中国石化炼化企业清洁生产长效机制
2021-06-11李焕张树才李援姜学艳丁禄彬
李焕,,张树才,李援,姜学艳,丁禄彬
(1.中国石化青岛安全工程研究院,山东青岛266000;2.中国石化能源管理与环境保护部,北京100728)
“清洁生产”概念于1979年由欧共体理事会提出,其以提高资源能源利用率、减少污染物产生量为目标,从源头抓起,实行生产全过程的污染控制,将污染物最大限度地消灭在生产过程中,取得环境效益和经济效益的双赢,是工业污染防治的最佳模式[1]。国际上,主要通过组建行业清洁生产工作组,向采用清洁工艺的工厂退税等措施实施,并召开高级别研讨会分享经验[2]。美国、澳大利亚、荷兰、丹麦等发达国家在清洁生产立法、组织机构建设、科学研究、信息交换、示范项目和推广等领域已取得明显成就,但并未强制要求企业开展清洁生产审核。清洁生产于1994年传入我国,最初依托联合国相关项目在部分重点企业开展。2002年起,《清洁生产促进法》和《清洁生产审核办法》相继实施,目前已成为行政命令,符合条件(双超双有)的企业必须定期开展审核[3],通过主管部门验收。中国石化集团公司自1995年启动清洁生产工作以来,先后在炼化企业开展了“示范装置清洁生产审核”“示范企业清洁生产审核”和“清洁生产企业创建”三个阶段[4-5],从工作启动、装置示范、企业示范到创建清洁生产企业全面铺开,清洁生产的理念在中国石化内部生根、发芽、茁壮成长,并陆续结出累累硕果。目前中国石化已建立清洁生产长效机制[6-8],包括用于企业验收和审核的系列标准,用于管理的信息系统和制度文件,并取得了显著的节能减排成就[9]。
1 构建炼化企业清洁生产标准
1.1 编制依据和目的
依据《中华人民共和国清洁生产促进法》《清洁生产审核办法》《清洁生产标准 制订技术导则》《中国石油化工集团公司炼化企业清洁生产标准》(2008)和《炼化企业节水减排考核指标与回用水质控制指标》,结合中国石化多年清洁生产工作基础和近40家石油化工企业生产运行数据,建立了包含5大类27项定性定量指标的《石油化工企业清洁生产标准》(Q/SH 0464-2012)。标准作为判定炼油化工企业清洁生产水平的标准,相比于行标《清洁生产标准 石油炼制业》(HJ/T 125-2003)更具先进性。
1.2 指标取值方法
标准中涉及管理要求、生产工艺与装备要求、资源能源利用要求、污染物控制要求、废物回收利用要求中的非定量指标,在《中国石油化工集团公司炼化企业清洁生产标准》(2008)中有要求的,采用德尔菲法征求行业专家意见,根据得到的一致性意见对该指标进行修订。如组织机构要求中“领导小组组长由企业行政一把手或主管环保工作的副职担任”,在《石油化工企业清洁生产标准》中改为“领导小组组长由企业行政一把手担任。”由此引起的接续性内容如一把手和其他领导的职责等,根据近40家企业的调研汇总后取通用部分作为标准内容。此外,部分2008版标准中尚未提及,但在《清洁生产标准 制订技术导则》中要求的内容,标准首次代表石化行业提出,如“企业产品质量应达到国家先进的产品质量标准要求”等。
定量指标的选取基于应用数理统计方法。对40家企业的清洁生产指标数据进行分析,在满足正态分布的条件下,通过一致性检验选取最优数据作为指标值,确保标准的科学性、合理性和可达性。以化学制水比指标为例,将40家企业的平均值、前30%、前60%和前90%企业能达到指标值分别代入概率密度函数:
经检验,优于前60%企业能达到的指标值(1.2)符合正态分布,此值与清洁生产标准(1.2)和节水减排考核指标(1.33)相比具有先进性,故选择1.2作为化学制水比的清洁生产指标。
对于在集团公司内部已有考核的部分指标,如“能耗、物耗”等,考虑到集团公司整体水平已经远超《清洁生产标准 石油炼制业》(HJ/T 125-2003)中各项指标的一级指标(国际清洁生产先进水平),因此设定为“主要能耗、物料指标优于集团公司平均水平”。具体对标情况见表1。
从表1可以看出,《石油化工企业清洁生产标准》中绝大部分指标优于国标一级标准。进一步调研发现,如炼油加工吨原油取水量等指标要求已经远优于英国石油公司和沙特阿美石油公司2019年的对外公布值,充分说明了标准的先进性。
1.3 标准主要内容
1)管理要求
①组织机构。标准要求领导小组组长由企业行政一把手担任。
②职责。明确了企业行政一把手的职责,生产主管领导、设备主管领导、工程主管领导和发展规划主管领导的职责。各部门和各生产作业单位清洁生产职责以附录形式体现。此外,标准还明确了全体员工的清洁生产职责。
③清洁生产机制。标准要求企业建立清洁生产程序或制度、建立清洁生产激励机制、引进清洁生产技术。
④环境管理要求。标准从四个方面提出了环境管理要求,包括污染源管理要求、开停车和检维修环保管理要求、达标排放和守法合规要求、资源综合利用要求。
⑤清洁生产审核。标准将投资超过20万元的清洁生产方案定为中高费方案。
2)生产工艺与装备要求
①特殊水质“污污分治”要求中,明确了化工特殊污水的“污污分治”要求,包括聚酯生产污水、纤维生产污水、橡胶生产污水等。
②对于固废处理的工艺与装备,要求“危险固废内部处理设施设计、运行应符合国家相关要求”。
3)资源能源利用要求
①要求企业完成审核中设置的节能、降耗目标。主要能耗、物料指标优于集团公司平均水平。
②循环冷却水系统补水率小于计算指标,同时明确了补水率指标的计算方法。
③化学制水比(新鲜水用量/化学水产量):离子交换树脂工艺不大于1.1,非离子交换树脂工艺不大于1.2。
④蒸汽凝结水回收率不小于55%。
⑤每三年进行一次水平衡测试,新水漏失率小于7%。
表1 清洁生产指标对比
⑥工业水重复利用率不小于97%。
⑦取水指标
炼油加工吨原油取水量:燃料型不大于0.62 t/t原油,燃料润滑油型不大于0.74 t/t原油。
合成氨单位产品取水指标:以煤为原料不大于27 t/t合成氨, 以渣油为原料不大于14 t/t合成氨。
烯烃类单位产品取水指标(产品取水量/乙烯产量):不小于20 t/t产品。产品包括乙烯、丙烯及下游产品(聚乙烯、聚丙烯、乙二醇)。
芳烃类单位产品取水指标(产品取水量/芳烃产量):不小于7 t/t产品。产品包括PX、醋酸、PTA。
4)污染物控制要求
①完成审核中设置的污染物削减目标。主要环保指标应处于集团公司先进水平。
②主要废水污染物削减完成各级环保行政主管部门下达的考核指标。
③燃烧废气达标率不低于98%。
④固体废弃物处理、处置率100%,危险废弃物无害化处理处置率100%。
⑤外排工业废水达标率不低于97%。
⑥排水指标
炼油加工吨原油排水量:燃料型不大于0.33 t/t原油,燃料润滑油型不大于0.44 t/t原油。
合成氨单位产品排水指标:以煤为原料不大于12 t/t合成氨,以渣油为原料不大于8 t/t合成氨。该指标不包括尿素的排水量、产量。
烯烃类单位产品排水指标(产品排水量/乙烯产量):不小于8 t/t产品。产品包括乙烯、丙烯及下游产品(聚乙烯、聚丙烯、乙二醇)。
芳烃类单位产品排水指标(产品排水量/芳烃产量):不小于5 t/t产品。产品包括PX、醋酸、PTA。
5)废物回收利用要求。正常工况下火炬气全部回收,含硫污水回用率不低于60%。
6)产品要求。企业产品质量应达到国家先进的产品质量标准要求。
2 明确石油化工企业清洁生产审核指南
2.1 标准编制方法
依据《清洁生产审核指南 制订技术导则》,参考国外最佳实践,依据企业管理实际完成《石油化工企业清洁生产审核指南》(Q/SH 0684-2016)。标准中包含31张清洁生产审核工具表,针对操作层设计包含268道问题的清洁生产问题检查清单。并针对管理层设计环保专项检查表。采用层次分析法确定环保专项检查表指标权重[10]。权重判断矩阵和取值方法见图1、表2。
例如当认为a1比a2略重要时,则a12=3,此时a21=1/3;当认为a1比a2在略重要和较重要之间时,则a12=4,此时a21=1/4;当认为a2比a1略重要时,则a12=1/3,此时a21=3;当认为a1和a2同等重要时,则a12=a21=1;
每一行赋值结果的几何均值,与所有行赋值结果几何均值和的比值,即为该行要素的最终权重。以A类要素为例,各因素权重依照下式计算。
图1 环保专项检查表权重判断矩阵
表2 aij的取值方法
2.2 标准主要内容
1)术语和定义
标准给出了清洁生产、清洁生产审核、工作表、检查清单和基准年的术语及其定义。
2)清洁生产审核
中国石化所辖石油化工企业均为当地知名的大型企业,组织机构复杂,为确保全员参与,标准明确了企业要在公司层面和二级单位层面分别开展审核工作。从审核准备到持续清洁生产整个过程中,公司和二级单位分别要怎么做,标准也给出了详细的说明。审核重点比例的确定是首次提出。物料平衡偏差应在±5%以下,取自环保部清洁生产中心主编的《企业清洁生产审核手册》。
在审核准备阶段,公司层面和二级单位层面开展审核的做法基本上一致,都应成立组织机构、制定审核工作计划、培训计划并开展培训。所不同的是公司层面职能部门较多,需要分别成立领导小组和工作小组,二级单位层面只要成立工作小组就好。该标准还明确了员工培训率的计算方法。
在预审核阶段,该标准规定了现状调查、评价产排污状况时公司和二级单位分别需要做哪些工作,填写哪些表格等。由于审核对象不同,分析内容也不同。在生产状况部分,二级单位不仅要搜集装置情况,介绍生产工艺,还要在工艺流程图上标出污染源排放点。在管理状况部分,公司层面不仅要关注制度,还要分析企业QHSE管理体系的建立和运行情况。在环境管理状况部分,公司层面不仅要搜集人员配置、污染源、环境风险控制等情况,还要分析公司建设项目环境影响评价、环保“三同时”管理和“三废”综合利用等情况。在评价产排污状况部分,公司和二级单位应分别根据需执行的标准和要求来寻找差距,分析改进的可能。在确定审核重点部分,明确指出审核重点可以是一个部位,也可以是一种物质。
在审核阶段,要根据审核重点的实际情况,编制物料平衡、水平衡、能量平衡和主要污染因子平衡,发现物料流失的环节,找出物耗、水耗、能耗高以及废物产生的原因,为清洁生产方案的产生提供依据。物料平衡时,公司层面应根据审核重点或本轮审核的工作重点确定物料平衡分析的范围,二级单位应编制重点审核装置的物料平衡。水平衡测试方法可参照GB/T 12452-2016企业水平衡测试通则。主要污染因子平衡时,该标准规定了企业应编制哪些平衡。在能耗分析时,该标准规定了公司和二级单位分别应该分析哪些内容。
在实施方案的产生、筛选、确定、实施和持续清洁生产阶段,公司和二级单位的方法基本上一致,因此,标准对各级审核应做哪些工作进行了统一说明。
3 建立清洁生产管理系统
3.1 清洁生产管理系统
与国外石油公司相比,中国石化首先建立清洁生产全业务流程的管理平台,实现清洁生产方案审核、实施的过程管控、实施效果跟踪、清洁生产验收等环节的全过程管理,实现企业清洁生产指标与国际先进指标、集团先进指标的自动对标,实时更新各企业以及重点装置的清洁生产水平,具备自动评分功能,推动清洁生产审核从定性检查向半定量评估转变,形成了完备的清洁生产审核体系。与大型跨国企业相比,达到了国际先进水平。
清洁生产管理系统(炼化)共分为五个子模块:清洁生产基本信息、清洁生产验收申请、验收企业持续清洁生产、重点生产装置清洁生产信息和中国石化清洁生产技术库。
3.2 最佳可行技术目录
从原料、工艺技术、设备维护、过程控制、废弃物处置、产品、员工和管理等8个方面,梳理、提炼清洁生产审核过程中产生的最佳可行技术并研究其适用范围、最佳适用条件、限制性因素和减排潜力等要素,并在清洁生产管理系统中实现动态更新。截至2019年底,共收集156项技术(已淘汰8项),其中工艺技术116项,过程控制11项,设备18项,废弃物处置5项,原辅材料1项,管理5项。
4 完善清洁生产管理体系
4.1 清洁生产管理办法
为进一步促进中国石化清洁生产工作,建立清洁生产长效机制,实现绿色低碳发展战略,促进清洁发展、可持续发展,依据《清洁生产促进法》《环境保护法》《节约能源法》《循环经济法》《可再生能源法》《清洁生产审核办法》和《关于深入推进重点企业清洁生产的通知》等法规要求,中国石化于2015年首次建立并发布《中国石化清洁生产管理办法》,明确总部机关各部门、事业部(专业公司)、企业的职责,规范总部及企业规划、设计、建设、生产、经营等各项工作中的清洁生产行为。
办法分为基本要求、组织机构与职责、管理内容和要求、检查与监督等方面,共提出29条要求。特别是明确了企业开展清洁生产审核的频次,要求审核过程满足中国石化清洁生产相关标准、规范要求,实现了与《石油化工企业清洁生产标准》和《石油化工企业清洁生产审核指南》的有效衔接。此外,在对企业生产经营过程提出要求的同时,将产品全生命周期环境管理、生态设计、绿色文明的生活消费方式等前瞻性内容也纳入管理办法,既具备操作性,也体现了先进性。办法发布后,为集团公司各企业开展清洁生产工作提供了制度依据。
4.2 从总部和企业层面融入顶层设计
自“十二五”开始,将清洁生产纳入集团顶层设计,实现总部-事业部-企业三级管理,强化“讲环保必将清洁生产”的长效机制。在《中国石化集团公司环境保护“十二五”规划》中,要求从加快产业结构调整步伐,持续提供清洁产品;提升科技研发能力,积极推广清洁生产技术;落实清洁生产审核计划,建立清洁生产长效机制等三个方面全面深入开展清洁生产。《中国石化环境保护白皮书(2012)》中提出“持续开展清洁生产是中国石化长期坚持的工作原则。”“2005-2010年,中国石化投入492亿元用于汽柴油升级换代”。在2018年发布的《中国石化绿色企业行动计划》中,明确将持续提升清洁生产水平,在污染防治和清洁生产方面,拟投入400亿元,建设“清洁、高效、低碳、循环”的绿色企业。推广清洁生产实用技术,形成“源头、过程、末端协同的清洁生产长效机制”。在2019年发布的《HSSE管理体系环保实施指南》中,更是将清洁生产作为指导思想,提出“秉承环保优先、预防为主、依法合规、全员参与原则,统筹源头削减、过程管控、末端治理的清洁生产理念,执行严于国家要求的污染物排放标准”。中国石化环境保护白皮书清洁生产部分见图2。
5 清洁生产成效显著
图2 中国石化环境保护白皮书清洁生产部分
经统计,从2009年《石油化工企业标准》立项以来,共有23家中国石化直属炼化企业通过集团公司清洁生产审核验收,其中部分企业同时通过了地方清洁生产主管部门的验收,依据经验收专家组确认的14家企业的审核报告和验收意见,仅验收当年可实现节约新鲜水1 290万t,节约蒸汽304.1万t,节约燃料气287.5万t,节电8.3亿kW·h;减排SO28 007.14 t,减排NOx5 019.61 t,减排VOCs 7 296.51 t,减排COD 223.08 t,减排氨氮7.28 t,减少危废23 734.71 t,企业的清洁生产水平得到了明显提升。
在此期间,中国石化炼化企业外排污染物排放量实现大幅度下降。根据中国石化在线监测统计分析数据,2019年与2015年相比,二氧化硫下降75%,氮氧化物下降58.71%,COD下降18.54%,氨氮下降23.83%。
在通过清洁生产验收的同时,各企业的社会形象正在悄然发生变化,九江石化、济南炼化和燕山石化被评为工信部绿色工厂[11]、天津石化被石化联合会评为首批绿色工厂,广州石化实现从环保红牌企业到中国石化绿色企业的蜕变[12]。目前,构建世界一流企业项目已经在中国石化科技部立项。中国石化2020年再次获得“年度责任企业”,成为唯一一家连续九年获得该奖项的中央企业。国家部委对中国石化清洁生产工作高度评价,在中国石化绿色企业行动计划发布会上,生态环境部表示“希望中国石化能继续发挥领跑者作用,带动更多企业共同践行绿色低碳发展,为建设生态文明和美丽中国做出新的更大的贡献”。
6 结论
近十年间,中国石化先后发布了《石油化工企业清洁生产标准》《中国石化清洁生产管理办法》和《石油化工企业清洁生产审核指南》,建立并运行了清洁生产管理系统,清洁生产理念被纳入中国石化环保“十二五”“十三五”“十四五”规划、中国石化绿色企业行动计划及HSSE管理体系等顶层文件中,建立了覆盖“HSSE管理体系-制度-标准”三个层级的炼化企业清洁生产长效机制。期间,共有23家炼化企业通过集团内部的清洁生产验收,部分企业获得了地方政府主管部门的认可,客观证明了长效机制的有效性。