利用系統(tǒng)工程技術促進工業(yè)企業(yè)的節(jié)水減排

化工煉油企業(yè)節(jié)水減排的

過程系統(tǒng)工程方法.一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務

二、節(jié)水減排的三步驟法

三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

四、過程集成技術的應用效果

五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理

六、一個大型石化企業(yè)的實施案例

七、結論

化工企業(yè)節(jié)水減排的過程系統(tǒng)工程方法

目錄.節(jié)水減排是一個世界性的問題，在中國尤其嚴重

地球上所有的水中，只有2.5%是淡水。20世紀世界人口增加近三倍，淡水消耗量增加了6倍，其中工業(yè)用水增加了26倍，但水資源并未增加。20世紀末人均占有水量僅為世紀初的1/18。地球上的可飲用水正在面臨枯竭。另一方面，全世界每年排放工業(yè)廢水4260*108m3,這使得可供人類使用的1/3淡水資源受到污染。全球40%的人口得不到平安的飲用水。全球80%的疾病與劣質飲用水有關。一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務〔1〕.我國是世界上13個貧水國家之一，我國人均水資源量僅有2300立方米左右，為世界人均占有量的1/4，居世界149個國家的第110位。是公認的“貧水國〞。近年來，用水緊張的狀況日益加劇。據(jù)統(tǒng)計，全國669個城市中，有400個城市供水缺乏。據(jù)預測，到21世紀中葉，我國人口到達16億峰值時，人均水資源擁有量將減少到1750立方米，屆時全國的大局部地區(qū)將面臨水資源更加緊張、嚴重缺水的局面。一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務(2).一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務(3)

除資源性缺水之外，結構性和水質性缺水又進一步加劇了問題的嚴重性。從世界范圍看，由于工業(yè)開展迅速，排放的污水已使可供人類使用水量1/3的淡水資源受到污染，約20%的人口缺乏平安飲用水。我國也不例外，全國700余條大、中河流近1/2受到污染，78%的城市河道不宜作飲用水源，50%的城市地下水已受到污染。許多地方政府已明確了：“與本地區(qū)水資源承載能力相協(xié)調的經濟結構體系〞的開展規(guī)劃思想,從“以需水能力定供水能力〞的模式轉變成〞以供水能力定經濟結構〞的開展模式。發(fā)改委提出：“量水而行〞的方針。.雖然先進工業(yè)國家的工業(yè)用淡水量逐年增長，但排污水量卻呈下降趨勢。例如，美國2000年淡水用量比1975年上升138%，但其污水排放量卻比1975年下降25.4%。2.節(jié)水減排是國際開展重要趨勢一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務〔4〕原因：提高廢水回用率:德國、日本、美國平均廢水回用率>70%而我國的廢水回用率只有20-30%。我國要求到達60%。.一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務〔5〕

美國1975-2000年間水資源開發(fā)利用情況〔單位：億米3/天〕時間工程197519852000淡水使用量淡水提取總量流水排放總量回用水量工業(yè)循環(huán)回用城市廢水回用平均回用率18.9928.1945.3013.7413.4912.539.265.270.02628%8.456.9114.6432.780.1820.07952%72%25年淡水使用量上升了1.4倍，污水排放量卻下降了25%，原因是水回用量增加了6.2倍。.一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務〔6〕

日本幾個主要工業(yè)行業(yè)耗水及回用水狀況萬米3/天19651996化學工業(yè)石油化工纖維工業(yè)電力工業(yè)回用率%耗水量回用率%49.2850.683.039.54.924.425.887.480.5178.617.790.2849.1158.672.6耗水量紙漿工業(yè)鋼鐵工業(yè)835.448.7338.7826.2269.551.959.9374.444.3.我國工業(yè)用水形勢非常嚴峻一是用水增長速度較快。1998年以來，我國工業(yè)用水年平均增長8.5%，工業(yè)年用水量已到達1130億立方米，占總用水量的20%左右。二是用水效率總體水平較低。我國工業(yè)用水效率與國際先進水平相差懸殊，1999年我國每萬元工業(yè)增加值取水量為330立方米，約為日本的18倍，美國的22倍；工業(yè)用水重復利用率約53%，遠低于興旺國家75%的水平。三是工業(yè)污水排放量大，污染嚴重。目前全國工業(yè)用水量占全國總用水量的20%，但排放的污水量卻占全國污水排放總量的49%左右，絕大多數(shù)有毒有害物質隨工業(yè)污水排入水體，致使許多城鎮(zhèn)的飲用水源受到了不同程度的污染，局部水源被迫棄用，加劇了水資源的短缺。一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務〔7〕

.一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務〔8〕

2005年化學工業(yè)排放廢水34億噸/年，占全國工業(yè)廢水排放總量的16%，居第一位；2006年全國主要污染物化學需氧量COD和SO2排放總量不減反增：COD排放1431萬噸，比2005年增長1.2%;SO2排放總量2594萬噸，比2005年增長1.8%.中國石化行業(yè)耗水排廢指標曾經落后嚴重,現(xiàn)在也有不小差距。

一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務〔9〕

最好煉油廠耗水量排污水量國際水平國內水平0.4m3/t差的平均0.35m3/t3.06m3/t1.37m3/t1.84m3/t0.20m3/t0.15m3/t煉油廠耗水量：（鎮(zhèn)海）.一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務〔10〕煉油化工行業(yè)的單位產品水耗強度比較〔2004年〕

單位我國平均水平國際先進乙烯噸產品新鮮水消耗m3/t5.0-6.09*1.58大型合成氨噸產品新水（氣頭）m3/t18．5*10（煤頭）m3/t35（？）20噸產品排污水m3/t3.0-6．02．0*注；

為2005年的平均數(shù)據(jù).一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務〔11〕

正是在這樣的背景下,去年7月1日胡錦濤總書記在視察青海中石油格爾木煉油廠時,做的重要指示是:“一定要注意節(jié)約用水,搞好循環(huán)利用,要提高水資源的利用效率.〞這個指示意味著:如何進一步提高水資源利用效率已成為擺在所有煉油化工企業(yè)面前的頭等大事。.

一個現(xiàn)代化的石化企業(yè)，不僅工藝裝置是全面在計算機的監(jiān)控之下運行，水汽系統(tǒng)的運行也是全面信息化的。這包括以下一些方面：水網(wǎng)絡運行實時監(jiān)測系統(tǒng)

鍋爐用水的水質監(jiān)測

循環(huán)水自動加藥系統(tǒng)

污水處理實時監(jiān)測系統(tǒng)錯誤觀點：往往認為水是一種取之不盡的廉價資源，不值得花費投資來對水的使用和排放進行像工藝裝置一樣控制和檢測。認為利用計算機和信息技術來控制管理水汽系統(tǒng)是“殺雞用牛刀〞。一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務〔12〕

.一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務〔13〕

為什么是錯誤的？因為：——水是珍貴的戰(zhàn)略資源，浪費水資源將對于子孫后代有罪；——水價格正在不斷提高，排污價格愈來愈貴，節(jié)水減排關系企業(yè)本錢效益，是企業(yè)降本增效具有戰(zhàn)略意義的大事；——水的質量對保證工藝裝置長周期運行至關重要。如果循環(huán)水質量不好造成結垢，輕那么使傳熱惡化，重那么造成堵塞停車?！?jié)水減排具有重要社會效益，保護環(huán)境有利社區(qū)，改善企業(yè)形象。.一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務

二、節(jié)水減排的三步驟法

三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

四、過程集成技術的應用效果

五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理

六、一個大型石化企業(yè)的實施案例

七、結論

化工企業(yè)節(jié)水減排的過程系統(tǒng)工程方法

目錄.原料水廢水處理廠原料水處理過程1過程2鍋爐給水處理蒸汽系統(tǒng)新鮮水蒸汽廢水排放離子交換再生水過程3含雜質雨水冷凝水損失鍋爐吹出水二、節(jié)水減排的三步驟法一個典型的化工廠水網(wǎng)絡系統(tǒng).二、節(jié)水減排的三步驟法我們許多石化企業(yè)的供排水和水處理等公用工程都是隨著生產裝置的新建和擴建而逐步建成。即沒有一次整體規(guī)劃，更說不上是優(yōu)化。往往存在小而全、重復建設等現(xiàn)象，計量儀表不全，甚至管網(wǎng)幾經改造，企業(yè)自己都缺乏完整確切的圖紙了。面對這種現(xiàn)實，雖然我們的節(jié)水減排有很大空間潛力，但如何才能有方案、有步驟地一步一步把潛力挖出來，本身就需要一個明確的策略。這里我們提出“三步策略〞，以便分清輕重緩急，逐步將節(jié)水潛力變成節(jié)水減排的現(xiàn)實。實現(xiàn)目標。.二、節(jié)水減排的三步驟法““三步策略〞：第一步：做好水平衡，提高操作管理水平第二步：水網(wǎng)絡的分析與集成〔廢水回用〕第三步：污水再生利用.二、節(jié)水減排的幾種途徑面向的水量大小全面做好根底計量提高管理水平系統(tǒng)分析水的回用污水再生利用圖2節(jié)水減排三步實施策略大小.二、節(jié)水減排的三步驟法

““三步策略〞：第一步：全面做好水平衡和根底計量工作，提高操作管理水平第二步：深入進行水網(wǎng)絡的系統(tǒng)工程分析與集成，大大提高水的回用率。第三步：污水再生利用.第一步：全面做好水平衡和根底計量工作，提高操作管理水平為了在摸清內幕的根底上進行水系統(tǒng)總體優(yōu)化分析，將最容易挖掘的節(jié)水潛力挖到手，實現(xiàn)投資少、見效快、收益高的節(jié)水減排，應當首先進行以下幾個方面工作：將企業(yè)水系統(tǒng)的計量儀表配置進行整頓，強化計量，嚴格考核、加強管理、開展群眾性節(jié)水減排達標活動。確認水系統(tǒng)的根底數(shù)據(jù)，做好各個裝置的水汽平衡圖表；采用先進的循環(huán)水處理技術；做好凝結水回收，力爭到達鍋爐給水標準〔因為省一噸新鮮水只有1.3-2.5元/噸，而省一噸鍋爐給水為10元/噸〕；加強管理、嚴格考核、強化計量，開展群眾性節(jié)水減排達標活動。二、節(jié)水減排的三步驟法

.這里要著重強調循環(huán)水處理技術提高是一項投資少、見效快的措施。由于一般石化企業(yè)所用的新鮮水中，補充循環(huán)水用量占總新鮮水用量的40%-80%，所以如何降低這局部水用量顯然占有重要地位。我國大多數(shù)石化企業(yè)循環(huán)水的濃縮倍數(shù)只有2.0-3.0，而國際上常常在5.0-8.0，所以，我們有很大的提高濃縮倍數(shù)的空間。如果采取先進的化學藥劑，加上自動控制的加藥技術，完全有可能將濃縮倍數(shù)由2-3提高到5-7。那么可將循環(huán)水補充水量節(jié)省20-40%，這不僅相應地減少了20-40%排廢，而且有顯著經濟效益。二、節(jié)水減排的三步驟法

.第二步：水的回用—水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化指工藝系統(tǒng)排出的各種廢水不經處理或者經簡單處理即可直接應用于循環(huán)水系統(tǒng)或工藝裝置。也可以將這些相對污染不大的水集合起來，形成“中水道〞，變成相對清靜的水源以供全廠利用。這一步特點是投資費往往用于管道建設及過濾設備，費用不太高，可望短期或中期回收第三步：污水再生利用經過前兩步處理后，排出污水量已大為減少。對不得不末端排出的污水，通過一定設備，如反滲透離子交換，軟化等進行處理，使其到達回用標準，再返回系統(tǒng)中使用。這一步特點是設備投資大，投資回報周期長。二、節(jié)水減排的三步驟法

. 不能一步到位 從最廉價和最有效的方法開始 行動階梯:

提高控制水的回用水的再生管理改進設計20-30%20-30%10-20%10-20%10-20%節(jié)省節(jié)水100%80%60%40%20%0%再設計再生再利用提高控制管理投資本錢二、節(jié)水減排的幾種途徑.一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務

二、節(jié)水減排的三步驟法

三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

3.1水網(wǎng)絡系統(tǒng)的變革

3.2中水道

3.3零排放

四、過程集成技術的應用效果

五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理

六. 節(jié)水減排的分步實施策略

七.結論

化工企業(yè)節(jié)水減排的過程系統(tǒng)工程方法

目錄.新鮮水P1廢水處理T2P2P3T2T3排放三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

3.1水網(wǎng)絡系統(tǒng)的變革〔1〕早期企業(yè)水網(wǎng)絡—直用直排.P1P2P3廢水處理T1T2T3排放三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

3.1水網(wǎng)絡系統(tǒng)的變革〔2〕水回用時代的水系統(tǒng).P1P2T1T2T3P3三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

3.1水網(wǎng)絡系統(tǒng)的變革〔3〕用水分布-處理分布化的水網(wǎng)絡系統(tǒng).P1P2T1T2T3P3三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

3.1水網(wǎng)絡系統(tǒng)的變革〔4〕用水分布—處理分布化的水網(wǎng)絡.P1P2T1T2T3P3補充新鮮水固體排廢三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

3.1水網(wǎng)絡系統(tǒng)的變革〔5〕液體零排放的封閉式網(wǎng)絡系統(tǒng).三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

3.2中水道中間水道的設置必要性常規(guī)用水網(wǎng)絡中考慮水的回用時各用水單元之間直接由管道連接。但對于用水單元多的大規(guī)模系統(tǒng)，這種結構卻存在網(wǎng)絡過于復雜、不便于運行和控制的缺點；網(wǎng)絡柔性缺乏：當生產中一個用水單元的水量、水質狀況發(fā)生變化時，將影響其他用水單元的運行；設置中間水道，具有簡化網(wǎng)絡的設計、運行和控制的優(yōu)點，顯著增加了網(wǎng)絡的柔性。.三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

3.2中水道.廢水處理廠1

i

k

n新鮮水供給新的水環(huán)路模式

三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革污水新鮮水中水.三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

3.3零排放

何謂“零排放〞？所謂零排放是指將液體污水排放下降到零，而所有的雜質均濃縮到固體中去。簡稱ZLD〔ZeroLiguidDischarge〕。由于以下一些原因，有些企業(yè)不得不考慮采用ZLD:：

當?shù)丨h(huán)境保護要求特別嚴厲

企業(yè)靠近當?shù)亟踊蝻嬘盟?水庫)

十分缺水的地區(qū)

公眾對工廠排污十分反感

經濟上考慮：如果開發(fā)新的水源供水比全部回收排水還昂貴時。.三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

3.3零排放零排放技術是綜合應用膜別離、蒸發(fā)結晶和/或枯燥等物理、化學、生化過程，將廢水當中的固體雜質濃縮至很高濃度，大局部水已返回循環(huán)回用，剩下少量伴隨固體廢料的水，可以根據(jù)每個企業(yè)具體情況選擇以下出路中一種，而不排出系統(tǒng)：△

.蒸發(fā)/結晶△

.蒸發(fā)/枯燥△

.太陽蒸發(fā)池自然蒸發(fā)△

.用于生產副產品,進入固體產品△

.噴入燃燒爐作為垃圾處理△

.被固體廢料(例如飛灰)吸收，作為固體廢料處理由于其設備必須高耐腐蝕性材料(例如鈦材)制造，因此價格昂貴。因此，采用前應當慎重進行可行性經濟評估。.三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

3.3零排放

SanJuanStation,NewMexico.三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

3.3零排放

Madero/PEMEX,Mexico-ZLD集成ZLD系統(tǒng)生物處理Organic–ladeneffluentfromrefineryVillagesewage物理/化學處理RefineryinorganicwastestreamsPretreatmentforRO反滲透ReverseOsmosis(RO)Significantvolumereduction&economicwaterrecoveryRecoversgoodqualitywaterforcoolingtower咸水的濃縮蒸發(fā)與結晶FinalrecoverystepProducessolidsforlandfillRecovershighpuritywaterforboilermakeuptreatment.三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

3.3零排放

MaderoRefineryZLDSystem.三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

3.3零排放美國資源保護公司〔ResourceConservationCo.International,RCCI〕采用蒸發(fā)器將廢水蒸發(fā)成高質量的蒸餾水回用，濃縮后的廢水再經過結晶器把溶解在廢水里的各種鹽類結晶成固體，水幾乎全部回收，從而實現(xiàn)了水的“零排放〞。RCCI自1974年以來已在美國和其他一些國家的170多座火力發(fā)電廠實現(xiàn)了“零排放〞。近年來也在煉油廠、化工廠、煤礦、鈾礦、煉銅廠實施“零排放〞。.Madero/PEMEX,Mexico

OilRefinery–ZLDSystem.FirstZLDinOilRefineriesMADERO/PEMEX1999MEXICOCADEREYTA/PEMEX1998MEXICO.經濟成本:新鮮水價格節(jié)水技術/設備投資產品生產成本污水處理成本環(huán)保要求:環(huán)境生態(tài)承受力政府要求社區(qū)要求法律/法規(guī)要求生產安全安全風險生產技術可靠性節(jié)水技術先進性三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

3.3零排放“零排放〞決策的三大方面要素.一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務

二、節(jié)水減排的三步驟法

三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

四、過程集成技術的應用效果

五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理

六、一個大型石化企業(yè)的實施案例

七、結論

化工企業(yè)節(jié)水減排的過程系統(tǒng)工程方法

目錄.過程系統(tǒng)工程技術的新開展——Process-Integration90年代興起的PI“過程集成〞技術在四個方面發(fā)揮作用：提高原料的利用率提高能量的利用率，降低能耗減少排放改進操作方法論上最重要的突破——夾點分析Pinch-Technology熱力學與過程系統(tǒng)工程相結合的新方法三、過程集成技術的應用效果〔1〕.

80年代由英國ICI公司Bodo

Linnboff和日本的梅田富雄分別獨立首創(chuàng)90年代夾點技術得到普及推廣，已為設計公司普遍使用于熱回收網(wǎng)絡：〔雙節(jié)省〕新廠建設節(jié)能20-30%節(jié)省投資15-20%老廠改造節(jié)能25-35%投資1-2年回收

95年-現(xiàn)在:夾點原理由傳熱網(wǎng)絡向傳質網(wǎng)絡推廣，形成水夾點技術夾點分析技術三、過程集成技術的應用效果〔2〕.水集成技術的開展1994年，英國UMIST的Smith教授領導進行了水系統(tǒng)集成的研究，并發(fā)表了著名的論文“廢水量小化〞〔WastewaterMinimization)給出了整個水系統(tǒng)的洞察，指出哪里是制約用水的瓶頸，最小新鮮水用量及最小污水產生量的目標值及如何考慮系統(tǒng)中污水的再生利用。美國以E1-Halwagi為代表的學派提出質量交換網(wǎng)絡的概念，把水夾點分析放在一個更為普適的“質量交換網(wǎng)絡〞的大框架中去作為與熱量集成相對應的質量集成方法的特例。三、過程集成技術的應用效果〔3〕.90年代后期出版了一些專著：E1-Halwagi，通過“過程集成來防止污染：系統(tǒng)設計的工具〞(PollutionPreventionThroughProcessIntegration：SyestemmaticDesignTools,AcademicPress:SanDiego1997)JamesG.Mann及Y.A.Liu〔劉裔安〕，“工業(yè)水回用及廢水量最小化〞Industrialwaterreuseandwastewaterminimization,McGraw-Hill19992000年美國的AspenTech公司首先推出了AspenWater商品化應用軟件。三、過程集成技術的應用效果〔4〕.

節(jié)水減排教科書.理論指導下的水回用節(jié)水與沒有理論指導的差異三、過程集成技術的應用效果〔5〕.水集成理論解決的三大問題：一個工廠用水網(wǎng)絡的最小新鮮水消耗量〔目標值〕最小污水生成的流量〔目標值〕用水網(wǎng)絡和排放處理系統(tǒng)流程集成的理論指導〔包括老廠改造如何接近目標值的扭虧指南〕三、過程集成技術的應用效果〔6〕.三、過程集成技術的應用效果〔7〕Monsanto公司〔Wales,UK〕在1994-95年第一次采用這個技術：7個工藝制造分廠排出流集中到一起來調節(jié)pH值，然后排向河口環(huán)保法規(guī)部門要求COD下降90%Monsanto的最初建議：新建中央(生化)污水處理廠投資本錢預估US$1500萬美元水夾點應用實例(之一).Monsanto公司〔Wales,UK〕在1994-95年第一次采用這個技術：

方法手段排廢最小化用水最小化分布式排放處理結果節(jié)約用水30%($0.3millionperyear)COD下降76%($0.7millionperyear)只有14%污水由新的(縮小的)污水處理廠處理投資本錢由原US$1500萬美元下降為$350萬元最終排污水處理體積減少了95%---------------------------JanePeters,Monsanto1995三、過程集成技術的應用效果〔8〕被授予英國化工學會1995年平安與環(huán)保大獎.臺灣某石油化工廠〔生產苯乙烯，ABS樹脂等〕每天用新鮮水5，430噸/天，排廢水3，730噸/天。采用水夾點技術改造：改造投資5.4萬美元改造結果：用水量下降到4，348噸/天節(jié)水：1，082噸/天，20%年經濟效益：29.2萬美元三、過程集成技術的應用效果〔9〕水夾點應用實例之二.三、過程集成技術的應用效果〔10〕中國石化股份總裁辦公室高級參謀—美國弗吉尼亞理工學院暨州立大學化學工程系劉裔安〔Y.A.Liu)教授為組長的中國石化節(jié)水技術小組，從2004年6月開始在中國石化股份內部有方案、有系統(tǒng)地開展推廣水夾點節(jié)水減排技術。2005年又對全公司的45家石化企業(yè)進行節(jié)水減排規(guī)劃。預計三年之內實施規(guī)劃中的措施后，全公司耗水量下降40%以上，排污水量下降50%以上。32家煉油廠不但可以提前完成國家發(fā)改委提出“十一五〞指標，而且在用水和排水兩方面均可到達國際先進水平。2004年起中石化開始大力推廣應用水夾點技術.34家煉化企業(yè)2004年噸油取水比較〔可研報告數(shù)據(jù)〕.34家煉化企業(yè)2004年噸油取水比較

〔可研報告數(shù)據(jù)〕.34家煉化企業(yè)2004年噸油排水比較

〔可研報告數(shù)據(jù)〕.34家煉化企業(yè)2004年噸油排水比較

〔可研報告數(shù)據(jù)〕.中國石化32家煉油企業(yè)2004年噸油取水與排水平均值

(可研報告數(shù)據(jù)〕國際先進水平0.5國際先進水平0.2發(fā)改委“十一五〞取水規(guī)劃值1.0發(fā)改委“十一五〞排水規(guī)劃值0.8.

鎮(zhèn)海煉化煉油節(jié)水減排技術攻關成果.目標1：制定與落實節(jié)水減排方案，在三年內緩解中國石化各煉化企業(yè)“十一五〞開展帶來的水資源和環(huán)境容量的瓶頸制約并減少對供水和污水治理的投入。石油石化“十一五〞規(guī)劃與工程目標發(fā)改委：噸油取水下降到1立方米以下;工程目標：國際先進水平噸油取水0.5立方米以下。發(fā)改委：噸油排水下降到0.8立方米以下;工程目標：國際先進水平噸油排水0.2立方米以下。

.目標1a：煉油噸油取水到達國際先進水平〔0.5噸/噸原油〕發(fā)改委“十一〞規(guī)劃值1.0國際先進水平.目標1b：煉油噸油排水到達國際先進水平〔0.2噸/噸原油〕.化工企業(yè)：腈綸、氯堿、塑料、橡膠、烯烴、化肥、化纖巴陵分公司化工取水目標1c：了解中國石化各化工企業(yè)取水、排水的現(xiàn)狀

并確定節(jié)水減排后的先進水平.

工程開展的方法人員培訓組建專家隊伍現(xiàn)場調研建立水平衡圖技術小組與企業(yè)建立節(jié)水減排方案組織專家評審方案執(zhí)行規(guī)劃.中國石化45家煉化企業(yè)節(jié)水減排的方案制定：

2004年6月14日~2005年7月16日階段企業(yè)節(jié)水減排培訓現(xiàn)場調研建立

方案編制可研報告可研報告評審第一階段4家6/14/04－6/18/047/14/04－7/22/049/13/04－9/17/0412/13/04－3/17/054/18/05－4/20/05第二階段11家10/18/04－10/22/0412/19/04－1/10/051/24/05－1/29/052/03/05－3/17/054/18/05－4/20/05第三階段19家1/17/05－1/21/052/12/05－3/20/053/28/05－4/1/054/04/05－4/30/055/30/05－6/3/05第四階段11家4/04/05－8/04/055/16/05－5/24/056/6/05－6/12/056/13/05－7/8/057/14/05－7/16/05.a.中國石化32家煉油企業(yè)節(jié)水減排預期效果國際先進水平0.4國際先進水平0.2〔2004年〕〔2004年〕.34家煉化企業(yè)實施前后噸油取水比較〔可研報告數(shù)據(jù)〕.34家煉化企業(yè)實施前后噸油取水比較

〔可研報告數(shù)據(jù)〕.34家煉化企業(yè)實施前后噸油排水比較

〔可研報告數(shù)據(jù)〕.34家煉化企業(yè)實施前后噸油排水比較

〔可研報告數(shù)據(jù)〕.b.近年煉油噸油取水和排水情況2.442.022.041.81.641.271.131.020.800.511.522.5噸油取水︵噸/噸原油︶1998年2000年2002年2004年2006年國際先進水平“十一五〞規(guī)劃目標值“十五〞規(guī)劃目標值.近年煉油噸油取水和排水情況.b.預期效果：1998-2007年中國石化新鮮水用量

.c.確定節(jié)水減排目標中石化“十一五〞期間分年度噸油取水、排水目標2006年：噸油取水0.9噸、排水0.50噸;2007年：噸油取水0.8噸、排水0.41噸;2021年：噸油取水0.7噸、排水0.35噸;2021年：噸油取水0.6噸、排水0.30噸;2021年：噸油取水0.5噸、排水0.25噸;其中鎮(zhèn)海煉化：2005年根本實現(xiàn)煉油廢水“零排放〞目標回用污水549.2萬噸，噸原油工業(yè)廢水排放量0.07噸，噸原油新鮮水耗量0.42噸，到達了國際先進水平。.d.45家煉化企業(yè)節(jié)水投資與預期效果45家煉化企業(yè)工程總投資17.6億元。32家煉油企業(yè)〔不包括燕山和鎮(zhèn)海〕：每年用水量從5.528億立方米降低到2.154億立方米，每年可節(jié)水3.374億立方米，用水量可減少61%；每年外排水量從1.957億立方米降低到0.911億立方米，每年可減排污水1.046億立方米，外排水量可減少53%。節(jié)水減排工程執(zhí)行后中國石化每年節(jié)水量5.68億噸(立方米)，用水量可減少44.4%。.“十五〞末期〔2005年〕與初期〔2001年〕相比，化工商品總量增長25.3%，新鮮水總用量大幅下降，累計降幅達45%，實現(xiàn)節(jié)水1.61億噸。乙烯和合成氨耗新水定額分別下降了34.5%和54.6%。

中國石油化工與銷售股份公司“十五〞節(jié)水概況新鮮水消耗量〔萬噸〕化工商品量〔萬噸〕.指標名稱2001年2002年2003年2004年2005年2006年“十五”變化幅度（±%）重復利用率（%）92.5593.1693.5494.8495.2496.032.69冷凝水回用率（%）5664.5664.8069.6369.466.1713.4煉化工業(yè)污水回用率（%）666.787.868.218.742.21噸乙烯新水量（立方米/噸）9.3910.429.386.096.154.37-34.5噸合成氨新水量（立方米/噸）--30.8814.3814.4014.0313.6-54.6中國石油化工與銷售股份公司“十五〞節(jié)水概況.三、過程集成技術的應用效果〔12〕中國石油天然氣股份公司于2004年制訂?煉化企業(yè)節(jié)水減排優(yōu)化方案的制訂和實施?企業(yè)標準〔由西安交大和圣金橋信息技術公司起草〕。其中把利用水夾點技術列為要求必須采用的先進技術。中石油已在以下單位進行了試點：大慶石化、大港石化、玉門煉油廠、遼河煉油廠等；烏魯木齊石化煉油廠、遼陽化纖、蘭州石化、錦州石化等；.項目名稱年代節(jié)水量*噸/年經濟效益**萬元/年備注大慶石化化工版塊的8個分廠20034，620，0005704節(jié)水潛力約占總消耗量的14.8％大港石化2004280，000153.4新鮮水降低14%以上大慶石化煉油廠20062，860，0002561.8節(jié)水潛力約占總消耗量的33．5%玉門煉油廠20072，430，0001121.3節(jié)水63%（包括污水深度處理回用）遼河石化公司2007668，8001298.4節(jié)水30.5%(沒有污水回用)吉林石化全公司2007-200823，000，000（預計）

蘭州石化全公司2007-200812，000，000（預計）

*及**是實施建議的技術措施后的預計的節(jié)水量及經濟效益。表一：圣金橋信息技術公司節(jié)水減排的工程業(yè)績.2.煉油版塊七家企業(yè)煉油用水狀況

2007年七家企業(yè)煉油噸油耗水、噸油排污指標現(xiàn)狀與國內同行企業(yè)，國際先進水平均存在差距，故具有很大的節(jié)水潛力。

.2.七家企業(yè)用水狀況

七家企業(yè)煉油循環(huán)水濃縮倍數(shù)現(xiàn)狀七家分公司的循環(huán)水濃縮倍數(shù)相差較大，最高為5.6，最低僅為2.0。平均值為3.75，循環(huán)水濃縮倍數(shù)有待提高。

.2.七家企業(yè)用水狀況

七家企業(yè)煉油其它用水指標現(xiàn)狀1.目前各分公司的工藝水回用率普遍偏低，平均值僅為42.3%；2.蒸汽冷凝水回用率有待提高。

3.污水回用率普遍偏低。.5.七家企業(yè)實施效果預測七家煉油企業(yè)優(yōu)化總預計投資及經濟效益情況

.5.七家企業(yè)實施效果預測七家煉油企業(yè)優(yōu)化后噸油耗水、噸油排水指標預期情況

.5.七家企業(yè)實施效果預測項目克拉瑪依石化獨山子石化錦西石化華北石化長慶石化遼河石化玉門油田煉油廠水重復利用率（%）999898.499999897.7冷卻水循環(huán)率（%）999899.199.410098.798.9工藝水回用率（%）617065.947634971.9蒸汽冷凝水回用率Ⅲ（%）849889.4909999.9100萬元產值新水量（m3/萬元）1.571.451.191.731.37—1.76萬元產值污水排放量（m3/萬元）0.630.450.280.780.57—0.38污水達標率（%）100100100100100100100污水回用率（%）78568176654573.9七家煉油企業(yè)優(yōu)化后其它主要用水指標預期

注：蒸汽冷凝水回用率為蒸汽冷凝水回用量與可回收蒸汽冷凝水總量之比。.一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務

二、節(jié)水減排的三步驟法

三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

四、過程集成技術的應用效果

五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理

六、一個大型石化企業(yè)的實施案例

七、結論

化工企業(yè)節(jié)水減排的過程系統(tǒng)工程方法

目錄.我們應如何考慮所有這些可能的替代方案，并獲得一個對我們現(xiàn)場最優(yōu)化的用水策略方案?

______必須對整個現(xiàn)場的水網(wǎng)絡系統(tǒng)進行過程系統(tǒng)分析

系統(tǒng)的過程集成方法可分為兩大類：

﹡水夾點分析法(90年代〕

﹡數(shù)學規(guī)劃方法〔90年代后期-21世紀〕

近來也有將以上兩種方法組合應用，用水夾點分析法來獲得一個明確的概念流程方案作為數(shù)學規(guī)劃法的初始模型，然后在此根底上去進一步用優(yōu)化算法來到達最優(yōu)解五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理——水夾點技術的進展.水夾點分析

洗滌塔中的水含雜質質量傳遞模型水進口Climi,in水出口Climi,out過程流股出口過程流股進口?mi,tot

(kg/hr).1.用水單元簡圖五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理——水夾點技術的進展Ci,INCi,OUTCW,INCW,OUT用水單元i物料凈水.⊿m(kg/hr)質量傳遞水流工藝物流代表一個用水操作污染物濃度傳遞的質量負荷m污染雜質濃度-質量負荷曲線五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理——水夾點技術的進展.一個工藝用水單元I有三個根本約束極限：〔1〕進口流中質量含量極限濃度Climi,IN〔2〕出口流中質量含量極限濃度Climi,out〔3〕被傳遞的總質量負荷mi,tot注意：極限進口濃度Climi,IN和極限出口濃度Climi,out就被認定為水流的極限進出口濃度，由此可求出極限水流率filim極限處理工藝數(shù)據(jù)的概念五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理——水夾點技術的進展.

新鮮水流代表用水操作i的富污染物的工藝物流濃度(ppm)質量負荷〔kg/hr)極限水流率的概念關系圖極限出口濃度極限進口濃度斜率=1/flim

=△C/△m五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理——水夾點技術的進展.廢水68.0te/hr84.56ppm10te/hr100ppm50.00te/hr75ppm8te/hr125ppm8te/hr0ppm10te/hr0ppm50.00te/hrOppm新鮮水68.0te/hrOppm操作1操作2操作3操作i

mitotKg/hrClimi.in(ppm)Climi,out(ppm)flimi(te/hr)13.750755021.00501002031.007512520.水夾點分析:關鍵雜質濃度組合曲線關鍵雜質濃度(ppm)關鍵雜質質量負荷(kg/hr).水夾點分析:關鍵雜質濃度組合曲線

關鍵雜質質量負荷(kg/hr)關鍵雜質濃度(ppm).水夾點分析:關鍵雜質濃度組合曲線

關鍵雜質濃度(ppm)關鍵雜質質量負荷(kg/hr).水夾點分析:關鍵雜質濃度組合曲線

關鍵雜質質量負荷(kg/hr)關鍵雜質濃度(ppm).水夾點分析:關鍵雜質濃度組合曲線

關鍵雜質濃度(ppm)關鍵雜質質量負荷(kg/hr).水夾點分析:關鍵雜質濃度組合曲線

關鍵雜質濃度(ppm)關鍵雜質質量負荷(kg/hr).水夾點分析:關鍵雜質濃度組合曲線

關鍵雜質質量負荷(kg/hr)關鍵雜質濃度(ppm).水夾點分析:關鍵雜質濃度組合曲線

關鍵雜質濃度(ppm)關鍵雜質質量負荷(kg/hr).水夾點分析:供水線

關鍵雜質濃度(ppm)關鍵雜質質量負荷(kg/hr).水夾點分析:最小新鮮水用量的供水線

關鍵雜質質量負荷(kg/hr)關鍵雜質濃度(ppm).

水夾點分析:水夾點決定過程最小新鮮水用量關鍵雜質濃度(ppm)關鍵雜質質量負荷(kg/hr).水夾點分析:新鮮水夾點的重要含義

關鍵雜質質量負荷(kg/hr)關鍵雜質濃度(ppm)新鮮水夾點：關鍵雜質濃度鮮水與水回用水回用.沒有水回用時最小用水配置圖新鮮水68.0te/hr0ppm10te/hr0ppm50.00te/hr0ppm8te/hr0ppm操作1操作2操作350.00te/hr75ppm10te/hr100ppm8te/hr125ppm廢水68.0te/hr84.56ppm能否使用水進一步下降？五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理——水夾點技術的進展.利用水回用到達最正確供水配置新鮮水56.67t/h0ppm廢水56.67t/h101.46ppm操作1操作26.67t/h0ppm操作150t/h50ppm50t/h0ppm16.67t/h75ppm50t/h75ppm操作26.67t/h75.0ppm33.33t/h75ppm20t/h75ppm20t/h100ppm20t/h75ppm操作3操作320t/h125ppm20t/h100ppmCABDEF新鮮水用量和污水排放量由68t/h下降到達56.67t/h,降低18%。五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理——水夾點技術的進展.五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理——水夾點技術的進展水夾點應用實例分析新鮮水125.0t/h23.1t/h60.00t/h12t/h100ppm650ppm500ppm廢水125t/h系統(tǒng)現(xiàn)有用水流程圖100ppm過程2Dm=6kg/h過程3Dm=15kg/h過程4Dm=6kg/h30.00t/h過程1Dm=3kg/h.五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理——水夾點技術的進展

過程雜質進出口數(shù)據(jù)序號過程名稱雜質量Kg/h進口濃度CINppm出口濃度COUTppm回收鹽溶解硫酸鹽溶解鹽漿過濾鹽漿溶解12343615610802005001101808501000水夾點應用實例分析.五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理——水夾點技術的進展

水夾點應用實例分析.P-1in-1

in-

iP-2inP-3inP-4in雜質00.05.050.10.10.150..20.0.250.15邊際節(jié)水效益$/ppm松弛過程2的入口濃度Cin效益最為明顯五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理——水夾點技術的進展

水夾點應用實例分析.五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理——水夾點技術的進展

過程1過程2過程3過程4新鮮水43t/h16t/h23t/h16t/h16t/h廢水43t/h4t/h優(yōu)化設計的用水流程圖27t/h新鮮水的用量由原來125t/h降到43t/h!!水夾點應用實例分析.去其它過程或廢水處理PjCpj,jFpj,outFwjFpj,jj

Cj,inCj,outFwRjRjCRj,outFpj,RjCpj,RjFj,outF＊CRj,in五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理水網(wǎng)絡系統(tǒng)的超結構模型.數(shù)學規(guī)劃方法

minΣFjwjs.t.Fjw+ΣFi,k–ΣFj,k–Fj,out=0∨j∈N,i∈Pj,k∈RjkiFhw–LhCh,outlim

=0∨h∈H-ΣFi,j(Ci,out–Cj,in)–FjwCj,in=0∨j∈H,i∈PjIΣFi,j(Ci,out–Ci,out)–FjwCj,out+Lj=0∨j∈H,i∈PjICj≤Cjlim∨j∈HCi≤Cilim∨i∈Pj新鮮水用量最小化模型.五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理——水夾點技術的進展

由于這種技術在過程工業(yè)中有迫切需求及巨大的潛在效益，國外的軟件公司都在力爭將這些成果轉化為便于利用的應用軟件工具。2000年美國的AspenTech公司首先推出了AspenWater商品化應用軟件。英國的LinnhoffMarch公司也有自己的水夾點應用軟件，但以咨詢效勞為主要業(yè)務。綜上所述，如果我們采用這種技術，節(jié)約新鮮水用量15-20%是有把握的。相應可以減少基建投資，減少污水排放。.AspenWater:建模環(huán)境.一、節(jié)水減排是刻不容緩的重要任務

二、節(jié)水減排的三步驟法

三、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的開展沿革

四、過程集成技術的應用效果

五、水網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)化原理

六、一個大型石化企業(yè)的實施案例

七、結論

化工企業(yè)節(jié)水減排的過程系統(tǒng)工程方法

目錄.六. 節(jié)水減排的分步實施步驟采集水系統(tǒng)根底數(shù)據(jù)，進行水平衡測試。在水平衡測試過程中，可能需要增加一些測量儀表以及必要的試驗手段，包括管網(wǎng)測漏。煉油廠用水及排出廢水的現(xiàn)狀調查，對其用水系統(tǒng)的水平衡進行計算機模擬計算及數(shù)據(jù)校正。繪制全廠水平衡圖、提出水平衡報表。與工藝工程師共同確定主要用水設備的極限濃度值。進行必要的極限濃度試驗，以獲取一些用水設備的極限濃度值。用系統(tǒng)工程的方法在計算機上進行系統(tǒng)的夾點分析計算。進行合理化用水分析，包括冷凝水回收/循環(huán)水/生產工藝用水全面優(yōu)化.進行廢水回用的水處理方案論證。提出節(jié)水減排的可行性技術方案.第一階段:水平衡測試第二階段:水系統(tǒng)優(yōu)化階段.摸清企業(yè)用水現(xiàn)狀。如水系管網(wǎng)分布情況，各類用水設備、設施、儀器、儀表分布及運轉狀態(tài)，用水總量和各用水單元之間的定量關系，獲取準確的實測數(shù)據(jù)。為企業(yè)節(jié)水潛力分析提供根底數(shù)據(jù)。依據(jù)掌握的資料和獲取的數(shù)據(jù)進行計算、分析、評價有關用水技術經濟指標，找出薄弱環(huán)節(jié)和節(jié)水潛力。為企業(yè)用水網(wǎng)絡優(yōu)化提供根底數(shù)據(jù)。依據(jù)企業(yè)水平衡數(shù)據(jù)，采用水夾點技術優(yōu)化用水網(wǎng)絡，使得企業(yè)新水用量趨于最小。為企業(yè)制定節(jié)水減排方案提供根底數(shù)據(jù)。依據(jù)企業(yè)水平衡數(shù)據(jù)，企業(yè)可以更加合理地制定廢水處理、凝水回收、提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)等節(jié)水減排方案。節(jié)水減排的分步實施步驟

6.1水平衡

為什么要進行水平衡測試？.本企業(yè)的主要生產廠〔如煉油廠、合成樹脂廠等〕；輔助生產廠〔儀表廠、機械廠〕不考慮廠界外生活區(qū)用水。節(jié)水減排的分步實施步驟

6.1水平衡

煉化企業(yè)水平衡測試包括哪些范圍？用水包括：生產用水。包括地表水、深井水、除鹽水、循環(huán)水、硫磺凈化水、蒸汽及其凝結水的使用。生活用水。辦公樓、浴池、食堂、綠化、基建用水以及消防用水。工藝廢水〔包括含硫污水、含堿污水、含油污水〕蒸汽凝結水排放循環(huán)水排污、鍋爐排污、除鹽水排污等生活污水排水包括：區(qū)域范圍包括：.1、準備階段2、水平衡測試方案制定3、現(xiàn)場實際測試4、數(shù)據(jù)匯總分析5、水平衡測試報告編寫節(jié)水減排的分步實施步驟

6.1水平衡

水平衡測試工作階段及方法.1、準備階段思想準備組織準備技術準備〔1〕對測試人員進行培訓，掌握測試技術，明確測試任務?！?〕進行必需的資料準備〔企業(yè)概況、待查水源、廠區(qū)給排水管網(wǎng)情況〕〔3〕確定石化公司水平衡測試范圍，劃分用水單元〔4〕繪制子系統(tǒng)水網(wǎng)絡方塊圖〔5〕測試點現(xiàn)場確認〔6〕切實可行的水平衡測試方案4.技術準備〔1〕按照現(xiàn)場測試需要，備齊水表、流量計、秒表、計量容器等各種必需測量具?！?〕按照測試方案安裝、校驗計量儀表?！?〕編制好各種測試和統(tǒng)計記錄表格.3.2水平衡測試方案制定水平衡測試方案主要內容前言陳述本次水平衡測試的目的和到達的目標，必要時給出方案中出現(xiàn)的術語的解釋。明確水平衡測試的組織機構詳細列出水平衡測試領導小組、工作小組人員的名稱、職責分工、聯(lián)系方式等。明確水平衡測試的范圍詳細列出水平衡測試的范圍，按分廠詳細到車間或裝置，指定各個分廠的負責人。.XX石化公司水平衡測試工作組單位/部門姓名職責聯(lián)系電話領導小組組長石化公司領導全公司水平衡測試工作組員節(jié)能節(jié)水部協(xié)助全公司水平衡測試工作組員煉油廠負責協(xié)調煉油廠水平衡測試工作…………測試工作組成員煉油廠一套常減壓負責協(xié)調化一裂解裝置水平衡測試工作二套常減壓一套催化聚乙烯廠乙烯車間低密度聚乙烯水平衡測試組織機構表舉例.XX石化工程啟動會共計36個部門，100人三期培訓班人數(shù)300余人.水平衡測試表舉例.節(jié)水減排的分步實施步驟

6.1水平衡

培訓班教材/水平衡測試指導手冊

/水平衡報告模板樣本.水平衡調查、測試報告吉林石化公司的水平衡調查包括：煉油廠、聚乙烯廠等23個生產及輔助生產企業(yè)，共計166個生產車間的135套生產裝置和66個輔助部門

序號分廠名稱車間個數(shù)裝置個數(shù)報告頁數(shù)1吉林石化煉油廠17181282聚乙烯廠1010863有機合成廠1591024電石廠18181455化肥廠1281586染料廠71447動力一廠92858合成樹脂廠63749乙二醇廠795810污水處理廠644411丙烯腈廠897112動力二廠4443.13精細化學品廠9105814海特化工廠343015香蘭素廠534916高碳醇廠532417橡塑公司121418環(huán)保產品制造廠11919包裝制品廠104620雙吉公司211521建修公司33422儀表廠881423聯(lián)力公司2334合計1661351295續(xù)本次測試從2007年10月15日開始至10月19日結束水平衡調查、測試報告.3.5水平衡測試報告編寫公司〔二級生產廠〕水平衡測試方案水平衡測試目的、范圍概述水平衡測試時間及基準水平衡測試步驟和方法概述主要測試工作描述公司〔二級生產廠〕用水及技術應用現(xiàn)狀公司〔二級生產廠〕生產概況公司〔二級生產廠〕用水狀況〔供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)描述〕公司〔二級生產廠〕節(jié)水技術應用現(xiàn)狀.生產廠各主要車間水平衡測試結果及分析

各車間用水概況簡介車間水平衡表車間水平衡圖各分廠〔車間〕存在問題及節(jié)水潛力分析3.5水平衡測試報告編寫公司水平衡測試結果及分析

本次測試用水的生產及消耗情況上年度生產及用水情況各類用水情況消耗分析〔圖表〕公司用水經濟指標分析公司存在的問題及節(jié)水潛力分析

.2.1水平衡調查、測試和結果其他及損失轉供蒸汽轉供化學水生產污水生活污水市政自來水動力一廠低硅水209.3動力一廠過濾水動力一廠生活水化肥廠過濾水57.2動力一廠蒸汽動力二廠蒸汽動力一廠除鹽水動力二廠除鹽水轉供新鮮水外來凝液有機合成廠煉油廠電石廠海特染料廠合成樹脂廠丙烯腈廠聚乙烯廠精細化學品廠化肥廠動力一廠動力二廠乙二醇廠香蘭素廠建修公司包裝制品廠聯(lián)力公司雙吉公司橡塑公司儀表公司污水處理廠17.71342.99112.0856.01220.0383.31818.046.0169.0184.03.0645.6277.0144.1235.2197.58230.0301.150.0761.0130.16化肥沖灰水252.2639.47.480.0222.6114.0191.07.435.4449.030.7209.3387.330.7445.68.48.01592.320.5176.046.9537.0734.431001.284.0179.01475.410.0153.540.5384.919.82975.2357.24252.2沖灰水255.4214.9238.0764.25122.657.39182.6959.93265.010.063.0104.05.5215.513.072.319.234.6311.842.794.9790.171.014.119.3323.420.570.813.4413.0316.916.97193.856.4516.9204.37245.026.7157.64192.1718.5749.3248.820.493.63.624.94精細24.941.651.650.330.33染料1.44有機3.795.23精細7.00.56.52.20.61.602.632.6345.033.015.8359.950.5217.0其它14.26單位：t/h吉化公司總用水平衡圖

.二套回用深井水22.33t/h新鮮水278.04t/h18t/h單位：t/h華科、丙烯睛、化纖廠1097.3t/h6700t/h6000t/h飛濺6.7濾池反洗3.2t/h2800t/h飛濺2.8濾池反洗3.2t/h5700t/h飛濺5.7蒸發(fā)50.39t/h67.18t/h濾池反洗3.2t/h90.23飛濺6.0蒸發(fā)43．68t/h58．24t/h濾池反洗2.5t/h90.234500t/h蒸發(fā)49.14t/h65．52t/h87.1t/h6624.97t/h濾池反洗3.0t/h蒸蒸發(fā)7665.33一循吸水池一循涼水塔正己烷（5.9停）32萬噸加氫4一套常減壓1215.29二重催3450原油穩(wěn)定39.79氣體分餾（瓦斯壓縮機冷卻）42二制蠟9.4t/h三循吸水池三循涼水塔飛濺4.5t/h一制蠟130.62t/h二加氫2101.5t/h焦化900t/h白土71.13t/h催化重整2014二循吸水池二循涼水塔糠醛1622.73t/h酮苯1618.13t/h蠟脫油357.84t/h四空594t/h五循吸水池（老）五循涼水塔（老）二氣分645.83t/h二套760t/h一重3460.17t/h五循吸水池（新）蒸發(fā)16.74t/h動力站305.4t/h硫磺回收543.4t/h三空（停）4427.48t/h5947.12t/h2777.26t/h5640.71t/h制氫車間6.89t/h機泵冷卻15.08t/h機泵冷卻水8.56t/h機泵冷卻水11．88t/h機泵冷卻水11.1t/h機泵冷卻水2.78t/h五循涼水塔（新）N=4時循環(huán)水系統(tǒng)水平衡圖.3.4數(shù)據(jù)匯總及分析用水指標分析工業(yè)用水總量工業(yè)用水重復利用率萬元工業(yè)產值用水量單位產品用水量循環(huán)水的濃縮倍率工藝用水回用率蒸汽冷凝水回用率生活用水總量及所占總量比率.節(jié)水減排的分步實施步驟

6.2水系統(tǒng)的優(yōu)化

水系統(tǒng)的優(yōu)化制水系統(tǒng)送水管網(wǎng)及排水管網(wǎng)生產工藝裝置用水系統(tǒng)生活用水系統(tǒng)循環(huán)水系統(tǒng)冷凝水系統(tǒng)污水深度處理及回用.制水制新鮮水制化學水東區(qū)各工藝分廠：(煉油廠、催化劑廠。。。等)低溫冷凝液回用技術高溫凝液回用技術鍋爐、廢熱鍋爐及蒸汽管網(wǎng)西區(qū)各工藝分廠：〔化肥廠、烯烴、橡膠廠。。等〕各循環(huán)水場污水處理廠深度處理回用廠生活用水

水源①提高制水效率，特別是脫鹽水制水出水率；.制水制新鮮水制化學水東區(qū)各工藝分廠：(煉油廠、催化劑廠。。。等)低溫冷凝液回用技術高溫凝液回用技術鍋爐、廢熱鍋爐及蒸汽管網(wǎng)西區(qū)各工藝分廠：〔化肥廠、烯烴、橡膠廠。。等〕各循環(huán)水場污水處理廠深度處理回用廠生活用水

水源①②減小送水管網(wǎng)的漏損率.制水制新鮮水制化學水東區(qū)各工藝分廠：(煉油廠、催化劑廠。。。等)低溫冷凝液回用技術高溫凝液回用技術鍋爐、廢熱鍋爐及蒸汽管網(wǎng)西區(qū)各工藝分廠：〔化肥廠、烯烴、橡膠廠。。等〕各循環(huán)水場污水處理廠深度處理回用廠生活用水

水源①②③盡可能提高工藝加工過程的用水回用率---水夾點；包括含硫污水汽提凈化后回用；.制水制新鮮水制化學水東區(qū)各工藝分廠：(煉油廠、催化劑廠。。。等)低溫冷凝液回用技術高溫凝液回用技術鍋爐、廢熱鍋爐及蒸汽管網(wǎng)西區(qū)各工藝分廠：〔化肥廠、烯烴、橡膠廠。。等〕各循環(huán)水場污水處理廠深度處理回用廠生活用水

水源①②③④盡量提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)（5-6以下），減少飛濺蒸發(fā)損失，從而使補水下降；蒸發(fā)飛濺損失.制水制新鮮水制化學水東區(qū)各工藝分廠：(煉油廠、催化劑廠。。。等)低溫冷凝液回用技術高溫凝液回用技術鍋爐、廢熱鍋爐及蒸汽管網(wǎng)西區(qū)各工藝分廠：〔化肥廠、烯烴、橡膠廠。。等〕各循環(huán)水場污水處理廠深度處理回用廠生活用水

水源①②③④⑤提高冷凝水回收率，特別是高溫回收率；.制水制新鮮水制化學水東區(qū)各工藝分廠：(煉油廠、催化劑廠。。。等)低溫冷凝液回用技術高溫凝液回用技術鍋爐、廢熱鍋爐及蒸汽管網(wǎng)西區(qū)各工藝分廠：〔化肥廠、烯烴、橡膠廠。。等〕各循環(huán)水場污水處理廠深度處理回用廠生活用水

水源①②③④⑤⑥生活用水的節(jié)約，至少保持所占總量的比率不大3-5%；.制水制新鮮水制化學水東區(qū)各工藝分廠：(煉油廠、催化劑廠。。。等)低溫冷凝液回用技術高溫凝液回用技術鍋爐、廢熱鍋爐及蒸汽管網(wǎng)西區(qū)各工藝分廠：〔化肥廠、烯烴、橡膠廠。。等〕各循環(huán)水場污水處理廠深度處理回用廠生活用水

水源①②③④⑤⑥⑦污水深度處理回用：由于兩大公司的水價均偏低，所以污水回用的水費均比新鮮水價高。所以從社會效益考慮，不能不回用，但也不是回用越多越好。所以，回用多少以追求煉油噸油耗水達到0.5T/T，乙烯噸耗水達到2.5T/T需要用多少回用污水.1、水平衡測試2、確定參與計算的流程范圍3、開發(fā)工廠模型4、水網(wǎng)絡優(yōu)化的約束及設計規(guī)定5、計算機上夾點分析計算，生成最佳網(wǎng)絡。6、生成改進方案水化學的演進成本及適應性考察靈敏度分析問題定義優(yōu)化模型的建立潛在解決方案工廠流程及水系統(tǒng)組態(tài)原始數(shù)據(jù)收集水流量數(shù)據(jù)校正繪制全廠水平衡圖確定綜合的部分明確“水源”和“水阱”確定控制的關鍵組份關鍵組份水質數(shù)據(jù)確定極限濃度聯(lián)結成本水回用再生環(huán)境約束化學沉淀腐蝕結垢.水夾點技術原理——數(shù)學規(guī)劃法數(shù)學規(guī)劃方法的應用步驟

確定系統(tǒng)中所有限制污水回用的雜質對所有二次水源進行水質分析,填寫二次水源水質表

確定每個水阱進水中各雜質的最大允許值求解模型得到初步回用方案對初步方案進行修正.數(shù)學規(guī)劃法在煉油廠的應用水夾點技術原理——數(shù)學規(guī)劃法在煉油廠的應用4.51.51.11.12.55.57.020.2220.59.5730.030.6114.93.85.5硫磺凈化水二套減頂凝水地表水除鹽水焦化回用地表水供熱空分凝水一套電脫鹽二套電脫鹽一套初餾塔二套初餾塔一套常壓塔二套常壓塔一套機泵端面二套機泵端面焦化除焦循環(huán)水14.5污水處理廠軟化水洗滌銨鹽含硫污水去硫磺汽提塔5.0優(yōu)化前流程.水夾點技術原理——數(shù)學規(guī)劃法在煉油廠的應用確定系統(tǒng)中所有限制污水回用的雜質懸浮物堿度鹽類(電導率)COD含油量氨氮硫化物.局部二次水源水質水夾點技術原理——數(shù)學規(guī)劃法在煉油廠的應用確定系統(tǒng)中所有限制污水回用的雜質對所有二次水源進行水質分析,填寫二次水源水質表

水源水量(t/h)氨氮(mg/L)硫化物(mg/L)懸浮物(mg/L)含油量(mg/L)COD(mg/L)電導μs/cm堿度(mg/L)硫磺凈化水>20.22501610103002010軟化水>4.500.12001010銨鹽洗滌4.51400145017079.0734902200134.5.水夾點技術原理——數(shù)學規(guī)劃法在煉油廠的應用局部水阱極限數(shù)據(jù)確定系統(tǒng)中所有限制污水回用的雜質對所有二次水源進行水質分析,填寫二次水源水質表

確定每個水阱進水中各雜質的最大允許值水阱水量(t/h)氨氮(mg/L)硫化物(mg/L)懸浮物(mg/L)含油量(mg/L)COD

(mg/L)電導率μs/cm堿度(mg/L)一套電脫鹽15.22300858015015001000300二套電脫鹽7300858015015001000300一套初餾塔1.122551005050二套初餾塔5.52.52551005050.水夾點技術原理——數(shù)學規(guī)劃法在煉油廠的應用確定系統(tǒng)中所有限制污水回用的雜質對所有二次水源進行水質分析,填寫二次水源水質表

確定每個水阱進水中各雜質的最大允許值求解模型求解模型，得到結果得到初步回用方案對初步方案進行修正.水夾點技術原理——數(shù)學規(guī)劃法在煉油廠的應用污水處理廠5.55.515.837.70.60.55.51.13.04.52.51.11.625.4630.01.115.225.53030.64110.8硫磺凈化水地表水除鹽水焦化回用地表水一套電脫鹽二套電脫鹽一套初餾塔二套初餾塔一套常壓塔二套常壓塔一套機泵端面二套機泵端面焦化除焦循環(huán)水軟化水洗滌銨鹽4.55.74二套減頂凝水供熱空分凝結水含硫污水去硫磺汽提塔修正后的流程圖.水夾點技術原理——數(shù)學規(guī)劃法在煉油廠的應用用水量排水量.冷凝水回收分析——冷凝水的回收利用的必要性及現(xiàn)狀1.冷凝水的回收利用的必要性蒸汽冷凝水回用率I用于生產的蒸汽凝結水回用量與用于生產的蒸汽量之比：Vbr表示鍋爐蒸汽冷凝水回用量，系指鍋爐蒸汽冷凝水回用于生產生活各個用水部門的水量總和。D—生產用蒸汽量，Kg/h；蒸汽冷凝水回用率I國際先進90%以上

蒸汽冷凝水回用率II鍋爐蒸汽冷凝水只回用于鍋爐給水的量

生產用蒸汽量蒸汽冷凝水回用率I國際先進60%左右回用率II=.冷凝水回收分析——冷凝水的回收利用的必要性及現(xiàn)狀高溫冷凝水回收的意義蒸汽冷凝水回收具有雙重意義：一方面回收高價值的水；另一方面，回收能量。

效益=余熱+新鮮水費+軟化費例如：對一個蒸發(fā)量在100噸/小時的企業(yè)，目前可以輕松實現(xiàn)：節(jié)約蒸汽率為8％；新增凝結水回收量為40％；節(jié)水效益在400萬元左右，節(jié)約燃料在700萬元左右，合計超過了1000萬元。投資的回收周期小于一年。.冷凝水回收分析——冷凝水的回收利用的必要性及現(xiàn)狀1.冷凝水的回收利用的必要性

2.煉油廠冷凝水回收系統(tǒng)的現(xiàn)狀

蒸發(fā)放空23t/h除鹽水376t/h除氧水43t/h熱電蒸汽12t/h排污水131t/h凝水回收262t/h進物料16t/h進循環(huán)水0.06t/h蒸汽—冷凝水系統(tǒng)蒸汽冷凝水回用率I

蒸汽冷凝水回用率II

17.4%

60.6%

.節(jié)約水量和效益計算?回收水量：7×30×24×100=504000噸?回收凝結水節(jié)約額:50.40萬噸×4.37元/噸=220.3萬元?年回收凝結水熱量：50.4萬噸×〔90℃-25℃〕×1千大卡/噸=3276.0萬大卡〔折標油3276.0噸〕?年回收熱量節(jié)約額：3276.0噸標油×1600元/噸=524.2萬元?年回收總節(jié)約額：220.3+524.2=744.5萬元〔實際供水量按7個月，每小時100噸計算，水價按生水價4.37元/噸計算，熱量折算為標油，標油按市場價1600元/噸計算〕.提高回收率II的潛力——非工藝用冷凝水回鍋爐

冷凝水回收分析——煉油廠冷凝水回收的潛力單位：t/h

.改變碧盾裝置部分冷凝水用途51t/h工藝冷凝水回收86.4t/h采暖補冷凝水回收96.3t/h*冷凝水回收的潛力的小結

冷凝水回收分析——煉油廠冷凝水回收的潛力*按照加藥方案，防止采暖水遺失，使補水量減少到原來的1/10，即10.7t/h，107-10.7=96.3t/h.

80.75%冷凝水回收分析——煉油廠冷凝水回收的潛力提高后冷凝水回用率I430.986.4312610728.5蒸汽量工藝凝水碧盾回收凝水采暖補凝水其它

100%單位:t/h.冷凝水回收裝置的位置

冷凝水回收分析——煉油廠冷凝水回收的潛力130280137432217170139217221570665500557777760進11#換熱器(東)進10#換熱器(東)進8#換熱器(東)進7#換熱器(東)進4#換熱器(東)進3#換熱器(東)進2#換熱器(東)進1#換熱器(東)進6#換熱器〔西〕進11#換熱器〔西〕進7#換熱器〔西〕進8#換熱器〔西〕進9#換熱器〔西〕進2#換熱器〔西〕進3#換熱器〔西〕進4#換熱器〔西〕進5#換熱器〔西〕去東路0.3MPa管網(wǎng)進1#2#水箱(東)去1#2#3#4#水箱(西)補進高溫水系統(tǒng)補進低溫水系統(tǒng)28單位：t/h高溫冷凝水回收裝置去本站水箱.冷凝水回收分析——煉油廠冷凝水回收的潛力提高后冷凝水回用率II

54.08%430.9126107蒸汽量碧盾回收凝水采暖補凝水

100%單位:t/h.6、節(jié)水減排技術——高溫凝結水回收.循環(huán)水補充水量與濃縮倍數(shù)的關系循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)水分析——提高濃縮倍數(shù)的可能性補水