化工行业绿色变身

点赞:4937 浏览:19249 近期更新时间:2024-03-14 作者:网友分享原创网站原创

骷髅下一个红色叉子―这是高危物品最为醒目与代表性的标志,化工行业就曾被贴上了这样的印记.“高危”二字不仅仅意味着是对个体生命的伤害,更体现了事故发生后对整个人类生存环境的威胁,“毒害”以分子扩散的形式顷刻间可吞噬农田、河流抑或海洋.化工行业如何为自己与环境与生命间修建绿色屏障迫在眉睫,而在这其中,IT技术又发挥着不可小觑的作用.

巨大的钢架凌乱地伸向天空,有如残臂.瓦砾碎石之间,浓烟四起,这就是广西宜州826爆炸事故的现场.所幸附近的几十米高的乙炔库和储量逾千吨的酒精库未被引爆,使厂区其余地方得以保存.

三年前,“1113”爆炸事故以及由此引发的松花江水污染事件震惊全国.之后,化工行业大大小小的安全事件不绝于耳,危险潜伏四周.

当绿色浪潮席卷世界时,作为国民经济支柱的化工行业也正在努力寻求绿色变身.

“绿色化工”在哪里

“化工行业的污染有两部分:产品本身与事故影响.”中国化工信息中心副主任李中一语道破化工行业的“老大难”.

化工行业本身具有其特殊性,化工产品是在进行化学反应后打破分子结构而形成的非天然物质.既然是非天然,那其中的污染和危害性绝对不可避免.

李中认为,在工艺流程中产生的废水废气也应归在化学品本身.据国家环境保护部公布的废气、废水污染源国家重点监控企业,其中石油和化工企业分别有482家和803家,占13.4%和25.8%.

记者了解到,石化协会配合国家标准委员会组织制定了合成氨、烧碱、电石、黄磷4个高耗能产品的能耗限额国家标准.从2008年6月起已在氮肥、纯碱、烧碱、电石、黄磷等高排放行业淘汰了一大批污染严重的企业.“‘关停企业’的强制做法能够起到杀一儆百的效果.若要长效,最终需要依靠技术的革新,从根源上治疗.”李中告诉记者,“要节能减排,科技要挑起担子.”

而化工行业的安全更多是与生产运行操作,流程控制有关,与产品本身相比、事故是最可消减的.“在存储、加工、运输、生产过程中由于各种事故造成了无意或偶发性的泄漏,以至环境污染.”李中说,“如果能有有效的预警措施或者监控系统,各种悲剧便不会发生.”

李中相信解决问题的关键是怎么样把事故减少,“对于事故的分析,通过信息化手段,积累大量的数据库,从而进行数据资料比对,通过建模的方法,形成多元数据分析,建立预警系统,一旦某地方发生变化,将会自动采取措施进行优化,无论MES或是PCL都是在通过信息化的手段进行优化.”

除了加强信息系统控制机器是着力点外,人工的操作是另一支点.李中通过电脑向记者演示了化工行业仿真培训系统(OTS):在虚拟的工厂内,一氯气灌出现泄露,工作人员通过鼠标控制,按照程序设置一步步解决突发事故,最后通过电脑评分,这样寓教于乐的形式在化工企业里相当普遍,大大提高了员工应对突发事件的能力.

挖掘安全通道

不难看出,与其他行业相比,化工行业的节能减排更讲究系统性,不能局限在某一个环节上,而是有赖于整个流程中的环环相扣,让安全与节能相辅相成.在这一工程背后,信息化的身影随处可见.“虽然现在还是辅助作用,但却功不可没.”李中说.

中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司(以下简称“镇海炼化”)是中国石化旗下的骨干企业.目前,镇海炼化拥有2000万吨/年原油综合加工能力、60万吨/年尿素、100万吨/年芳烃、20万吨/年聚丙烯生产能力,4500万吨/年吞吐能力的深水海运码头,以及超过280万立方米的储存能力,是中国最大的原油加工基地、进口原油加工基地、含硫原油加工基地、成品油出口基地和重要的原油集散基地.国际著名的所罗门咨询公司绩效评估报告显示,镇海炼化竞争能力居亚太地区72个炼厂第一组群.据美国《油气杂志》统计,镇海炼化2007年炼油能力居世界炼厂第18位.

镇海炼化有一套强大而完备的“一二三”信息化构架―一个数据平台:实时数据库,两个网络:过程控制网和管理信息网,三个层次:生产操作控制层(PCS)、生产运行管理层(MES)、生产经营管理层(ERP).

镇海炼化的MES系统包括了生产计划优化软件(PIMS和PPIMS)、生产调度管理系统(ORION)、实验室信息管理系统(LIMS)、炼厂罐区管理系统、油品移动管理系统(ATOMS)、MIS生产信息管理系统、应用数据调理软件(ADVISOR).

除此之外,工作人员告诉记者,镇海炼化正在筹建设备管理系统二期、ASPENONE、设计量管理系统、瓦斯平衡和调度优化等信息化项目.

据了解,原油品种繁多、处理量大(镇海炼化实际加工时量达到1950万吨/年)、后处理流程长是镇海炼化长久的困扰.实际处理的原油性质变化,对整个炼厂的稳定、优化生产影响很大.相关工作人员介绍,正是基于这一问题,通过原油管道调和优化的ASPENONE项目正在积极建设中,计划将从码头直接输送原油到常减压装置,使装置生产平稳,减少事故发生.未来,另外的ASPENOM将会成为镇海炼化的主要信息系统,生产、经营、管理通过一个平台集中展示,挖掘信息以达到效益最大化.

随着油价高涨,各阶层对环境日益重视,加油站油气回收技术已经受到广泛重视.加油站的油气泄漏主要出现在卸油过程、加油过程和其他情况下,例如温度变化产生的地下油罐呼吸或溅油、汽油工艺系统泄漏.油气回收系统的作用是将加油站在卸油、储油和加油过程中产生的油气,通过密闭收集、储存和送入油罐汽车的罐内,运送到储油库集中回收变成汽油.


中国石油销售分公司成都104油库为保障油库安全,在油气回收装置上频频出招.104油库采用小鹤管进行铁路、公路装卸成品油作业,在进行铁路、公路装卸工作时,槽车管内原有油气及装车过程中的油气极易挥发,不仅造成环境污染同时存在巨大的安全隐患.因此在油气回收装置上,104油库决定以PLC控制器作为系统监测.通过计算机对现场控制设备的运行状态、运行参数自动控制,并根据状态及参数实现装置的自动启停和运行监测,实现多种连锁保护,保证系统安全运行.

抓住节能关键

其实,对于“绿色化工”来说,废水废气的处理是任何一个化工企业都不可避免的问题,治理的成败在于是否抓住节能减排的关键.

据李相似度检测绍,过去化工行业产生的废水、废气、废物三种污染物,要经过三次回收,而每一次回收都用新鲜水,造成巨大的浪费.

近年来,化工行业广泛采用夹点技术“废水废气”的难题.据李相似度检测绍,自1994年“废水最小化”理论出现,提出了直接计算最小新鲜水用量的目标值方法后,夹点技术日趋成熟并在20世纪末风靡制造业.

以夹点技术为核心建立的质量交换网络通过数学建模与计算机控制,发展到氢夹点、水夹点、热夹点以及性质夹点.

通过最佳的新鲜水补充、废水再生、再循环和再利用流程达到清洁水耗量最少,污水排放最少是水夹点技术的目标.“夹点技术应用于废水综合过程可以大大减少新鲜水的用量,这是一种基于热力学分析的过程集成技术.夹点是指传热或传质中的最小推动力处,也就是限制进一步热交换或质交换的热力学瓶颈.”

将水夹点技术应用到一般化工厂、炼油厂和聚合工厂,分别节省新鲜水用量30%、30%和60%,同时还显著地减少了污水排放量.

据了解,大庆石化在采用水夹点技术后,吨氨耗水量由12.2吨水/吨NH3降低到10.5吨水/吨NH3,即吨氨耗水量节省1.7吨水/吨NH3(按2003年1~8月计),节水率约13.9%.2002年氨产量为35.3431万吨/年,照此计算每年该改造部分节水为60.1万吨,若水的按1.2元/吨,则每年节省新水费用约72万元.若考虑治理费用,按大庆污水处理费用为3元/吨计算,则减排节省操作费约为180.3万元/年.两项共计经济效益为252.3万元/年

日常生产中,镇海炼化同样在为节能减排查漏补缺,针对炼化厂的薄弱环节,开展了以节能减排为目标的多项工程.

“镇海炼化厂瓦斯系统仪器仪表配置一直都比较薄弱、检测手段不够完善、不能有效监控瓦斯产耗和瓦斯管网波动的现状.在完善测量网络的基础上,将各监测点和相关点的数据都集成到实时数据库中,建立公用工程计量管理系统,组成全企业公用工程(特别是瓦斯系统)在线检测平台,使生产调度及有关单位的操作人员都实时了解瓦斯系统平衡状况,”工作人工员告诉记者.

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焦化加热炉是炼化厂的中流砥柱,对这一大家伙的“改造”让镇海炼化在节能与安全两方面都尝到了甜头.

“焦化炉的先控子系统于2005年7月正式投用,加热炉专家系统于2005年9月投用.”在工作人员给出的列表中,从运行的结果来看,所设计的F101/3加热炉先进控制系统在提高装置控制水平方面实现了过程操作的平稳性、自控率等,而且改变了原先手动调节氧含量、炉膛负压、分馏塔液位的状况,减轻了操作劳动强度,在一定程度上提高了热效率、降低了能耗.炉出口温度、炉膛负压、氧含量等关键变量在计算机控制下方差减少55%以上,有效地克服了进料温度、进料流量等因素对渣油出口温度的影响.出口温度波动明显减少,温度波动由原来的3℃~4℃减少至1℃~2℃,工作人员说这对焦炭塔的平稳生产、焦炭收率的降低都有很大的帮助.

镇海炼化加热炉专家系统具备了实时工况显示、历史数据查询和报表生成、优化运行分析、炉管内结焦分析、异常工况监测、加热炉的故障库等功能,实现了故障现象与实时数据的关联,及时作出预警,可通过加热炉模型指导加热炉的提降量,而对加热炉出口烟气氧含量进行在线寻优,可离线指导生产.

编后

至此,“2008中国绿色IT行动”之绿色IT应用调查系列报道将告一段落.

自6月23日本报第23期推出本系列报道第一篇《绿色钢铁从能源管理下手》,先后对钢铁、电力、有色、建材和化工行业借助信息技术提升节能减排工作进行了相关调查报道.

在这次系列报道中,我们的记者从北京到福建,从山东到江西,走访了内陆和沿海的将近二十来家企业.我们发现,在这些传统工业的节能减排工作中,信息技术在生产环节中的普及应用,非常有助于推动实现单位GDP能耗水平的降低.通过利用信息技术对各个行业内重点的能源消耗、资源消耗和污染排放联网监测与分析,不但可提高资源、能源利用效率和环保综合效益,而且推动这些高能耗行业淘汰落后的生产设备,提高整体的竞争力.

同时我们也发现,这些高能耗行业在进行节能减排工作中,大都还是存在着“头疼治头、脚疼治脚”的事后处理现象,并没有把节能减排工作上升到一个更高的层级,即“发展循环经济”的高度.而目前在一些发达国家的钢铁、化工、建材等高能耗行业,已经越过了最初强调回收、再生丢弃的废弃物的事后管理,把节能减排的重心转移到了生产全过程,强调亲环境性的事前预防.而且,过去那种单纯以企业应对环境规则的情况已成为不可逾越的贸易壁垒,需要整个行业甚至是整个国家的对策.

循环经济作为一种能够有效地节约能源消耗,将传统的“生产-消费-废弃”转变为“生产-消费-再生”生产体系的一种新的经济发展模式.促进这些高能耗高污染行业进一步快速、健康、持续发展,建设循环型的产业是摆在这些“工业大佬”面前的一项不可逾越的命题.

另一方面,我们还遗憾地发现,信息技术对于帮助这些工业企业节能减排的作用还有待被企业发现和重新审视.我们的记者在走访某一家建材企业时,企业的老总对于IT还能帮助自己节能减排感到十分吃惊,竟然不解地说:“IT不就是财务电算化,员工上上网嘛!还能帮助我们减少污染物排放和降低能耗?”

而同样在另外一家建材生产企业,记者还没有开口,企业的相关人员就从自动化办公节省纸张开始,一直说到MES系统精化管理生产全过程对降低能耗的帮助,甚至最后还侃侃而谈谈企业绿色数据中心规划的措施.

两者差别如此之大,其中原因固然有两者自身规模不同、企业文化不同的原因,但是这也折射出企业间IT应用水平的不同造成了对于信息化促进节能减排认识的不同.

打造绿色产业绝对不是一朝一夕就可以完成的,同样企业的信息化建设也是一项需要持续开展的工作,要将二者结合在一起,那更是一个艰难甚至漫长的过程.

正可谓,“雄关漫道真如铁,而今迈步从头越.”(文/汤铭)