摘要：阐述了当前我国石油化工企业面临的形势、现状和存在的主要问题，介绍了能量利用概况、能耗分析与评价及利用，分析了节能现状及其对策。
关键词：石油化工 节能 能量利用 能源 措施
石油化工过程是物理和化学变化将石油转换成产品的过程，能量是进行过程的原动力。能量的转换、过程使用以及使用后的能量回收利用，构成了石油化工过程用能的特点和规律。
在化工产品成本中，能源所占的比重很大，一般产品约20-30%，能耗高的产品可达70-80%弹性钢，因此化工节能具有特殊重要的意义。我国化工系统的能源耗费量约占全国总量的10%。化工分离过程的能耗是世界总能耗的8%。我国比国外同类产品能耗高20-30%，有的高出一倍。而日本的能量利用率达57%，在世界各国中居首位。
ca3780
也许新一轮国际油价或国内成品油涨价所带来的警示正是一个新的契机，石油和化工行业有必要以节能的视角，从更高远的层面制定行业的可持续发展战略。就目前而言，经济状况是影响价格的最大因素。实际上对于原油出口国和进口国而言，无论油价是疯涨还是猛跌，都是一把“双刃剑”。资料显示我国单位GDP增长的能耗，是美国4倍、法国7倍、日本14倍，节能的潜力是客观存在的。国际油价持续攀升，不啻是一种提醒：降低能耗，改变产业结构的不合理状态，是我国经济可持续发展的必然选择，也是国内石油和化工企业赢得国际竞争的潜力所在。
1.能耗计算方法
总体上，国内炼油和石油化工企业的能耗计算方法是把研究对象所有消耗的燃料、电和能耗介质(如蒸汽、水、风等)均计人能耗，这种方法上的统一性非常有助于能耗的科学计算与对比。从已了解到的有关资料，国外能耗计算方法与国内不同，主要是一些能耗介质的折算指标(主要为蒸汽和电)以及计入范围不同，如国外的能耗计算方法不计人消耗的循环水、新鲜水等项能耗。鉴于国内外在计算方法上的这些差异，工艺装置或全厂综合能耗的计算结果是不能直接对比的。
能耗计算方法有两种：单位能量因数能耗方法和基准能耗方法。
1.1 单位能量因数能耗方法
该评价指标只用于炼油厂。由于各炼油厂的原料及产品方案的不同，加工流程是不一样的。为此，国内外均使用单位能量因数能耗，从整体上评价炼油厂用能水平的高低并据此开展重点用能优化工作。但在该指标的应用过程中，需要制定某个工艺装置或系统单元的先进能耗作为对比的基准，而国内外不同的能耗计算方法和经济环境差异所致的能耗努力目标不同，必然采用不同的能耗基准，因此国内外的单位能量因数能耗也不能直接对比。2004年中国石化股份所属炼油厂的单位能量因数能耗平均值为12．31千克标准油／(吨·因数)，先进值为11．7千克标准油／(吨.因数)。 1.2基准能耗方法
由于影响工艺装置能耗的因素很多，而且它们之间的关系错综复杂，每类装置的不同装置应达到的经济合理的能耗指标是不同的，如果以同一个指标要求，可能造成能耗指标过分先进或过分落后，实践过程中，这些问题经常出现。为此，国内制定了常减压蒸馏、催
化裂化、延迟焦化、催化重整、加氢裂化共五类炼油装置的基准能耗计算方法，全面考虑了对装置能耗有较大影响的所有因素，可以客观、合理地制定出需要达到的能耗目标。
如某一延迟焦化装置，将能耗目标分解成10项，分别为化学焓差227．9兆焦／吨、加热炉散热与排烟90．7兆焦／吨、电耗132．9兆焦／吨、蒸汽能耗73．真空脱脂烧结炉1兆焦／吨、富气压缩机能耗90．内容审查程序5兆焦／吨、工艺利用与回收环节的散热能耗56．1兆焦／吨、排弃能耗330．8兆焦／吨、水耗9．3兆焦／吨、吸收稳定系统能耗230兆焦／吨和低温热输出能耗105兆焦／吨。对30余套延迟焦化装置的基准能耗计算结果表明，应该达到的能耗目标范围为19．8～30．防过敏皮带2千克标准油／吨，显然不能使用一个能耗指标来评价。
2.能量过程分析方法
化工过程能量分析方法有三种：能量衡算法，熵分析法和有效能分析法。
三种分析方法中，以能量衡算法最简单,熵增法次之,有效能分析法计算工作量最大。熵增法和有效能分析的结果是一致的。能量衡算法提供的过程评价指标是第一定律效率，对热功转化过程可提供热效率。能量衡算法只能求出能量的排出损失，不能得到由不可逆因
素引起的有效能损失。实际上，有重要意义的是有效能损失，所以不能单凭能量衡算的结果制定节能措施。熵或有效能分析可求出过程有效能损失的大小、原因和它的分布情况，还能从单体设备的有效能损失与热力学效率或有效能效率判断它们的热力学完善程度和节能潜力，便于指定正确有效的节能措施。
3.能量优化技术
在石化企业的规划、生产运行与技术改造中，应用了各种能源优化技术，取得了较好的节能效果。如中国石化集团炼油企业综合能耗从1996年以来下降了11千克标准油／吨。这些应用的能源优化技术，既有单独开展的技术，如工艺装置换热网络的优化显著提高装置水平，也有全面开展全厂性工艺装置及系统的用能优化提高全厂水平。部分炼油企业通过一次较全面的优化改造，分项实施30项节能措施，全厂能耗下降10千克标准油／吨以上，节能效果与经济效果显著
3.1 过程能量组合技术
以窄点技术为核心的过程能量组合技术应用范围较广，但国内主要以热窄点和水窄点
使用较普遍。如常减压装置换热网络设计与改造均采用热窄点技术，在不使用外来热源的情况下，许多装置的换热终温达300℃以上，装置能耗达到或低于10千克标准油／吨，是世界最好水平。各炼油与石化企业均不同程度地实现了过程能量综合优化。
（1)上下游装置问的热进出料。新建石化企业绝大部分上下游装置都采用热进出料的供料方式，一般常减压装置的柴油、蜡油或渣油直供下游装置的温度在120～150℃。许多已建石化企业将经由罐区供下游装置的出料改为直供且取消上游装置出料的冷却。
（2)不同装置之间高温物流的热交换。如320～350℃的高温催化油浆用于常减压装置初底油加热，使其温度提高至310～320℃。
手动甘蔗榨汁机
（3)分馏塔之间的热集成。目前在对二甲苯装置的二甲苯分离过程中，广泛采用分馏塔热集成的方式。30万吨／年芳烃装置分馏部分二甲苯塔采用加压流程，仅增加燃料消耗370千克/小时，电270千瓦，就减少中压、低压蒸汽用量分别达20吨／小时，37吨／小时，每年的节能量达25 000吨标油。
（4)加热炉之间及与工艺装置的集成。如多个加热炉的高温热烟气共设一个对流段、一个加热炉对流段加热另一个单元的物流等。
（5)工艺装置的整合优化。炼油企业全厂集中
溶剂再生，减少投资与能源消耗。
（6)不同企业间的能源互供。某企业停掉炼油的燃油锅炉，使用化肥厂的燃煤锅炉产汽供应。化肥富余的低压蒸汽(0．44 MPa)供炼油气体分馏装置使用，解决了化肥厂5—8吨／小时低压蒸汽放空的问题。从整体看，由于综合优化技术本身需要的优化时间长、大范围的热联合带来操作和控制的难度增加以及优化效果难以直接看出等，加之许多企业是逐步扩
大生产规模等历史原因，国内各企业在过程能量组合技术方面的应用程度很不平衡，优化潜力很大。
3.2“三环节”理论
华南理工大学华贲教授提出的石化企业节能“三环节”理论，在工艺装置和全厂用能优化中得到了较好的应用。“三环节”方法立足于过程系统用能的规律性，指出能量不仅有量的差异，还有质的差异。以能量流为线索，以热力学第一、第二定律为依据，按照能量的功能
和作用把工艺过程分为3个环节，即能量的转换与传输环节、能量的工艺利用环节和能量的回收环节，并建立了能量分析与综合优化的系统方法。这种严格定量的模型适用于各种复杂的过程系统。
3.3能量平衡与用能分析
能量平衡和用能分析是能源优化的一项基础性工作，1989年已制定出了《石油化工企业能量平衡方法》的石化行业标准。在20世纪80一90年代，国内石化企业开展了较为普遍的能量平衡与用能分析工作，积累了大量的数据与经验，为石化企业用能水平的提高打下了坚实基础。但近但近些年，全厂性的能量平衡和用能分析工作开展较少。
3.4能源资源的优化利用
能源在作为能量进行高效利用的同时，还作为重要的资源进行优化。近几年，国内开展了较多的能源资源的优化利用工作。概括起来看，主要做了以下6个方面的工作。
(1)化肥企业“煤代油”或“天然气代油”解决油资源不足的问题。化肥企业向炼油厂供氢气解决了炼油厂氢气成本过高的问题。(2)使用循环流化床锅炉燃烧高硫石油焦，提供
石化企业所需的蒸汽和电，解决了石油焦难以利用和燃料气不足的问题，也较好地减少了环境污染。(3)按照“宜烯则烯、宜芳则芳、宜油则油”的总体原则，用好原油资源，实现原料优化。某炼油企业改变蒸汽供应策略，由最大化自产到最大化外购蒸汽，省下的渣油进行深加工，加工每吨原油的效益增加4元。如制氢装置尽量采用氢碳比高的气体原料而不采用石脑油，新建或改造的大型常减压装置均置了轻烃回收系统。(4)炼油和石化企业通过建设气柜、瓦斯气压缩机、自动点火系统等，长期熄灭火炬，不少企业甚至不点“长明灯”。(5)通过膜分离或变压吸附设施回收加氢装置富氢气体中的氢气，实现氢气资源的有效利用。(6)通过工艺参数的改变，原使用加热炉改变为使用重沸器加热，达到了燃料的优化。如某催化重整装置通过降低预处理汽提塔压力至0．6 MPa，将塔底原使用重沸炉(燃料用量1 300千克／小时)改用重沸器，热源为1．0 MPa蒸汽，标准状态下塔顶燃料气量约2 200立方米／小时送至催化裂化气压机。
3.5蒸汽动力系统优化
国内企业在蒸汽动力系统优化方面做了大量工作。一方面是自身的优化，如锅炉与汽机的高效运行、加强计量与管理以减少跑冒滴漏、减少蒸汽管道热损失、与低温热系统的有
效热集成以减少蒸汽用量等；另一方面是与生产装置的热联合。从总体看，大部分企业蒸汽动力系统较好地实现了热、电、冷联供，满足了工艺装置需要，一定程度上达到了逐级使用和蒸汽平衡，均能按余热温位产生合适等级的蒸汽并按合适等级使用。如大多数催化裂化装置均产生3．5 MPa中压蒸汽，国内有一套催化裂化装置产生6．4 MPa的次高压蒸汽。部分企业的凝汽式汽轮机通过降低凝汽器真空度，将凝汽热量用于除盐水的预热和生活采暖，节约了大量蒸汽。在某企业的用能优化中，在采用优化装置换热流程、提高装置热进出料的温度、加强装置之间的热集成、工艺装置尽量发生0．35 MPa低压蒸汽等措施后，优化蒸汽动力系统，达到了蒸汽的逐级利用与平衡，减少的1．0 MPa蒸汽用量达50吨／小时。蒸汽动力系统是国内石化企业具有最大节能潜力的方面。目前存在的主要问题是：冬季减温减压蒸汽量大(如个别企业3．5 MPa到1．0 MPa的减压蒸汽量达150吨／小时)、夏季蒸汽不平衡导致的放
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议