石油化工生产中的环境保护问题及对策
宋鹏飞
河南化昌工程设计有限公司 河南省郑州市
一、化工企业环境风险特征及污染源识别
石油化工行业涉及复杂的化学反应与物质转化过程,其环境风险贯穿于原料储运、生产加工、产品储存及废弃物处理的全生命周期。
物质风险:原油、化学品、中间产物及“三废”中含有大量有毒有害、易燃易爆物质,这些物质若泄漏或不当排放,将对人体健康和生态系统构成直接威胁。
生产设施风险:储罐区、装置区及管道系统是风险集中区域。储罐因压力、腐蚀等易引发泄漏、爆炸;装置设备的设计缺陷或老化可能导致物料泄漏与环境污染;工业管道复杂且长期处于恶劣工况,易发生破裂、穿孔等突发环境事件。
二、石油化工生产对生态环境的具体影响
(一)大气污染
温室气体排放。锅炉、加热炉等设备燃烧化石燃料产生大量二氧化碳 (CO2) ),催化裂化等炼油工艺是碳排放的重要来源,每加工1 吨原油可排放超200 千克 O2∘ 。此外,油田钻探中未完全燃烧的天然气及工艺废气排放的甲烷(CH₄)等强效温室气体加剧全球气候变暖。
常规污染物。燃烧过程释放的二氧化硫 (S02) )、氮氧化物(NOₓ)引发酸雨和光化学烟雾;挥发性有机物(VOCs)在储罐呼吸、装卸及污水处理环节逸散,形成臭氧污染并危害人体呼吸系统。
(二)土壤与地下水污染
土壤破坏。开采、运输及事故泄漏的原油渗入土壤,改变其孔隙结构与理化性质,抑制微生物活性,导致土壤透气性、透水性下降,植物生长受阻,且污染长期残留难以修复。
地下水污染。钻井废水、废弃泥浆、岩屑及废钻井液含有重金属、石油类物质及化学药剂,若处理不当渗入地下,将污染浅层地下水。同时,部分地区因生产用水需求过度开采地下水,导致水源井串层污染,加剧水资源短缺与生态失衡。
(三)水资源污染与浪费
废水排放问题。石化废水成分复杂,含高浓度有机物、硫化物、氨氮及盐类,若未经有效处理直接排放,对地表水、土壤及地下水造成复合污染。传统水处理技术面临脱氮除磷效率低、污泥量大等挑战。
水资源短缺。循环冷却水系统占企业用水总量的50%-90%,但浓缩倍数提升导致腐蚀、结垢问题加剧,需频繁补水与排污,浪费大量水资源。部分地区因过度取用浅层地下水用于生产,加剧区域水危机。
(四)生态系统破坏
植被损害。井场建设、管道铺设及施工活动直接破坏地表植被;洒落地面的原油覆盖植物叶面,阻碍光合作用,导致作物减产、品质劣化,长期影响区域生物多样性。
土壤生态退化。石油烃污染抑制土壤微生物群落,降低有机质含量,影响土壤生态功能恢复,尤其在生态脆弱区修复难度更大。
三、石油化工环境保护对策与技术创新
针对上述环境问题,需从源头预防、过程控制、末端治理及管理保障等多维度构建系统性解决方案,重点结合最新技术进展与政策导向推动产业绿色转型。
(一)清洁生产与源头减排
清洁生产是减少污染产生的核心策略,通过优化工艺、改进技术及加强管理实现资源高效利用与污染源头削减。
逐步引入油田轻烃、乙烷、生物质、绿氢、废塑料及二氧化碳 (C02) 等低碳原料,减少对传统石油资源的依赖。推广分子炼油、数字孪生、人工智能等技术提升生产效率与精细化水平。采用耐腐蚀材料、高效密封技术减少储罐、管道及装置泄漏;实施泄漏检测与修复(LDAR)制度,精准识别并修复挥发性有机物泄漏点;优化循环冷却水系统运行参数,提升浓缩倍数、降低补水率,同时应用高效低磷/无磷阻垢缓蚀剂解决腐蚀结垢与水体富营养化矛盾。
(二)污染物治理技术创新
1.废气治理:高效脱碳与VOCs 管控
针对催化裂化烟气等高浓度 CO₂排放源,推广 CCUS 技术实现碳资源化。采用“源头密闭收集+过程冷凝/吸附回收+末端催化燃烧”组合工艺。活性炭吸附-催化燃烧(RCO)技术对大风量、低浓度废气具有显著优势,通过浓缩富集提升处理效率至 95%以上,能耗较传统焚烧降低 60%。强化硫磺回收装置(SRU)效率减少 SO₂排放;推广选择性催化还原(SCR)、非选择性催化还原(SNCR)技术深度脱除NOₓ,满足最新排放标准要求。
2.废水处理:深度脱氮除磷与资源化
针对高盐、高油石化废水,采用电化学除油、高级氧化等强化预处理;开发专性微生物培养基优化生化系统,构建“清污分流、梯级利用”的水系统,提高循环水回用比例。
3.固体废物管理:减量化、资源化与无害化
优化催化剂配方与再生工艺,延长使用寿命,减少白土、废催化剂等固废产生。推行有机废物耦合处理技术,如将污水处理场油泥、浮渣制成水煤浆用于煤制氢装置供热,实现“三泥”零外委处置。危险废物需严格分类收集,委托有资质单位合规处置;对于无法利用的固废,通过规范填埋场建设防止二次污染。
4.土壤与地下水修复
针对石油烃污染土壤,推广微生物强化修复。对深层污染或敏感区域,采用防渗墙等工程措施防止污染扩散;结合地下水抽提-处理系统去除溶解态污染物,处理达标后回注或回用。
(三)环境管理与风险防控强化
完善的环境管理体系与风险防控机制是确 施有效落实的关键。严格执行修订后的《石油炼制工业污染物排放标准》等国家 逐步完成设施升级改造;推行“谁污染谁治理”原则,加大 覆盖大气、水质、土壤及噪声的立体监测网络,应用飞行时 度与扩散路径;构建环境风险预警模型,对储罐区、装置区等关键部 实 生技术模拟事故情景并制定分级应急响应预案,提升突发环境事件处置能力。
企业需强化环保主体意识,持续加大环保投入,确保治污设施稳定运行;定期开展员工环保培训与宣传活动,提升全员生态保护责任感。同时,推进环境信息公开,鼓励公众、环保组织通过法律途径参与监督,形成社会共治格局。政府通过财政补贴、税收优惠支持企业技术改造与绿色项目建设;探索绿色信贷、碳排放交易等市场化手段引导资源向低碳领域倾斜;推行环保保证金制度,对环境达标企业返还保证金,未达标则处罚直至整改到位,强化企业污染防控主动性。
(四)水资源高效利用与节水管理
针对石化行业水资源消耗与污染问题,需统筹“节水、治污、回用”全链条管理。开展企业水平衡测试,识别高耗水环节并制定节水方案;优先使用地表水替代地下水,减少新鲜水取用量。推广应用循环水智能监控加药系统,实现“监测-反馈-加药”闭环控制,动态调整药剂浓度确保系统长周期稳定运行与高比例污水回用;对于含盐废水,采用蒸发结晶、膜分离等技术实现盐分资源化与净水回用。采用空冷器替代水冷器降低循环水需求;优化蒸汽凝结水回收系统,提高余热余能利用率。
结论
石油化工生产的环境保护问题复杂且紧迫,但其解决之道并非以牺牲发展为代价,而是通过技术创新、管理升级及政策引导实现产业与生态的协同共进。清洁生产、污染物高效治理及资源循环利用是核心路径,而CCUS、智能化管控、生物修复等新兴技术正加速突破传统瓶颈,为行业绿色转型提供有力支撑。
参考文献
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