石化企业用水水平评价研究

发布时间：2016-11-14 20:55

第一章  绪论 

1.1 研究背景及意义 
我国水资源开发利用方式比较粗放，水污染严重，部分地区水资源开发利用接近或超过水资源承载能力，过度开发、无序开发、低效利用水资源问题十分突出，严重危及水资源可持续利用（孙素艳等 2011）。因此，只有加快推动节水型社会建设，落实最严格水资源管理制度，才能从根本上解决水资源短缺的瓶颈制约，以水资源的可持续利用保障经济社会的可持续发展（陈雷 2012）。 石化行业是我国的基础产业和支柱产业。同时，石化行业也是用水较多、污染较为严重的行业，是我国工业用水大户。随着经济的发展，石化企业的生产规模不断扩大(刘正  2007)，对水资源的需求日益增加，水资源的短缺已经严重影响到该行业的可持续发展。加之石化行业排放的废水组成成份复杂，处理难度大，对水环境影响也较大。因此，水资源短缺、水环境污染已经成为石化行业发展所面临的主要问题(程丹 2009; 雷勋茂 2006; 齐贺 2008; 王炜亮 2007)。 国务院关于实行最严格水资源管理制度的意见（国发﹝2012﹞3 号）明确要求“全面加强节约用水管理，建立健全有利于节约用水的体制和机制。加快制定高耗水工业用水定额国家标准。加快推进节水技术改造，制定节水强制性标准，充分考虑不同工业行业和工业企业的用水状况和节水潜力，合理确定节水目标”。 为贯彻落实最严格水资源管理制度，石化行业根据自身用水特点，加强用水管理，修改和完善了相关的取水定额、水重复利用率等用水指标、评价标准及要求，用水评价标准在建设项目水资源论证、节水型企业评价等水资源管理工作中得以运用，有效地强化了水资源管理，对指导合理用水起到积极作用(于群和杨士峰 2013)。  但是，石化企业的用水水平分析与评价在实际操作过程中，主要依据单位产品取水量、工业水重复利用率用水指标评价企业用水水平，导致部分企业过分追求单项指标的提高，忽略了用水水平整体性的提升，并未合理有效利用水资源(杨友麒和庄芹仙 2012)。同时，现有的用水指标评价标准仅设定了一个定量指标，虽然方便评价，但是未能全面反映出企业真实的用水水平，即简单地依据制定的评价标准对石化企业的用水水平进行评价，因此，实际应用中存在一些不足。 
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1.2 国内外研究进展 
随着人口持续增长和工业化发展，水资源的需求日益增加，水资源供需不平衡的矛盾进一步加剧，水资源短缺问题日益显著。水资源利用效率的评价是保证水资源持续有效利用的前提和基础。因此，国内外对水资源利用的效率进行了大量的研究(廖虎昌 2011)。在农业水资源利用效率研究方面，Angus, J F (2001)、Condon, A G 等(2002)研究植物在特定时段内 CO2吸收与蒸散比例来评价灌溉用水效率。Zoebl D（2006）通过对美国农业用水效率研究得出提高农业用水效率是解决农业用水不足的有效途径。Bouman, B  A  M(2007)构建了作物水生产率的基本研究框架。Biazin,  B  和 Stroosnijder,  L(2012)指出采用土壤表面活性剂能提供植物根区渗透能力和持水能力。通过地膜覆盖，可以有效地减少水量蒸发。Christian-Smith,  J 等(2012)分析了三种不同的灌溉技术对农业用水效率的影响及节水潜力，指出在干旱地区节水效果和用水效率提高显著。Salazar-Moreno,  R 等(2014)等指出墨西哥农业用水量占可利用水量的 77%，并建议利用闭合式水系统、半封闭式温室等现代农业技术来提高农业用水效率，以缓解对水资源的需求。Martinez, J and Reca, J (2014)采用地表滴灌方法和改进地下滴灌方法两种方法对有机橄榄产量和灌溉用水效率的影响进行了分析对比，结果表明采用改进地下滴灌方法的灌溉用水效率较高。Azad, M A  S 等 (2015)等基于非径向 DEA 模型对澳大利亚灌溉农业的经济效益进行评价，评价结果表明灌溉农业整体管理水平较高，但对水资源的管理效率较低，并提出必须制定相关政策提高水资源利用效率以保证灌溉农业的可持续发展。Gadanakis, Y 等(2015)根据农业用水评价标准，采用数据包络分析方法对英格兰农场进行用水效率进行分析与研究，通过分析得到在平均用水需求减少 35%的情况下农场仍可得到相同的产出。同时，根据具体的用水效率管理措施的实施情况，指出利用决策支持工具、加强水重复利用等措施有利于提高农场的用水水平。 
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第二章 我国石化行业发展及用水情况 

2.1 我国石化行业发展现状 
石化是一个大概念，是石油化学工业的简称，包括石油炼制和石油化工。石油炼制是指将原油经过常减压蒸馏、催化裂化、规划重整、加氢裂化及加氢精制等一系列炼制过程生产各种石油产品。石油化工是指以轻质油品等石油细加工产品和天然气、石油气为主要原料，经过裂解、分离、合成等工艺过程，生产出各种各样有机化工原料、精细石化产品、合成树脂、合成橡胶等产品。根据国家统计局统计，2013 年，我国的炼油能力达到 6.27 亿 t/a，同比增加了8.5%，原油加工能力保持世界第二。原油加工量达到 4.786 亿 t，同比增加 3.3%。乙烯产能达到 1776.5 万 t/a，为世界第二大乙烯生产国，占全球乙烯产能的 12.5%，乙烯产量为 1599.38 万 t，同比增长 7%。三大合成材料中，合成树脂生产 5837 万 t，位列世界前列；合成橡胶生产能力达到 509 万 t/a，产量 409 万 t。成为世界最大的合成橡胶生产国；合成纤维产量 3731.5 万 t，同比增长 37.02%。2005 年—2013 年我国原油加工产量及主要石化产品产量如表 2-1 所示。
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2.2 我国石化行业用水现状

石化行业是我国高用水行业之一，据统计，2010 年我国用水总量为 6022.0 亿 m3，工业用水量为 1447.3 亿 m3，占全国用水总量的 25.0%。石油、石化产品总用水量约为58.7 亿 m3，占工业用水总量的 4.1%。其中，石油炼制用水量为 3.2 亿 m3，石化产品用水量为 45.5 亿 m3(张继群 2014)。 随着我国经济社会的发展和工业化进程的加快，人们对石油及石化产品的需求日益增加，石化产业规模进一步扩大，导致对水资源的需求增加。加之，我国石化产业布局相对分散，水资源时空分布不均的特点造成了各石化企业水资源情况差异较大，除部分企业供水充足外，其他企业均存在不同程度的水资源短缺问题，其中 60%的石化企业处于严重缺水地区，水资源短缺已成为企业持续发展所面临的主要问题(韩政 2011)。 为有效解决水资源供需不平衡问题，石化企业从多方面采取措施来提高水资源的利用效率。在取用水水源方面，石化企业采用多元化取水，优选和合理布置水资源。积极开发利用非常规水资源，如海水淡化利用、再生水回用、雨水回用等；在节水工艺和技术方面，淘汰落后生产工艺，加快改造用水工艺，推广节水工艺，积极推进企业水资源循环利用和工业废水处理，实现废水资源化；在用水管理方面，提高员工节水意识，制定严格的用水管理及节水型企业评价考核制度，推动节水型企业建设。通过以上措施的实施，我国石化行业整体用水水平得到明显的提升，节水成效显著。 

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第三章 石化企业用水特征及用水水平分析 ....... 15 
3.1 用水分类及用水系统 ..... 15 
3.1.1 用水分类 ......... 15 
3.1.2 用水系统 ......... 16 
3.2 主要节水减排措施 ....... 17 
3.3 石化企业用水水平分析 .......... 18 
3.3.1 石油炼制企业用水水平分析 ....... 18 
3.3.2 石化产品生产企业用水水平分析 .......... 25 
3.3.3 石化企业用水水平分析中存在的问题 ...... 36 
第四章 石化企业用水水平评价方法 ...... 38 
4.1 常用的综合评价方法 ..... 38 
4.2 用水水平评价方法 ....... 39 
4.2.1 物元分析法 ....... 40 
4.2.2 灰色关联分析法 .......... 41 
4.2.3 模糊综合评价法 .......... 43 
4.3 评价指标的选取 ......... 44 
第五章 典型石油炼制企业用水水平评价 ......... 48 
5.1 基于物元分析法的评价分析 ...... 49
5.2 基于灰色关联分析法的评价分析 ......... 56
5.3 基于模糊综合评价法的评价分析 ......... 58
5.4 评价结果综合分析 ....... 62 

第五章 典型石油炼制企业用水水平评价 

由于石油化工产品种类繁多，生产工艺不同，导致产品生产用水差异大。即使同种产品不同的生产工艺，用水量也存在较大差异。加之，目前缺乏针对石油化工用水特点制定的用水评价指标和评价标准。因此，本章仅对石油炼制企业用水水平进行评价。 从石化企业的布局、规模、水资源条件等方面考虑，结合收集到的石油炼制企业的用水数据和资料，本章选取大连石化、镇海炼化、燕山石化、克拉玛依石化、胜利油田和中捷石化共 6 家典型石油炼制企业，进行用水水平分析与评价。各石油炼制企业数据资料的时间段为 2009-2011 年。6 家石油炼制企业的基本信息如表 5-1 所示。 根据表 5-2 所示，对于重复利用指标，6 个企业重复利用率基本满足节水型企业重复利用率指标要求，这表明我国石化行业整体的水重复利用率较高。对于浓缩倍数指标，只有镇海炼化高于指标标准值，燕山石化达到指标标准要求，其余企业浓缩倍数明显低于标准值。 对于单位产品取水量和单位产品排水量指标，其大小与企业炼油规模存在显著的联系，大连石化、镇海炼化、燕山石化均是千万吨级的大型炼油企业，其单位产品取水量和单位产品排水量明显低于中小型企业克拉玛依石化和中捷石化，表明企业的大型化能有效的降低对新水的取水量和减少污水的排放。 整体来看，只有镇海炼化企业满足节水型企业用水指标标准的全部要求，其他企业因个别指标不能完全满足节水型评价要求，但部分指标达到或优于评价标准。显然，简单的指标考核标准，不能较全面、科学、合理地反映企业用水水平。因此，本章选取物元分析法、灰色关联分析法和模糊综合评价法对各石化企业用水水平进行评价，对比分析不同的方法的评价结果，为提高石油炼制企业用水水平评价的合理性提供一定的依据。 
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结论 

石化行业是工业高用水行业之一，水资源短缺问题已成为限制石化行业持续发展的瓶颈。因此，提高水资源利用效率，是解决水资源短缺的有效措施。本文在对我国石化行业用水现状、石化企业用水情况分析的基础上，对石化企业的用水水平进行了评价研究。主要的研究结论如下： 
（1）随着我国石化行业炼化一体化基地发展，带动区域石化产业的规模化、集约化程度进一步提高，进而实现水资源的高效利用。与此同时，基地化、园区化的发展也带来了对水资源需求的急剧增加，导致水资源供需不平衡情况加剧。因此，石化行业对水资源的利用将加快推动取水水源多元化发展、优化用水系统等节水减排措施的实施，合理高效的利用常规和非常规水资源，以满足石化行业持续发展对水资源的需求。 
（2）根据收集的石化企业水平衡测试报告和建设项目水资源论证报告，对石油炼制企业（项目）和石油化工项目用水水平进行了分析。结果表明，我国部分大型石油炼制企业（项目）的用水指标满足节水型企业的评价标准，且单位产品取水量、单位产品排水量、水重复利用率等用水指标接近或处于国际先进水平。石油化工项目的用水指标亦符合相应评价标准要求。但是，在现有或新建的石化企业的用水水平分析过程中，由于用水评价指标体系不统一、用水评价标准修订滞后等问题，导致对石化企业用水水平的评价存在一定的片面性，未能真实、合理的反映企业用水水平。 
（3）结合石化行业相关标准，选取用水评价指标，设定用水评价标准，，采用层次分析法和熵值法分别对用水评价指标进行赋权，在此基础上，运用物元分析法、灰色关联分析法和模糊综合评价法对典型石油炼制企业用水水平进行评价。评价结果表明，镇海炼化用水水平最高，其次是燕山石化。用水水平最低的是克拉玛依石化，其次为中捷石化。大连石化和胜利油田的用水水平随赋权和综合评价方法的不同而改变。 
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参考文献(略)

本文编号：174874