炼化企业节水技术现状及发展方向

仲宇挺(中海石油宁波大榭石化有限公司，浙江 宁波 315000)

0 引言

改革开放以来，我国的经济与科技得到了显著的发展，然而与水资源的合理利用和保护问题的矛盾也日益突出。就目前的情况看，水资源的浪费问题是当前炼化企业所面临的重点问题，必须充分的重视和予以解决。因此石油炼化企业除了要保障企业的自身发展以外，还应有更高层次的追求，特别是在节水技术的应用方面，炼化企业有着更艰巨的历史责任和社会义务，对建设和谐社会有着积极的意义和深远的影响，对炼化企业既是机遇也是挑战。基于此，文章从炼化企业发展过程中所面临的问题作为出发点，重点的探究炼化体验节水技术现状及发展方向，旨在更好地达到节约水资源的目的，进一步推动炼化企业的发展和社会的进步。

1 炼油化发展过程中存在的问题

1.1 工艺不先进

由于我国炼化企业发展的起步时间相对较晚，在技术的先进性与熟练性上有所欠缺，且由于生产设备的落后以及基础设施的不完善性，这些都是导致炼化企业发展缓慢的重要因素。与此同时，我国大多数的炼化企业在发展的过程中都受到了传统模式的影响，发展理念即工艺技术都缺乏创新性和先进性，导致炼化企业在发展的过程中造成了大量的浪费现象，一方面对经济效益与社会效益造成了极大的损失；另一方面对人类环境造成了极大的污染，不利于社会的可持续性发展[1]。

1.2 水系统优化水平不够

现阶段，炼化产业在发展的过程中所采取的技术都相对落后，与一些发达国家相比，仍然具有很大的差距，特别是对节水系统的优化没有进行统一的处理，在实际效果上仍然不够理想。与此同时，对生产过程中所造成的废水问题也没有做到物尽其用，造成了极大浪费，不能够实现清洁化的处理模式。

1.3 污水处理系统存在较大的问题

炼化企业是一个系统性的工程，且其工程量相对较大，在其运行的过程中必然会产生大量的污水，而就目前的污水处理系统而言，无法使得污水得到深度的净化，且在排放的过程中容易产生二次污染。与此同时，由于废水种类不一致，在排放的过程中会产生不同的污染物，在降解上具有一定的复杂性和难度。

1.4 设备老化

在炼化企业发展的过程中，由于管理制度的不健全，导致领导者与管理者在日常的管理过程中忽视了对设备的日常维修与养护，导致了设备老化的问题，设备的性能无法最大程度地发挥，在使用过程中及其容易引发质量问题，加剧了水资源的浪费，严重的情况下还会影响工作的顺利开展。据可靠资料表示，由于设备老化而引发的水资源泄漏问题正呈现逐渐上升的趋势，炼油化工企业中出现水资源损失占整体用水总量的20%以上，必须充分重视。与此同时，相关工作人员的专业性与综合素养也有所欠缺，且在日常的作业过程中缺乏先进设备的加持，极其容易导致误差问题的发生，对工作的有序进行及顺利开展造成了极大的不利影响[2]。

2 炼化企业节水技术现状

2.1 常规的节水工艺技术

炼化企业用水从大体上可以分为制取化学水，补充循环水、工艺装置生产用水、生活即附属用水4大类，其占比分别为45%、40%、10%、5%。从水结构的角度来看，对常规的节水工艺技术，必须从加强循环水及锅炉水的角度出发，进一步加强工艺过程中的节水技术，加强水的循环利用。

2.1.1 循环水节水

循环系统补水主要分为蒸发飞溅和排污两大类型，其中蒸发飞溅占据主导地位，故而在进行循环水进水的过程中，要分清主次，重点针对蒸发问题采取相应的措施，进而有效减少蒸发量，从减少蒸发的角度就可以大幅度的达到节约水资源的目的。首先，必须加强蒸发水汽的回收与利用，提高节水技术，通过在凉水塔内外搭设冷凝装置，并对收水器上方的饱和湿蒸汽进行降温操作，从而通过凝结的方式使部分水蒸气得到回收和利用，从而有效降低蒸发损失。

其次，必须有效的控制水量的蒸发问题。一方面，必须增加预冷器，并加大研究力度，积极引进新技术、采用新工艺；另一方面，在增加预冷器的过程中，也要注重方式和方法，进一步保障循环冷却水在与空气进行传热传质之前做好预冷工作，从而尽可能地减少空气因素的影响，有效避免直接换热造成的水量蒸发问题。

此外，为进一步保证节水效果，必须从整体的角度出发，统筹兼顾，注重完善整体的不足，提高整体的节水技术。因此，使用循环水本身的目的就是提高水资源的利用率，循环水节水实施中更多的是将水质质量做好控制。一般来说可以采用化学和物理等方式对循环水进行处置，大幅减少相关杂质在水中的含量，定期做好相关循环水质的监测工作，确保循环水能够发挥出多次多级利用的效果[3]。

2.1.2 锅炉水系统节水

锅炉水系统节水主要从提高制水比、提高凝结水回收率、加强污水回用三方面入手。现阶段，炼化企业在制取盐水的过程中主要采用超滤+反渗透+离子交换等组合工艺。该方式的过程相对繁琐，且难度性较高，对工作人员的专业性有着极高的标准。但是，在操作的过程中仍然会出现一些棘手问题，效果不够理想，主要表现在浓水损失大以及混合离子交换器再生频繁两方面。与此同时，在管理问题上也有所欠缺，组合工艺的流程不够规范，使得化学水制取系数大大降低。对此，必须进一步加强浓水的回收与利用，在此基础上还要进一步加大管理力度与维护力度，有效地提升化学水制取的系数。除此之外，对于凝结水回用，必须进一步整改疏水阀、完善分质回收管网，同时优化高温凝结水的方式和方法，从而有效的达到节水的目的，提高经济效益。

2.1.3 工艺节水

工艺节水主要分为热联合技术、水的串级使用以及水资源代替技术3大类。首先是热联合技术，该技术的原理是从整体上提高换热意识，更加深入地了解装置的特性及用途，从而能够对冷量热量资源进行科学有效的控制，更好地对冷热资源进行有效分配。

一方面，必须有效的优化装置，从而使得装置的热资源与冷资源能够进行有机的融合，提高二者之间的协同性，使得相互换热功能更加具备灵活性和实时性。同时避免一种物料需要循环水冷却，另一种物料需要蒸汽加热的能量及水量浪费现象。

另一方面，通过优化装置，能够进一步解决装置之间的问题，从而避免物料的冷却问题以及加热的不合理现象，使得装置内部与装置之间能够实现更加科学、更加综合的利用，从而达到节能与节水的双重目的。

其次是水的串级使用，不同的水质其作用力也不尽相同。例如常减压蒸馏产生的含硫污水，针对该问题通常采用硫污水汽提净化水回用至循环系统补水或常减压电脱盐注水两种方式，从而有效延长水资源链条，优化用水。

最后是水资源替代技术，现阶段，开发水资源是一种新的发展方向，由于炼化企业对水资源的依赖程度较大，故而可以开发水资源代替技术，有效的缓解炼化企业的用水紧张问题。例如推广空冷技术替代水冷工艺、机械抽真空技术取代蒸汽抽真空技术、干法除尘替代湿法除尘等，可以有效降低新鲜水使用量。但是，再利用该技术的过程中，也会造成其他方面的损耗，必须进行综合考量，加大研究力度，扩大人力、物力、财力的投入，保障技术的完善性和科学性[4]。

2.1.4 污水回用

在节约用水中，污水回用是一种多元化利用的方式，首先采用该模式的用水可以极大地降低对新水的需求量，同时对当前的污水排放问题也有更好的解决办法。由于化工用水的特殊性，在当前的污水处理中污水深度处理方法应用较为广泛，通过深度处理化工污水，对于水中的有害物质可以最大程度地进行处理，避免了由于污水排放造成的环境污染。该种处理方式流程为BAF(曝气生物滤池)、絮凝、过滤、消毒、活性炭、双膜等变成回用水，经过深度处理，水质质量呈现优。当然深度处理方式也具有自身的缺点，投入成本较高，并且周期时间长，因此在化工污水处置中小范围应用。

为了满足污水处理需求，可以将化工污水进行适度处置，利用BAF、氧化过滤，大部分的杂质得到处置，水质为中水，满足再次循环使用的水质要求。较污水深度处理类型来说，其在成本上获得了一定的优势，运行费用相对较低。但是由于该方式在污水处理的过程中具有不彻底性，通常只适用于一些水费较低的地区，与此同时在管理问题上也具有一定的难度性，取得的效果不够理想。

现阶段，很多的发达国家正朝着零排放的方向发展，但是我国较该发展方向之间仍然存在着一定的差距，且在工程应用及技术应用上都缺乏成熟性，还需要进一步完善，提高系统运行的稳定性，降低运行成本。除此以外，治理管线漏损也是节水的一项重要工作。炼化企业管网漏损占取水量的5%～10%，建厂较早的企业能达到20%，造成了新鲜水的极大浪费。当前阶段，除明漏外主要通过听音杆、电子听漏仪等多手段对管线开展漏损检测工作，其检测工作量相对较大。针对此问题，必须具体情况具体分析，重点问题重点对待，特别是对一些复杂的水网漏损问题，需要进一步提高检测技术的精确性，实现定位的实时性，从而最大限度地降低网管漏损量，为节水提供强有力的保障[5]。

2.2 集成优化技术

现阶段，单项节水技术已经无法适应现代化的社会需求，特别是对一些大型炼化产业来说所面临的问题将更加严峻，与水资源的管理与节能降耗的迫切需求有着一定的偏差。集成节水技术作为一门新兴技术，它的出现彻底打破了传统单向节水技术的局限性，科学有效地避免了单一结丝路的弊端问题，具有极大的市场需求与市场潜力。而水夹点技术作为集成优化常用的重要分析方法，将从整体的角度出发实现方位的节水，因此引入水质监测模式。该模式可以对水质进行监测和分析，通过设定达标的水质范围，增加相关的加水和排水的系统配合，能够实现水质的控制。

具体的加水排水流程如下：监测水质质量在使用要求范围上方，则说明水质质量优，不需要再进行加新水补充。反之，水质质量在排放标准以下则不能随意进行污水排放，这样的对水质进行不同质量的监测，确保污水能够多级利用，实现对资源科学循环使用，起到对企业用水的成本控制，减少污染排放的效果。根据现有的研究表明，应用水系统集成优化技术，可以有效的节约新水46%,减少排污47%,节水效果显著。因此，炼化企业节水技术研发、推广、应用的过程中，要树立正确的发展观念，积极改良技术，学习新思想、新工艺、新理念，打破原有的单一技术，并由单一技术向集成技术倾斜，致力于集成技术的全面优化[6]。

2.3 非常规水资源的利用

非常规水资源通常是有别与常规水源的海水、苦咸水、矿井水、雨洪水、城市中水或再生水等，通过对非常规水资源的进一步开发与利用，可以更好地实现水资源的优化，有效提高水资源的利用率，在一定程度上缓解我国水资源短缺的问题。其中，海水与城市中水在非常规水资源中占据主导地位。

2.3.1 海水

我国大型石化基地项目呈现沿海分布的特点，在发展及应用的过程中，必须考虑其优越的地理优势，充分的利用起水资源丰富的特点。目前，炼化企业对海水的应用方式主要分为海水直冷和海水淡化。首先，海水直冷的方式不需要凉水塔就可以实现减水减排的目的，但是也具有一定的缺陷。具体体现在对设备以及材质的要求相对较高、防腐工作难以开展等。其次对于海水淡化方式，其在操作过程中具有一定的复杂性与难度性，相关人员需具备高度专业的技能以及熟练的经验，特别是在海水过滤、脱盐、添加等工艺的过程中，必须要进行严格的规范，保证海水淡化的高效性[7]。

2.3.2 城市中水

城市中水是指生产生活废水或雨水经适当处理后，进行回用的水，被称为“城市的第二水源”，其最显著的特征是水量大、水质稳定。与此同时，受外界因素的影响较小，例如：季节因素、气候因素等，是当前石化行业减水减排的重要方式之一。

3 炼化企业节水技术的发展方向

炼化企业具有水电多、工程量大、面积广、工艺复杂的特点，就现阶段的情况而言，针对节水问题，主要依靠水务技术人员进行水平衡测试进行监督与记录。但是，人工监督有一定的局限性，工作量较大，周期持续时间较长，故而在测试的过程中极其容易导致误差问题的发生。因此，相关领域必须予以充分的重视，优化水务管理手段与技术，进一步加大炼化企业用水的管理力度，提高节水技术，全面优化节水水平提高工作人员的专业性与综合素养从而最大化地避免或减少误差问题的发生，使得用水管理更加具备精细化、高效化、科学化的特点。

3.1 推广清洁生产

推广清洁生产是当前炼化产业节能技术发展的重要方向之一，与此同时，推广清洁生产对于进一步节约能源有着积极意义，也符合国家发展的趋势，其发展前景具有可观性。通过积极的推广清洁生产，可以进一步在炼化产业发展的过程中解决源头问题，从而达到减水减排的目的。一方面，创新了生产方式，不仅可以帮助企业节约新鲜用水量，另一方面有效的降低了企业在污水处理问题上的难度性，以便于更好地对污水的排放进行处理，为量化产业的发展提供了新的发展方向和生产动力。现阶段，我国小部分的炼化企业积极的应用了清洁生产的方式，对生产和源头进行了科学有效的控制，有效提高了节水性能，应用效果十分显著。

3.2 优化排水系统

排水系统与节水技术具有一定的相通性，由此可见进一步优化排水系统对于节水技术的提高有着积极的意义。现阶段，我国很大一部分的炼化产业所采用的技术及方法都较为传统，且受到传统发展理念及模式的影响较大，故而在作业的过程中极其容易导致水资源的浪费，在此基础上也给污水处理环节造成了极大的压力。总而言之，优化排水系统可以更好地保证污水处理的优良性，同时有效地提高水资源的利用率，为炼油化工企业提供循环水使用，从而降低新鲜用水量[8]。

3.3 实现污水资源化

炼化企业实现最大化利用水资源目标，就必须从污水资源化的角度出发，通过进一步净化炼化产业在作业过程中造成的污水，实现清污分流，便可以在很大程度上达到节水的目的。与此同时，在污水处理的过程中，也要根据具体情况进行具体分析，不同的污水要针对不同的方式进行处理，不能一概而论。除此之外，还可以通过增加预处理环节来进一步减少污水处理量，也可以更好地实现污水的深度清洁，达到重复利用的目的，有效节约成本，提高经济效益。

3.4 智慧水务

所谓“智慧水务”就是进一步提高节水技术应用过程中的智能化、自动化、科学化，该发展方向也是节水工作中的重中之重。通过该领域的开发，可以更好地实现对设备装置区域进行全方位多层次多角度的管理，实现动态化的监督。同时增加了监控、诊断、评价、预警四方面的优势，有助于进一步提高炼化企业用水管理水平。

4 结论与展望

炼化企业必须予以充分重视，对深层次的了解用水构成，加大对节水问题的分析与实践。首先，对于量化企业节水技术的提升，必须从循环上入手，进一步加大节水技术的研发力度，与此同时也要加大资金投入与人才投入。其次，必须着重加强工艺节水及污水的回收与利用，加大节水技术的推广与普及，其应用的重点应由单一技术相集成技术方向倾斜。最后，炼化企业必须从本质上认识到节水技术的问题所在，炼化企业“节流”的同时应因地制宜做好“开源”工作，开拓非常规水资源的利用，加大创新力度与实践力度。

5 结语

随着水资源匮乏问题愈发严峻，炼化企业必须对水资源问题予以充分的重视，在发展的过程中更好地发现问题、分析问题和解决问题，进一步优化减水理念，提高节水技术，保障社会效益和经济效益，从而推动该领域的发展。