水是生命之源，水也是工业之本。石化行业作为工业体系中的用水大户，如何面对各地越来越严格的用水政策？如何在水资源日趋紧张的背景下得到发展？目前的市场上又有哪些节水新技术可供石化企业选择？在本月中旬中国化工节能技术协会组织召开的石油和化工节水实用技术专题研讨会上，记者试图从中寻找出答案。
工业用水日趋紧张
节水政策越来越严
“中国正面临着前所未有的水安全问题，工业用水需求将日趋紧张，节水比节能更紧迫！”中国化工节能技术协会理事长方晓骅的观点不无理由。有研究预测，2020年我国对水资源的总需求为6962亿立方米，在充分考虑节水的情况下，届时全国缺水量为200亿～1200亿立方米。而随着我国工业化的加速，工业需水总量将迅猛提高，预计2020年会从2001年的1141亿立方米提高到1974亿立方米，为2001年的1.73倍。
图为山东汇丰石化公司每小时150吨中水回用系统。（李文峰 摄）
“石化行业的用水情况也并不乐观。”方晓骅表示，在“十一五”末期时，全行业的取水量已达到72.75亿立方米，其中石油炼制取水量为15.33亿立方米，石油天然气开采、化学原料及化学品制造等行业取水量约为57.42亿立方米。
如此紧迫的缺水形势，使国家对工业用水的约束变得越来越严格。从2005年5个部门联合出台的《中国节水技术政策大纲》，到2012年国务院发布的《国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见》，再到2013年国务院印发的《循环经济发展战略及近期行动计划》，都对工业或石化行业的用水量作出了明确的要求与限制。
截至9月末，吉林石化10万吨/年苯乙烯装置凝液回收系统将投入运行整一年，进一步降低了装置工业用水消耗量。图为技术人员正在检修凝液回收装置工艺管线。（王英刚 摄）
不仅如此，各地方政府对当地的工业用水政策也是只紧不松。记者了解到，像扬子石化、茂名石化、抚顺石化等这样靠江靠海的企业，水资源相对并不紧张，但当地政府对企业的用水量都有严格要求，并不能无限制使用。而对处于水资源严重匮乏的华北地区的石化企业来说，用水代价更是不低。
“石化企业上新项目，必然会增加企业用水量。但当初我们在上100万吨/年乙烯炼化一体化项目时，政府提出要求，不允许新增新鲜水用量，新项目的用水问题只能企业自己解决。”天津石化公司生产部高级专家李晨光告诉记者，“而且，我们得到最新消息，天津市正在利用一些指标杠杆和经济杠杆对新鲜水用量进行控制，可能从今年10月份开始，新鲜水的资源费将从2.8元/立方米提高到4元/立方米，这样一来天津石化光水资源费一年就得上亿元。总体而言，天津的工业用水调价幅度越来越大，调价周期也会越来越短。”
图为石油和化工节水实用技术专题研讨会现场。 （本报记者 高重密 摄）
燕山石化公司生产管理部主管王成在接受记者采访时也表示：“预计北京的工业用水水资源费很快也会涨到4元/立方米，企业的用水成本将大幅提高。而且北京市出台的《北京市‘十二五’时期水资源保护及利用规划》提出，‘十二五’期间，将通过产业结构调整，限制发展高耗水、高耗能产业，提高水利用效率，实现工业用新水零增长。”
强化循环水浓缩
减少新鲜水用量
工业用水形势紧迫，水资源费越来越高，石化企业应该如何解决用水难题？在采访中，几乎所有受访石化企业的用水负责人都认为，应该从循环水系统入手，因为循环水系统为石化生产中的主要耗水大户。“石化工艺中的能流主要就靠循环水作为载体。循环水用水量占整个生产工艺的50%左右，是石化生产线上的第一用水大户。”李晨光说。
《中国节水技术政策大纲》也明确提出要发展高效循环冷却水处理技术。在敞开式循环间接冷却水系统中，推广浓缩倍数大于4的水处理运行技术；逐步淘汰浓缩倍数小于3的水处理运行技术，以此达到节水目的。
扬子石化生产技术和运行调度部高级工程师张维介绍说，扬子石化目前共有15套循环水装置，总循环水量约24万吨/时，补水量2000～2500吨/时。公司通过调整循环水浓缩倍数，由原来3倍左右提高到现在的5倍，使循环水装置补充水和排污水大幅下降。
“天津石化在循环水节水方面也开展了多项工作，比如采用动静态试验、新产品开发、成果转化、现场改造等多种技术手段，进行高效缓蚀阻垢药剂研发、补水水质优化、加酸调碱度、自动加药、水质自动控制、高效节水旁滤设备、运行质量在线检测等关键技术开发，形成了循环水高浓缩倍数运行成套技术集成，实现了天津石化化工、炼油、热电等多个板块循环水系统的高浓缩倍数运行，浓缩倍数提升到5倍以上。”李晨光对记者说。
记者了解到，目前国内也有不少节能服务公司在循环水节水技术上不断推陈出新，力争进一步减少循环水补给水用量。比如武汉中圣能源环保工程有限公司针对传统工业循环冷却水系统水蒸发量大、换热设备易结垢腐蚀、排污量高等弊端，推出了闭式空冷循环冷却水系统。公司总经理冯晓强告诉记者，闭式循环水系统已在山西兰花清洁能源有限公司20万吨/甲醇项目、大庆石油化工有限公司5万吨/年戊烷精分装置、中煤榆林180万吨/年甲醇制烯烃项目、山西同煤集团60万吨/年甲醇等项目上得到了广泛的应用。实际运行结果表明，闭式空冷循环冷却水系统在我国北方地区可节水40%～70%。
江苏江华集团打破传统的循环水加药剂提高浓缩倍数的思路，推出了用电来处理循环水的ME2系统。“目前的循环水系统都要在循环水里加入药剂，能够达到3～5倍浓缩倍数。但药剂中往往含有磷及其他金属离子，对水体造成富营养化等二次污染，会影响整个循环水系统的运行效果。”江华集团海外开发部总监王天佐在接受记者采访时表示，ME2系统能将循环水的浓缩倍数提升到7～8倍。以一个5万立方米/小时的炼油循环水系统为例，ME2系统能比普通加药剂的方法一年多节水175万立方米。
“如果循环水可以不加药剂提高浓缩倍数，这将是一场革命性的变化。我们也希望能够找到更多更成熟的技术，进一步提升循环水节水潜力。”王成这样告诉记者。记者在采访中了解到，目前燕山石化通过各种技术改造，每年循环水系统节约下来的水已占到企业用水总量的1/4。
优化生产工艺
推广源头节水
如果说提高循环水浓缩倍数、减少新鲜水补给量是以开源的思路来节水，深圳市宏事达能源科技有限公司推出的循环水系统优化节能解决方案，则是从节流的角度来减少新鲜水用量。
“根据我们的‘系统节能’理论，现行的工业循环水冷却系统存在五大问题。” 深圳市宏事达能源科技有限公司总经理李艳兵介绍说，一是水泵配置不合理，大马拉小车，多处在大流量、小温差、低效能状态运行；二是水泵管道特性不匹配，水泵不能时时在最高效率点运行；三是冷却塔没有实时监测，不能完全保证冷却塔布水均匀、热湿传质交换充分、蒸发冷却良好、耗能适当；四是多数循环水冷却系统未做水力平衡调节，未配动态水力平衡调节控制装置，做不到被冷却设备按需供水的要求；五是系统缺少“实时跟踪负荷变化”的功能，不能充分利用大自然的冷量。
“而我们的解决方案是个系统工程，整合水泵、管道、被冷设备、冷却塔、强弱电系统等要素，以此达到节水节能的目标。”李艳兵还告诉记者，他们的解决方案已在茂名石化、山东海化、新疆宜化等石化企业得到应用，节水效果显著。
深圳宏事达的节水思路得到了多家石化企业的认同。“通过优化工艺系统实现源头节水，比后期污水回用这种补救性措施更好，这才是真正的节水。”抚顺石化生产运行处副处长张忠洋在接受记者采访时表示，希望节水专业公司能够为石化企业提供全方位的节水诊断和系统优化服务，在“水”平衡和“盐”平衡的基础上，从水输送系统、制水系统、工艺水系统、循环水系统、凝结水系统、污水系统等环节开展综合的一体化诊断与优化，减少改造的局部性、片面性，实现本质性节水。
李晨光也表示：“不是污水回用量大的企业，节水工作就做得好。如果源头节水能做好了，污水处理量自然就少了。南方的很多石化企业水资源相对丰富，进行污水回用完全是因为国家对企业减排的要求。但污水回用的成本很高，如果能做好源头本质性节水，减排工作也容易得多。”
记者了解到，天津石化正以前期积累的节水减排科技创新成果为基础，准备启动“优化创新”节水减排新的攻关，计划通过“开源、节流”并举，“优化、创新”同步推进的工作思路，实施扩大淡化海水应用、引入市政中水、开展循环水排污水回收利用、进行多水源的整体优化利用、开展水务系统整合和上下游优化、探索雨水综合利用、研究石化废水减排技术等工作，力争用3～5年的时间实现工业用水“近零新鲜水”，最大限度地减少排污量，大大缓解公司使用新鲜水的资源和指标压力。
