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11 中石化茂名分公司化工事业部清洁生产案例
2019-03-05 2211 次

11.1 企业概况

茂名分公司化工事业部(原茂名石化乙烯工业公司)是中国石油化工股份有限公司下属的二级单位,是1992年8月8日经国务院批准列入国家“八五”计划的特大型石油化工项目。总投资150多亿元,厂区占地面积160hm2,现设有16个部(室)、23个车间,是国家大型一类企业。1993年11月8日正式开工建设,1996年8月建成并一次投料试车成功;1999年2月经过扩建,乙烯年生产能力达38万t;1999年12月茂名30万t乙烯工程通过国家竣工验收;2000年10月通过IS09002质量体系认证。2003年5月通过了包括IS09002、IS014001及OHSAS18000三个管理体系在内的一体化管理体系的认证。现有职工2700多人,其中具有大、中专以上学历的职工约占60%。主要生产装置分别采用美国、意大利、日本等国的专利技术,工艺技术达到目前国际先进水平,生产过程高度自动化,每年可为市场提供合成树脂、合成橡胶、有机化工原料等200多种“南海”牌石化产品。年产值35亿元,利税1.6亿元。自1996年8月投产以来,连续5年实现产量达标和连续开车72个月未大修,创造了我国石化工业发展史上的新纪录,各项经济技术指标居国内同行业先进水平。

11.1.1 企业的生产状况

茂名分公司化工事业部共有10套大型生产装置:38万t/a乙烯裂解装置(含汽油加氢)、10万t/a高压聚乙烯装置、14万t/a全密度聚乙烯装置、14万t/a聚丙烯装置、10万t/a苯乙烯装置、10万t/a乙二醇—环氧乙烷装置、5万t/a丁二烯抽提装置、15万t/a芳烃抽提装置、4万t/a甲基叔丁基醚装置和1.5万t/a丁烯—1装置、5万t/a合成橡胶装置,以及配套的公用辅助装置和完善的环保处理设施。主要生产装置分别采用美国、意大利、荷兰等国的专利技术,工艺技术达到20世纪90年代世界先进水平,生产过程高度自动化。

(1)主要原料、辅助原料及产品:茂名分公司化工事业部生产所需的石脑油、轻柴油和加氢裂化尾油等原料,由茂名石化公司炼油厂加工进口原油,通过油品的深度加工和油品的合理调配,向茂名分公司化工事业部提供优质裂解原料和燃料油;辅助原料由国内外化工市场采购。茂名分公司化工事业部主要原料、原辅材料及产品情况见表11-1。

(2)公司工艺总流程:茂名分公司化工事业部以茂石化公司炼油厂提供的石脑油、轻柴油及加氢裂化尾油作为乙烯装置的裂解原料,生产乙烯、丙烯、混合C4及C6-C8馏分。

乙烯装置产出乙烯,其中大部分送往聚乙烯装置进行聚合反应产聚乙烯,小部分送往聚丙烯和乙二醇装置作原料;乙烯装置产出丙烯,送往聚丙烯装置进行聚合反应产聚丙烯;乙烯装置产以馏分送丁二烯抽提装置,经该装置DMF(二甲基甲酰胺)溶剂抽提生产出的丁二烯送顺丁橡胶装置作原料,而丁烯、丁烷馏分则送MTBE/丁烯-1装置作原料。

(3)废弃物产生过程:

1)废水产生过程。

生产正常时,废水主要来源于:①裂解装置。稀释蒸汽发生塔排出含油污水、碱洗塔排出的化学污水(如废碱液),废碱液经湿式氧化系统处理后,排至污水场进行生化处理,含油污水经全自动收油器处理后,再排至污水场进行生化处理;②加氢装置。催化剂再生冷却含油废水、罐区油品脱水含油废水、清洗办公楼含粪便废水、装置设备检修含油废水、A火炬水封罐脱水含烃废水、脱辛烷塔抽真空含烃废水、API处理的含油污水等,装置辖区内产生的废水全部进入API废水预处理系统;③芳烃装置。各回流罐和抽提塔等产生废水;④热电装置。废水主要来自于罐区脱水排出的含油污水;⑤苯乙烯装置。废水主要来自于罐区脱水排出的含油污水;⑥乙二醇装置。废水主要来自于产品气经急冷除水和醛等杂质、CO2脱除分离液、醇类产品脱水和干燥冷凝液、蒸汽冷凝液、抽真空系统冷凝液等;⑦全密度装置。废水主要来自于造粒单元排出的含树脂粉末及含添加剂的热水,检修期间各换热器、管线酸洗排放的废水(已经过中和处理);⑧聚丙烯装置。废水主要是汽蒸洗涤器排水、干燥洗涤器排水、夹套溢流水、切粒槽排水、冷凝液排水,工艺区和挤压造粒区的前期雨水、冲洗水、消防水和生活污水,废水中含少量油和固体颗粒,污染较轻。废液主要是废油,为间歇式排放,装桶后送到界外处理;⑨高压聚乙烯装置。产生废油、废压缩机油、废溶剂油、废气(乙烯泄漏气、置换气)、废添加剂、蜡和塑料粉尘,废油主要通过收集处理;⑩橡胶装置。废水主要来自于凝聚系统和后处理单元排出的含油、含胶粒热水;⑩丁二烯装置。废水主要是溶剂精馏塔T-109、T-110和水洗塔T-106,水洗塔T-106出来的污水主要含有C4烃,容易挥发,主要是溶剂精馏塔T-109、T-110的污水,有强烈的恶臭;⑩MTBE/丁烯-1装置。废水主要来自于甲醇水洗回收单元排出的含甲醇热水及检修期间筒反单元、反应精馏单元、甲醇水洗回收单元排出的含甲醇和含MTBE废水。

2)废气产生过程。

生产正常时,废气主要有:①裂解装置。裂解炉烟气及烧焦时的蒸汽;②芳烃装置。各罐氮封废气;③热电装置。来自于锅炉排放的烟气,罐区呼吸阀排出的废气及检修期间各单元吹扫排出的含油气体;④苯乙烯装置。蒸汽过热炉排放的烟道气,罐区呼吸阀排出的废气及检修期间各单元排出的含烃气体;⑤乙二醇装置。乙烯和氧气副反应生成的CO2、原料乙烯和氧气中带来的烃类和杂质、氮气、EO气、含醇类气体;⑥全密度装置。主要来自于乙烯、丁烯-1、氮气、氢气、异戊烷精制单元的不凝气排空及吹扫氮气,检修期间各单元排出的含烃废气;⑦聚丙烯装置。主要为氮气、空气和水蒸汽,含有微量的油和颗粒,可燃气体都排往火炬系统,只有在装置出现泄漏时才有可燃气体的直接排放;⑧高压聚乙烯装置。生产过程中设备检修或装置开车原料乙烯置换或生产过程事故连锁放空或设备泄漏等产生的废乙烯、废丙烷泄漏气;⑨橡胶装置。后处理系统的排空,检修期间各单元排出的含丁二烯、苯乙烯、溶剂气;⑩丁二烯装置。常压罐的氮封气,溶剂真空回收系统的抽空气体,检修期间各单元排出的含丁二烯、溶剂气;⑩MTBE/丁烯-1装置。主要为丁烯-1精制单元的碳三、碳四不凝气排空及检修期间各单元排出的含烃废气。

3)固体废物产生过程。

生产正常时,废渣主要来源于:①裂解装置。主要有裂解炉烧焦产生的少量焦渣和部分失效的催化剂等;②加氢装置。包括可回收危险固体废弃物,如药剂桶、润滑油桶、旧催化剂、检修废弃物和不可回收危险固体废弃物,如油泥、干电池、聚合物。所有这些固体废弃物均按公司有关规定进行处理;③芳烃装置。废渣来自于白土塔。(每大修更换一次);④热电装置。主要来自于增效剂、清灰剂等;⑤苯乙烯装置。主要来自于脱氢催化剂、烷基化和烷基转移催化剂,以及无烟煤、白土、苯乙烯聚合物等;⑥全密度装置。精制单元和反应单元更换催化剂时,所更换下来的精制床废散装催化剂(含分子筛)、反应废弃催化剂(已水解);⑦聚丙烯装置。废渣有三类:a.A12O3、分子筛等填料,为无机物,经填埋处理;b.废聚丙烯,适当处理后可出售;c.废纸箱、纸桶和一些工业垃圾,送至垃圾处理场进行处理;⑧高压聚乙烯装置。有聚乙烯粉尘、聚乙烯落地料和蜡,粉尘是由于生产过程中聚乙烯在水中切成颗粒后经干燥、管线输送过程中产生,落地料是生产过程中装置开始开车时拉料和颗粒干燥过程而泄露的,蜡是生产过程的副产品,每年约有10t;⑨橡胶装置。凝聚系统和后处理单元产生的碎胶粒,以及苯乙烯精制床、溶剂再生床更换填料时,所更换下来的废A12O3、分子筛等填料;⑩丁二烯装置。为溶剂再生釜产生的焦油和生产过程中清理过滤器的废渣;⑩MTBE、丁烯-1装置。筒反单元和反应精馏单元更换催化剂时,所更换下来的废散装催化剂、废捆包催化剂、石英沙等。4)噪声产生过程。生产正常时,噪声主要产生于:①裂解装置。主要有三机和裂解炉上辅锅的超高压蒸汽放空,开停工时的火炬放空;②热电装置。主要来源于汽轮发电机及蒸汽放空;③苯乙烯装置。主要来源于尾气压缩机及蒸汽放空;④乙二醇装置。主要是压缩机和泵运行机械噪声;⑤全密度装置。主要来源于造粒风送系统的风机房、造粒机组及循环气压缩机噪声;⑥聚丙烯装置。主要来源于系统振动脱水筛、挤压机、送料风机、压缩机;轴流泵等设备以及送料时产生的磨擦;⑦橡胶装置。主要来源于后处理系统振动脱水筛、脱水挤压机、膨胀干燥机、排气风机、提升机、研磨机、流化床等设备;⑧丁二烯装置。主要来源于压缩机;⑨MTBE/丁烯-1装置。主要来源于丁烯—1精制单元的第二精馏塔的回流泵GA204。

11.1.2 企业的环境保护状况

(1)环保管理及监测机构:茂名分公司化工事业部设环境保护委员会,是公司环保管理的最高决策机构。环保管理办公室设在安全环保部,下设环保科。环保科现有管理人员7名,其中工程师5人,助理工程师2人;同时,在各生产车间及班组均设有兼职环保员,建立健全了环保管理网络。环保管理工作的运行情况见图11-2。

茂名分公司化工事业部设有环境监测站,负责全厂的废水、废气、噪声以及环境空气等监测工作。监测站现有职工27人,其中工程师4人、助理工程师2人。环境监测站总投资3728万元,拥有各类采样、分析仪器及附属设备100多台套,其中包括烟气自动监测车一台和大气自动监测系统一套(包括一个中心站,三个子站)。

(2)废弃物排放情况:

1)废水排放现状,表11-2为2002年、2003年全年废水排放情况。

2)废气排放情况:有控制指标工艺废气排放源包括裂解车间裂解炉和苯乙烯车间过热蒸汽炉;燃料燃烧废气排放源有污泥、油泥焚烧炉。2002年、2003年废气排放对比情况见表11-3。

3)厂界噪声情况:噪声源主要是火炬噪声。2001年全年厂界噪声监测结果达标率只有96%(执行《工业企业厂界噪声标准GB 12348-90》),2003年与2002年对比见表11-4。

4)固体废弃物排放情况:茂名分公司化工事业部固体废物(废液)处理、处置率达100%。2003年上半年固体废物(废液)处理、处置情况见表11-5。

5)废水处理系统——净化水车间:净化水车间1996年5月竣工,同年10月正式投入生产运行,其工程总投资3.84亿元,占地12hm2,该车间由废水处理系统和污泥处理系统两部分组成。其中废水处理系统主要承担乙烯厂区内乙烯裂解等十套生产装置及罐区等相关单位排出的工业废水、装置区初期雨水、生活污水的处理和放流。设计处理能力为1500m3/h,其治理工艺流程见图11-3。排放生产净废水及后期雨水能力为3200m3/h,处理后的废水全部通过管线排人南海。污泥处理系统则主要承担本场废水处理系统产生的油泥、浮渣、废活性污泥及乙烯各装置产生的废液的处理,设计处理能力为11t(干基)/d。装置投用后,连续稳定运行,出水水质优异,各项指标均远低于国家及地方的排放标准和设计指标;污泥处理系统将工业污泥、活性污泥及生产废液全部焚烧无害化处置,并将灰渣运往填埋场填埋。

(3)“三废”综合利用情况:“三废”综合利用方面,将生产过程产生并排人火炬系统的烃类可燃气体进行回收利用,作为裂解炉燃料使用;提高空分装置的生产能力,多产氮气、氧气,将富余的气体送外单位使用和装瓶销售;将乙二醇装置生产过程中产生的废醇,由原设计为焚烧处理改造为经精制提纯生产副产品粗三乙二醇、杂醇,减少污染,创造效益;利用超高压蒸汽减温减压时产生的热能损失进行资源综合利用,引入抽汽、凝汽式汽轮发电机,通过“热电联产方式”回收蒸汽热能发电并将自产电引入电网自用;将排人火炬、高空的工艺气体进行回收生产产品等。综合利用项目每年创造可观的经济效益。

11.1.3 清洁生产的开展及潜力

公司裂解车间、合成橡胶车间和高压聚乙烯车间三套装置,已通过中石化集团公司第三批清洁生产示范装置验收。2002-2003年公司除上述三套外,其他九套主要生产装置:加氢车间、芳烃车间、聚丙烯车间、全密度聚乙烯车间、丁二烯车间、MTBE、苯乙烯车间、乙二醇车间、净化水车间也进行了清洁生产审核。

公司审核小组通过考察实际生产管理状况,从原料到产品以及废弃物处理的整个过程(重点放在各产、排废弃物环节,水耗、能耗大的环节,设备事故多发的部位等)综合分析,查阅大量生产记录,多次组织与各车间主任、段长、技术人员和操作人员开座谈会,讨论废弃物产生与工艺、设备操作等方面的关系,了解减少“三废”办法,并向有关部门和专家咨询,从而确定公司的清洁生产审核重点。

经过对公司各清洁生产审核单位全面的调查、分析、讨论,确定了本轮公司清洁生产目标(表11-6)。

11.2 清洁生产的实施

11.2.1 清洁生产方案

针对公司清洁生产审核重点和本次清洁生产的目标,经公司清洁生产领导小组研究,并参考了专家的指导意见,拟定了如表11-7所示的清洁生产方案。

11.2.2 分析、评估、筛选

通过对无/低费方案采用简易筛选和对中/高费方案采用权重总和计分排序法进行筛选,得到如表11-8所示的可行性方案(其中无/低费方案13个,中/高费方案6个)。

11.3 清洁生产的经济效益和环境效益及综合效果

11.3.1 无/低费方案的实施效果

(1)建立激励机制和实行星级操作工:建立激励机制和实行星级操作工的目的是鼓励职工自觉学习岗位操作技术,这些激励机制包括根据职工学习岗位知识的差别掌握岗位知识的多少和工作热情、工作态度与奖惩挂钩,让职工切身体会到学多一个岗位操作技术,就多一份待遇多一份收入,并对职工学习岗位知识的情况进行月公布,促进职工学习热情,这些措施收到了较好的效果。

为了实行向系统操作目标迈进,加快系统操作目标实现,公司相应要求对职工评选星级操作工称号。授予掌握全装置流程的职工为装置活流程称号,获得上述称号的职工可享受相应待遇,并在年终获得车间先进。这些措施的出台,有效地加快了装置向系统操作过度的步伐。同时,职工也自觉为装置生产献计献策,共提合理化建议200条,被采纳有100多条,发挥了很大的效益,保证了公司长周期运转。

(2)加强技术培训:针对职工对岗位理论知识认识参差不齐的现状,结合清洁生产理论,车间组织专业技术人员利用付班时间对职工进行岗位知识培训,并将清洁生产理论贯穿于操作技能之中,采取灵活培训方式,集中上课与讨论相结合,有些职工走上讲台,将自己的操作经验拿出来和大家一起讨论。经过半年的强化培训学习,职工的操作技能和环保意识都有了很大的提高,并系统地学习了清洁生产理论。

(3)加强设备巡检、检修的管理:根据公司各装置运行周期长,设备密封点多的特点,实施重大设备巡检看护制度。针对装置换热器、机泵检修多,检修过程中易造成环境污染的特点,公司与检修公司共同制定检修方案时说明环保条款,在装置检修过程中,严格按照操作进行,实践证明此方法非常适用,各装置在换热器、机泵检修过程中没发现一次由于未置换干净而跑油的现象。裂解车间已连续运转48个月,设备已运行到末期,由于换热器、机泵极易出现堵塞,所以需经常切换,按统计,急冷区换热器的急冷油泵,大约一个半月就需要切换清理.每次清理时倒空换热器管程大弯管处的油都有0.25t废油装桶,裂解车间从点滴做起将回收的废油与采样油一起集中处理,解决了废油二次污染的问题,又给装置创造了可观的经济效益。

11.3.2 中/高费方案的实施效果

(1)胺洗系统改造(方案11):

1)技术评估:增加富胺液在V-383/384罐沉降停留时间,根据调查,目前国内有几家橡胶厂苯乙烯干燥床就采用国产活性氧化铝脱水及国产活性氧化铝再生使用,完全能满足生产要求。

2)经济评估:耗碱量减少,废碱排放量降低,减少湿式氧化的负荷,节约操作费用。方案中设备改造比较大,投资费用也比较高,但与产生的环境效益相比少得多,从长期效益看,碱用量每年减少400t,按每吨1000元算,一年可节约40万元。

3)环境评估:胺洗开正常后可以减少碱利用量,减少废碱排放,可使现废碱由3t/h减至2t/h以下,降低湿式开工周期,降低操作费用,二乙醇胺和洗油可再生,这样,降低操作费用,减少排污,防止对环境的二次污染。

(2)含DMF废水处理(方案12):

1)技术评估:此技术用在含DMF废水的处理上,完全可行。

2)经济评估:有一定的经济效益。

3)环境评估:可降低废气排放中的有毒物质。

(3)罗茨风机改造(方案13):

1)技术评估:9台罗茨风机C-4207/16/05/08/09/10/11/12/13(风送系统),现场噪音最高达到80dB以上,严重威胁员工的身体健康。计划每台风机加装隔音罩,根据在同类企业的风机加装后,效果不错,此方案技术简单可行。

2)经济评估:投资约150万元,除达到降噪目的外,还起到了保护设备,延长设备使用寿命的作用。

3)环境评估:通过采取上述措施,将现场噪音降了40dB。

(4)更新硫酸泵和pH值测量仪表(方案16):

1)技术评估:将废碱液湿式氧化处理系统的硫酸泵和pH值测试仪更换,简单易行。

2)经济评估:更换泵、pH计需投资3万元。但在增加流量计后,处理系统控制比较准确,可以减少硫酸注入量,节约了硫酸,降低了成本。

3)环境评估:通过采取上述措施,可提高废碱液处理效果,保护了环境,符合清洁生产的要求。

(5)净化处理后的工业废水进行回用(方案18):

1)技术评估:根据目前废水处理出水指标情况,CODcr≤40mg/L,BOD5≤20mg/L,pH=6-9,油≤1mg/L,DO≥6.5mg/L,SS≤50mg/L,色度≤50,完全可以回收利用,用于工业水循环使用。目前处理后的净化水全部排海,平均流量达800t/h,浪费十分严重。经过分析,经处理后的废水水质主要是COD、氯离子、硫酸根离子和浊度等指标达不到要求。现拟采用对经生化处理的废水再进行纤维束过滤器过滤十二氧化氯消毒处理后直接送循环水系统的技术方案,在循环水系统投加新型缓蚀剂。

2)经济评估:试验成功后,乙烯将全面实施污水回用工程,如果水质能代替工业用水,则可减少水费0.75×21000=15750元/d,计每年575万元,考虑到投加缓蚀剂和药剂用量需增加所用成本费用,预计在水资源费不上涨的前提下,每年可节约费用100万元。预计初期试验费用38万元。

3)环境评估:预计将减少工业源水用量2100t/d,可减少水资源费:0.3×21000=6300元/d,计每年230万元。

(6)橡胶装置凝聚系统使用高压车间的废热蒸汽(方案19):

1)技术评估:将高压装置排出的废蒸汽接管送橡胶凝聚系统使用,切实可行。

2)经济评估:1t产品可节省0.5t蒸汽,以4万t产量计,蒸汽价为100元/t,每年可产增收200万元。

3)环境评估:减少废水排放。

11.4 小结

清洁生产审核目标完成情况见表11-9。通过各主要生产装置的清洁生产审核工作,对废弃物产生、排放上所处水平是否合理进行了评估,基本达到了清洁生产的目标。因是初次开展大面积的清洁生产工作,还存在许多不足,公司将在今后的工作中不断总结经验,发现一个问题处理一个问题,力争把清洁生产工作做得更好。

“十五”期间,茂名分公司化工事业部将改扩建成80万t/a,建成具有国际先进水平的现代化企业,并将在生产规模扩大的同时注重清洁生产,从源头削减污染,努力开创21世纪的辉煌。