创建氯碱化工生产“无泄漏、零排放” 工厂模式的探索与实践

吴红忠，程秉国，周向国，郭鹏

(焦作煤业(集团)开元化工有限责任公司，河南 焦作 454191)

随着国家新《环境保护法》的具体实施，化工生产企业环保要求已从达标排放上升到微排放、零排放的高度，清洁生产和节能减排就成为当前环保工作的主题。减少生产过程中的跑冒滴漏，回收利用生产中产生的废气、废水、废渣，建立“无泄漏”工厂，推进“零排放”企业创建，建设具有清洁、环保、健康、高效化工工厂将是企业发展的必然趋势[1]。

焦作煤业(集团)开元化工有限责任公司(以下简称“开元化工”)成立于2009年10月，隶属于河南能源化工集团，目前形成20万t/a离子膜烧碱、2万t/a三氯氢硅、3万t/a环氧氯丙烷、4万t/a环氧树脂生产能力。开元化工生产稳定，形成了产、供、销一体的运营模式，是河南能源骨干企业之一。

开元化工通过创建“无泄漏”工厂，树立“一个漏点就是一个隐患”的安全管理理念，及时消除现场跑冒滴漏现象，降耗增效，减少污染，实现清洁文明、绿色环保生产；同时，利用生产中产生的废气、废水、废渣，逐步减少生产过程三废的排放量，将开元化工建设成为环保、健康、高效的“零排放”生产企业。

1 “无泄漏”工厂的建立

开元化工现有机械设备1 400余台、仪表设备共计1 600余台，工艺管线十数万米，密封点数54 079个，其中静密封点43 844个、动密封点10 235个。因工艺介质多为酸、碱等强腐蚀性介质，从而导致生产现场设备、管道易发生泄漏，不仅造成物料浪费、环保不达标，而且不及时加以治理会使设备一直处于带病运行状态，长期搁置对设备的使用寿命以及生产安全有极大的影响，为避免跑冒滴漏现象，满足建造清洁、环保、健康，高效的化工生产工厂的要求，进一步提高设备管理水平，确保设备安全平稳运行，特开展“无泄漏”工厂创建工作。

1.1 “无泄漏”工厂标准

(1)有健全的密封管理保证体系，职责明确，管理完善。

(2)静/动密封档案、管理台帐、消漏堵漏记录、密封管理技术基础资料齐全完整，密封点统计准确无误。

(3)静密封点泄漏率≤0.5‰，动密封点泄漏率≤2‰；最终目标是静、动密封点泄漏为0。

(4)全厂主要生产车间全部设备完好率达到90%，主要设备完好率达到95%。

(5)全年无重大设备事故。

1.2 “无泄漏工厂”漏点分级

现场漏点经风险分析后进行分级挂牌、登记建档管理。根据漏点消除的难易程度分A、B、C三级，A级为难度最大，需制定相应的消漏方案和应急处置预案。

A级漏点：①引起装置、系统停车或系统减负荷的漏点；②关键装置主要部位或介质为易燃、易爆、有毒、有腐蚀性的漏点；③引起排放不达标、造成环境污染、环保事故的漏点。

B级漏点：①低压漏点；②需要单机设备停车或单系统停车机会处理的非A级漏点；③消除难度较大、需进行技术攻关消除的漏点。

C级漏点：1周内能消除的漏点。

1.3 现场漏点管理

现场漏点推行分级治理，排查人员通过日常检查、岗位巡检以及专项排查等手段发现漏点后要对漏点分级进行确认，确认后按如下程序执行。

(1)C级漏点，分厂准备所需材料及处理条件齐备后，安排工艺人员或联系检修人员进行处理，原则上在发现漏点后的5日内消除完毕，处理之前要有安全防护措施。

(2)B级漏点，漏点发生单位将需停车检修漏点列入机会检修台账，机会检修台账应包含漏点的现状描述、预防漏点恶化的控制措施及处理漏点所需的备件材料、人员、工具等内容；生产分厂和生产技术部根据生产运行情况安排B级漏点处理时机，并提前通知维修单位进行漏点的消漏工作。

(3)A级漏点，分厂确认属实后立即汇报调度室，生产技术部立即安排并配合分厂组织处理，在处理完成前分厂要采取有效措施以防止漏点扩大化。

(4)在漏点登记的基础上，“无泄漏”工厂创建办公室大力推行创建现存漏点、已消除漏点和新增漏点动态趋势管理法，通过前后数据的对比分析、总结泄漏原因以及预防措施，最终达到无泄漏。

(5)各分厂要开展A、B、C三级漏点月度对比分析，从检修质量、计划检修管理、岗位操作等方面查找新增漏点产生的原因，针对A级现存漏点采取防控措施，制定检修方案、技改方案或技术攻关，确保漏点的治理和预防，逐步减少漏点的出现。

(6)对每天发现漏点及时在“漏点台账”中登记，对于不能立即处理的漏点填写漏点信息牌并放置在对应泄漏部位，联系维修单位处理，处理完成后，生产分厂验收确认、回收漏点信息牌、填写完善漏点台账。漏点台账每周更新，统计从上周四12:00到本周四12:00时间段的漏点数量，每周五上午12:00前各排查单位将本单位本周漏点排查治理情况以及新增漏点情况以台账形式报“无泄漏”工厂创建办公室；每月26日上午12点之前将当月(上月26号截止当月25号)本单位漏点排查治理情况以及新增漏点情况以台账形式报“无泄漏”工厂创建办公室。

(7)岗位实行漏点公示管理。每个生产岗位按照要求在现场设置岗位漏点公示牌，对现场存在的漏点进行公示，对漏点的发现时间、部位、漏点分级、地点、状态、岗位监督人、控制措施、治理进度等内容进行公示。岗位漏点公示牌每周五下午下班之前更新，分厂督促落实其治理情况。

(8)各分厂每季度前两个月报月度“无泄漏”工作总结、季度第三个月报“无泄漏”季度工作总结至“无泄漏”工厂创建办公室，报送时间为每月26日下午下班之前。月度工作总结以上月26日到当月25日为周期，季度工作总结以上季度最后一个月26日到本季度最后一个月25日为周期。工作总结内容至少应包含漏点整改治理情况、存在困难月度对比分析提升或退步原因以及下步漏点排查治理工作安排等。

(9)各分厂准确统计出管辖范围动静密封点数，建立统计台账，并依据技改、新建等情况每月更新一次报“无泄漏工厂”创建办公室，报送时间为每月26日下午下班之前，如无变动无需报送。

1.4 制定合理有效的实施及考核方案

依据“无泄漏”工厂创建要求，针对开元化工生产现场的特点，由机电部牵头，组织生产部、安监部和生产车间，制定出科学合理的“无泄漏”工厂的实施方案。方案明确了对漏点的分级标准、管理要求、组织机构和责任分工等方面的内容，并制定了详细的治理推进的考核方案，全面加强对厂区漏点的管控治理，完成无泄漏工厂创建的验收、监督、考核工作。

1.5 严格执行考核机制

机电部设立考核验收小组，每月组织人员对各分厂无泄漏创建工作进行一次检查、考核。对现场漏点发现、治理周期均制定有详细考核细则，对漏点发现不及时，对规定周期内漏点未处理完成，或者采取有效管控措施的均严格纳入考核。

各分厂依据方案要求开展相应检排查以及治理工作，每月针对泄漏点进行排查、治理情况开展考核工作。及时更新数据，保证动静密封点数、泄漏点数的准确性与及时性，机电部将对现场进行抽查，发现实际情况与统计数据不符的按照考核标准进行考核。对于“无泄漏”工厂创建工作中有关单位、部门组织不力，不积极主动按文件要求开展各项工作的，效果差、进度慢的，未达到规划目标的，直接对单位一把手进行考核。

1.6 创建效果

通过“无泄漏”工厂创建达标活动，有效使开元化工生产装置泄漏率、设备完好率、现场管理等工作上升了一个新的台阶， 实现了设备干净、场地干净、设备标牌清晰、管道色彩清晰、设备无油垢、不漏水、不漏汽(气)、不漏风、不漏油、不漏料等目标，不仅避免了物料浪费，改善了公司现场环境，树立了公司良好的社会形象。

同时有效地控制了设备故障率，提高了设备的运转效率，保障了生产安全，为生产经营、环保工作的健康发展做出了积极的贡献，有效地降低了生产成本，提高了经济效益，从而实现最小的环境影响、最少的资源浪费，最佳的管理模式以及最优化的设备控制，达到“无泄漏”工厂创建达标要求。

2017年11月7日，一次性通过了河南省医药协会无泄漏工厂创建工作达标验收工作，成为了河南省首家“无泄漏”化工(医药)示范企业，为开元化工创建成一个清洁、环保、健康、高效的化工生产工厂打下了坚实的基础。

2 “零排放”工厂的建立

开元化工为降低生产成本，充分利用生产中排放的氢气、一次蒸汽冷凝水、副产蒸汽、高盐废水等副产物及废气、废水、废渣，并将其回收利用；同时将产品同工业园其他化工厂有机地联系起来，逐步形成闭环产业链，把开元化工建设成为具有清洁、环保、健康、高效的“零排放”化工生产企业，每年可节约大量能耗，降低大量生产成本，能使企业效益最大化，极大增强企业抵抗市场风险的能力。

2.1 氢气的综合利用[1]

开元化工20万t/a离子膜烧碱项目在生产过程中将产生5 700万m3/a氢气，其中574万m3/a氢气用于6万t/a合成高纯盐酸，500万m3/a氢气用于2万t/a三氯氢硅项目，1 004万m3氢气用于3万t/a环氧氯丙烷项目，开元化工还剩余3 622万m3/a氢气量。受市场影响，三氯氢硅、环氧氯丙烷生产线没有投入生产，实际剩余氢气量达到5 126万m3/a，折算为7 120 m3/h。

大量富余氢气放空以后，造成巨大的资源浪费，1 m3氢气按利润0.50元计算，每年将损失2 563万元；开元化工根据可利用氢气的具体数据，建设10 t/h燃氢蒸汽锅炉项目、氢气液化充装项目，回收利用氢气燃烧产生的热量生成蒸汽，剩余的氢气全部液化充装到罐内进行销售，既可解决生产上需要蒸汽的要求又可以有效利用氢气，充分起到变废为宝、回收利用、节能降耗、降低生产成本的作用。其中氢气锅炉每年创效1 131.12万元，氢气充装站年增效益1 080万元，为公司的生产经营创造了较大的经济效益,缓解市场带给企业生产经营的压力。

2.2 一次蒸汽冷凝水的回收利用

开元化工为了延伸产品产业链，在第2期项目中采用甘油法建设了3万t/a环氧氯丙烷和2万t/a环氧树脂项目，由于在生产过程中使用一次蒸汽产生了大量冷凝水，通过排水沟全部排走，浪费大量的热量能源。为提高蒸汽利用率，降低生产成本，开元化工经过将一次蒸汽冷凝水收集代替纯水再利用，将蒸汽冷凝水变废为宝，达到节能减排，降低生产成本的目的。每年回收13万t蒸汽冷凝水，经济效益达到117万元。

从以上可以看出冷凝水回收能够产生很大的经济效益，并大大节省水资源、蒸汽消耗，减少污水排放及治理费用。

2.3 副产蒸汽的回收利用

开元化工目前使用5台副产蒸汽的盐酸合成炉，每台合成炉副产蒸汽2.5 t/h，正常生产时运行3台合成炉，副产蒸汽7.5 t/h。现在运行的1台溴化锂机组消耗蒸汽4.2 t/h，还有3.3 t/h蒸汽富裕，未能回收利用，造成能源浪费，同时还消耗大量动力电，增加生产成本。

为此，开元化工利用集团内其他单位闲置的C-360AST和XI-3302型溴化锂机组将副产蒸汽全部利用，当合成炉产业副产蒸汽量不足时，新增溴化锂运行所需蒸汽可由公司氢气锅炉副产8～10 t/h 0.1 MPa的低压蒸汽进行补充，确保溴化锂机组动力源正常供给。

2.3.1 副产蒸汽回收利用

在不改变现有制冷系统工艺流程的前提下，通过增加2台溴化锂机组，利用开元化工现有的富裕蒸汽量，实现副产蒸汽的回收利用以降低动力电消耗的目的。

每年节约电量3 520 000 kW·h，每年可节约用电费用190.08万元。

2.3.2 副产蒸汽冷凝水回收利用

溴化锂机组正常运行时产6.5 t/h蒸汽冷凝水，每年可产生约5.2万t蒸汽冷凝水。现将冷凝水全部回收用作纯水，每年可创效52万元。

以上两项每年节约创效合计：242.08万元。

2.4 高盐有机废水的处理及废盐的回收利用[2]

甘油法生产环氧氯丙烷生产过程中产生的高盐废水为1 500 t/d，其中氯化钠含量高达200 g/L，CODe则高于5 000 mg/L，被称为高盐有机废水，其中大部分溶解性的有机物为甘油。对于含盐的工业有机废水，一般采用反渗透膜法、生物处理法、高级氧化法、吸附法等生物、物理、化学相结合的几种处理方法。

目前，开元化工采用生物处理法，在环化工序设计安装4台HR630-NA双级活塞推料离心机，可连续将生产产生的高盐废水固液分离处理后，固体装包售出，废液泵至回收盐工序。回收盐岗位利用三效蒸发将废水中的盐浓缩，冷却后利用2台离心机将母液中的盐分离出来，装包售出。处理后产生的二次废水直接送到污水处理站处理，处理采用生物处理技术，达标后排放。结晶盐可作为工业盐回收利用，每年回收结晶盐约11.195万t，但由于其中含有微量有机物，不能用于氯碱生产，现按废渣处理，效益极低甚至亏损处理。

因此开元化工将高盐有机废水的处理及回用作为下一步工作要点，积极寻求新技术、新材料、新方法，将高盐废水中的有机物通过吸附处理，含量达标后，可作为氯碱工业的原料，直接用到一盐岗位代替原料盐，不但消除环境污染的同时，实现废水的重新利用。原盐市场采购价格为350元/t，则每年回收结晶盐效益为3 918.25万元。同时，省去高盐废水前处理和三效蒸发工序，每年节约一次蒸汽费用950万元、电费18.5万元、人工费用43.2万元，节约成本费用为1 011.7万元，还节约了大量污水处理及排放费用。

2.5 建立焚烧炉(配套环保设施)

开元化工焚烧炉是环氯环氧项目配套建设的环保设施，用于处置环氯环氧项目产生的固、液态危废。该焚烧炉设计处置量为：液态10 000 t/a、固态1 667 t/a。

根据环氯、环氧项目环评，开元化工所产危废为6 025.95 t/a，其中液态4 802.45 t/a、固态1 223.5 t/a。焚烧炉余量:液态5 197.55 t/a、固态443.5 t/a。开工率按焚烧炉余量的60%计算，处理液态危废1 t净利润按1 000元标准，固态危废1 t净利润按1 500元计，每年可增加利润352万元。

2.6 平衡氯气保证氯碱生产

开元化工20万t/a离子膜烧碱装置每年生产17.75万t液氯，合成盐酸消耗液氯1.86万t，其余15.89万t液氯对外销售，是河南地区最大液氯销售企业。经营形势随着河南地区液氯市场波动影响较大，若出现下游客户开车不足时，将严重影响开元化工生产经营，甚至会出现停产局面。

经行业协会了解，针对剧毒危化品行业，目前国家正在积极引导、鼓励工业园区自主消化，下一步将逐步取消长距离运输，园区内物料平衡互供的趋势势在必行。

2.6.1 引进外资建设耗氯项目

为规避投资风险，开元化工积极引进外资(简称乙方)，由乙方负责2.3 万t/a乙醇盐酸项目投资建设，开元化工负责办理项目相关手续。项目建设完成后，乙方负责技术指导及市场开发。

项目实施后每年可消耗氯化氢1 200 t，降低开元化工液氯销售压力，每年可增加收入约280万元。

2.6.2 液氯产品与周围化工企业有机结合

开元化工立足本地工业园，同近距离的焦作市华得瑞化工有限公司10万t/a氯化石蜡项目、佰利联化学股份有限公司10万t/a氯化法钛白粉项目有机结合，实现完整的循环经济产业链,彻底解决了生产中氯平衡制约生产的瓶颈，有效规避外围液氯市场对开元化工生产经营的影响，同时避免了液氯运输对环境产生的危害性。

2.7 生产废水处理后的综合利用[3]

2.7.1 氯水回收

氯气干燥中产生的废水主要为氯水，开元化工采用直接加入适量的氢氧化钠溶液，使氯水中的氯与氢氧化钠反应生成次氯酸钠产品销售。

2.7.2 废硫酸的回收

目前氯碱生产氯气处理工序一般都采用质量分数为98%的浓硫酸作为干燥剂，用以吸收来自电解工序的湿氯气中的水分。质量分数为98%的浓硫酸循环吸收水分后，在其质量分数降至73%时，由干燥塔放入废硫酸贮槽储存，最后直接廉价出售。

2.7.3 运转设备冷却循环水的回收利用

原先运转设备冷却循环水为一次水，使用过程中容易结垢，堵塞设备本身自带冷却管件及机械密封，导致机械密封缺水或因水垢进入到密封面造成磨损漏液，严重影响生产的正常运行，同时产生大量生产废水，增加污水处理及排放。为改变这一现状，开元化工在现场空余场增设3个64 m3密闭地下储存水池，将岗位运转设备循环水通过管道集中收集到储存水池，使用闭式循环泵及循环管路用于运转设备冷却循环水，利用液位控制系统自动补充纯水或一次蒸汽冷凝水，供运转设备冷却循环水闭环使用。改造后不但优化运转设备循环水系统，避免了设备事故，同时节约了一次水的消耗，减少了生产废水的形成及排放。

每年节约一次水9.6万t，一次水费用约17.28万元，同时节约污水处理及外排费用。

2.7.4 氯碱生产废水的回用

氯碱生产每天产生废水量约600 t，主要是树脂塔再生水及纯水交换产生的酸碱水，经过管道直接排放到污水处理站，经过处理合格后储存在储水罐内，通过管道应用到生产场地卫生清理、厕所冲洗、植物绿化、道路和露天场地的喷洒水；也可用环保洒水车喷洒工业区内的交通道路上，增加空气湿度，降低空气中灰尘的含量，有效控制雾霾的形成及对环境造成的危害。

2.8 废渣的回收利用

(1)盐泥处理后回用。

在盐处理中通过压滤机过滤后产生的盐泥，其主要成分为硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙、可溶性盐及其他不溶物，是制作水泥的一种原料。开元化工通过下料仓将盐泥收集成堆，定期装车直接送到集团内部水泥厂生产水泥，实现内部循环利用。

(2)芒硝收集装包，直接销售外部单位制作元明粉。

2.9 酸雾及碱雾的处理

氯碱生产企业在生产过程中、酸碱贮存、罐装中经常会产生酸雾及碱雾。为了满足环保要求，开元化工在酸碱罐区及生产场所安装了尾气吸收装置。采用水吸收酸雾或碱雾，使其变成酸性水或碱性水后，送入企业的污水处理装置，集中处理。

3 结语

开元化工综合利用自身优势，采取多种方案将生产中的副产品及废气、废水、废渣充分利用，变废为宝，为生产节能降耗作出巨大贡献，同时与工业园内其他企业有机结合起来，形成循环产业链，为企业创造极大的经济效益，为创建“无泄漏、零排放”化工企业生产模式探索出一条可行的实践之路。