《安全管理资料》之石油炼制行业清洁生产方案

1、石油炼制行业清洁生产方案 通过具体开展清洁生产审核，分析各个生产环节污染物的产生和效率低下的原因时，可以从下面六个方面来针对性的提出清洁生产方案：技术改进；过程优化；设备更换和维修保养；加强管理；员工的教育和培训以及激励机制；废弃物的回收利用和循环使用。4.2.1技术改进在分析生产环节污染物产生和效率低下的原因时，应首先分析一下工艺技术的选择是否最佳，选择一个好的工艺，可从根本上做到节能、降耗、减污、提高经济效益的目的。清洁生产方案1：采用加氢脱硫工艺，改善原料质量废物产生部位及原因因催化裂化原料多采用重质馏分油，其中含有较多的硫化合物。在催化反应过程中硫化物，将转移到产品和催化剂中，部分硫化

2、物在催化剂再生烧焦时，随烟气和催化剂粉尘排放到环境中，污染大气。清洁生产方案为催化裂化装置提供低硫原料。加工高硫含量的催化裂化原料油容易引起设备腐蚀和再生烟气对大气的污染。而且产品含硫高，需进一步精制。若采用减压馏分油加氢脱硫工艺，在催化原料进入装置之前，先对其进行加氢脱硫预处理，使原料油中硫、氮大幅度降低。从而为催化裂化装置提供了低含硫量的催化原料油。催化原料的改善不仅可降低再生烟气中的SO2含量，而且对减少设备的腐蚀，提高产品质量也大有好处。清洁生产方案2：采用加氢精制，替代电化学精制废物产生部位及原因常压蒸馏和二次加工得到的汽油、煤油、柴油等油品，程度不同地含有硫和氮的化合物以及有机酸、

3、酚和烯烃等，致使油品性质不安定，质量差，需要进行精制。无加氢精制的企业一般采用电化学精制方法中的碱精制，必要时也用酸碱精制，其机理为酸碱与油品接触，在高压电场的作用下，导致电微粒在油品中的运动，酸或碱与油品中的不饱和烃和硫、氮等化合物反应，形成废酸或废碱液而聚集沉降，与油品分离。酸碱液循环使用一定次数后排放。这样就产生了含有硫化物且CODcr浓度很高的废酸或废碱液(炼油企业称其为酸渣或碱渣)，因其有较强的腐蚀性，很高的CODcr，给处理造成一定的困难，是炼油企业的重要污染源。清洁生产方案采用加氢精制工艺，取代电化学精制。其工艺是向油品中加入氢气，在一定温度、压力和催化剂的作用下，脱除油品中的不

4、饱和烯烃、硫、氧、氮化合物等有害成分。这里，硫、氧、氮等即变为硫化氢、水和氨，而后从油品中除去。加氢后的油品经过换热和冷却，依此进入高、低压分离器，分出含硫化氢气体，然后进入汽提塔，将残留在油品中的气体和轻馏分分离，塔底即为高质量的精制油品。高、低压分离器排出的硫化氢气体密闭送入制硫装置生产硫磺。含硫污水去含硫污水汽提装置处理。此工艺可大幅度减少炼油企业特高污染物碱渣，减轻了污染，改善了环境。同时减少了损失，提高了油品质量。清洁生产方案3：使用硫转移催化剂，减少催化剂再生烟气中的SO2含量废物产生部位及原因催化裂化装置催化剂再生过程中，烧焦烟气排入环境，因其含有SO2而污染环境。清洁生产方案采

5、用硫转移催化剂，控制再生烟气中SO2的污染。用一种合适的金属氧化物随着催化剂一起循环，在再生器的氧化环境中，金属氧化物与SO2或SO3反应，形成固体化合物。在反应器中，固体化合物还原放出H2S，使金属氧化物再生。最后的效果是减少了再生器中的SOx，而增加了反应器中的H2S，这部分增加的H2S与油气一起去分馏塔，分出的H2S由管线送硫回收装置。清洁生产方案4：焦化冷焦水的循环利用废物产生部位及原因焦化装置的冷焦水主要含有焦粉和一部分从焦炭上冲洗下的油。由于冷焦水的温度高，大量的油气从冷焦水储槽顶盖开口处散发出来，严重污染周围环境。清洁生产方案采用冷焦水闭路循环技术(降温分油冷却复用)，既减少新水

6、用量和污水排放，又减少污水中的污染物挥发到大气中。该技术的主要工艺过程：从焦炭塔溢流而出的高温冷焦水，先与部分低温冷焦水混合，使其水温低于100进入密闭沉降罐，减少夹带油气的挥发，污水在沉降罐中停留一定时间后，焦和油大部分得到沉降或上浮，达到初步净化分离。经初步分离后冷焦水还带有一定量比重接近于水的焦粉以及悬浮油，进入旋流器进一步分离，从旋流器出来的油(含大量水)返回沉降罐继续分离，净化后的水进入空冷器冷却，然后流入储罐，再去焦碳塔循环使用。该技术实现后，冷焦水设施周围的臭气浓度由2000降至20，冷焦水含油小于150mg/Lo清洁生产方案5：催化剂磁分离技术废物产生部位及原因催化裂化装置在生

7、产过程中定期排放一定数量被重金属污染的失效催化剂，作为废渣送进废渣填埋场。清洁生产方案催化剂磁分离技术：催化剂磁分离技术是处理从装置内卸出的平衡催化剂，将其中重金属污染较轻的部分加以回收，返回装置系统继续使用。通过不断置换，就会将装置中污染严重的一部分催化剂从系统中除掉，从而减少了系统内催化剂的重金属含量，使系统内催化剂的活性和选择性得以有效提高，可改善产品分布和提高高附加值产品收率，并降低加工成本。这一技术过程不使用任何化学品，工艺简单易控制、污染少、能耗低，是典型的清洁生产实用技术，具有很大的推广价值。清洁生产方案6：利用焦化装置，处理污水场“三泥”废物产生部位及原因炼油污水处理通常采用“

8、隔油”“浮选”“生化曝气”的工艺。这就涉及到会产生一定量的油泥、浮渣和剩余活性污泥。简称污水场“三泥”。是炼油企业普遍存在的废渣之一。清洁生产方案将污水场“三泥”在冷焦时打进焦化装置，利用焦炭塔内焦炭的热量将“三泥”中的水份和轻油汽化，350%：的重质油被焦化，并利用焦炭塔泡沫层的吸附作用，将“三泥”中的固体部分吸附。蒸发出来的水份、油气去放空塔，经分离、冷却后，污水排往含硫污水汽提装置进行净化处理，油品进行回收利用。本技术仅在生产燃料焦时适用。案例分析1：机泵冷却水系统改造某炼油企业对250万t/a的常减压装置机泵冷却水系统改造。方案实施后：每年回收机泵冷却水：17万t每吨水节省费用4元(其

9、中包括新鲜水费、污水处理费、排污费)；年节省费用：17(40.25)=63.75万元。总投资：6.6万元；年运行费总节省金额：68万元；偿还期O.12年；4.2.2过程控制对生产过程控制进行分析研究，是发现清洁生产机会的重要环节，有时通过对生产过程控制的调整，可在投入较少资金的情况下，取得较大的环境效益和经济效益。清洁生产方案1：优化换热流程，节能降耗废物产生部位及原因分析炼油装置的冷热物流换热流程不合理，热回收率低，能耗大。既造成不必要的燃料损失，又增加了燃烧烟气排放量对环境的污染。清洁生产方案改进换热流程，提高热回收率，减少产污。炼油装置的冷热物流换热流程不合理，表现在热量回收不充分，设备

10、效率不高，压降大，热回收率低，能耗大。这主要是片面注意简化流程，节省设备，忽视了节能。一个好的换热流程应该做到冷热物之间的换热合理匹配，使宜于利用的热量充分回收，提高需加热物流的换热终温，降低需冷却物流的换后终温，合理选择壳程、管程及换热器结构参数。以提高传热系数，减少换热器面积，减少压降，节约投资。提高需加热物流换热终温，往往可以大大减少加热炉热负荷，节约燃料，降低需冷却物流的换热终温，可以降低冷却负荷，节约冷却用水。其结果是既节能又减少污染物产生。近年来发展了换热流程优化计算程序，打破装置界限，借助计算机对生产装置的换热流程进行优化。案例分析：调整换热流程某炼油企业催化裂化装置调整换热流程

11、，原料油与油浆换热，并利用其它装置(常减压)的可利用热源，降低加热炉负荷。该方案主要通过调配换热流程，实现能源有效综合利用，减轻加热炉负荷而实现降低装置的能量消耗、废气排放的目的，该方案投资相对较少，增设了两台换热器及部分工艺管线，节能减污效果十分明显。实现了停止运行催化裂化加热炉的目的。每天减少燃料气消耗：12t；减少排放烟气：11000Nm3/h。4.2.3设备更换和维护设备的更换和维护对企业的清洁生产十分重要，如果采用效率高的设备，有助于提高效率，降低污染。另外，清洁生产最重要的措施之一是生产运行稳定，不出现事故，减少非计划停工。如果设备出现大的故障，就会迫使生产装置停工检修，卸出的物料

12、就会造成损失并污染环境。即使设备出现不影响正常生产的小故障，同样会造成污染和物料流失。所以对于设备的日常维护也是非常重要的。清洁生产方案1：改造储油系统，减少油品的蒸发和“呼吸”损失废物产生部位及原因炼油企业在生产和储运的各个环节，都会造成不同程度烃类的损失。工艺装置、设备、管线和配件，昼夜温度的变化，装卸车船，储罐操作和蒸发作用，都会导致烃类散发到大气中，污染环境。清洁生产方案a)改革油罐结构，储存轻质油品，使用浮顶罐，特别是内浮顶罐，在节省钢材，降低损耗，保证质量，结构简单，易于改造等方面都具有显著的优点。原油、汽油等轻质油品含有易挥发的烃类，如果采用拱顶罐储存，侧液面上部空间是达到气液相

13、平衡的饱和油蒸汽，当环境温度变化或装卸油时，就会引起油罐的“小呼吸”或“大呼吸”，这时罐顶的呼吸阀将大量的油气排人大气造成污染。为了减少油罐内部空间的油气浓度，在罐内液面上加一个浮动的顶盖，可以随同液面升高或降低，在罐顶不设固定顶盖的浮顶油罐；在拱顶罐内设一个浮动顶盖的为内浮顶罐。采用浮顶罐和内浮顶罐是控制原油和汽油等轻质油品挥发和烃类污染最主要的方法。既可大大减少油品损失，同时减少了环境污染。b)为了减少油罐的“大呼吸”损耗，可以把同一种油品的多个储罐的气相连接起来，使一个油罐收油时的气体供给另一个出油的油罐所吸收，实现气体平衡。c)对汽油等轻质油罐采用各种隔热措施，能有效地减低“小呼吸”蒸

14、发损耗，如选择有隔热性能的涂料涂在罐壁，或在罐顶和罐壁挂上两层波浪形的石棉水泥板，内外均涂上白色涂料，由于板间的空气对流及白色涂料的反射作用，可降低油品损耗。清洁生产方案2：改造加热炉，提高热效率废物产生部位及原因炼油生产装置的原料需用加热炉对其进行加热，使其达到一定的温度。如果消耗过多的燃料，既浪费了能源，又会产生多余的烟气，污染环境。清洁生产方案a)改进炉体的隔热，减少炉体的散热损失。采用陶瓷纤维作为加热炉隔热材料。它的导热系数容重比较低，隔热性能良好，改造后的加热炉炉壁温度可由7080%降为4050cC。散热损失可减少一半，加热炉效率可提高11.5%。在相同热负荷情况下，可节省燃料，减少

15、一定量的烟气排放。b)如果采用预热加热炉燃烧用空气的节能措施，可使预热后的空气温度高，燃料燃烧比较完全，大大减轻了污染。如：烟气预热加热炉自身用空气。国内采用比较多的是管式空气预热器，也有的炼油企业采用回转式空气预热器。空气加热至200%送加热炉火嘴供燃烧。采用这两种方法的任何一种时，都要注意空气预热器的温度不宜过低，否则会发生烟气露点腐蚀问题，因此一般都采用一部分预热后的空气与新空气混合方法，以提高空气进预热器的温度。加热炉消耗的燃料约占各炼油企业能耗的30%-40%。提高加热炉效率对于炼油企业节能来说具有重大意义。清洁生产方案3：采用循环线采样设备，替代放料式采样废物产生部位及原因在正常生

16、产运行时，要定时在生产装置的不同位置取样分析，每次取样前需对取样管线中的油品进行置换，置换出的油品作为废油处理或排入含油污水系统。清洁生产方案采用循环线设备对液体样品采样。其方法基本是采样前让油品在采样管线上循环一段时间，等采样管线上的油品置换后，再开始采样。这样既可以保证样品质量，又无浪费油品的后果。案例分析1：更换加热炉空气预热器转子某炼油企业常减压装置更换加热炉空气预热器转子。由于预热器转子使用已超过10年，波纹片腐蚀严重，导致转子不平衡，影响了加热炉效率。更换后，加热炉效率提高9%。每年可节省燃料油1200吨。按每吨燃料油800元计算，每年节省燃料费用96万元；如果燃料油硫含量为1%，

17、可减少S02排放量24吨年。总投资38万元，年运行费总节省金额：103.88万元，投资偿还期：0.48年。(常减压装置的生产能力：250万t/a。)4.2.4加强管理加强管理是实施清洁生产的重要措施之一，目前我国石油炼制生产过程中许多污染物产生和物料流失的环节是由于管理不善造成的。所以在分析污染物产生和生产效率低下时，一定要分析在生产运行管理上是否有缺陷。采取有效的管理措施可使企业在有限资金投入的情况下，清洁生产现状大为改观。清洁生产方案1：加强设备的管理，减少泄漏废物产生部位及原因设备泄漏是造成油品损失和环境污染的重要因素之一，设备泄漏出的挥发性气体可直接污染大气，而液体有可能造成间接冷却水

18、的污染。清洁生产方案加强对生产设备和油罐附属设备的管理，定期维修，保持设备、管线和油罐的严密性，对管线、阀门等易泄漏设备，每年应彻底检查两次、应做到气密性符合要求。清洁生产方案2：改进操作，减少油品储运过程中的油气挥发损失废物产生部位及原因：油品储罐平时会挥发少量的油气(小呼吸)，装车时也会有油气挥发至环境中。清洁生产方案a)改进操作管理，合理调度，减少油罐进出次数。油罐尽可能装满到允许程度，储油蒸发损失与充满程度的关系很大，充满程度越低、损失越大。这是由于充满程度越低，则气体空间越大，大小呼吸损失就会增多。b)加强油罐车装卸油品的管理，在罐车装卸油品时，在条件允许的情况下，应尽可能在降低温度

19、时操作，减低油品损失。清洁生产方案3：分级控制，取消地面冲洗水废物产生部位及原因分析在日产生产中，一些操作人员对用新鲜水冲洗地面、设备等做法已习以为常，既造成水的浪费，又产生大量含油废水。这些水排人污水处理场，给污水处理增加了负荷。清洁生产方案先对职工进行清洁生产的教育，向职工算清污染帐和经济帐，提高职工的认识。同时制定规章制度和奖惩制度，在制度上规定禁止用水冲洗地面和设备，水龙头及时关闭等，并在相关水管线上安装水表，制定单位用水定额，对节水单位给予经济奖励，对超额用水单位给予经济处罚。清洁生产方案4：对雨水的控制废物产生部位及原因分析由于设备泄漏等原因，装置汇水区域内的初期雨水受到污染，特别

20、是装置的炉区和换热区，汇水区域内的初期雨水污染较重，这股含油雨水应通过含油污水系统进入污水处理场进行处理。清洁生产方案为了防止过多的雨水进入污水处理场，特别是雨水较多的地区，要求在下雨的15分钟后，将装置区的雨水切换到雨水系统，通常采用的方法有：a)用事先准备好的沙袋或挡板在雨后15分钟，将通往含油废水系统的地漏或通道堵住；b)采用对地漏加限流孔板方式，防止大量雨水对污水处理场的冲击；4.2.5员工的教育和培训以及激励措施由于清洁生产是将整体污染预防的思想贯穿在整个生产过程、渗透到生产过程每个环节，搞好清洁生产涉及到企业的每一个管理者、技术人员和工人，如果宣传的不够，企业领导认识不高，就不可能

21、带领干部职工有效地组织协调各有关部门开展此项工作。即使搞了清洁生产，也不可能持续深入地开展好此项工作或难以达到较高的水平。在清洁生产审核中约60%70%的方案为无低费方案。无低费方案的实施很大程度上需要职工改变已有的操作行为，变粗放操作为精细操作。改变不良的操作行为有较大的难度，但只要职工对清洁生产有了真正的认识，就能自觉自愿地改善自己的行为，积极主动的做有利于环境保护的事情。清洁生产必须动员全员参与，各相关部门协同配合，共同完成。4.2.6废弃物的回收利用和循环使用废弃物的回收利用和循环使用是企业实施清洁生产的重要措施，既可以使企业减少原材料的消耗，又可以降低对环境的污染。目前在石油炼制业有

22、很多废弃物回收利用和循环使用的先例。清洁生产方案1：“三顶”瓦斯从火炬气或燃料升级为高附加值产品废物产生部位及原因分析常减压蒸馏装置初馏塔顶，常压塔顶，减压塔顶气体(不凝气)，约占蒸馏量的0.03%，这部分气体含80%的C3-C4组分，可燃成分占90%以上，因其中含有硫化物，所以恶臭难闻，污染环境。原这部分不凝气引入火炬烧掉。清洁生产方案改造初馏塔、常压塔顶，将塔顶气体压缩冷凝，回收丙烷、丁烷作为产品。减压塔顶气体抽出，脱硫后作为加热炉燃料。清洁生产方案2：回收催化裂化再生烟气中的co热能废物产生部位及原因催化裂化装置再生器放空的烟气温度达600。烟气流量很大，烟气中含有催化剂细粉和大量的co

23、，同时产生高分贝噪声，污染环境。清洁生产方案催化裂化催化剂采用助燃剂再生工艺，在通常的催化剂再生条件下，催化裂化再生烟气中含有711%的CO。如果炼油企业不回收这些CO化学能，不仅损失大量能量，而且造成环境污染，有些炼油企业采用CO锅炉回收烟气中的c0化学能和热能，产生蒸汽。虽然回收了能量，减轻了污染，但是能量仍然没有很好利用。采用助燃剂方法，向待生催化剂中加入助燃剂(约含铂0.05%)，使CO在再生器内完全燃烧，燃烧放出的热量可以提高再生催化剂温度，从而可降低催化裂化原料预热温度，节省了原料预热和向再生器喷进的柴油(助燃)。助燃剂的加入量很少(每吨原料约加助燃剂0.002-0.005公斤)。

24、但可收到节省燃料的显著效果。同时烟气中的CO得到充分燃烧，含量可降低到1%以下，解决了CO排放造成的污染问题。此外，由于再生催化剂含碳量的降低，还可以提高轻质油收率(约提高25%)，产生更大的经济效益。这种方法不需改造现有设备，易于实现，已为许多炼油企业采用。改造后的加热炉回收利用了烟气热量，排烟浓度可以降到200左右，提高了加热炉热效率。清洁生产方案3：水的重复利用和循环使用废物产生部位及原因有些炼油企业采用直流供水对设备冷却，冷却后的水直接排入环境，增加了污水的排放量。清洁生产方案a)根据炼油工艺过程对水质的不同要求，采取一水多用，重复循环使用等方法，以提高水的循环水利用率，降低用水量，压

25、缩排污量。b)最大限度的采用循环水作为冷却水，根据炼油装置中被冷却油品的终温要求不同，可采用一水多用，重复串联使用等节约用水的措施。清洁生产方案4：采用含硫污水加碱汽提工艺，降低净化水中的NH3N含量，扩大净化水的回用范围废物产生部位及原因由于国内石油炼制企业所加工的原油含有硫化物，所以，在催化裂化等生产装置中与油品接触的蒸汽冷凝后成为含硫污水，排出生产装置。由于这部分污水硫化物含量高，所以要经过含硫污水汽提装置对其进行脱硫预处理。脱硫后，作为污水排入污水处理场进一步处理。清洁生产方案炼油生产中产生的含硫含氨污水，经过污水汽提装置处理后得到净化水，净化水中的硫化物小于30mg/L，氨氮小于15

26、0mg/L，但净化水中挥发酚、COD高达250mg/L2000mg/L以上，仍是较难处理的高浓度废水。将这部分净化水回用于生产装置是完全可行的，但由于净化水中硫、氨氮的浓度仍不符合某些装置的回用要求。若采用汽提注碱新工艺后，可以使硫化物降到10mg/L左右，氨氮降到30mg/L以下，这样不仅可使氨氮含量达标排放，同时也扩大了含硫污水净化水的回用范围，如：常减压蒸馏装置电脱盐系统需要在原油中注新鲜水以洗涤原油中的盐份。净化水可以代替新鲜水使用，不仅能节约新鲜水，主要通过原油的抽提作用可以减少污染物排放总量，其中酚去除率85%以上，COD去除率约60%。二次加工装置的部分工艺注水也可以用净化水代替

27、，如催化类装置富气水洗，可用净化水代替软化水；加氢类装置空冷注水，可用净化水代替软化水等。这些工艺注水再返回污水汽提装置，形成闭路循环。净化水在二次加工装置的回用直接削减了废水排放量。清洁生产方案5：回收火炬气做燃料废物产生部位及原因炼油生产装置在生产出现异常工况时，装置在卸压过程中的油气要经过低压瓦斯系统排到火炬烧掉。清洁生产方案建立健全系统管网和回收利用体系(气柜、水封罐和压缩机等)，不正常工矿时排出的火炬气排入气柜。作为加热炉、锅炉的燃料。火炬气全部回收。火炬点火系统由电子计算机监控，保证安全万无一失。清洁生产方案6：密闭装车回收油气废物产生部位及原因汽油等轻质油品从炼油企业或油库外运时，在装火车槽车或汽车槽车的过程中，由于油品喷溅、搅动、蒸发，引起油品损耗，同时也污染环境。清洁生产方案用溶剂吸收的方法将排出的混合气回收，其方法是密闭将槽车置换出来的混合气集中送入吸收器(或吸收塔)，利用吸收剂吸收混合气体中的油气。吸收剂可以用柴油和煤油等。富吸