石化企业节水减排工作初探

王曰林，王秋芳，韩佳宁，张丹青，赵维东

(1.宁波中金石化有限公司公用工程部，浙江 宁波 315204；2.宁波中金石化有限公司生产部，浙江 宁波 315204；3.兰州石化公司公用工程一部，甘肃 兰州 730060)

1 某石化企业用水结构

某石化企业主要是以燃料油(M100、180#)为原料生产芳烃产品，该企业一期燃料油加工量400 万t，巨大的加工量带来了庞大的规模、较低的热单耗性能和设备的高效运行，同时消耗了数量庞大的工业用水。工业用水水效的不断提高能够使其整体的能源利用率得到提高，成本就能够有所下降。因此，水效的提高对于企业经济效益的提高具有重要意义[1]。

该企业购入水资源为园区生产水，主要用于化水装置制除盐水、循环水补水及供外单位蒸汽、工业水、除盐水。工业用水原则流程图如图1 所示。

图1 公司工业用水原则流程图

2 石油炼制企业取水定额

国家和政府近年来在水资源利用方面发布了多项强制和推荐政策，促进水资源的综合利用，也给石化企业节水减排、提高水效提出了更高的要求。另外，近年来，石化企业的效益较往年有所下降，集团公司对下属企业的水资源的高效利用也寄予了更高的期望。石化企业大力开展节水减排工作迫在眉睫。

2023 年4 月1 日国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会联合发布了GB/T 18916.3—2022《取水定额 第3 部分：石油炼制》取水定额推荐标准如下：

2.1 现有企业取水定额

现有石油炼制企业加工吨原(料)油取水量应不大于0.60 m3/t。

2.2 新建和改扩建企业取水定额

新建和改扩建石油炼制企业加工吨原(料)油取水量定额应不大于0.41 m3/t。

2.3 先进企业取水定额

先进石油炼制企业加工吨原(料)油取水量定额应不大于0.31 m3/t。

2.4 某石化企业近3 年加工吨原(料)油取水量

由表1 可见：该公司2021 年新建、改扩建化水、凝结水、回收水处理等装置，取水量略有上升。

表1 2020年—2022 年该企业加工吨原(料)油取水量

整体来看，该公司近3 年取水量呈下降趋势，2022 年取水量较2020 年下降29%，可以证实该公司2020 年—2022 年在节水降耗方面作出的管理、技改成效显著。2022 年取水量高于国家推荐标准7%，说明企业在节水降耗工作上有进一步的提升空间。

下面就近3 年企业在节水方面做出的工艺改进、技改、管理提升对节水减排的意义和企业用水存在的问题、未来可提升优化的方向进行阐述、探讨。

3 企业节水措施

3.1 近3 年节水措施

3.1.1 排污水回收扩能项目

该企业含油污水原进水为各装置污水、罐区污水、汽提净化水和初期雨水。为降低外排化工园区污水量，实现不合格雨水、事故水能够回收利用至一期循环水场，降低排污量。新建排污水回收扩能项目。主要流程为：在排污水回收单元泵出口不锈钢管廊处坡口引一路不锈钢管线沿线埋地至一期循环水场上地翻入塔底水池，碰头处离地增加法兰蝶阀，管线至一循上地后，增加流量计及跨线。不合格雨水和事故水管线与雨水回收管线之间增加跨线及法兰蝶阀，在不合格雨水和事故水管线上增加法兰蝶阀，实现两根管线联通[2]。

本项目改造后，含油污水系统回收雨水处理量由105 t/h 提升至200 t/h，全量回用到循环水场，掺入排污水回收单元低盐分RO 掺水，循环水水质控制稳定，污水回用量提升，一期循环水场的生产水补水量得到降低。实现了节水排污。

3.1.2 含盐污水深度处理项目

企业建设初期，含盐污水经过物理化学处理后的污水排放至化工园区管网，因节水需要，含盐污水回收装置进行改造，处理后的含盐污水大部分回收再利用至生产水管网，处理合格的浓水排放到化工园区管网。

含盐污水深度处理简图如图2 所示。含盐污水深度处理项目投用前后，效益比对如表2 所示。

表2 含盐污水排放水回收再利用日效益

图2 含盐污水深度处理简图

由表2 可以看出：含盐污水排放水回收再利用装置年产出生产水98 万吨，较改造前外购生产水减少98 万吨，排污减少98 万吨。达到了节能减排的企业目标。

3.1.3 除锰除油扩能改造

该公司为进一步回收利用厂区雨水、污水，采用加药混凝、高效沉淀池、V 型滤池、屏障精滤罐和阻截除油罐进行处理，处理后合格的产水进入清净下水装置进行进一步处理。

此项目投用后，年节约生产水用水量328 万t，同时厂区雨水的回收利用降低了雨水排放造成的排污量。为企业节能减排添砖加瓦。

3.1.4 清净下水

该公司清净下水包括过滤器反洗水、超滤冲洗水、雨水，设计初期因浊度高，这些水进入含油污水系统进行处理。并且一期工业水管道进入该公司界区后，采用的是碳钢材质，未做防腐措施，长时间运行导致管道腐蚀严重，从边界到化水约2 700 m，末端铁离子含量约1 mg/L，远高于边界0.1 mg/L，高含量的铁离子导致化水前端过滤设施铁污染、反洗频率高、超滤膜污染，使化水制水率降低、药剂消耗量增加[3]。

因此，从合理利用水资源和提高化水装置制水率考虑，通过技术改造回收利用过滤器反洗水、超滤冲洗水、雨水。

技术改造项目由原水池、高效气浮沉淀一体化净水装置、V 型滤池、自清洗过滤器、加药系统、污泥脱水系统等部分组成。来自不同源头的水计入快速混合池并投加PAC 助凝剂。快混池内设置有快速混合搅拌机，原水与助凝剂充分混合后经由底部的管道进入絮凝反应池。原水、回流污泥及絮凝剂一起进入絮凝池，由絮凝搅拌机进行充分的絮凝反应后，自流进入气浮沉淀池，密度比水小的颗粒通过气浮去除，密度比水大的颗粒通过沉淀池除去，气浮沉淀池出水进入V 型滤池过滤，过滤后进入清水池，清水池产水通过泵提升后进入活性炭过滤器进行吸附过滤，进一步去除水中颗粒、COD 等，之后进入自清洗过滤器，去除水中剩余的较大颗粒杂质，自清洗过滤器产水进入产水箱，然后通过外送泵送出净水站。

污泥脱水：来自气浮沉淀池的污泥、浮渣自流进入污泥收集池，通过泵提升后进入混凝反应箱，在箱内投加絮凝剂PAM，然后通过螺杆泵加压送入压力机脱水，脱水后污泥含水率约为85%，重力下进入泥斗储存，定期车载外运。

新建清净下水装置投用前，含油污水系统吨水处理成本2.3 元/t，正式投运一年后吨水处理成本0.52 元/t。年节约生产水量408 万t。

3.2 企业用水存在的问题

3.2.1 循环水管理指标单一

该企业循环水场作为用水大户之一。外购生产水大部分用于循环水场的补水。企业将循环水补新水率作为能效考核指标之一。实际循环水场的运行中浓缩倍数的影响是多元化的，有蒸发损失、排污损失、风吹损失、循环冷却水系统的泄漏损失，需要多元化的管理和监督，使循环水场在水质稳定的情况下减少补水量。

3.2.2 部分装置用水计量器具配备不完善

在水计量器具的配备原则上，国家标准要求水计量器具的配备应该满足对各类供水进行分项计量，对取水量、用水量、重复利用水量、排水量等进行分项统计的需要。该企业部分装置没有水计量器具，导致水平衡分析时，无法准确判断损失水量的原因。

3.3 节水减排工作的优化和实施

3.3.1 加大节水减排、工业用水知识培训，提高员工参与度

企业应当在宣传栏设置节水减排的宣传画册，为企业职工宣贯国家节水法律法规、政策制度、节水方法方式。为企业的能源管理人员提供向水效先进企业考察交流的机会，学习节水减排先进企业的管理经验和先进工艺技术。为装置操作人员普及节水的方法，培训计量器具的性能、日常维护和使用方法等技术问题，将水计量、器具维护等知识列入定期考试的题库中。设立水效先进班组的奖惩管理模式，使广大职工的要我节水转变为我要节水。安排公司能源、计量、仪表等相关人员参加先进的计量交流、培训会议，提高管理人员专业知识素养。企业的能源管理部门积极宣传国家节水降耗政策，定期开展各装置班组节水降耗合理化建议征集活动，通过学习加深广大职工对节水降耗的认知，提高广大职工节水降耗的主观能动性。

3.3.2 循环水浓缩倍数优化

循环水的浓缩倍数是指循环水中的含盐量或某种离子的浓度与新鲜补充水中的含盐量或某种离子的浓度比。影响因素有蒸发损失(E)、排污损失(B)、风吹损失(D)、循环冷却系统的渗漏损失(F)。知道系统中循环水量R和浓缩倍数K，就可以估算出蒸发量、排污量以及补充水量等操作参数。

提高浓缩倍数主要有以下途径：(1) 工艺介质不发生泄漏。在生产运行中，由于腐蚀的存在，装置换热器会发生不可避免的泄漏，造成循环水污染。为使水质尽快恢复，通常需要进行系统置换，置换就会使生产水或回用水耗用增加，使循环水不能得到有效的浓缩。(2)系统生产保持正常负荷，避免低负荷运行。公司因为生产调整需要，如果低负荷运行，会导致系统产生热量较少，循环水的蒸发量少，浓缩倍数也会难以得到提高。(3)酸投加及时适量。冷却水在冷却塔内的喷淋曝气的过程中，水中游离态的二氧化碳不断逸出，使循环水的pH 值上升，腐蚀倾向减小，结垢倾向增加，在换热设备管壁处严重的结垢，影响设备的换热效率，从而增加了循环水的用量，增加了循环水的补充水量。因此，水质稳定和加酸的及时适量可以节约补充水量。

3.3.3 完善工业用水计量器具

计量器具的配备对于节水降耗管理的重要性不言而言。没有计量就没有管理。实际企业在生产中，往往由于技改的不合理或私拉乱接情况导致水的部分去向无法管控。因此，依据国标完善水计量器具显得尤为重要。

3.3.4 提高水重复利用率

该企业水量来源主要有外购水量和重复利用水量。外购水量作为直观的水量使用情况，变化幅度可以通过计量数据直观地看到。重复利用水量需要对企业工业用水工艺流程全面掌握的情况下，对水重复利用水率进行指标管控。

近年来，随着石油化工企业对节水减排问题重视程度的不断提高，通过改进循环水利用系统、污水处理系统，提高循环水、中水、污水的回用率和重复利用率，促使行业整体的水资源利用效率不断提升，基本达到零排放。数据显示，2019 年中石化水重复利用率达到96%以上。该企业目前并未将水重复利用率作为水效提升的指标进行管控。

尤其在近些年国家统计公报显示石化企业利润同比下行的阶段，企业效益的提升对水重复利用率的管控迫在眉睫。近3 年该企业水重复利用率如表3 所示。

表3 2020年—2022 年水重复利用率

从上表3 可见：提高重复利用水量就能够提升水重复利用率，将水重复利用率作为水效提升的关键指标能够对企业的节水降耗起到积极意义。

4 结语

作为石油炼制规上企业，对标2023 年4 月国家市场监督管理局发布的《2022 年重点用水企业、园区水效领跑者名单公示—国家市场监督管理总局(有效期两年)》石油炼化行业水效先进企业尚有进步空间，节水降耗是长期工作，需要持之以恒，不断优化提升。

总而言之，节水减排工作的落实效果不仅影响着石油化工企业的经济效益，还直接影响着我国的环境状况及社会经济发展状况。因此，石油化工企业应当加强对节水减排的重视，学习先进的节水减排经验及技术，实现水资源的循环利用，避免不必要的水浪费，推动企业向健康稳定的方向发展。