)置換，置換就會使生產(chǎn)水或回用水耗用增加，使循環(huán)水不能得到有效的濃縮。(2)系統(tǒng)生產(chǎn)保持正常負荷，避免低負荷運行。公司因為生產(chǎn)調(diào)整需要，如果低負荷運行，會導致系統(tǒng)產(chǎn)生熱量較少，循環(huán)水的蒸發(fā)量少，濃縮倍數(shù)也會難以得到提高。(3)酸投加及時適量。冷卻水在冷卻塔內(nèi)的噴淋曝氣的過程中，水中游離態(tài)的二氧化碳不斷逸出，使循環(huán)水的pH 值上升，腐蝕傾向減小，結垢傾向增加，在換熱設備管壁處嚴重的結垢，影響設備的換熱效率，從而增加了循環(huán)水的用量，增加了循環(huán)水的補充水量。因此，水質(zhì)穩(wěn)定和加酸的及時適量可以節(jié)約補充水量。

3.3.3 完善工業(yè)用水計量器具

計量器具的配備對于節(jié)水降耗管理的重要性不言而言。沒有計量就沒有管理。實際企業(yè)在生產(chǎn)中，往往由于技改的不合理或私拉亂接情況導致水的部分去向無法管控。因此，依據(jù)國標完善水計量器具顯得尤為重要。

3.3.4 提高水重復利用率

該企業(yè)水量來源主要有外購水量和重復利用水量。外購水量作為直觀的水量使用情況，變化幅度可以通過計量數(shù)據(jù)直觀地看到。重復利用水量需要對企業(yè)工業(yè)用水工藝流程全面掌握的情況下，對水重復利用水率進行指標管控。

近年來，隨著石油化工企業(yè)對節(jié)水減排問題重視程度的不斷提高，通過改進循環(huán)水利用系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)，提高循環(huán)水、中水、污水的回用率和重復利用率，促使行業(yè)整體的水資源利用效率不斷提升，基本達到零排放。數(shù)據(jù)顯示，2019 年中石化水重復利用率達到96%以上。該企業(yè)目前并未將水重復利用率作為水效提升的指標進行管控。

尤其在近些年國家統(tǒng)計公報顯示石化企業(yè)利潤同比下行的階段，企業(yè)效益的提升對水重復利用率的管控迫在眉睫。近3 年該企業(yè)水重復利用率如表3 所示。

表3 2020年—2022 年水重復利用率

從上表3 可見：提高重復利用水量就能夠提升水重復利用率，將水重復利用率作為水效提升的關鍵指標能夠?qū)ζ髽I(yè)的節(jié)水降耗起到積極意義。

4 結語

作為石油煉制規(guī)上企業(yè)，對標2023 年4 月國家市場監(jiān)督管理局發(fā)布的《2022 年重點用水企業(yè)、園區(qū)水效領跑者名單公示—國家市場監(jiān)督管理總局(有效期兩年)》石油煉化行業(yè)水效先進企業(yè)尚有進步空間，節(jié)水降耗是長期工作，需要持之以恒，不斷優(yōu)化提升。

總而言之，節(jié)水減排工作的落實效果不僅影響著石油化工企業(yè)的經(jīng)濟效益，還直接影響著我國的環(huán)境狀況及社會經(jīng)濟發(fā)展狀況。因此，石油化工企業(yè)應當加強對節(jié)水減排的重視，學習先進的節(jié)水減排經(jīng)驗及技術，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，避免不必要的水浪費，推動企業(yè)向健康穩(wěn)定的方向發(fā)展。