骷髏下一個紅色叉子―這是高危物品最為醒目與代表性的標志,化工行業就曾被貼上了這樣的印記?!案呶!倍植粌H僅意味著是對個體生命的傷害,更體現了事故發生后對整個人類生存環境的威脅,“毒害”以分子擴散的形式頃刻間可吞噬農田、河流抑或海洋?;ば袠I如何為自己與環境與生命間修建綠色屏障迫在眉睫,而在這其中,IT技術又發揮著不可小覷的作用。
巨大的鋼架凌亂地伸向天空,有如殘臂。瓦礫碎石之間,濃煙四起,這就是廣西宜州8?26爆炸事故的現場。所幸附近的幾十米高的乙炔庫和儲量逾千噸的酒精庫未被引爆,使廠區其余地方得以保存。
三年前, “11?13”爆炸事故以及由此引發的松花江水污染事件震驚全國。之后,化工行業大大小小的安全事件不絕于耳,危險潛伏四周。
當綠色浪潮席卷世界時,作為國民經濟支柱的化工行業也正在努力尋求綠色變身。
“綠色化工”在哪里?
“化工行業的污染有兩部分: 產品本身與事故影響?!敝袊ば畔⒅行母敝魅卫钪幸徽Z道破化工行業的“老大難”。
化工行業本身具有其特殊性,化工產品是在進行化學反應后打破分子結構而形成的非天然物質。既然是非天然,那其中的污染和危害性絕對不可避免。
李中認為,在工藝流程中產生的廢水廢氣也應歸在化學品本身。據國家環境保護部公布的廢氣、廢水污染源國家重點監控企業,其中石油和化工企業分別有482家和803家,占13.4%和25.8%。
記者了解到,石化協會配合國家標準委員會組織制定了合成氨、燒堿、電石、黃磷4個高耗能產品的能耗限額國家標準。從2008年6月起已在氮肥、純堿、燒堿、電石、黃磷等高排放行業淘汰了一大批污染嚴重的企業?!啊P停企業’的強制做法能夠起到殺一儆百的效果。若要長效,最終需要依靠技術的革新,從根源上治療?!崩钪懈嬖V記者,“要節能減排,科技要挑起擔子?!?
而化工行業的安全更多是與生產運行操作,流程控制有關,與產品本身相比、事故是最可消減的?!霸诖鎯?、加工、運輸、生產過程中由于各種事故造成了無意或偶發性的泄漏,以至環境污染?!崩钪姓f,“如果能有有效的預警措施或者監控系統,各種悲劇便不會發生?!?
李中相信解決問題的關鍵是怎么樣把事故減少,“對于事故的分析,通過信息化手段,積累大量的數據庫,從而進行數據資料比對; 通過建模的方法,形成多元數據分析; 建立預警系統,一旦某地方發生變化,將會自動采取措施進行優化,無論 MES或是PCL都是在通過信息化的手段進行優化?!?
除了加強信息系統控制機器是著力點外,人工的操作是另一支點。李中通過電腦向記者演示了化工行業仿真培訓系統(OTS): 在虛擬的工廠內,一氯氣灌出現泄露,工作人員通過鼠標控制,按照程序設置一步步解決突發事故,最后通過電腦評分,這樣寓教于樂的形式在化工企業里相當普遍,大大提高了員工應對突發事件的能力。
挖掘安全通道
不難看出,與其他行業相比,化工行業的節能減排更講究系統性,不能局限在某一個環節上,而是有賴于整個流程中的環環相扣,讓安全與節能相輔相成。在這一工程背后,信息化的身影隨處可見?!半m然現在還是輔助作用,但卻功不可沒?!崩钪姓f。
中國石油化工股份有限公司鎮海煉化分公司(以下簡稱“鎮海煉化”)是中國石化旗下的骨干企業。目前,鎮海煉化擁有2000萬噸/年原油綜合加工能力、60萬噸/年尿素、100萬噸/年芳烴、20萬噸/年聚丙烯生產能力,4500萬噸/年吞吐能力的深水海運碼頭,以及超過280萬立方米的儲存能力,是中國最大的原油加工基地、進口原油加工基地、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。國際著名的所羅門咨詢公司績效評估報告顯示,鎮海煉化競爭能力居亞太地區72個煉廠第一組群。據美國《油氣雜志》統計,鎮海煉化2007年煉油能力居世界煉廠第18位。
鎮海煉化有一套強大而完備的“一二三”信息化構架―一個數據平臺: 實時數據庫; 兩個網絡: 過程控制網和管理信息網; 三個層次: 生產操作控制層(PCS)、生產運行管理層(MES)、生產經營管理層(ERP)。
鎮海煉化的MES系統包括了生產計劃優化軟件(PIMS和PPIMS)、生產調度管理系統(ORION)、實驗室信息管理系統(LIMS)、煉廠罐區管理系統、油品移動管理系統(ATOMS)、MIS生產信息管理系統、應用數據調理軟件(ADVISOR)。
除此之外,工作人員告訴記者,鎮海煉化正在籌建設備管理系統二期、ASPEN ONE、設計量管理系統、瓦斯平衡和調度優化等信息化項目。
據了解,原油品種繁多、處理量大(鎮海煉化實際加工時量達到1950萬噸/年)、后處理流程長是鎮海煉化長久的困擾。實際處理的原油性質變化,對整個煉廠的穩定、優化生產影響很大。相關工作人員介紹,正是基于這一問題,通過原油管道調和優化的ASPEN ONE項目正在積極建設中,計劃將從碼頭直接輸送原油到常減壓裝置,使裝置生產平穩,減少事故發生。未來,另外的ASPEN OM將會成為鎮海煉化的主要信息系統,生產、經營、管理通過一個平臺集中展示,挖掘信息以達到效益最大化。
隨著油價高漲,各階層對環境日益重視,加油站油氣回收技術已經受到廣泛重視。加油站的油氣泄漏主要出現在卸油過程、加油過程和其他情況下,例如溫度變化產生的地下油罐呼吸或濺油、汽油工藝系統泄漏。油氣回收系統的作用是將加油站在卸油、儲油和加油過程中產生的油氣,通過密閉收集、儲存和送入油罐汽車的罐內,運送到儲油庫集中回收變成汽油。
中國石油銷售分公司成都104油庫為保障油庫安全,在油氣回收裝置上頻頻出招。104油庫采用小鶴管進行鐵路、公路裝卸成品油作業,在進行鐵路、公路裝卸工作時,槽車管內原有油氣及裝車過程中的油氣極易揮發,不僅造成環境污染同時存在巨大的安全隱患。因此在油氣回收裝置上,104油庫決定以PLC控制器作為系統監測。通過計算機對現場控制設備的運行狀態、運行參數自動控制,并根據狀態及參數實現裝置的自動啟停和運行監測,實現多種連鎖保護,保證系統安全運行。
抓住節能關鍵
其實,對于“綠色化工”來說,廢水廢氣的處理是任何一個化工企業都不可避免的問題,治理的成敗在于是否抓住節能減排的關鍵。
據李中介紹,過去化工行業產生的廢水、廢氣、廢物三種污染物,要經過三次回收,而每一次回收都用新鮮水,造成巨大的浪費。
近年來,化工行業廣泛采用夾點技術破解“廢水廢氣”的難題。據李中介紹,自1994年“廢水最小化”理論出現,提出了直接計算最小新鮮水用量的目標值方法后,夾點技術日趨成熟并在20世紀末風靡制造業。
以夾點技術為核心建立的質量交換網絡通過數學建模與計算機控制,發展到氫夾點、水夾點、熱夾點以及性質夾點。
通過最佳的新鮮水補充、廢水再生、再循環和再利用流程達到清潔水耗量最少,污水排放最少是水夾點技術的目標?!皧A點技術應用于廢水綜合過程可以大大減少新鮮水的用量,這是一種基于熱力學分析的過程集成技術。夾點是指傳熱或傳質中的最小推動力處,也就是限制進一步熱交換或質交換的熱力學瓶頸?!?
將水夾點技術應用到一般化工廠、煉油廠和聚合工廠,分別節省新鮮水用量30%、30%和60%,同時還顯著地減少了污水排放量。
據了解,大慶石化在采用水夾點技術后,噸氨耗水量由12.2噸水/噸NH3降低到10.5噸水/噸NH3,即噸氨耗水量節省1.7 噸水/噸NH3(按2003年1~8月計),節水率約13.9%。2002年氨產量為35.3431萬噸/年,照此計算每年該改造部分節水為60.1萬噸; 若水的價格按1.2元/噸,則每年節省新水費用約72萬元。若考慮治理費用,按大慶污水處理費用為3元/噸計算,則減排節省操作費約為180.3萬元/年。兩項共計經濟效益為 252.3萬元/年