石油化工园区环境保护论文

2022-04-25

摘要:博兴县化工园区从2016年4月开始[1],依托京博集团,争取到了化工园区有毒有害气体环境风险预警体系试点建设项目,在缺少国家层面相关技术规范及导则的情况下进行了研究和探索。下面是小编精心推荐的《石油化工园区环境保护论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!

石油化工园区环境保护论文 篇1:

上海化工区环境风险管理回顾及心思考

摘要:上海化学工业区是世界级的以石油化工产业为主的专业开发区,经过20年的发展,已逐步形成园区规划、规划环评、环境建设体系、三级应急响应体系、监控及监管体系六个层面的全面的园区环境风险防控体系。但园区环境风险管理目前也面临问题及挑战,如在规划上要统筹园区的风险评价和防控;从园区角度建立各类风险防范措施并建立统一的应急响应平台;化工企业须按升级转型及严控各类风险的要求入园。化工园区的环境风险防范是一项系统工程,既要科学规划和评价,又要合理防控,才能将环境风险降到最小。关键词:环境风险管理;防范体系;规划环评;监控及监管体系

DOI:10.14068/j.ceia.2017.01.002

上海化学工业区(以下简称上海化工区)是一个世界级的以石油化工产业为主的专业开发区。在20年的深度工业化进程中,由于普遍存在高温、高压生产工艺,而且原辅材料多具有易燃、易爆、有毒、有害、异味的特性,上海化工区对于泄漏、火灾、爆炸等环境风险事故的防范任务一直很重。

企业环境风险防范体系主要包含防范措施及应急预案。化工园区的环境风险防范体系比单个建设项目的风险防范体系要复杂得多,既不是对单个建设项目简单叠加,也不能脱离建设项目,需要站在整个园区的角度来考虑体系建设。目前国家尚未出台相关指南,国内各大化工园区虽进行了有意义的尝试,但总体上我国化工园区的环境风险防范体系建设还处于摸索阶段,缺乏系统性,缺少有效的应急预案和决策支持系统的支持。上海化工区经过多年探索,从园区规划、规划环评、环境建设体系、三级应急响应体系、完善的监控及监管体系六个层面来防范园区环境风险。本文拟对上海化工区的环境风险防范体系作详细介绍,以期为类似的化工园区环境风险防范体系的建设提供借鉴。

1上海化工区概况

上海化工区位于上海市西南端,杭州湾北岸,上海金山区和奉贤区交界地区,距市中心50 km。1996年启动开发建设,规划面积29.4 km2,是以石油化工产业为主的专业开发区。经过20年的发展,初步形成了以乙烯为龙头的循环经济产业链,以化工新材料为主导的特色产业集群,是全国首家化工类生态工业园区。上海化工区周边区域以农村住宅及乡镇为主,人口分布相对密集的区域主要为化工区北侧的金山区漕泾镇、奉贤区柘林镇,东侧的奉贤区海湾大学园区和碧海金沙旅游景点,西侧的金山区山阳镇及城市沙滩旅游景点。

2化工区环境风险防范体系

2.1合理规划功能分区及产业布局

化工区的布局体现在两方面:一是化工区与周边社会关注区之间的布局;二是化工区内部的布局。从环境保护及环境安全的角度,两者均是从减少对周边环境污染和减缓环境危害出发,通过调整和优化布局,实现工业和城镇的协调发展。

从区外布局来看,鉴于上海化工区与周边城镇距离较近的现状,布局规划重点为建立化工区为化工主体区,金山分区及奉贤分区为主体区配套的环境风险较小的扩大循环经济链的化工产业过渡区。过渡区是一个降低环境风险的缓冲区。同时,在主要化工生产区外设置1 km的限制带、2 km的控制带和3 km的防范带。

从区内布局来看,以往的规划根据工业污染程度进行布局。但上海化工区引入的化工及石化工业在工艺、设备、自控技术方面均为世界领先,在正常情况下,生产装置的排污均有严格的控制措施,排污量均较以往的石化工业有大幅减小。因而上海化工区的区内功能分区是按照“灾害风险分级”划分,即按照不同性质的生产装置其潜在的危险程度不同而分为三级,如表1所示。危险特征既考虑危险物质的危险性及数量,也考虑生产工艺及设备的危险性。这一风险分级方式与贾倩等提出的“石油化工突发环境风险评价指标体系”有相似之处,也是优先考虑危险物质、数量、理化特性、生产工艺及设备的危险性等对石化企业的环境风险进行评价。

由于上海化工区南侧为杭州湾,居民区均分布在西北和东北侧,因此其产业布局是在南区布置三级重化工装置,发展石油化工;北区布置环境风险相对较小的一、二级化工装置,发展基本有机原料、合成材料、精细化工等化工项目;西区则为炼油及乙烯项目用地,如图1所示。

上海化工区在制定发展规划中,充分重视对周边地区环境污染及危害的控制。在接近城市用地的北区地块,布置对居住和生活污染干扰小、风险低的生产装置,而将可能发生“灾害风险”的三级石化装置布置在远离城市的海边,由此在战略布局中体现以人为本、环境友好的可持续发展思想。

2.2提出项目准入及环境风险控制要求

自2002年上海化工区总体发展规划批准以来,在建设过程中不断进行调整修编。相应地,规划环评特别是对化工区风险控制的要求也在不断调整。

在20世纪初,规划环评中进行的环境风险评价仍然属于初步摸索阶段,很多时候还难以摆脱建设项目环境风险评价的框架束缚,规划环评的重点还放在替化工区内的各大企业进行项目环境风险评估。但2002年的规划环评对于上海化工区的环境风险防范做了有意义的尝试,对危险源布局、装置及设施的监控、缓冲带建立、应急监测及联合防范体系提出了原则性的要求。

至2008年,随着南区项目的逐步建成以及西区引入炼化一体化项目的需求,园区规划作出调整,规划环评也同步调整,在2002年的基础上首先在风险控制上提出项目准入要求。此外,在2002年规划环评定性要求的基础上对危险源布局、缓冲带建立、应急监测及联合防范体系上提出了更多的定量要求。如明确北区不宜设置5000 m3以上的危險物质大型储罐,需要设立3 km的环境风险缓冲区等等。

在经历了7年北区开发及南区完善后,2013年上海化工区再次调整规划。修编后的规划新增重大危险源将主要集中在西区、北区,离西侧、北侧敏感点更近。结合7年来园区在发展中面临的挑战,规划环评在布局上对北区提出了更为严格的要求,如北区最北面的几个地块,严控有毒有害物质和恶臭物质使用。对比2008年规划环评对区内区外布局的重视,2013年的规划环评更重视风险控制措施,提出了更为全面具体的要求,如提出建设环境自动监测网络;应急预案中对3 km风险缓冲区内的居民按距离的远近提出不同的联动响应时间及安全撤离的时间。表2对各个阶段规划环评提出的主要风险控制要求进行了总结。

2.3形成装置—厂界—园区三级防范体系

上海化工区毗邻杭州湾,因而除码头外,如何避免区内企业的事故废水污染杭州湾是区域地面水及海洋风险防范的重点。园区内设置了三级防范体系:

一级防控措施:通过生产装置区、装卸区等可能造成污染的区域建设隔堤或收集井;储罐区设置围堰;全厂设置事故池;雨水总排口前设置截止阀等措施将企业的事故废水截留在厂内。

二级防控措施:当发生特大事故,企业事故应急池无法容纳所有事故废水时,事故废水将通过企业的有机废水管网,直接排入化工区内的中法水务污水厂的事故池。中法水务公司为区内所有企业提供生活及工业废水的处理服务,建有4个总容量为25 000 m3的公用应急事故缓冲池,用于暂存用户的应急事故废水。

三级防控措施:化工区内有全长24.5 km、可容纳100万m3废水的封闭式人工河道。与区外河道连接的闸门平时处于关闭状态,一旦园区内企业发生特别重大事故,企业及中法水务污水厂的事故池均无法满足事故废水储存需求时,可暂时利用园区人工河道储存,以确保不对外界环境造成影响。

上海化工区利用企业内部及园区层面所采取的三级事故废水防控体系有效截留、收集事故废水,避免事故废水可能对杭州湾造成影响。

在废气管控上,首先各企业对有组织排放源加装处理装置,对废气排放量较大的有组织排放源安装自动监测仪,与化工区和市环保局的监控系统相连接。同时,化工区计划在2016年年底对所有涉及挥发性有机物(VOCs)的企业开展排污治理,其中包括泄漏检测及修复(LDAR),以帮助企业及时发现泄漏风险。

此外,使用易燃易爆或有毒物质的化工企业在装置区和厂界均要求安装有毒有害气体及可燃气体报警仪,化工区管理部门还在区内建设环境空气自动监测站和特征污染物传感器,在园区边界设置监测点,基本实现对化工区主要污染物的实时监控。一旦有泄漏,可及時通过监测数据了解情况。

2.4建立三级联动的应急响应体系

上海化工区设有专门的应急组织机构,应急处置工作由应急响应中心、公安分局、消防队、医疗中心、环保办、安监处、防汛、物业等部门协同分担。一旦企业发生环境污染事件,企业立即实行自救,采取一切措施控制事态发展,及时向化工区报告。当发生较大事故时,则需要启动化工区级别的应急预案,并且企业、化工区以及上海市应急联动中心之间进行“三级联动”。化工区已经建立的“区内企业—化工区应急响应中心—上海市应急联动中心”三级联动应急响应体系如图2所示。

2.5建立完善的监控体系

化工区环境监测体系由5部分组成:(1)环境在线监测,园区现有5个在线监测站并配备一辆移动式监测车,对O3、CO、SO2、H2S、CS、NO、NOx、NO2、NH3、P10、C12、HCl及VOCs等常规污染物及主要特征污染物进行实时监控;(2)企业在线监测,对企业排气筒、无机废水口、雨水口设置在线监测;(3)委托监测,对化工区内水、气、声、土壤、海水及重点污染源进行定期监测;(4)执法监测,对区内企业进行监督性监测;(5)信访监测,对应急事件进行专项监测。通过以上的环境监测体系,以实现对于化工区大气常规污染物及特征污染物的全面实时监测及应急监测。

2.6构建综合监管系统

化工区还建立了环境风险管理平台,平台软件基于地理信息系统(GIS)开发,运用环境风险事故后果预测模型进行模拟分析、灾害评价,为化工区提供风险管理的辅助决策。还通过建立污染源在线监测及区域环境在线监测系统,在监管平台上实时监测,并对接收的数据进行数理统计及分析。发现污染物超标将在平台上实时响应,管理部门根据监测结果决定启动相关应急预案。

3存在问题及改善建议

尽管上海化工区经过多年努力与实践已建立了比较完善的环境风险管理体系,但仍然面临不少挑战,主要涉及雨水系统的控制、预警时效性及污染溯源、周边联动和海域污染防范等问题。

(1)雨水系统控制仍不完善。由于企业雨水总排口在线监测尚未实现全覆盖,而且有些企业对水质的日常监管机制也不够健全,当突发环境污染事件时,污染物进人雨水系统后再进入园区内部封闭式河道,进而导致河道遭受污染的现象仍未完全杜绝。

对此,化工区通过在企业进行改扩建时提出雨水总排口安装在线监测设备的要求,并与园区监察支队共同对区内企业逐一开展检查,督促企业尽早安装雨水总排口在线监测设备。

(2)预警时效性及污染溯源有待提高。虽然化工区已建立环境风险管理平台,通过污染源在线监测及区域环境在线监测系统可在监管平台上实时监测,但在环境污染发生时,由于大气扩散需要时间以及监测结果时间上的滞后性,预警不够及时,难以在最短时间内提供可靠的预警信息。往往是已接到企业污染事件的报告,但监管平台还未显示预警。此外,化工区现仅建有五个在线监测站及一辆移动式监测车,对近30 km2的区域进行监控仍有不少盲点。因而对突发大气污染难以在短时间内明确污染物的具体来源,溯源有效性不足。

对此,2015年起化工区对企业开展环境风险评估及应急预案备案时,对企业出现环境污染事故的报告制度提出要求。要求企业及时向管理部门报告环境事故,以便于调配移动式监测车及外部监测力量对发生事故地点及早开展监控。

(3)周边联动难以实施。化工区所在的金山区及奉贤区对化工区周边区域的发展难以形成有效控制,周边社区人口规模仍有扩大的趋势。由于近年来民众环境意识的提高及对化工项目的敏感,对于环境事故下涉及周边民众大规模疏散转移的应急联动,虽然化工区已制订疏散方案,但既不便对此方案进行检验,也不便对群众就突发环境事故时如何疏散进行宣传,环境应急联动仍存在困难。

(4)涉及海域的环境风险防范较薄弱。目前,化工区对于内陆域的风险防范体系比较完善。但化工区南侧还建有多个化学品装卸码头,对风险防范仅有隔油措施,船只压舱、洗舱水的监管缺失,码头管道泄漏缺少保护性措施。化工区拟对此进行专项研究,并逐步建设并完善海域污染防范体系。

4化工区环境风险管理经验总结

上海化工区历经20年的开发建设,虽然出现过一些环境事故,但在对事故的应急处理中,也逐步完善了化工区的环境风险防范体系,主要从园区规划、规划环评、环境建设体系、三级应急响应体系及完善的监控和监管体系这六个层次来防范园区风险。

此外,加强化工区的环境风险管理应注重以下几个方面的内容:一是在规划上要统筹园区的风险评价和防控,不能按项目风险评价导则将项目的风险简单叠加;二是要从园区的角度建立各类风险防范措施,并和园区的安全、健康等措施实施联防联控;三是要建立统一的应急响应平台;四是在当前各类化工企业要求进入园区的背景下,不能简单地进行搬迁,必须按照升级转型的要求并坚持园区规划,严控各类风险平移到化工园区。

园区的环境风险管理与单个企业的风险管理既有共性也有很大的不同。园区的风险管理内容上呈现复杂性及多样性;管理机构相对松散、分散;效率较低、反应较慢且对区内企业的生产和工艺不熟等。

根据多年实践,上海化工区在环境风险管理方面开展了一些具有针对性的工作。首先,在引进项目时按照上述风险管理要求确定选址,实行风险一票否决制;其次,将每个企业的环境风险控制纳入园区的风险统一管理中,如废水的三级防控、废气的厂界监控和在线监控以及应急预案备案等各个环节均在园区的风险管理体系之内;再次,园区通过专门的环保机构(环保办)、应急机构(应急办)和指挥协调机构(应急响应中心)组织、指挥、协调、调度各类环境风险的防控,包括废水收集、空气污染预警、道路管控、人员撤离、应急物资调度、信息发布等;最后,园区通过应急响应平台每年组织1~2次区内企业联动综合应急演练和环境事故专项演练,不断完善和提高园区环境风险防控能力。化工区的环境风险防范是一项系统工程,既要科学规划和评价,又要合理防控,才能将风险降低到最小水平。

作者:朱斌

石油化工园区环境保护论文 篇2:

构建化工园区大气环境安全风险监控预警体系能力建设的研究和探索

摘要:博兴县化工园区从2016年4月开始[1],依托京博集团,争取到了化工园区有毒有害气体环境风险预警体系试点建设项目,在缺少国家层面相关技术规范及导则的情况下进行了研究和探索。通过构建“四位一体”自动监测网络,建设“一张图”预警管理平台,建立全天候运行监控指挥中心,实现了“实时监控、预防预警、应急响应、辅助决策、指挥调度”等功能,从而达到环境安全“第一时间发现、第一时间预警、第一时间响应”的总体要求。

关键词:预警体系;应急响应;实时监控;指挥调度

DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.10.145

Key words:Early warning system;Emergency response;Real-time monitoring;Command and dispatch

博興县化工园区企业较多,污染物种类复杂,且园区与环境敏感点距离较近,一旦发生突发性事件对环境造成污染,将直接威胁园区周边居民日常生活,极易造成严重的社会影响。园区安全环保监管力量薄弱,缺少配套的基础设施,缺少有效动态监管。考虑到园区的企业类型、产业布局发展阶段和自然条件不同,因此,需要建立差异化的监测监控和预警体系〔2〕,加强博兴县化工园区大气环境安全风险监控预警能力建设,有效防范园区环境风险和妥善处置突发性环境事件,最大程度减少突发性环境事件对园区及周边人民群众健康和生态环境的损害。博兴县化工园区在缺少技术规范及相关导则的情况下,对大气环境安全风险监控预警体系建设进行了积极的研究和探索。

1 博兴县化工园区基本情况

博兴县化工业园区位于博兴经济开发区东北部,面积8.76km2,规划用地面积为14.27km2。产业发展定位为特色高端化工园区、区域化工转型发展平台,是山东省政府第三批认定公布的综合性化工园区。园区拥有化工企业41家。园区主导产业主要以京博集团为主,产业结构涵盖石油化工、精细化工、农药化工、化工新材料等九大类。化工园区是以石油化工等产业结构为核心,具有企业生产原料互供、加工体系匹配、完善的物流体系、产业联系密切、资源整合利用等特点,是特定区域内的化工产业聚集地。在此环境下化工园区的环境风险因素逐渐增多,对生态环境以及人民群众的生命财产安全存在巨大的威胁性〔3〕。

2 建设历程

根据2013年全国环境应急管理工作会议精神,环保部2013年在全国化工园区开展针对有毒有害气体环境风险预警体系试点项目建设工作。为此,博兴县化工园区从2016年4月开始,依托京博集团,争取到了化工园区有毒有害气体环境风险预警体系试点建设项目,在缺少国家相关技术规范、导则的情况下进行了尝试和探索。

2.1 监控范围识别

依据环境影响评价技术导则-大气环境(HJ2.2)以及建设项目环境风险评价技术导则(HJ/T169),确定大气环境安全风险监控预警系统范围应覆盖整个园区及周边敏感目标一般为化工园区及环评报告中环境风险影响范围。

2.2 预警监控因子的筛选

根据化工园区各企业原料及产品生产实际情况,结合环境风险指数,本着“普遍代表性、极度威胁性、自动监测性、技术规范性”筛选原则,通过全面细致筛选,目前的技术手段可以实现自动监测、有相对成熟的技术标准和疏散安全距离的风险物质,确定了本体系建设重点管控的典型有毒有害气体风险预警监测因子:氯气、氨气、氯化氢、硫化氢、苯系物,非甲烷总烃。

2.3 技术路线

博兴县化工园区有毒有害气体环境风险预警体系建设项目按照园区综合管控的总体要求,立足园区实际,采用固定式、点源式监测设备、视频、长光程光学类设备、移动式应急监测设备等先进仪器装备相融合的组网方式建设园区“点、线、面、域”自动监测网络,并将监测网络数据实时回传到应急监控指挥中心平台,平台融合虚拟现实、大数据分析、移动互联网、物联网技术为代表的新一代信息技术,实现“实时监控、预防预警、应急响应、辅助决策、指挥调度”等功能。

2.4 构建“四位一体”自动监测网络

采用固定式、点源式监测设备、视频、长光程光学类设备、移动式应急监测设备等先进仪器装备相融合的组网方式建设园区“点、线、面、域”相融合的智能化自动监测网络,按照紧紧围绕环境安全预警应急体系的主线,通过对自动监测网络的合理布设,研究化工园区有毒有害气体产生、迁徙路径、扩散规律及时空分布特点。日常状态下,通过“全覆盖、全天候、全过程”的实时监测,明晰园区污染物迁徙路径及溯源管控,确保重大风险源的可知、可控;突发事件下,为园区快速、准确应急处置、指挥调度提供科学依据。

2.5 建设“一张图”预警管理平台

由指挥中心承载整个系统的运转,通过园区统一的环境风险预警平台实现自动化、网络化、智能化监控,设立“异常、注意、警告、高报”报警制度,值班人员24h值守,一旦发现紧急情况,及时发布并启动应急预案,有效发挥体系在园区风险管控中的作用,提高应急处置和突发环境事件应变能力。结合化工园区建设现状,融合园区内现有资源,实现点、线、面、域三位一体的环境安全风险防控预警应急管理体系。

3 取得成效

有毒有害风险预警体系建成后,通过对各类隐患智能化、数据化管控,园区环境质量逐年改善,安全生产水平实现显著提升。

3.1 源头说得清

体系运行至今,先后出现数据异常报警37次,溯源成功率达100%。

3.2 风险控得住

平台先后预警环境风险59次,累计消除安全隐患33次,周边群众因异味信访问题频次呈明显下降趋势。

3.3 应急响应快

环境隐患发现后,应急响应时间由原来的3-5min缩短至1min内,一般突发事件处置时间控制在了10min以内。园区空气质量持续改善,未发生一般及以上环境安全突发事件,为化工园区企业加快新旧动能转换提供了坚实保障。

3.4 集中整合政府、部门和现有企业各类资源进行投入建设

博兴县化工园区以建设绿色智慧园区为目标,整合政府、部门和现有企业各类资源,累计投入各类资金5 000万元,历时16个月完成有毒有害气体环境风险预警体系建设,并于2018年6月通过山东省生态环境厅验收。

3.5 为其他化工园区及化工监控点企业提供了模式和思路

在目前缺少国家层面技术规范及导则的情况下,博兴县化工园区环境安全风险预警体系建设为相关园区及企业提供了借鉴和参考。

3.6 为博兴县化工园区及周边敏感区域提供了安全保障

通过加强博兴县化工园区大气环境安全风险监控预警能力建设,不仅为化工园区环境保护、节能减排、安全生产保驾护航,也为维护园区可持续发展奠定了坚实基础。

4 存在的问题

4.1 博兴县化工园区环境安全风险预警体系建设内容不完整

博兴县化工园区面积8.76km2,预警体系覆盖面积为6km2,主要以京博集团下属公司为主,其他已建成的部分化工企业尚未纳入预警体系建设。

4.2 化工园区预警阈值设置缺少标准支持

目前针对化工园区的阈值设置国内还未有相关标准体系,一般是参考国内外标准、行業标准、国家和地方污染物排放标准进行设置。

4.3 应急预警平台建设的需要进一步完善

需要对接环保、安监等相关部门的监控平台,将预警平台功能进行拓展,打造综合性管控预警平台。

5 对策及建议

(1)根据化工园区产业功能定位,同步对大气环境安全风险监控预警体系建设进行规划设计。有毒有害气体监控预警体系建设应当按照“一次规划,分步实施”的策略开展,通过分步建设,建成动态监控、层次分明的数字化园区有毒有害气体监控预警体系〔3〕。(2)国家及地方需颁布相关标准体系,对化工园区阈值设置提供技术支持。(3)应急预警平台建设需要进一步完善系统功能。进一步完善预警平台系统功能,与园区监控平台联动,将预警平台打造成集环保、安全、消防、应急监控、信息发布等功能于一体的管控平台,为做好化工园区环境安全风险防控管打下坚实的基础。

6 结束语

根据国务院办公厅以国办发〔2015〕56号印发《生态环境监测网络建设方案》,主要目标是:到2020年,提升生态环境风险监测评估与预警能力,提高环境风险防控和突发事件应急监测能力。因此,化工园区大气环境安全风险监控预警体系建设需要不断地完善和创新,实现化工园区的可持续发展。

参考文献

[1]唐艳.构建化工园区环境风险防控体系[N].中国环境报,2013-5-16(2).

[2]魏进,袁思雨,李冰,等.化工园区有毒有害气体预警体系建设研究[J].污染防治技术,2017,30(4):93.

[3]洪伟.化工园区环境风险防控体系研究[J].化工设计通讯,2017,43(9):190.

[4]魏进,袁思雨,李冰,等.化工园区有毒有害气体预警体系建设研究[J].污染防治技术,2017,30(4):94.

收稿日期:2020-08-11

作者简介:梁德亮(1971-),男,汉族,本科,高级工程师,研究方向为环保工程。

通讯作者:张冠军(1986-),男,汉族,在职硕士,工程师,研究方向为环保工程。

作者:梁德亮 张冠军

石油化工园区环境保护论文 篇3:

化工园区循环经济建设模式与启示

[摘要]石化工业具有的规模化、一体化、集聚化特征,以园区为运作载体具有良好的资源效益和环境效益,研究在化工区中推进循环经济具有技术可行性、经济合理性和现实紧迫性。本文梳理并归纳了化工区的三大发展模式:核心企业模式、复合共生模式和联合生产模式,通过总结国外先进化工区的建设特点,为我国化工区推进循环经济提供有益的启示。

[关键词]化工园区;循环经济;建设模式

※基金项目:教育部人文社会科学项目《企业群落推进循环经济的效果度量及模式研究》(06JA630037)、国家社会科学基金项目《长三角三大城市的化工区开展循环经济试点问题研究》(06BJY034)、国家社会科学基金重点项目 《建设资源节约型和环境友好型社会的理论与政策研究》(06&ZD024)、2007年《新世纪优秀人才支持计划》项目资助。

石化工业最显著的特点之一是对整个产业体系具有强大辐射能力和广泛产业关联。一个百万吨级乙烯项目投产,可带动下游1000多亿元产业投资。因此许多国家都借助于发展石化产业来实现对整个经济的带动作用。如中东化工区借助着丰富和廉价的油气资源正在慢慢崛起;墨西哥沿岸化工区所具有的竞争力已经成为带动周边地区快速发展的主要力量;欧洲一体化炼化基地使其竞争特点分外鲜明;亚洲化工区近几年成为世界化工区中的一支新秀[1]。

石化工业的规模效益十分显著。据统计[2],年产100万吨的乙烯装置与50万吨的相比,吨成本可降低约25%;150万吨的装置又比100万吨的可降低吨成本约15%。同时,由于石化产业链的各环节对公用工程、环境保护等方面的专业化和规模化要求非常高,因此通过公用工程所提供的装置实现互连、互通来满足产业链的互供,具有十分显著的共享资源效应和规模经济效益。如上海化工区的赛科90万t/a乙烯项目,由于共享一体化的公用工程,项目总投资比国内同等规模的其他乙烯项目减少投资约30%~50%。这就形成了石化产业十分显著的集聚式特征。

除此之外,石化工业的环境污染状况还和规模化、一体化、集聚化程度密切相关。大规模并高度一体化的化工产业集群,能从环境保护、环境预警、环境管理等多方面建立有效的管理制度和高水平的专业化硬件设施,不仅可以获得巨大的经济效益,并且改善环境质量和安全状况还能产生巨大的生态和社会效益。对我国石化行业的“三废”排放占全部工业行业最大比重的现状而言,推动石化工业规模化、一体化发展,能够在很大程度上解决全国的污染问题。化工的“三废”问题既是发展循环经济的最大障碍,也是发展循环经济最大的动力。

可见,集中规模化发展已成为当今世界石化工业发展的主流趋势,化工区就成为化工产业发展的主要载体。但对我国而言,化工产业的分散运作仍大量存在。即使园区化运作,也存在单体规模和集聚规模都不足以满足规模经济要求。即使满足规模效益要求,也存在产业链不完整、一体化程度不高的低集聚效益。即使集聚效益良好,也存在对化学品的环境管理不足。据统计,目前我国已建化工区近600个,在建的还有60多个。因此,借鉴世界上先进化工区的成功经验,对于提高我国石化工业总体资源效率和环境效益,具有十分重要的意义。

一、化工区的建设模式

由于化工行业的特点是产品链长,关联度高,上道工序的产品常常是下道工序的原料,生产装置可以通过管道链接[3]。化工园区的建设不仅可节省原料运输费用,而且相互关联的化工装置集聚在一起,有利于生产控制、安全操作,有利于“三废”的集中治理。将对国内外化工园区的发展模式进行归类,梳理出化工园区推进循环经济的三种模式。

1. 核心企业模式

化工区中存在一家或几家大型龙头企业,许多中小型企业分别以龙头企业为核心,以其产品为投入而延伸产品链,或者利用其副产品为原料进行生产运营,从而形成一种相互关联的工业共生网络。这类依托核心企业虹吸效应的扩张模式又可分为:

(1)单核心企业模式。当化工区中只存在单一核心企业时,围绕该核心企业所建立的工业共生网络称为单核心企业模式,如图1所示。一般情况下,单一核心企业对生产资源的需求量或为吸附企业提供的副产品供应量基本上是丰富而稳定的,主要适用于在原有企业的基础上,以特色产品为辐射进行扩张而成的园区[4]。我国化工区发展循环经济走核心企业模式的典型代表是上海焦化有限公司、山东鲁北企业集团和齐鲁化学工业园区等。

(2)多核心企业模式。当化工区中存在两家或更多的核心企业时,由此而建立的共生网络称为多核心企业模式,如图2所示。

这种模式的出现大大降低了化工区内因某一环节中断而导致园区整个网络全部瘫痪的风险[5]。在很多情况下,各核心企业之间也会通过化工物料或副产品的交换建立简单的工业共生关系,但它们与其它中小型企业的业务关系广泛,合作企业非常多,因此核心企业之间并不一定存在非常强的依赖性。我国化工区发展循环经济走多核心企业模式的典型代表是四川泸州“西部化工城”,这类园区共分为4个园区,借助丰富的煤、硫铁矿、天然气等资源和已具备的化工产业优势,向煤化工、天然气化工、精细化工、油脂化工基地等方向发展[6]。

2.复合共生模式

化工区内各个结点企业处于上下游或寄生关系形成网络组织,结点企业自我结合与调节以维持整个共生组织的运行。参与复合共生网络的中小型企业,组织结构相对灵活,依靠市场机制自发调节组织关系,实现网络的运作。根据结点企业彼此不同的共生关系可分为:

(1)串联共生结构模型。各个结点企业之间是上下游串联的关系,通过相邻企业之间的废弃物或副产品交换形成的共生关系,如图3所示。

(2)并联共生结构模型。某几个结点企业组成的小区域网络存在着副产品交换的共生关系,而这个小区域网络与其他结点企业又存在着副产品或废弃物的交换关系,如图4所示。

(3)混合共生结构模型。在串联共生结构模型的基础上某几个结点企业又与串联共生企业形成的网络存在并联复合关系。

我国化工区发展循环经济走复合共生模式的典型代表是天津经济技术开发区化学工业园区、沧州临港化学工业园区和浙江衢州沈家生态工业园区等[5]。这类园区一般是以老企业雄厚的产业基础又在园区内将建或已建大型上游石化生产装置,同时结合城市发展规划,将原来分散在城区的化工企业,集中搬迁而建设的化学工业园区。

3. 联合生产模式

核心企业模式和复合共生模式是化工区内企业形成组织的两种极端形式,前者过于依赖于某一企业,具有非常强的专一性,而后者过于松散,很难形成主体化工生态产业链。在实践中开始出现由多家大型企业及其吸附企业通过各种业务关系而形成的多级嵌套复杂网络的联合生产运行模式,如图5所示。

大型企业之间通过副产品、信息、资金和人才等资源的交流建立共生关系,形成主体网络;各自又吸附大量的中小型企业形成子网络;而围绕各大型企业的那些中小型企业之间也存在业务关系,所有参与共生的企业通过各级网络交织在了一起,既有各大型企业之间的平等型复合共生,又有中小型企业的依托型共生,还有各子网络之间的相互渗透,从而形成一个错综复杂的网络综合体[4]。

这类化工区一般规模大,以世界级规模的炼油乙烯装置为龙头,以产品树链为纽带进行相互衔接,建设一体化的公用工程,实现水、电、热和气的集中供应,采用开放式的管理模式运作。这类一体化发展模式有利于实现资源的优化配置,建立上中下游的产品延伸加工,形成关联紧密的产业集群。典型的国外代表是美国休斯顿化工区,我国化工区的典型代表是上海化学工业园区和南京化学工业园区等,循环的有机链推动能源消耗产业向资源集约、绿色环保目标转型。

通过以上分析,三种化工区运行模式比较分析如下表1所示:

二、化工区的建设特点

国外在重化工建设中,多数以建设集中化工区作为土地集约化、资源共享、有效安全管理的手段,表现在如下7个方面:

(1)园区建设的大规模化。一体化的建设模式导致园区的规模化。目前世界上的大化工区如荷兰鹿特丹工业园集聚了几乎世界所有知名化工公司的石油化工生产装置;德国路德维希港化工区聚集了200多个厂家,内有350套装置,全为巴斯夫独资或控股,产品有8000多种。

(2)化工装置的优化配置。装置之间基本是管道连接,相互配套和谐,生产规模匹配,资源配置优化。如美国休斯顿化工区企业共享水、铁路、高速公路和公用事业设施等;园内生产企业在生产中大量所需的乙烯、丙烯等原料均可通过园区管线互相传输,形成园区企业间的产品流。

(3)园区的外部环境优越。园区的外部环境对园区来说特别的重要,尤其是交通运输的环境和市场的环境,这也是园区选址考虑的重要的因素。国外园区的建设大部分靠近沿江、沿海,或靠近深水码头、原料或市场。

(4)园区内的建设一体化。“一体化”的理念,一是项目设计一体化,利用化工产品上下游关联的特点,形成化工项目链;二是公用工程一体化,对园区能源供应进行统一规划、集中建设,形成一体化的“公用工程岛”;三是物流传输一体化,通过输送管网、仓库、码头、铁路和道路等,形成园区内一体化的物流运输系统;四是环境保护一体化,园区内设立环保中心,统一处理废水、废气、废渣;五是园区管理服务一体化,为驻园业主提供一站式办公,寓管理于服务之中。美国休斯顿、日本鹿儿岛、荷兰鹿特丹等地引入生产装置互联、上下游产品互供、管道互通、投资相互渗透,充分体现了一体化的理念[6]。(5)园区之间的资源共享。资源共享是化工区成功运作的最重要的手段,同时也是化工区发展的重要特征了,达到“隔墙供应”。一是保证下游生产企业的原料供应;二是减少运输费用;三是取消了贮存费用;四是减少了营销费用。比利时、荷兰、德国早在1970年就构筑了乙烯跨国共用管道,实现了乙烯原料互供互惠[7]。

(6)强调绿色供应链管理。加强供应链的管理是园区企业的一项很重要的内容,如实行准时制生产,物料、资金和交易“三流合一”,共享信息,实现装置原料的零库存,减少物流成本等。利益相关者共同营造效益环境,规避风险,实现装置系统最优化。

(7)与研究机构密切合作。纵观国外科技园区,几乎无一例外的与大学和科研院所有着千丝万缕的联系。大学和科研院所的集聚效应和带动效应在技术传播、公司咨询、服务指导和人才素质提升中起了至关重要的作用。为此,各种科研院所、产业部门、企业应建立相互开放、相互交流、相互渗透的创新网络,形成互动的发展模式。

三、化工区的建设启示

化学工业的规模化和一体化所产生的优势已经成为最为重要的主流趋势。

(1)重视环境安全与保护。近来国内外发生的石化事故,如吉林的石化总厂爆炸、英国的储存油库燃烧,都给我们发展石化园区敲响了警钟,应该说,“安全与环保”是发展石化园区的生命线,政府和企业应高度重视安全和环保问题,把安全与环保工作放在重要位置,建议各地政府对进入各自石化园区的企业设立准入制度,不欢迎污染大的企业在本地区投资设厂,同时加强对企业的环保方面的监督,对新开工项目严把环境评审关,要求每一个化工企业建立比较完善的治污设施和应急处理设施。

(2)招商引资内外资兼顾。大的化工区招商引资的重点一般为大型的跨国公司,但中小化工区招商引资时不要一味的“贪大求洋”,要把更多的注意力集中到内商、内资,特别是民间资本上来。外商主要考虑的因素有:产品在区域市场的容量或潜力大;交通要便利,包括陆路和水运;园区基础和配套设施完善,包括港口条件、水电气、环保设施;人文环境好,便于吸纳人才;原料和能源供应充分;有竞争力的土地、水、电、汽价格和比较好的优惠政策。

(3)园区建设的科学规划。园区建设避应免低水平的重复建设,要根据自身的资源条件和市场需求,发展具有自身特色、具有代表性的产品,并以此形成相关的产业链,造就自己的发展优势。新建园区的总体发展必须由有专业资质的规划设计单位进行规划,规划内容应包括园区的产业定位、产业链构成,公用工程、港口、道路、物流、通讯、环保等基础设施以及园区组织和管理机构。园区规划要强化园区布点和总体规划的论证,避免资源浪费和无序竞争。

(4)园区应实行准入制度。对进入园区的企业或是项目进行各方面的综合审查,再决定是否引入园区。世界化工产品有几十万种,我国也有三、四万种,按产品大类划分有17个行业、20多个门类。产品与产品之间有的互为原料、相互联系,有的没有任何联系。化工区的建设应当是互相关联企业的集聚,使相关联企业间交流与合作更加便利,园区在进行产业选择时应关注国家产业政策和行业发展方向,使引入的产业适合本园区的特色和园情。

(5)园区建设要准确定位。园区定位清晰、特色鲜明,有利于形成核心竞争力,增强对国内外厂商的吸引力。应根据本地区资源、市场和基础设施条件等特点,建设各具特色的化工区,避免园区间产品和项目的雷同。园区的建设要规模适度。虽然大部分资金是靠招商引资,但“无巢引不来金凤凰”。园区建设应根据自身的条件和经济实力,遵循一次规划、分期开发、滚动发展的原则,既要保证园区发展,又要节约土地资源。

四、结 语

要建立一流的石油化工基地,应该从长远发展目标和整体利益出发,站在全国经济发展的高度,以本地区、全国乃至国际市场为基础,发展循环经济,努力提高当地石化产业的核心竞争力,追求生态环境和经济效益的最佳化。石化产业发展循环经济,关键是应考虑做好工业物质和能源的企业内部循环圈、化工区内循环圈和化工区与周边地区的循环圈等三个循环层次建设。

[参考文献]

[1]R. Cté. Designing Eco-industrial Parks:a Synthesis of SomeExperiences[J]. Journal of Cleaner Production,1998,(6):181-188.

[2]钱 云.世界乙烯工业仍处持续发展期[J].石油知识,2006,(1):17.

[3]罗 璇,赵 旭. 化工行业循环经济发展模式初探[J]. 科学技术与工程,2006,(10):1393-1397.

[4]王兆华, 尹建华.生态工业园中工业共生网络运作模式研究[J].中国软科学,2005,(2):81-86.

[5]冯武军,毛玉如,陈红,陈闯. 我国化工园区发展循环经济的典型模式研究[J].现代化工,2007,(3):7-10.

[6]David Gibbs. Trust and Networking in Inter-firm Relations:theCase of Eco-industrial Development[J].Local Economy,2003,(3):222-236.

[7]Chertow Marian R.. The Eco-industrial Park Model Reconsidered[J].Journal of Industrial Ecology,1999(2):9-10.

The Mode and Revelation of Recycling Economy in Chemical Industry Parks

Xie Jiaping1,Kong Lingcheng2,Ji Wei1

(1. School of International Business Administration, Shanghai University of Finance & Economics. Shanghai 200433, China;2. Business School, Center of Resource, Energy & Circular Economics, University of Sci. & Tech of East China. Shanghai 200237, China)

Key words: chemical park;recycling economy;construction model

(责任编辑:张丹郁)

作者:谢家平 孔令丞 籍 巍

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