炼油废水

介绍炼油厂必须密切控制其用水并监测水质，确保平稳高效运行。炼油厂平均消耗大约1.5桶水来对1桶原油进行冲洗(1)。因此，从进水到排水对水进行数量和质量管理对于工艺控制、效率和合规性至关重要。装置需要实时数据来做出快速决策，以保护设备，优化工艺并满足法规要求。这些决策和工艺改进可以节省大量成本和时间，并推动水重复利用和循环策略。炼油厂用水在炼油厂或石化联合企业中，用水类型多种多样，从高盐水到污水再到纯蒸汽冷凝液。对于这些不同类型的水，可靠监测和跟踪水质有不同的要求并面临着不同的挑战。例如，现场的许多工艺都需要冷却或加热用水。这包括冷却塔用水、密闭式循环冷却水、一次性冷却水以及用于发生蒸汽的锅炉给水(1)。蒸汽系统需要非常洁净的锅炉给水，以最大程度地减少污垢和结垢。如果装置能够快速确定水的纯度是否会受到影响，则可以避免设备损坏和计划外停车。需要设置在这些应用中能够可靠地监测水质并提供响应数据的分析仪器，以支持快速决策。以下是炼油厂用水的常见示例以及监测主要目标和要求：源水通常来自地表水或地下水。这些水进行处理后可用于不同工艺目的，例如冷却和加热。通常采用化学混凝和过滤或有时采用活性炭或离子交换对源水进行精处理。在这些系统中，跟踪有机物脱除率对于管理处理工艺以及进行适当调整（如当监控数据要求时进行反冲洗或再生）非常重要。对于锅炉给水，必须采用超纯水，以避免任何设备损坏或计划外停车。反渗透是锅炉给水常见的最终处理工艺，因为它可以将污染物脱除到低含量水平。因此，分析仪器出色的响应和灵敏度成为有助于控制成本的关键。炼油厂工艺水可能非常具有挑战性，如脱盐水或酸性水。处理这些基质涉及盐、固体和其它无机污染物，以对处理和分离工艺进行优化并确保产品质量。分离工艺可包括溶气气浮、蒸馏、化学处理和物理过滤。炼油厂的废水需要复杂的处理才能满足严格的排放标准。跟踪废水进水变化并对挑战性基质进行处理是对处理进行优化的关键。对生物处理进行监测是实现污染物脱除和维持处理系统健康的重要步骤。膜生物反应器能够尽量地减少占地面积并最大程度地提高处理效率。在这里，养分和负荷平衡是保证质量的关键。通过TOC对水进行监测通过监测总有机碳（TOC），可以对整个炼油厂用水中有机物进行跟踪。可以在实验室检测在整个设施的不同取样点所获得样品中的TOC，也可以实施TOC在线监测。所有TOC分析仪将有机化合物氧化成CO2，然后检测产生的CO2的量。基于最终用途，有多种类型的氧化和检测方法可以采用。监控TOC的一个主要优势在于能够通过连续监测做出实时决策。与需要数小时乃至数日才能获得结果的化学需氧量（COD）或生化需氧量（BOD）等需氧量法相反，TOC分析仪可在数分钟内提供所需的信息。TOC直接检测有机污染物负荷量、变化和脱除率，这是故障排除的关键，并有助于做出可行的决策。通过TOC，炼油厂能够：与其它方法相比，更快地捕获所有关键污染物数据；直接监测有机化合物的负荷量和脱除率；跟踪由于泄漏或其它工艺紊乱而导致的变化；确保对整个装置实施质量控制，提供准确结果。图1：石油炼化工艺中的有机物监测原水水质从一开始，原水水质就在处理或使用原水的每一下游工艺中起着重要作用。通过监测有机物来跟踪质量变化，可以提供有关如何对水进行处理的关键信息。原水可来自海洋、河流或湖泊、地下水含水层，或与冷凝水回水合并。回水质量可能会因生产而发生变化，自然水源也可能会随着季节和暴风雨的变化而变化。锅炉给水和设备保护有时将原水与冷凝水回水合并用作锅炉补给水。锅炉补给水必须非常纯净，以保护锅炉和汽轮机等设备，同时还可以高效地提供蒸汽。为避免在锅炉高温和高压条件下有机物降解为酸或其它离子，高度灵敏的检测至关重要。许多炼油厂将TOC维持在1 ppm以下，甚至低于100 ppb，以保护设备。需要进行监测的关键特性包括在极低检测限值时的稳定性、确定真实污染事件的响应性和准确性以及即使在pH值或样品电导率发生变化的情况下也能捕获所有有机物信息的优异技术。在这类情况下，将有机物因素与离子因素分开是准确检测的关键，也是避免因样品中其它离子或通过氧化产生的离子引起的假阳性或阴性的关键。有机物采用膜电导率检测侧重于监测真实TOC，而不会存在任何干扰。即使在很短的时间内，低下的热性能也可能致使装置花费数百万美元。在德克萨斯州，一家炼油厂因蒸汽冷凝液被污染，从而导致设备结垢和计划外停车。最初采用的监控技术是将热的冷凝水从现场带到实验室进行评估，但这既不能捕获到污染事件，也无法通知操作人员进行调整。通过实施实时热冷凝水监测，炼油厂就能够对直接取样进行评估并更好地保护资本设备。这还会延长装置的生产运行时间。使用在线TOC监测热的冷凝液，可以准确、可靠地捕获碳氢化合物的泄漏事件。数据显示正常浓度约为2 mg/L。如果发生小污染事件，浓度约为20-40 mg/L，对于大污染事件，将使浓度升至400 mg/L。工艺水在炼油厂，同样使用水并从许多加工步骤中将水分离出来。必须对原油冲洗脱盐装置用水进行有效管理，以免损坏下游设备。必须脱除固体和盐分，油水分离对于优化生产至关重要。蒸汽汽提和分馏的酸性水是现场另一种具有挑战性的水。通常，汽提水及酸性水通常含有大量H2S和NH3，但其它污染物会导致结垢、腐蚀或起泡。现场使用的其它工艺用水包括脱氢、洗涤和催化再生应用(2)。为了避免设备损坏或装置停车，必须首先跟踪、分离和脱除污染物。TOC快速简单，用于检测工艺水中的碳氢化合物及其分解产物。对这种具有挑战性的工艺水进行监测需要采用具有优异技术的手段，从而应对各种有机物、高盐、样品不断变化的pH值和电导率，同时能够进行冲洗或稀释，以延长维护周期。能够适合于高盐应用而又无需频繁更换硬件部件并不以其它方式来牺牲性能（准确性和精确性）的有机物监测技术很少见。不过，超临界水氧化等方法是专为高盐应用而设计的。通过采用该技术，盐不会干扰或影响氧化。当用于工艺监测时，TOC有助于建立基线，及时发现泄漏，从而操作人员可立即采取纠正措施。废水 — 进水、工艺控制和排放当从设施各工艺将水收集后，必须在排放前对其进行处理。典型的处理包括一级沉降、活性污泥和二级生物处理。对废水进水特性进行监测有助于控制工艺，以确保生物处理部分充分分解污染物，然后再进行进一步处理。不断发展的趋势是采用效率更高的处理技术，如膜生物反应器结合了物理和生物处理。此外，厌氧生物处理需要稳定的水质，以最大程度地提高性能并优化热量产生以满足设施其它加热需求。下游处理还可能涉及反渗透和结晶，以便处理过量的盐分。越来越多的污水处理设施不再仅仅监测排放水质，还开始监测污水处理过程的上游，以检查整个污水处理厂进水发生了什么变化，峰值或高负荷量来自何处以及这些可能对下游处理造成何种影响。如果负荷量增大，在水污染物浓度较低的时段，通常可利用缓冲池或均衡池通过计量将水缓慢回流到工艺流程中。尽管许多工业排放许可证都是基于COD作为污染的衡量标准而编写，但COD很难用于工艺决策，同时很难对工艺废水变化做出快速响应。COD通常需要2-3个小时才能获得结果，并使用危险化学品。由于COD检测的是样品对氧气的化学吸收，因此许多不同的物种都会对COD产生影响，包括有机和无机化合物，并且其中几种会造成干扰，如亚硝酸盐、亚铁和氯化物。有机物对COD的影响不均等，有些耐化学氧化，如苯。相反，TOC能够在数分钟内获得结果，从而做出实时决策，同时能够直接检测废水处理设施中的有机物负荷量、分离效果和脱除率。炼油厂废水普遍含有大量悬浮固体，含盐，pH值不断发生变化并存在各种有机污染物，因此需要一种强大的氧化技术来捕获污染物的负荷量和变化，但同时还能够应对样品的复杂性。这种高效捕获所有有机物的技术就是高温、非催化燃烧，其能够实现完全氧化，而不用担心催化剂降解或效率会随着时间推移而降低。通过提供总氮（TN）或挥发性有机碳（VOC）检测器（对于某些废水而言，TN和VOC是两个重要的监测参数），可以进一步增强废水的处理效果。在这些情况下，不仅需要找到合适的分析工具，而且还要找到合适的支持合作伙伴，从而使设施专注于其运行，而设备制造商可以提供充分的分析支持。水重复利用和水循环通过在现场对水进行循环利用，炼油厂可以大大减少总水足迹，并实现更具可持续性的水平衡。其它优势包括节省能源处理成本，减少需要处理的废水量以及遵守相关法规或准则。水质是现场水循环利用或将废水排放到污水处理设置的决定性因素，因此炼油厂需要快速获得这些信息。以往，由于监测技术不够快和/或无法提供可信赖的数据，污染事件难以实时监测。现在，TOC分析能够提供快速、定量数据来检测可能影响设备、工艺和/或产品的有机物负荷量偏差。结论炼油厂水足迹很大，主要用于冷却和加热。其它主要工艺步骤也会加大用水量。水质监测有助于推动水循环利用、废水处理和工艺决策，以管理和最大程度地减少水足迹，同时还符合法规要求。大多数进入水系统的污染物来自天然有机物，主要产品为有机物，主要排放许可证所关注的也是有机物含量，TOC检测为实时决策和改进工艺控制提供了一种有效的方法。很显然，从河流取水到向河流排水，在整个炼油厂对有机物进行直接监测对于运营效率、成本管理和工厂可持续性发展至关重要。参考文献Blieszner, John Henderson, Rob Weaver, Laura E. “Potential Vulnerability of US Petroleum Refineries to Increasing Water Temperature and/or Reduced Water Availability, Executive Summary of Final Report.” January 2016. Jacobs Consultancy Inc. for the US Department of Energy. https://www.energy.gov/sites/prod/files/2016/03/f30/US%20DOE%20Refinery%20Water%20Study.pdf“Managing Water Usage in Petroleum Refineries.” 25 July 2022. Sensorex. https://sensorex.com/managing-water-usage-petroleum-refineries/#:~:text=These%20processes%20are%20known%20to,for%20every%20 gallon%20of%20 gasoline◆ ◆ ◆联系我们，了解更多！

（中国能源报记者渠沛然）“到2025年，国内原油一次加工能力控制在10亿吨以内，千万吨级炼油产能占比55%左右，产能结构和生产力布局逐步优化，技术装备实力进一步增强，能源资源利用效率进一步提升，炼油产能能效原则上达到基准水平、优于标杆水平的超过30%。”在国家发改委等四部门日前发布的《关于促进炼油行业绿色创新高质量发展的指导意见》（以下简称《意见》）中，再次明确并强调了炼油行业10亿吨产能红线。业内人士普遍认为，在能耗双控和“双碳”目标背景下，能源清洁替代、能源消费电能替代、车辆节能和燃油替代加速发展，原油加工过程成品油产率将逐年下降，减油增化趋势明显。中国石油和化学工业联合会化工园区工作委员会秘书长杨挺指出，未来石油材料化、减油增化和以化为主的深度炼化一体化将成为炼化行业的主要发展方向。3年内净增空间不足亿吨当前，我国千万吨及以上炼厂增至32家，炼油总产能达到9.2亿吨/年，首次跃居世界第一。与此同时，炼化行业供应仍处于产能投放周期，炼油产能过剩问题凸显。中国石油流通协会专家委员会委员王能全预计，今年中国炼油产能或将增加至9.8亿吨，有可能在2024年提前达到10亿吨大关。这与中国石油和化学工业联合会的预测基本一致，该预测意味着，未来不到3年的净增空间不足1亿吨。中国石化集团公司高级专家谢朝刚此前表示，长期看，我国炼油能力正处于新一轮较快增长周期，2025年将突破10亿大关，未来过剩问题将更加突出。另一方面，随着发动机技术发展，以及各大汽车厂商纷纷布局新能源汽车，成品油消费需求也将进一步下降。国务院此前印发的《2030年前碳达峰行动方案》明确要求，到2025年，国内原油一次加工能力控制在10亿吨以内，主要产品产能利用率提升至80%以上。“在石油需求减弱和石油消费碳达峰双重考虑下，新发布的《意见》意味着给炼油行业再上‘紧箍咒’。”一位炼化行业资深人士解释，“相当于给行业发展划定指标‘天花板’，在计划和指导下才能稳步有序发展。”落后产能加速淘汰在“限定10亿吨年产能”和“2025年千万吨级炼油产能达到55%占比”目标下，炼油行业高质量发展组合拳到底该怎么打？“总体看，设定一定的目标数值，旨在提高大炼化比率，加速淘汰落后产能。但具体操作还要看各地的‘打法’，即如何根据炼化产业特点进行关停和淘汰。”隆众资讯成品油分析师李彦说，“未来淘汰落后小产能装置的执行力度或将比以往更大。”根据《意见》，各地要依法依规推动不符合国家产业政策的200万吨/年及以下常减压装置有序淘汰退出。招商银行研究院相关研报显示，现阶段看，已获批的在建项目预计新增原油加工能力接近1.5亿吨，超额约5000万吨。由于新建项目均已通过国家审批，整体规模较大且新装置具备技术优势，取消或缩减可能性不大。对此，多位业内人士指出，为落实《意见》要求，淘汰落后小产能装置的执行力度将比以往更为严格。基于国家和地方可能为后续产业升级保留一定规模指标的考虑，预计原油一次加工能力的淘汰规模将达到1亿吨左右，行业将进入加速洗牌、产能升级的关键阶段。其中，山东作为地炼最集中地区，炼油企业整合和淘汰将持续加速。不宜全面减油增化当前，我国基础石油化工原料及高端化工品存在自给能力不足的问题，相应的化工原料产能亟待提升。因此，石化行业产能整体呈现出供需结构性错配的格局，减油增化空间很大。海南省绿色金融研究院相关研究表示，未来炼厂从炼油向化工转型不仅是单纯的产品结构调整，还是向中下游基础有机化工方向延伸、提高产品附加值的过程。但在减油增化趋势下，基础化工原料也迎来扩能高峰期，产能过剩危机预计将逐步浮现。“全面过剩，或将成为行业未来五年的主基调。” 对于如何应对减油增化带来的新问题、新危机，中国石化石油化工科学研究院院长李明丰表示，应清楚认识到，当前市场缺乏的是高端化学品，需要大量进口。但炼厂当前要转型的高端化学品生产技术，我国并未全面掌握，技术引进可能性也在逐渐降低。所以，应采用适当的节奏开展减油增化工作，不宜全面减油增化，还要特别重视新技术的研发投入。“炼油行业要很好地生存，必须有的放矢，明白谁该转、怎么转，不断提高技术，因地制宜，作好整体部署。”李彦说。

我国炼油工业经过几代人的耕耘与奋斗，取得了举世瞩目的成就，主体领域形成了一批具有优势的技术，部分技术已达到世界领先水平，支撑了炼油工业的高速发展。目前，经济全球化格局驱动生产、资源配置、资本、贸易全球化，在给企业发展带来巨大机遇的同时，也带来了巨大的挑战与风险。面对复杂多变的局势，我国炼油科技将如何发展是我们面临的一大课题。根据国家“十四五”规划和2035年远景目标，科技自立自强是我国发展的战略支撑，为加快推进将我国建设成为科技强国，深入实施创新驱动发展战略，强化产学研深度融合，推动我国炼油与石化工业高质量发展，在中国共产党成立100周年之际，中国石化出版社联合中国石油学会石油炼制分会邀请国内炼油与石化行业多位院士与顶尖专家召开“中国炼油技术高端论坛”，论坛主题是“创新支撑高质量发展，绿色引领产业转型”，将围绕“回顾百年炼油历程”“分析当前炼油工业的状况”“探讨中长期发展战略及相关支撑技术”等方面内容展开。论坛拟于2021年6月17～18日在北京召开。现就有关事项通知如下：一、拟邀嘉宾名单（排名不分先后）凌逸群 中国石油化工集团有限公司党组成员、副总经理王基铭 中国工程院院士，全国政协委员曹湘洪 中国工程院院士，美国国家工程院外籍院士，全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会主任刘根元 中国石油和石化工程研究会名誉理事长、中国石化集团有限公司原副总经理、党组成员李大东 中国工程院院士，中国石化石油化工科学研究院战略咨询委员会主任汪燮卿 中国工程院院士杨启业 中国工程院院士胡永康 中国工程院院士，中国石化大连石油化工研究院院专家咨询委员会主任舒兴田 中国工程院院士，中国石化石油化工科学研究院战略咨询委员会副主任李 灿 中国科学院院士，第三世界科学院院士，欧洲人文和自然科学院外籍院士钱 锋 中国工程院院士，上海市政协副主席谢在库 中国科学院院士，中国石化股份有限公司副总工程师孙丽丽 中国工程院院士，中石化炼化工程（集团）股份有限公司董事长，中国石化工程建设有限公司党委书记谭天伟 中国工程院院院士，北京化工大学校长徐春明 中国科学院院士，中国石油大学（北京）原副校长俞仁明 中国石化股份有限公司副总工程师，炼油事业部总经理卞凤鸣 中国石化科技部总经理华 炜 中国化工学会副理事长兼秘书长邢颖春 中国石油炼油与化工分公司副总经理何盛宝 中国石油石油化工研究院院长伏喜胜 中国石油润滑油公司首席科学家吴 青 中国海洋石油集团有限公司科技信息部总工程师王少飞 中海石油炼化有限责任公司总经理、党委副书记赵 岩 中海石油炼化有限责任公司安全总监李明丰 中国石化石油化工科学研究院院长达志坚 中国石化石油化工科学研究院原院长侯栓弟 中国石化大连石油化工研究院院长方向晨 中国石化大连石油化工研究院原院长聂 红 中国石化集团有限公司首席专家许友好 中国石化集团有限公司首席专家（嘉宾名单持续更新中… … ）二、组织机构主办单位：中国石化出版社有限公司 中国石油学会石油炼制分会支持单位：中国石油化工集团有限公司 中国石油天然气集团有限公司 中国海洋石油集团有限公司 中国化工学会 中国石油和化学工业联合会 中国石油和石化工程研究会媒体支持：《石油炼制与化工》、《石油学报（石油加工）》、《科技创新与品牌》、《中外能源》、《中国经贸导刊》、《中国产业信息》、《中国石化报》、讯媒、中国石化新闻网、马后炮化工网、石油Link、昆仑咨询、蓝西资讯三、会议主题创新支撑高质量发展 绿色引领产业转型四、会议内容（一）回顾百年炼油历程，包括我国炼油工业历史回顾与展望、庆祝中国共产党成立100周年献礼之作《中国炼油技术》（第四版）新书发布。（二）针对当前炼油工业面临的挑战，研讨炼油技术转型与发展对策。例如，油品质量进一步升级、重油转化以及全流程优化、向化工转型、智能赋能、环境保护等问题的探讨。（三）探讨炼油工业的中长期发展战略与规划及相关支撑技术。例如，石油化工未来发展战略，新能源如氢能等的发展规划与布局，碳达峰、碳中和背景下的产业布局与支撑技术，新材料、工程建设等方面的未来技术与发展。五、参会人员1.行业领导、院士、专家。2.各石油石化企业、科研机构、工程建设单位、高等院校及行业协会的有关领导、相关管理和技术人员。3.石油石化战略合作单位及技术服务单位和产品供应单位领导与技术人员等。六、会议时间、地点会议时间：2021年6月17～18日(16日全天报到)会议地点：北京和园景逸大酒店酒店地址：北京市顺义区后沙峪镇边河路57号院二区，总机电话010-69457777（联系人：宋秀蕾 13466375060）本次会议不安排接送站，请代表自行抵达。附件中国炼油技术高端论坛主题报告1. 凌逸群 中国石油化工集团有限公司党组成员、副总经理报告题目：（待定）2.王基铭 中国工程院院士，全国政协委员报告题目：未来石化工业的发展战略3.曹湘洪 中国工程院院士，美国国家工程院外籍院士，全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会主任报告题目: 炼油及化工行业碳达峰、碳中和的技术路径4.谢在库 中国科学院院士，中国石化股份有限公司副总工程师报告题目：石油炼制与石油化工前沿科技（暂定）5.汪燮卿 中国工程院院士报告题目：发展炼油技术任重道远（暂定）6.李 灿 中国科学院院士，第三世界科学院院士，欧洲人文和自然科学院外籍院士报告题目：绿色氢能和液态阳光甲醇：炼油和化工过程的绿色化（暂定）7.钱 锋 中国工程院院士，上海市政协副主席报告题目：数字化转型赋能石化智造8.孙丽丽 中国工程院院士，中石化炼化工程（集团）股份有限公司董事长，中国石化工程建设有限公司党委书记报告题目：数字工程支撑石化产业高质量发展（暂定）9.李明丰 中国石化石油化工科学研究院院长报告题目：未来废塑料的回收与利用10.达志坚 中国石化石油化工科学研究院原院长报告题目：组分分离与LCO准分子加工11.方向晨 中国石化大连石油化工研究院原院长报告题目：碳达峰、碳中和背景下的石化转型发展的思考12.何盛宝 中国石油石油化工研究院院长报告题目：“双碳”目标下炼油工业的低碳可持续发展路径研究13.聂 红 中国石化集团有限公司首席专家报告题目：化工型炼厂的核心技术14许友好 中国石化集团有限公司首席专家报告题目：高效生产低碳烯烃的靶向催化裂化工艺研究与开发15.吴 青 中国海洋石油集团有限公司科技信息部总工程师报告题目：碳中性燃料与化学品生产的关键技术