炼油低能耗技术运用之我见

炼油低能耗技术运用之我见

刘卓

中国石油哈尔滨石化公司 黑龙江哈尔滨150056

摘要：随着人口不断增加，对能源需求量逐渐增加。现阶段，节约能源对炼油企业而言意味着降低成本、提高经济效益。新建与改扩建炼厂由于面对劣质原油加工、产品质量升级的影响，炼油综合能耗相对偏高。项目设计时，在设计条件方面一般会选择较苛刻的数据，在实际生产过程中，可通过原油选择、操作条件优化和节能改造等措施降低能耗。节能工作需要将能源管理和技术改造紧密结合起来，涉及过程能量综合平衡标定分析、节能技术的推广应用、装置节能技术改造等。惠州炼化设计加工劣质高酸重质原油，在项目设计和投产运营期，始终重视节能降耗工作。

关键词：炼油；低能耗技术；运用

引言

炼油行业是流程工业领域碳排放的大户，目前国内外都在结合炼油行业的特点研究推进实现双碳目标的技术路径。下面针对几种国内外炼油行业新涌现的低碳技术，谈谈个人看法。

1炼油和化工行业的节能现状

现阶段，我国炼油行业的最低能耗可高达53kg标准油/t。但大多数炼油厂只能达到78kg标准油/t的标准水平。从以上炼油标准可看出，我国大部分炼油化工工艺比较庞大，但实际节能效果较差。现阶段炼油化工厂采用的技术相对落后，通常使用传统的技术。技术兼容性较差，在能源消耗和发电能力不兼容。在这种情况下，炼油化工能源消耗相对较高。尽管相关技术人员在炼油化工节能上做了研究，并在炼化节能技术方面进行了创新，但节能技术与国外相比仍有较大差距。尽管炼油化工能源和物质消耗已经下降，但与发达国家炼油化工仍有差距，目前炼化企业的能源消耗不容乐观。为支持炼化产业，对于节能技术的不断研发和提升是现阶段相关部门需要共同关注的问题。

2炼油低能耗技术运用

2.1耦合过程强化的低能耗技术

进入新世纪以来，陈建峰等一批学者深入开展化工过程强化技术的基础研究和应用研究，在超重力强化、精馏强化、微化工强化、换热强化等方面取得了令人鼓舞的应用成果。南京大学张志炳发明的微界面传质强化技术在大型炼油化工装置受传质控制的反应、液液萃取、气液吸收等过程有良好的应用前景，具有显著的提高效率、降低能耗物耗、减少污染物排放和碳排放的潜力。基于过程强化研究得到的理论认识和技术成果，结合炼油过程，积极开展应用基础研究和应用技术研究，有望在低碳炼油技术开发上取得重大突破。

加氢反应、原油电脱盐、重整生成油芳烃抽提、溶剂脱沥青、酸性气脱硫、含油污水生化处理等过程受传质控制，应结合各个过程的特点，开发以节能减碳为主要目的纳微尺度传质强化应用技术。

精馏是石油炼制中使用最多的过程。开发与推广应用精馏强化技术将在炼油低碳化中发挥重要作用。多组分物料分离中，间壁式精馏塔在国外已有较多的应用业绩，国内突破工程设计技术瓶颈已有应用示范，可节能30%左右。2021年《烃加工》杂志报道了一种通过改变操作原则而开发的循环精馏塔板的精馏塔，有更好的性能，能耗降低35%，还能减少投资。以炼油过程节能减碳为目标，研究开发推广新型精馏塔内构件使塔板效率趋近理论值，以及开发精馏塔物料性质、分离要求、操作压力、板效率、塔板数、回流比、能耗等多因素综合优化的工程技术，应该成为我们长期努力的方向。

2.2应用变频调速技术控制机组能耗

从发电机组和设备分析炼油化工节能技术的创新，能源生产和损失的主要方向是泵设备和输送设备。分析用电设备和控制逻辑，控制生产技术。在实际开发中，PLC可用于减少设备运行中的无功损耗，提高设备效率，基于物料控制设备和功率。各系统各单元根据运行工况和负荷对设备的运行进行调节，达到合理控制设备效率和合理改进的目的。同时，得益于系统管理技术，实现了化工生产的节能效果以及系统成本的控制，同时具备炼油化工系统的使用功能扩展。

2.3 实施循环水系统优化

炼油片区现有一循、七循、十一循3套循环水系统，主要承担大部分炼油装置的循环水供应，不足部分外购化工片循环水补充。普遍存在的问题是系统供水压力高（0.5MPa以上）、供回水温差低（6℃以下），使循环水系统电耗居高不下，炼油综合能耗中循环水折能系数偏高。因此，优化循环水系统运行，对炼油能耗影响较大。可采取的具体优化措施如下：1）回收利用循环水系统余压进行发电，回收压力能；2）将部分装置换热器并联改串联，包括温差小于2℃的水冷器、备用设备的水冷器和油冷器等；3）实施调速改造，选取部分冷水泵和风机，增加永磁等调速设施；4）组织各装置对水冷器测流速并调整，将供回水温差提高到8℃以上。

2.4与炼油过程耦合的废塑料利用技术

由炼油提供的原料生产的各种高分子材料随意废弃已对生态环境造成严重污染。废弃高分子材料回收利用与炼油过程耦合是高效资源回收的重要途径，这样就可以使一部分碳实现闭环循环，减少碳排放。国际上有不少炼油企业都在研究、开发和实践，有的已经产业化。我国从事炼油技术研究和工程化技术开发的科技人员应主动参与废弃高分子材料回收利用与炼油过程耦合的技术研究，炼油企业也应把承担废弃高分子材料回收利用作为实现低碳化目标的一项重要举措。

2.5氢能是未来低碳能源系统中重要的二次能源

越来越多的人认为大量使用化石能源造成大气中二氧化碳浓度快速升高是全球气候变暖的主要原因，加快发展可再生能源，推动能源低碳化转型已成为世界的大趋势。可再生能源系统中除生物质能外，都只能转化成间隙性和随机性的电能，人类除需要用电外，还需要大量含碳燃料、含碳化学品和含碳材料。氢气的质量能量密度高，是汽油的3.15倍，直接作能源使用，可通过燃料电池驱动汽车、火车等交通工具，没有二氧化碳排放；储存氢气具有储存电能难以匹敌的容易大规模和长期储存特性，是间隙性可再生能源电力系统中必不可少的储能载体，而且和电储能相比安全风险更容易控制；氢气还可以和大气中的二氧化碳反应转化成含碳可持续燃料、化学品和高分子材料。氢能是在能源低碳化转型中占重要战略地位的二次能源。炼油行业要充分发挥在制氢用氢中积累的技术与人才优势，加强氢能应用技术开发，积极发展氢能。

结语

节约能源对炼油企业而言意味着降低成本、提高经济效益。新建与改扩建炼厂由于面对劣质原油加工、产品质量升级的影响，炼油综合能耗相对偏高。项目设计时，在设计条件方面一般会选择较苛刻的数据，在实际生产过程中，可通过原油选择、操作条件优化和节能改造等措施降低能耗。节能工作需要将能源管理和技术改造紧密结合起来，涉及过程能量综合平衡标定分析、节能技术的推广应用、装置节能技术改造等，需要认真组织技术力量，深入抓好各个环节。惠州炼化自开工时起就将节能降耗作为工作重点，经过多年的努力，炼油能耗已由设计值70.382kg标油/t降至59kg标油/t左右，节能效果显著。下一步，计划在全厂低温热利用与热集成、提高加热炉效率等方面，应用先进节能技术，进一步降低炼油能耗。

参考文献

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