甲醇装置清洁生产审核中现场踏勘的工作实践

靳建彬，张 蓓

（1.中海石油建滔化工有限公司，海南 东方 572600；2.中海油天津化工研究设计院有限公司，天津300131）

作为推行清洁生产战略的有效手段之一，清洁生产审核已在“节能、降耗、减污、增效”方面取得了明显的成效。在开展清洁生产审核工作中，需要对企业进行现场踏勘以确认企业现阶段存在的清洁生产潜力，为提出节能减排方案奠定基础。

1　企业概况及清洁生产审核背景

某企业拥有一套60万吨/年甲醇生产装置，以天然气（贫气）为原料，采用连续性生产方式生产甲醇产品。根据企业所在地环保主管部门的管理要求，该企业拟对该甲醇装置开展清洁生产审核。按照清洁生产审核步骤，在预审核阶段对企业进行了现场踏勘，进而确认甲醇装置生产过程的清洁生产潜力。

2　清洁生产审核中现场踏勘的工作依据

对于广义生产过程来说，任一生产过程均需要“八个方面”的投入，包括：①原辅材料和能源利用；②技术工艺的运用；③设备的布局、运行以及维护管理；④流程以及过程控制；⑤产品及副产品；⑥废弃物排放和回用；⑦管理手段和惯例；⑧员工的态度、技能、素质和敬业精神。此外，任一生产过程（广义）均跳不出“两种类型”的浪费：①Ⅰ型浪费，传统清洁生产审核中提到的污染物（废弃物），是一种物质形态的浪费；②Ⅱ型浪费（隐形浪费），是直接或间接造成Ⅰ型浪费的浪费，是一种非物质形态的浪费。

实际上，对于任一生产过程（广义）来说，无论生产过程如何千差万别，均可以通过“八个方面”和“两种浪费”对生产过程进行全面了解。因此，均可抽象为一个以“八个方面”和“两种浪费”为基准的分析模型（详见图1），用以开展清洁生产审核工作。

图1　清洁生产审核分析模型Fig.1 Analysis model of cleaner production audit

3　清洁生产审核中现场踏勘的工作实践

3.1　原辅料/能源/资源方面

该企业甲醇生产过程使用的原料为天然气（贫气，含C量约为64%）；能源消耗为天然气（贫气，含C量约为64%）和电力，均属于清洁能源；资源消耗为水资源。天然气通过专用管道直接输送至甲醇装置原料输入端口，并配置在线流量监控仪器、天然气组分在线监测/分析仪器进行实时监管。对于生产过程中的能源/水资源消耗，均配置在线流量监控仪器进行管控。

现场踏勘表明：①由于该套甲醇装置在设计时已充分利用了余热，采取了整齐透平系统实现热能的充分回收与利用，保证了整套装置具有良好的保温措施，如各热力管道、热力阀门、热力法兰、热力设备均采取了保温措施且保温效果良好，满足《设备管道绝热效果的测试与评价》（GB/T8174-2008）中管道 ＜50℃、法兰 /阀门＜60℃的保温要求；②根据生产实践经验，循环水系统已采用了提高浓缩倍数的方式减少循环水的补给量和排放量，进而实现了水资源的节约使用；③各用水点不存在跑冒滴漏。

尽管如此，通过现场考察，甲醇装置在运行过程中仍存在有待改进的方面，主要包括：①辅助锅炉、高压蒸汽包、蒸汽包、脱氧槽、循环水系统附属蒸汽透平系统、压缩系统、蒸汽透平系统是否存在低压蒸汽连续排空现象；②转化炉炉体外壁、转化炉炉底原料管线外壁、转化炉烟道外壁、压缩系统相关蒸汽管线是否存在局部过热现象；③空冷系统风机目前是否处于尚无变频措施状态。

综上，在保证正常生产、安全生产的情况下，建议：①可通过工艺过程优化或/和设备维修等方式减少/避免低压蒸汽排空量，从而减少脱盐水损失量，减少（燃料用）天然气消耗量；②可通过在消防水池表面增加带空隙的遮挡板以减少蒸发面积，从而间接减少净水消耗量；③可通过优化换热管网或/和防火砖厚度或/和在转化炉外壁增加保温涂料/保温层等方式减少热能辐射损失量，从而减少（燃料用）天然气消耗量；④可通对空冷系统增加变频措施，实现空冷系统变流量调节以适应不同的工作状态。

3.2　工艺技术方面

该企业甲醇装置采用德国鲁奇（Lurgi）公司甲醇工艺技术（年设计能力为60万吨），以天然气为原料生产甲醇产品。

现场考察踏勘表明：德国鲁奇公司的Lurgi甲醇低压合成工艺在能耗、装置建设和单系列反应器生产能力方面具有明显的优越性，且各股天然气（贫气）数量均配备相应的计量仪表进行计量，并通过FCS控制系统仪表读数进行实时操作。甲醇工艺生产过程中产生的废气（如驰放气、冷凝气）均实现了回收利用，各热力管道、热力阀门、热力法兰、热力设备保温效果良好。

3.3　过程控制方面

该企业甲醇装置的控制系统采用的是横河公司最先进的基金会现场总线控制系统（FCS），安全保护系统采用的是Triconex的紧急停车系统TS3000（ESD），压缩机控制系统采用的Triconex的透平压缩机一体化控制系统（ITCC），实现了高度的自动化和信息化。

对于甲醇生产过程中的原料、能源、水资源供给，全部由专门的输送管线输送，均配备专门的计量仪表进行实时记录，每日、每月、每年均进行生产统计，满足《用能单位能源计量器具配备和管理通则》（GB 17167-2006）、《化工企业能源计量器具配备和管理要求》（GB/T 21367-2008）、《用水单位水计量器具配备和管理通则》（GB24789-2009）中的配备要求。

现场踏勘表明：①FCS系统运转正常，全部计量仪表均运行正常，可以实现对各计量点位的准确计量控制；②全部计量仪表均按照相关要求执行定期校验，校验结果满足相关要求；③计量仪表配备专职人员负责计量器具的配备、使用、检定（校准）、维修、报废等管理工作。

3.4　设备方面

参照《化工企业能源计量器具配备和管理要求》（GB/T 21367-2008）的相关要求，该企业主要耗能设备为蒸汽消耗量为7MW、电力消耗量为100kW的工艺设备，需在现场踏勘中给予重点关注。

现场踏勘表明：①该企业制定了完善的设备维修计划，并通过日常巡检及时发现并解决设备故障，完全有能力确保甲醇装置的正常生产运行；②生产设备的装置标识齐全，并设有专人进行设备的检修与维护，能够实现及时维修，不存在《高耗能落后机电设备（产品）淘汰目录》中所涵盖的设备产品；③该企业已采用蒸汽透平技术，有效地提高了热能利用效率。

3.5　产品方面

该企业的甲醇产品质量满足并优于美国联邦（工业用甲醇）标准（O-M-232L）中的“AA级”标准，满足并优于（工业用甲醇）国家标准（GB 338-2004）中的“优等品”标准，并采用内浮顶储罐贮存。

现场踏勘表明：①公司具有严格的产品检验管理体系，确保甲醇产品质量合格率为100%；②危险品码头装船过程使用装卸臂进行产品装船操作，并通过法兰对接的方式完成甲醇产品的装船操作，装卸臂自带回流管，以用于装船过程中形成的甲醇气体可以回流至甲醇成品储罐中。甲醇产品装船完毕后，产品管线使用氮气吹扫，将残留于装卸臂的甲醇打回至甲醇成品罐。尽管如此，通过现场考察发现甲醇装置在运行过程中仍存在可以改进的方面，主要包括甲醇产品因储罐大呼吸、小呼吸以及装车过程中产品滴漏、挥发而造成的甲醇产品损失量。

综上，在保证正常生产、安全生产的情况下，建议：可通过变更甲醇储罐呼吸阀为双层呼吸阀的形式，减少甲醇储罐大、小呼吸过程的物质损耗量。

3.6　“三废”排放方面

该企业甲醇生产过程废水主要包括生产废水、生活污水、清净下水；废气主要包括有组织排放废气（转化炉烟囱排放的燃烧废气、辅助锅炉烟囱排放的燃烧废气、工艺冷凝液汽提塔烟囱排放的氨气、脱氧槽中压系统烟囱排放的氨气、洗涤塔烟囱废气排放的甲醇）和无组织排放源（甲醇生产过程、甲醇储罐大小呼吸、甲醇装车/船操作过程）排放的废气；固体废弃物主要包括生活垃圾、一般工业固体废弃物（废弃水处理药剂）、危险固体废弃物（废油布、废催化剂等）；噪声来源于运行中的设备（压缩机、蒸汽透平、引风机、鼓风机、大功率机泵、火炬、蒸汽放空气）。

现场踏勘表明：①排放的废水直接排入企业内自有集中污水处理设施，并满足达标排放要求；②生活垃圾和一般工业固体废弃物均由物业公司统一收集处理，危险废物严格按照存放要求进行分类存放，并外委处置；③主要噪声设备在机泵的配备上选用低噪声机泵、在安装时已做好基础减震，并在运行中严格按照工艺运行条件操作，确保在其运行过程中的噪声级满足≤100dB（A）的要求；④经监测，废气排放满足达标排放要求。

3.7　企业管理方面

该企业一贯坚持“高标准、严要求”的企业准则，按照现代化企业的管理要求，严格执行各项管理制度。公司具有较为完备的“生产操作手册、程序文件、作业指导书”管理体系，具备较为完善的管理理念，为公司的发展壮大奠定了坚实的基础。

现场踏勘表明：企业通过每日、每月、每年的报告制度对甲醇生产运行进行监控，有力地保障了甲醇装置的稳定、连续运行。

3.8　员工方面

该企业全体员工精神饱满，并对企业未来发展表现出高度责任心，具有较高的环境保护意识和资源、能源节约意识。

现场踏勘表明：清洁生产理念作为新生代事物，暂未被全体员工所理解与接受，即部分员工清洁生产意识没有完全树立起来。

综上，在保证正常生产、安全生产的情况下，建议：可通过持续的班组建设、清洁生产培训、节能减排培训、安全生产培训，逐步使员工树立清洁生产意识，实现节能减排。

4　总结

通过对该企业甲醇装置清洁生产审核中现场踏勘的工作实践，可得到以下主要结论：①清洁生产审核中对于现场踏勘工作的开展，应依据清洁生产审核分析模型，从技术工艺、设备、过程控制、产品、管理、员工、原辅料/能源、废弃物八个方面着手，对企业开展全面的现场工作；②在清洁生产审核中通过现场踏勘，可从技术工艺设备、过程控制、产品、管理、员工、原辅料/能源、废弃物等八个方面进行踏勘分析，挖掘清洁生产的潜力。

[1]国家环境保护总局科技标准司.清洁生产审计培训教材[M].北京：中国环境科学出版社，2001.

[2]国家环境保护局.企业清洁生产审计手册[M].北京：中国环境科学出版社，1996.

[3]环境保护部污染防治司.精细化清洁生产审核[M].北京：化学工业出版社，2009.□