绿色节能技术在石油化工中的应用

李东明

（东北石油大学秦皇岛分校，河北秦皇岛,066004）

绿色节能技术在石油化工中的应用

李东明

（东北石油大学秦皇岛分校，河北秦皇岛,066004）

随着石油化工技术的逐步成熟，石油的利用越也来越广泛，但是石油给人们带来便利的同时对环境造成的污染是非常严重的。近年来，国家颁布节能减排的政策，人们对于环境保护和节约资源方面越来越重视，对石油化工工业这个对环境污染以及能源消耗较大的行业引进绿色环保节能技术已经是势在必行。从节能环保的角度对应用绿色技术的必要性、绿色环保技术在石油化工中的应用以及节能技术在石油化工中的应用进行介绍分析。

石油化工企业；绿色节能；应用分析

前言

近年来，随着我国综合国力的提升和经济的快速发展，石油化工产品的使用量也在逐步增加，被石油化工污染的环境以及损耗的能源越来越多。资源不会再生，保护环境，节省能源已被人们广为关注，在这种情况下将绿色节能技术运用在石油化工企业生产中是非常必要的，同时绿色环保节能技术的应用也有着极其重要的意义。

1 应用绿色技术的必要性

1.1 环境污染

主要是由石油开采和炼制过程中产生的各种无机盐和有机物组成的，其中含有油、氨、盐、酚等污染物，成分非常复杂，难处理，浪费资源又污染环境，给水体造成极大破坏；工业废气，包括石油炼制废气、石油化工废气、合成纤维废气等。石油提炼过程中需要大量的热量，会排除大量的包含硫的气体造成对大气的污染；工业废弃物，主要包括酸渣、碱渣、污泥等，这些废弃物中含有大量的非金属会污染土地，并且石化产品的开采和运输也是会使石油类的物质渗入地层造成污染；工业噪声，石油化工业的发展需要不断扩大规模，增置大量的设备，而这些设备产生的噪音就会影响人们的生活。所以石油化工工业产生的废水、废弃物、废气和噪音等对我们赖以生存的环境会造成方方面面的影响，破坏生态平衡，加剧疾病的发生概率。若不有效治理石油化工生产排放的废气废物，将给我们的生存环境造成了极大的影响和伤害。

1.2 绿色技术实施的必要性

石油化工生产过程中的废物排放给人类生存带来的危害是相当巨大的。由于排放的废弃物中有很多可再利用的生产原材料，如果不加以回收直接排放不仅污染环境还会造成大量的能源浪费，使生产所需要的成本加大。因此绿色节能技术的实施势在必行，采取对排放物质进行加工处理，分离出有害物质与生产所需材料后再予以排放。但是由于传统的分离机制很是单一，治理废气的效果不是很好，资源再次利用率不高，分离有害物质的成果也不明显。此时，在提取分离的过程中加入绿色保护节能技术，就能更好地治理污染现象，尽可能减少原材料的浪费。

2 绿色环保技术在石油化工中的应用

2.1 绿色化原料

在原料上选择运用绿色化、环保化的原材料是实现石油化工绿色节能技术的基础，对于节能减排有着重大的意义。原料绿色化分为两种情况，一种是采用无毒害的化工材料，另一种是运用可再生资源来代替不可再生资源。在传统的石油化工生产中运用的材料都是有毒有害的，这些原材料不仅给环境带来危害，对人类的危害也是非常巨大，基于这两点原因，相关人员也在积极寻找开发可以代替的无毒害的材料。另外，一些较为先进的生物技术的发展使生物资源得以利用，生物材料本身对环境没有破坏性，还能为环境提供一些有机物，它的出现，有助于实现石油化工原材料的绿色化。

2.2 绿色环保化学技术

绿色环保化学是指在生产的过程中做到零排放。也就是在生产的过程中将产生的废物直接转换成所需要的物质，从而实现零排放的转化。近些年在相关研究人员不懈的努力之下，开发出许多新兴的技术，虽然不能做到完全零排放量，但是将过滤不掉的有害物质进行转化，变成环境友好物质，这样就大大减少对环境的损害。

目前，石油化工污水的处理可分为两大类:分离处理和转化处理。

分离处理，包括沉降法和气浮法。沉降法，属物理处理方法，主要是指重力沉降和离心沉降；气浮法，是利用密度小于水的空气气泡，将水中的污染物带至水面进而去除，节省药剂投加量的同时取得较理想的处理效果。陈家庆[1]采用旋流气浮一体化含油污水高效除油技术，将气浮与旋流分离技术集成组合应用，实现了低占地面积、处理能力高、高分离效率和运行维护方便等，获得了非常好的处理效果。

转化处理，包括化学法的分解、氧化、还原、中和等和生物处理法的好氧生物处理和厌氧生物处理。在污水中相当一部分毒性是常规生物处理工艺不能消除的，故有必要在生物处理之后增设物化处理。刘琼玉[2]研究了太阳光Fenton氧化预处理对含酚废水生物降解性的影响，采用太阳光Fenton氧化-生化法联合工艺可使煤气含酚废水的COD由1357mg/L降低至104mg/L,挥发酚由198.2mg/L降低至0.47mg/L,COD和挥发酚均达到国家二级排放标准。孙翔[3]采用苯酚驯化后的优势菌群,利用竹炭作为载体,用竹炭固定化微生物处理含酚废水。在苯酚浓度为40mg/L低浓度废水,投入菌量为100mL/10g竹炭,竹炭量为10g/100mL污水的条件下经5h处理后,苯酚和COD的去除率分别为95%和70%。这些新技术的运用，不仅能改善了以往的环境问题，从而也能节省能源，做到了节能减排，绿色环保。

2.3 绿色化产品

由石油化工所生产的产品，对我们的生产和生活带来的便利是随处可见的，也不得不说石油化工产品的确是改变了我们原有的生活，为我们提供了许多生活所需用品，但是就在提供了这些便利的同时，给人们造成的危害也是不可忽视的。例如，日常人们洗漱，洗衣物时要用到肥皂，而用完的肥皂水会随着生活废水一起被排放到各大江河湖泊之中，这些水常年累集，就会出现还水面赤潮的现象，对环境造成的危害在不同程度也破坏了生态平衡。基于此不含磷的香皂、洗涤剂、洗衣粉等相继被研发使用，从而杜绝大量磷排放对环境的污染。

另外以石油为原料的通用塑料产品用量的增加，使得由此所导致的白色污染问题日益严重，从而促使人们寻找并开发具有生态循环特征的环境友好材料，其中生物降解塑料当是最为环保，最具有发展前景的绿色材料之一，目前光降解、热降解、氧化降解、生物降解以及组合降解塑料等被开发且广为利用[4,5]。

除了石油化工工业带给环境的重大污染外，出现在我们身边的工业污染还有很多。随着人们生活水平的提高，汽车的拥有量也与日俱增，汽车的广泛使用加剧了汽油、柴油的用量，这也在很大程度上造成了环境的污染以及能源的损耗。近些年来我国不断的开发新型的电动汽车，致力于使用太阳能作为燃料，从而减少能源的浪费程度。

3 节能技术在石油化工中的应用

随着我国石油资源的逐渐减少及面临近于枯竭的现实问题，充分利用新技术来提升石油化工生产过程的效率，推动行业节能降耗的进步已经成为人们重点关注的热点，因此有很多专业人士和学者已投入到对节能技术的研究开发中来。

3.1 气体膜分离技术

气体膜分离技术在石油化工中的应用，为节能降耗、提高石油资源的利用率起到了重要的作用，已成为与冷凝、吸收、精馏、吸附等分离技术并重的气体处理和深加工手段[6～8]。近年来，处理对象已由单一原料、单一回收目标的拟二元简单体系发展至多原料、多回收目标的多元复杂体系，功能也由简单的末端系统发展成为整体工艺。特别是能将企业产生超过20Mt的含烃石化尾气中的高附加值物质进行分离提纯，可以生产氢气、乙烷、乙烯、丙烯、丁烯、液化石油气以及石脑油等多种产品和基础化工原料[9]。

目前，高性能气体分离膜的研发仍是石油化工行业中解决氢气回收关键问题[10]，进一步回收石油化工尾气中的氢气资源，降低炼油成本是膜科研工作者面临的新挑战。

3.2 变频调节技术

在石油化工行业中尤为常见的一项节能技术叫做变频调节技术。在石油化工企业生产的过程中，消耗能源最大的机器零件就是发动机，风扇等，如果能够节省发动机以及风扇在生产中所造成的能源消耗，就会在最大程度上减少能源的使用，而这种变频调节技术就是对电动机的一种有效的节约能源的技术措施。

变频调节技术的操作原理是通过在方案上进行控制以及与运作中实际称重互相协调，在合作的过程中实现阀门最大程度化的降低，以此来提升综合的效率，进而实现发动机与风扇的节能需求。变频技术应用非常广泛，水泵也采用变频技术，当水泵的频率降低5Hz,转速就下调10%，流量减少10%，扬程下降19%电机功率下降27%，当频率降低到10Hz，转速下调20%，流量减少20%，扬程下降36%，电机功率下降49%，变频调节性能和节能的效果十分显著，可满足现场调节流量和扬程的需要，降低电能的损耗和人工成本，延长水泵的使用寿命。所以这种技术的突出优点之一是它可以根据石油化工企业在生产过程总的具体需要来进行相对应的改变，科学合理的控制其中的各项数据来满足要求，从根本上降低企业电能的损耗以及机器设备的磨损情况，由此来控制成本上的浪费以及能源上的浪费，这种设备的应用，无论是在企业的长久的可持续发展上，还是对于能源能够有效的利用上都有着非常重大的意义。

3.3 电气节能技术

在石油化工工程中电气节能技术的应用包括:电力系统的节能、稳定电压节能、照明节能系统和电子设备节能,在工程设计中全面做好这些应用技术,会收获更加理想的效果[11，12]。

4 结语

随着传统的化工行业发展中能源损耗的不断增加，环境污染日趋严重，人们重视将绿色节能技术运用到石油化工工程之中的程度越来越高。绿色节能技术给人们带来的好处是无可限量的。就目前来看，对于生产生活中处理环境污染的解决办法还有很多，除了对石油化工引进绿色节能技术来保护环境节约资源之外，还有许多新保护环境的方法和更多的先进技术有待我们去研究开发。

［1］陈家庆，韩旭，梁存珍，等.海上油田含油污水旋流气浮一体化处理设备及其应用［J］.环境工程学报，2012，6（1）:87～93.

［2］刘琼玉，刘立，崔菲菲.太阳光Fenton氧化对含酚废水生物降解影响研究［J］.环境科学与技术，2008,31（7）:116～119.

［3］孙翔，周汇，沈宇，等.竹炭固定化微生物处理低浓度含酚废水的初步研究［J］.环境科学与技术，2009,32（3）:151～154.

［4］陈瑞峰，张丽，魏珣.我国化工新材料产业发展现状及应用热点--绿色环保新材料与新型民用新材料［J］.化学工业,2011, 29（8）:1～9.

［5］庞买只.生物降解塑料的发展［J］.新材料产业,2009（8）：32～35.

［6］KOROS W J.Evolving Beyond the Thermal Age of Separation Processes：Membranes Can Lead the Way［J］.AICh E J，2004，50（10）：2326～2334.

［7］BAKER R W.Future Directions of Membrane Gas Separation Technology［J］.Ind Eng Chem Res，2002，41（6）：1393～1411.

［8］DRIOLI E，STANKIEWICZ A I，MACEDONIO F.Membrane Engineering in Process Intensification-An Overview［J］.J Membr Sci,2011,380（1）：1～8.

［9］阮雪华.气体膜分离及其梯级耦合流程的设计与优化［D］.大连：大连理工大学，2014.

［10］阮雪华,焉晓明,代岩,等.气体膜分离技术用于石油化工节能降耗的研究进展（上）［J］.石油化工,2015（7）:785～790.

［11］徐汉青.电气节能技术在石油化工工程设计中的应用［J］.化工管理,2016（15）:148.

［12］毕利媛，潘亮.电气节能技术在石油化工工程设计中的应用［J］.中国高新技术企业，2015，5（18）:101～102.

The Application of Green Energy-saving Technology in Petrochemical Engineering

LI Dong-ming
（Qinhuangdao Branch,Northeast Petroleum University,Qinhuangdao 066004,China）

With the gradual maturity of petroleum technology,the utilization of petroleum has become more extensive.However,as well as the convenience which the petroleum brings,it also pollutes the environment seriously.In recent years,a series of energy conservation and emission reduction policy have been promulgated by the state,the environmental protection and conservation of resources have attracted more and more attentions,and therefore the introduction of green energy saving technology into the petrochemical industry is imperative.The necessity of green technology and the application of green and energy-saving technology in petrochemical engineering are introduced and analyzed.

Petrochemical enterprise;green energy-saving;application analysis

X74

A

1001-0017（2017）04-0304-03

2017-03-12

李东明（1958-），男，黑龙江大庆人，教授，研究方向：节能技术、合理用能技术。