煉化過程設(shè)計(jì)節(jié)能

煉化過程設(shè)計(jì)節(jié)能2015年8月中國石化工程建設(shè)有限公司中國石化培訓(xùn)材料2目錄背景節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法低溫余熱利用途徑與低溫余熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用2023/9/223能源資源競爭日趨激烈。部分發(fā)達(dá)國家長期形成的能源資源高消耗模式難以改變，發(fā)展中國家工業(yè)化和現(xiàn)代化進(jìn)程加快，能源消費(fèi)需求將不斷增加，全球能源資源供給長期偏緊的矛盾將更加突出。能源供應(yīng)格局深刻調(diào)整。一方面：作為全球油氣輸出重地的西亞、北非地區(qū)局勢持續(xù)動(dòng)蕩。另一方面：頁巖氣、頁巖油、生物質(zhì)新能源等非常規(guī)資源開發(fā)與傳統(tǒng)化石能源開采存在一定競爭。油價(jià)持續(xù)低迷，能源生產(chǎn)供應(yīng)及利益格局正在發(fā)生深刻調(diào)整和變化。1.背景_日益復(fù)雜的國際能源形勢2023/9/224資源制約日益加劇，能源安全形勢嚴(yán)峻。一方面，我國能源資源短缺，常規(guī)化石能源可持續(xù)供應(yīng)能力不足。油氣人均剩余可采儲(chǔ)量僅為世界平均水平的6%，石油年產(chǎn)量僅能維持在2億噸左右，常規(guī)天然氣新增產(chǎn)量僅能滿足新增需求的30%左右。煤炭超強(qiáng)度開采。另一方面，粗放式發(fā)展導(dǎo)致我國能源需求過快增長，石油對外依存度從本世紀(jì)初的26%上升至2014年的59.6%。與此同時(shí)，我國油氣進(jìn)口來源相對集中，進(jìn)口通道受制于人，遠(yuǎn)洋自主運(yùn)輸能力不足，能源儲(chǔ)備應(yīng)急體系不健全，應(yīng)對國際市場波動(dòng)和突發(fā)性事件能力不足，能源安全保障壓力巨大。1.背景_國內(nèi)不容樂觀的能源安全形勢2023/9/225生態(tài)環(huán)境約束凸顯，綠色發(fā)展迫在眉睫。我國能源結(jié)構(gòu)以煤為主，開發(fā)利用方式粗放，資源環(huán)境壓力加大。大量水資源被消耗或污染，煤矸石堆積大量占用和污染土地，酸雨影響面積達(dá)120萬平方公里，主要污染物和溫室氣體排放總量居世界前列。國內(nèi)生態(tài)環(huán)境難以繼續(xù)承載粗放式發(fā)展，國際上應(yīng)對氣候變化的壓力日益增大，迫切需要綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展。1.背景_國內(nèi)不容樂觀的能源安全形勢61.背景石油依舊是未來能源的重要組成部分!___世界＆中國節(jié)能，既是煉化企業(yè)應(yīng)履行的社會(huì)責(zé)任，

也是降本增效、減少排放、提高市場競爭力的重要途徑！2023/9/227國家對煉油行業(yè)節(jié)能降耗要求日益嚴(yán)格，近年來，在國務(wù)院、相關(guān)部委的文件、規(guī)定中對煉油能源消耗目標(biāo)值作出了明確規(guī)定，是剛性約束指標(biāo)。《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》國發(fā)[2013]2號(hào)；《循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動(dòng)計(jì)劃》國發(fā)[2013]5號(hào)；《工業(yè)和信息化部關(guān)于石化和化學(xué)工業(yè)節(jié)能減排的指導(dǎo)意見》工信部節(jié)[2013]514號(hào)；《全國工業(yè)能效指南（2014年版）》工業(yè)和信息化部[2014]。1.背景_國家對節(jié)能減排新要求2023/9/228《能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》國發(fā)[2013]2號(hào)；根據(jù)對“十二五”時(shí)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展趨勢的總體判斷，按照“十二五”規(guī)劃綱要總體要求，綜合考慮安全、資源、環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素，2015年能源發(fā)展的主要目標(biāo)是：

——能源消費(fèi)總量與效率。實(shí)施能源消費(fèi)強(qiáng)度和消費(fèi)總量雙控制，能源消費(fèi)總量40億噸標(biāo)煤，用電量6.15萬億千瓦時(shí)，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比2010年下降16%。能源綜合效率提高到38%，火電供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗下降到323克/千瓦時(shí)，煉油綜合加工能耗下降到63千克標(biāo)準(zhǔn)油/噸。1.背景_國家對節(jié)能減排新要求2023/9/229《循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動(dòng)計(jì)劃》國發(fā)[2013]5號(hào)；到2015年，原油加工綜合能耗降到86千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，乙烯綜合能耗降到857千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，石油石化行業(yè)單位工業(yè)增加值用水量比2010年減少30%。1.背景_國家對節(jié)能減排新要求《工業(yè)和信息化部關(guān)于石化和化學(xué)工業(yè)節(jié)能減排的指導(dǎo)意見》工信部節(jié)[2013]514號(hào)；序號(hào)指標(biāo)單位2012年2017年下降率1原油加工綜合能耗千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸92839.8%2乙烯綜合能耗千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸8498351.6%2023/9/22101.背景_煉化企業(yè)節(jié)能降耗，意義重大！煉油企業(yè)，既是重要的能源生產(chǎn)工業(yè)，也是能源消耗大戶，節(jié)能減排，可以提高煉油企業(yè)的綜合競爭力！節(jié)能是減排的重要手段；在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行全廠用能優(yōu)化，可以從源頭降低不必要的能量消耗，同時(shí)節(jié)約投資成本！2023/9/22111.背景-中國石化節(jié)能取得的成績按照統(tǒng)計(jì)，2008年至2010年煉油能耗顯著降低，但2010年至2013年，煉油能耗下降趨勢較為緩和。根據(jù)最新掌握的數(shù)據(jù)，2014年煉油能耗數(shù)據(jù)與2013年持平，表明煉油企業(yè)節(jié)能降耗工作出現(xiàn)了一個(gè)瓶頸型的約束。2023/9/22121.背景-中國石化節(jié)能取得的成績一方面，傳統(tǒng)節(jié)能技術(shù)逐步成熟和被廣泛應(yīng)用，特別是，近年來新建成投產(chǎn)的煉油企業(yè)，在設(shè)計(jì)階段已經(jīng)考慮和應(yīng)用了大量成熟的節(jié)能技術(shù)，使得原油蒸餾、催化裂化、連續(xù)重整、加氫處理、加氫精制等煉油主體裝置能耗普遍降低到了一個(gè)相對穩(wěn)定的水平。另一方面，油品質(zhì)量不斷升級(jí)，2014年，煉油企業(yè)已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)國IV油品，到2017年，要全部實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)國V油品。油品質(zhì)量升級(jí)，需要增加額外的生產(chǎn)裝置、處理工藝和額外的能源消耗，這會(huì)增加煉油能耗，一定程度上減緩煉油能耗數(shù)值的降低趨勢。2023/9/22131.背景-中國石化節(jié)能取得巨大成績實(shí)質(zhì)上，我國煉油企業(yè)能量利用水平已經(jīng)躍居世界一流水平！按照所羅門測算EII值，國內(nèi)新建千萬噸級(jí)煉油企業(yè)均處于“世界先進(jìn)水平”和“亞洲先進(jìn)水平”！一方面，源于廣大節(jié)能工作者，包括在座諸位的不懈、持續(xù)努力；另一方面，國內(nèi)煉化企業(yè)對節(jié)能目標(biāo)的追求，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了外國煉廠對節(jié)能、能量集成的追求。2023/9/22141.背景-中國石化啟動(dòng)“能效倍增”計(jì)劃2023/9/22151.背景-中國石化啟動(dòng)“能效倍增”計(jì)劃能效倍增計(jì)劃的目標(biāo)：1.到2015年，集團(tuán)公司萬元產(chǎn)值綜合能耗下降16.8%2.到2020年，集團(tuán)公司萬元產(chǎn)值綜合能耗下降39.4%3.到2025年，集團(tuán)公司萬元產(chǎn)值綜合能耗下降50.0%能效倍增計(jì)劃以萬元產(chǎn)值綜合能耗下降為目標(biāo)，萬元產(chǎn)值綜合能耗下降50.0%，即能源產(chǎn)出率翻倍。能效倍增計(jì)劃六大措施一、管理節(jié)能二、結(jié)構(gòu)節(jié)能三、技術(shù)節(jié)能四、節(jié)能工程五、循環(huán)經(jīng)濟(jì)六、合同能源管理16SEI能為各煉化企業(yè)的能效倍增計(jì)劃實(shí)施提供技術(shù)服務(wù)和工程設(shè)計(jì)支持1.背景-中國石化啟動(dòng)“能效倍增”計(jì)劃技術(shù)節(jié)能1.推廣低溫余熱資源利用技術(shù)2.推廣樣板加熱爐技術(shù)3.推廣高通量冷換設(shè)備、全三維節(jié)能風(fēng)機(jī)和螺旋桿膨脹機(jī)及永磁調(diào)速、無極調(diào)速和多級(jí)調(diào)速等技術(shù)4.推廣循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)5.推廣冷凝水回收技術(shù)6.推廣乏汽回收技術(shù)7.推廣煙氣余熱回收技術(shù)……171.背景-中國石化啟動(dòng)“能效倍增”計(jì)劃二、節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能煉化企業(yè)能量利用特點(diǎn)。外界供入的燃料、電、蒸汽等能源能量轉(zhuǎn)換可被工藝?yán)玫哪芰啃问侥芰坷媒蒂|(zhì)了的能量環(huán)境能量回收產(chǎn)品原料能量變化過程推動(dòng)物料變化核心過程192.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能20工藝路線優(yōu)選、工藝參數(shù)優(yōu)化-高效率、低能耗工藝反應(yīng)過程與設(shè)備強(qiáng)化，采用新型催化劑降低催化生焦率、焦化靈活可調(diào)循環(huán)比工藝；低壓降、高效率分離構(gòu)件在物料和能量同時(shí)優(yōu)化的前提下，通過塔板數(shù)～回流比～分離精度之間的權(quán)衡，優(yōu)化中段取熱分配和各塔段內(nèi)回流比；……工藝用能優(yōu)化——主動(dòng)節(jié)能、關(guān)鍵部分2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能1.全裝置能量利用系統(tǒng)綜合分析技術(shù)在滿足生產(chǎn)方案、產(chǎn)品質(zhì)量和收率的前提下，采用先進(jìn)的能量回收技術(shù)并結(jié)合必要的加工流程、公用工程和氣象條件，以恰當(dāng)?shù)耐顿Y和能量消耗最小為目標(biāo)，優(yōu)化全裝置的加工流程、物料平衡、操作條件和能量回收系統(tǒng)，達(dá)到從根本上優(yōu)化全裝置用能的目的。工藝過程與最小能量，加熱爐負(fù)荷與效率；操作條件與物料平衡；動(dòng)力消耗；減壓抽真空系統(tǒng)能耗；裝置能量回收系統(tǒng)與公用工程的利用；三廢排放與節(jié)能。原油蒸餾——節(jié)能技術(shù)匯總212.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能2.常減壓蒸餾裝置的靈敏度分析設(shè)計(jì)技術(shù)面對加工原料多變的局面，常減壓蒸餾裝置如何能夠長周期平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，如何能夠達(dá)到應(yīng)有的拔出率、產(chǎn)品收率和質(zhì)量要求；如何能夠在高水平加工能量消耗下運(yùn)行。裝置的靈敏度分析： 提高設(shè)備的匹配能力和適應(yīng)能力消除可能存在的制約瓶頸根據(jù)原油的變化情況，分析原油的輕重程度、引起操作條件的變化，分析設(shè)備和工藝管道的匹配情況和適應(yīng)能力；根據(jù)操作條件的改變，分析設(shè)備和工藝管道的匹配情況、工藝管道的匹配和適應(yīng)性調(diào)整；完成對加工流程、設(shè)備的適應(yīng)能力。22原油蒸餾——節(jié)能技術(shù)匯總2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能231.油漿過濾技術(shù)油漿過濾系統(tǒng)的技術(shù)核心是三點(diǎn)：溫度，濾芯和控制，許多開發(fā)商的重點(diǎn)放在濾芯選擇上，沒有同工藝很好地結(jié)合起來，即應(yīng)用環(huán)境、工況。油漿如溫度低，由于焦質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，粘度大，不能保持過濾系統(tǒng)的長周期運(yùn)轉(zhuǎn)；快開、耐磨閥需要引進(jìn)，過濾控制系統(tǒng)的設(shè)置要與工藝計(jì)算及設(shè)備規(guī)格結(jié)合起來。目前國內(nèi)上的很多，沒有一家開得好，是一個(gè)系統(tǒng)，需要綜合起來考慮。催化裂化——節(jié)能技術(shù)點(diǎn)滴直接從催化劑槽車吸入催化劑罐，裝劑速度快；減少催化劑跑損；減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度及改善工作環(huán)境。對于近年來設(shè)計(jì)及投產(chǎn)的大型化、超大型化催化裂化裝置，催化劑藏量達(dá)到400～500t，有必要加以應(yīng)用。2.催化劑密閉裝卸系統(tǒng)2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能243.新型BSX型大單管第三級(jí)旋風(fēng)分離器技術(shù)具有布?xì)饩鶆颉⒉荒p、不堵塞、單管與系統(tǒng)效率統(tǒng)一、檢修方便、投資省、適應(yīng)于大規(guī)模裝置的特點(diǎn)。獲發(fā)明專利，獲總公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。已應(yīng)用于海南、延安、青島、惠州、安慶、上海石化、靖邊DCC、石家莊等催化裝置，并出口至伊朗。4、BWJ-IV型進(jìn)料噴嘴提高單臺(tái)進(jìn)料噴嘴的處理量，達(dá)到35～50t/h，提高霧化效果，減少生焦和結(jié)焦。相對于BWJ-II、BWJ-III型噴嘴，技術(shù)改進(jìn)主要體現(xiàn)在：原料油正向，霧化蒸汽側(cè)向進(jìn)，側(cè)向3次進(jìn)汽，蒸汽與原料油接觸過程中采用三組合旋流以達(dá)到充分混合，頂部噴頭采用雙槽型噴孔噴頭。目前，已成功應(yīng)用于寧夏、安慶、上海金山、靖邊DCC等大型、超大型催化裂化裝置上。催化裂化——節(jié)能技術(shù)點(diǎn)滴2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能251.鑄鐵雙向翅片空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)（仰視）空氣側(cè)（水平位置）空氣側(cè)煙氣側(cè)均有與氣體流動(dòng)方向一致的不連續(xù)翅片采用添加微量元素的抗露點(diǎn)腐蝕的鑄鐵材質(zhì)間壁式換熱，比表面積大；既強(qiáng)化換熱效果，又有效減少流動(dòng)阻力；可有效避免積灰和便于水清洗；換熱元件間的密封結(jié)構(gòu)的設(shè)置，有效減少泄露，利用熱膨脹現(xiàn)象，強(qiáng)化熱態(tài)下的密封性；由于流動(dòng)空間較大對燃料的灰分含量要求不高；適應(yīng)溫度高?？垢g性能好；延遲焦化——節(jié)能技術(shù)點(diǎn)滴2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能2.分餾塔換熱板的設(shè)計(jì)

適應(yīng)大直徑分餾塔換熱效果較好流體分布比較均勻，避免干板和減少結(jié)焦具有適當(dāng)?shù)膫髻|(zhì)作用適應(yīng)焦化裝置波動(dòng)性操作特點(diǎn)換熱板結(jié)構(gòu)示意圖26延遲焦化——節(jié)能技術(shù)點(diǎn)滴2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能

反應(yīng)產(chǎn)物H2+蠟油大型反應(yīng)器技術(shù)；先進(jìn)內(nèi)構(gòu)件提高催化劑利用率，減少反應(yīng)器投資；雙面輻射均勻加熱技術(shù)、加熱爐管內(nèi)和管外CFX流場分析技術(shù)、燃燒器技術(shù)，高強(qiáng)低導(dǎo)耐火澆注料和專用高溫耐火磚技術(shù)。加氫處理/加氫精制——節(jié)能技術(shù)272.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能節(jié)能顯著的串級(jí)注水技術(shù)；優(yōu)化的高壓空冷器設(shè)計(jì)技術(shù)；靈活的塔底尾油循環(huán)換熱流程技術(shù)；新穎的稠環(huán)芳烴汽提技術(shù)；分餾塔進(jìn)料閃蒸技術(shù)；氫氣優(yōu)化技術(shù)。28加氫裂化——節(jié)能技術(shù)2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能29加熱爐—節(jié)能技術(shù)匯總提高加熱爐的熱效率從點(diǎn)滴做起，其熱效率應(yīng)達(dá)93%以上。1、優(yōu)化燃燒，減少污染物Nox的排放：使用燃料分級(jí)（空氣分級(jí)）的高效燃燒器，降低Nox的生成量，減少對環(huán)境的污染。2、減少熱損失：采用保溫隔熱效果優(yōu)良襯里材料。降低爐體表面溫度，減少爐體的散熱損失。SEI已經(jīng)開發(fā)并推廣了相關(guān)技術(shù)，例如高強(qiáng)低導(dǎo)熱率的耐火材料；以及減少爐壁熱點(diǎn)（熱損失）的金屬+陶瓷的絕熱保溫釘?shù)染C合技術(shù)。優(yōu)化操作，減少過剩空氣量的進(jìn)入：減少爐體泄漏點(diǎn)，從而減少冷空氣進(jìn)入加熱爐內(nèi)部。另外優(yōu)化操作，使加熱爐在理想的狀態(tài)運(yùn)行。3、優(yōu)化余熱回收方案，降低終端排煙溫度：最大的熱損失來自最終的排煙。一般的：排煙溫度每降～20℃，加熱爐的熱效率就可以提高～1％。2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能304、采用變頻技術(shù)，降低全廠加熱爐用通、引風(fēng)機(jī)的電耗。5、燃料氣脫硫降低煙氣露點(diǎn)溫度，減少酸性氣體冷凝液減少對換熱設(shè)備的腐蝕。延長煙氣-空氣預(yù)熱器的使用周期，減少設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。6、煙氣-空氣預(yù)熱器的升級(jí)改造：采用耐腐蝕的高效預(yù)熱器，使燒氣的加熱爐排煙溫度降到120℃左右，加熱爐的綜合熱效率達(dá)93%以上。2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能加熱爐—節(jié)能技術(shù)匯總結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：板厚5-6mm，耐蝕能力高于國內(nèi)的ND鋼。進(jìn)一步回收煙氣余熱，提高加熱爐效率。31加熱爐—耐腐蝕空氣預(yù)熱器2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能322023/9/22綜合應(yīng)用上述技術(shù)，近年來設(shè)計(jì)的千萬噸級(jí)大型原油蒸餾裝置能耗控制在8.0kgEO/t原油左右；200-500萬噸大、中型催化裂化裝置能耗控制在40.0-45.0kgEO/t原油左右；200-400萬噸大、中型渣油加氫裝置能耗控制在16-18kgEO/t原油左右；大、中型連續(xù)裝置能耗控制在80-90kgEO/t原油之間；芳烴裝置噸PX能耗在330kgEO/t原油左右！2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能33熱供料通過上游裝置提高出料溫度，將輸出的物料直接供給下游裝置加工處理，以避免物料的冷卻和再加熱，節(jié)約上游裝置的冷卻以及下游裝置的加熱用能消耗。熱聯(lián)合是指將一個(gè)裝置的熱量輸送至另外一個(gè)裝置作為加熱工藝介質(zhì)的熱源，以充分利用高溫位熱量達(dá)到降低能耗的目的，熱聯(lián)合包括直接熱聯(lián)合和間接熱聯(lián)合，如催化氣分熱聯(lián)合、催化常減壓熱聯(lián)合等。裝置間熱聯(lián)合——被動(dòng)節(jié)能、重要組成2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能TQ夾點(diǎn)TQ夾點(diǎn)上游裝置夾點(diǎn)之下的熱量熱集成至下游裝置的夾點(diǎn)之上，節(jié)能顯著！上游裝置下游裝置裝置間熱集成規(guī)則342.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能QQCminQQQCminQCminQHminQHminQHminX-pinchTt(b)(c)(a)上游裝置GCC熱物流組合曲線熱物流組合曲線(反向)上游裝置GCC上游裝置GCC過程熱聯(lián)合、熱集成，要定量，不要定性！熱集成時(shí)熱輸出熱量與溫度的確定規(guī)則352.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能催化裂化渣油加氫初底油與催化油漿熱聯(lián)合加氫渣油直接熱出料溫度及加氫渣油產(chǎn)汽流程優(yōu)化調(diào)整減渣、蠟油熱聯(lián)合常減壓—渣油加氫—催化裂化熱聯(lián)合常減壓362.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)優(yōu)化37油品儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)優(yōu)化思路：①罐容最小化，結(jié)合熱進(jìn)出料直供，砍中間儲(chǔ)罐；②儲(chǔ)運(yùn)參數(shù)最優(yōu)化；③加熱、維溫方式改進(jìn)，蒸汽改熱水；④儲(chǔ)存溫度、儲(chǔ)存時(shí)間、保溫設(shè)計(jì)等優(yōu)化。

T入優(yōu)化保溫層厚度優(yōu)化τ優(yōu)化允許T存優(yōu)化盤管傳熱核算抽吸式加熱器2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能38氫氣網(wǎng)絡(luò)（氫源與氫阱）的優(yōu)化匹配氫氣壓縮機(jī)性能、功耗優(yōu)化夾點(diǎn)之上的氫源只能與氫阱匹配；夾點(diǎn)之上的氫源不能送至燃?xì)庀到y(tǒng)；夾點(diǎn)之下的氫阱不能消耗公用工程，只能與夾點(diǎn)之下的氫源匹配。氫氣系統(tǒng)優(yōu)化2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能39冷水塔30℃33℃36℃40℃優(yōu)化思路：溫度對口，梯級(jí)利用，考慮并聯(lián)用水！循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能全廠低溫?zé)嵯到y(tǒng)的設(shè)置緩沖罐（密閉）補(bǔ)水蒸汽加熱器(備用)裝置(熱源)熱阱回水冷卻器(備用)402.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能41蒸汽平衡：較高品位蒸汽→取代動(dòng)設(shè)備驅(qū)動(dòng)源→較低低品位→凝汽發(fā)電燃料平衡：鍋爐產(chǎn)汽采用燃?xì)廨啓C(jī)如何利用：結(jié)合煉油廠近期、中遠(yuǎn)期能量用戶需求規(guī)劃，具體情況，具體分析。中遠(yuǎn)期經(jīng)濟(jì)利潤評價(jià)是關(guān)鍵，短期投資費(fèi)用額度是主要約束！蒸汽燃料電力做功裝置公用工程蒸汽、熱力系統(tǒng)優(yōu)化2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能過剩的蒸汽與關(guān)鍵設(shè)備動(dòng)力源優(yōu)化降低外購天然氣量節(jié)能節(jié)省瓦斯減少工藝蒸汽發(fā)生量工藝裝置用能優(yōu)化裝置間熱集成蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化422.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能基于物料傳遞過程壓力等級(jí)優(yōu)化匹配工藝裝置間物料重復(fù)降壓、升壓操作的設(shè)計(jì)優(yōu)化；公用工程與工藝裝置間的壓力銜接優(yōu)化。裝置裝置…儲(chǔ)罐儲(chǔ)罐儲(chǔ)罐全廠壓力系統(tǒng)能量優(yōu)化匹配、調(diào)整432.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能44設(shè)計(jì)過程的能量系統(tǒng)全局優(yōu)化策略全局子系統(tǒng)單元低溫?zé)峋C合優(yōu)化利用工藝路線優(yōu)選工藝裝置熱集成壓力系統(tǒng)優(yōu)化匹配蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化輔助系統(tǒng)用能優(yōu)化2.節(jié)能的基本途徑與設(shè)計(jì)節(jié)能三、全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法3.全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法2023/9/2246面對全新的節(jié)能形勢和嚴(yán)峻的煉油企業(yè)能源消耗現(xiàn)狀，創(chuàng)新和全面推進(jìn)煉油企業(yè)能量系統(tǒng)全局優(yōu)化，是當(dāng)前推進(jìn)煉油企業(yè)節(jié)能降耗工作的重要方法。SEI為此進(jìn)行了幾年的攻關(guān)。全局子系統(tǒng)

單元能量系統(tǒng)全局優(yōu)化思路：單元→子系統(tǒng)→全局，全局再對子系統(tǒng)、單元進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。一般特殊2023/9/2247煉油企業(yè)原油性質(zhì)、總加工工藝流程確定后，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品質(zhì)量等可以確定，煉油企業(yè)的能源消耗結(jié)構(gòu)和能源消耗水平也隨之確定。對于給定煉油企業(yè)，其全局優(yōu)化工作應(yīng)包含三個(gè)層次：能源規(guī)劃、能量集成、過程強(qiáng)化。3.全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法482023/9/22“能源規(guī)劃”的本質(zhì)是依據(jù)原油性質(zhì)、總加工流程、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品質(zhì)量等信息測算企業(yè)能耗數(shù)據(jù)與能源消耗工程極限值，并開展能源與耗能工質(zhì)供需系統(tǒng)（公用工程系統(tǒng)）配置的頂層設(shè)計(jì)?！澳茉匆?guī)劃”需借助煉油能耗建模系統(tǒng)（中國石化工程建設(shè)有限公司自主開發(fā)，試用階段），測算既定煉油企業(yè)的燃料、電、蒸汽、水、氫氣等數(shù)據(jù)，并分解能源消耗指標(biāo)。3.全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法492023/9/22能量集成優(yōu)選本質(zhì)節(jié)能工藝，優(yōu)化煉油生產(chǎn)裝置與公用工程及輔助系統(tǒng)的用能優(yōu)化，是落實(shí)煉油企業(yè)能源規(guī)劃的關(guān)鍵組成部分。3.全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法502023/9/22過程強(qiáng)化主要是對單個(gè)過程、單元或設(shè)備開展節(jié)能專項(xiàng)技術(shù)改造或應(yīng)用。以提升性能、提高效率，降低能耗。反應(yīng)器、分餾塔余熱鍋爐功率≥10MW的加熱爐；軸功率≥1000kW的容積式壓縮機(jī)；軸功率≥2000kW的透平式壓縮機(jī)；軸功率≥200kW的機(jī)泵。4.全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法2023/9/22513.全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法2023/9/2252項(xiàng)目單位數(shù)值燃料氣t/h27.0新鮮水t/h410.0電MW/h48.0催化燒焦t/h30.0設(shè)計(jì)煉油能耗kgEO/t69.9煉油能耗因數(shù)/8.5設(shè)計(jì)煉油單位因數(shù)能耗kgEO/t·Eff8.2項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)工程極限能耗kgEO/t61.0電需求量MW/h40.0能耗因數(shù)/8.5新鮮水需求量t/h400.0工程極限單因能耗kgEO/t·Eff7.23.5MPa蒸汽量t/h-50純氫需求量t/h6.21.0MPa蒸汽量t/h-140催化燒焦t/h30.00.4MPa蒸汽量t/h70燃料氣需求量t/h20.5自產(chǎn)燃料氣量t/h23.5設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)：新方法測算分析數(shù)據(jù)：工程極限能耗數(shù)值是當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，工程可實(shí)現(xiàn)的值。蒸汽富余3.全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法2023/9/2253在加工流程、裝置工藝確定的情況下：燃料氣與熱集成：適當(dāng)強(qiáng)化熱集成，合理提升進(jìn)入加熱爐、分餾塔工藝物流的換熱終溫，適當(dāng)降低燃料氣、分餾塔熱源蒸汽消耗量。蒸汽：企業(yè)3.5MPa蒸汽與1.0MPa蒸汽富余，0.4MPa蒸汽不足。根據(jù)蒸汽系統(tǒng)類型，建議3.5MPa、1.0MPa、0.4MPa蒸汽滿足工藝需求后，工藝過程發(fā)生的3.5MPa、1.0MPa、0.4MPa蒸汽的熱量可適當(dāng)調(diào)整為直接熱集成。電：合理利用工藝余壓（煙氣發(fā)電、液力透平）發(fā)電，并適當(dāng)以蒸汽為動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)動(dòng)設(shè)備，降低電消耗量。3.全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法2023/9/2254原油蒸餾-渣油加氫-催化裂化工藝集成節(jié)能技術(shù)_熱集成部分催化裂化渣油加氫初底油與催化油漿熱聯(lián)合加氫渣油直接熱出料溫度及加氫渣油產(chǎn)汽流程優(yōu)化調(diào)整減渣、蠟油熱聯(lián)合原油蒸餾原油初底油換熱終溫為290℃，將290℃的原油與335℃左右的油漿換熱，原油可換至約310℃返回進(jìn)常壓爐，節(jié)約燃料約1.5tEO/h。3.全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法2023/9/2255合理利用低溫余熱資源成套節(jié)能技術(shù)在設(shè)計(jì)工況的基礎(chǔ)上，全廠設(shè)置低溫余熱回收系統(tǒng)，回收80-120℃熱媒水，并設(shè)置兩個(gè)系統(tǒng)：（1）罐區(qū)維溫與管線伴熱低溫?zé)崂孟到y(tǒng)：回收低溫余熱供罐區(qū)維溫與管線伴熱，預(yù)計(jì)每小時(shí)回收低溫?zé)?.2MW。（2）低溫?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)：回收80-120℃熱媒水1000t/h，集中發(fā)電，熱電效率以6.0%計(jì)，每小時(shí)發(fā)電約2.5MW。3.全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法2023/9/2256合理利用低溫余熱資源成套節(jié)能技術(shù)_發(fā)電部分3.全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法2023/9/2257合理利用低溫余熱資源成套節(jié)能技術(shù)_發(fā)電部分_芳烴裝置SEI在對低溫余熱發(fā)電技術(shù)集成研究的基礎(chǔ)上，開拓性的在國內(nèi)某芳烴裝置上設(shè)計(jì)了低溫?zé)峄厥障到y(tǒng)，包括低壓蒸汽發(fā)電部分+熱媒水發(fā)電；熱媒水發(fā)電兩部分。低溫?zé)?蒸汽+熱水)發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(0.45MPa低壓蒸汽)工況工況一工況二總投資，萬元2447024470總凈發(fā)電量，kW1883520583財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率，%23.4524.78投資回收期，年5.745.553.全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法2023/9/2258低溫?zé)崴考鞍l(fā)電量數(shù)據(jù)工況低溫?zé)嶝?fù)荷，MW裝置送出熱水量，t/h發(fā)電量，KW工況一22.0460（溫度113/70℃）1700工況二44.0800（溫度118／70℃）3400KW

熱水發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目工況1工況21總投資（包括安裝、調(diào)試等費(fèi)用）6390萬元6390萬元2凈輸出功率1635kW3383kW3年發(fā)電效益982.8萬元2028.88萬元4運(yùn)行費(fèi)用332.4萬元664.2萬元5年發(fā)電凈效益650.4萬元1364.68萬元6熱水發(fā)電機(jī)組簡單投資回收期(靜態(tài))9.82年4.68年合理利用低溫余熱資源成套節(jié)能技術(shù)_發(fā)電部分_芳烴裝置3.全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法2023/9/2259合理利用低溫余熱資源成套節(jié)能技術(shù)_發(fā)電部分_芳烴裝置蒸汽發(fā)電機(jī)組于2013年12月投產(chǎn)運(yùn)行，穩(wěn)定發(fā)電17-18MW，整套芳烴裝置由原來耗電15-16MW變?yōu)橥馑碗娂s2-3MW。裝置能耗降低約60kg標(biāo)油/噸PX，噸PX產(chǎn)品生產(chǎn)成本降低約1000元；節(jié)能效益和經(jīng)濟(jì)效益巨大。3.全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法2023/9/2260工業(yè)爐增效節(jié)能成套技術(shù)_煙氣余熱回收部分燃?xì)馍疃让摿?，滿足環(huán)保要求，并可使加熱爐排煙溫度降到100-120℃之間，加熱爐的綜合熱效率達(dá)93%-95%。3.全局優(yōu)化技術(shù)進(jìn)展與新方法四、低溫余熱利用途徑與低溫余熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用62石化行業(yè)能源耗量占工業(yè)總能耗的16%左右。中石化每年僅燃料消耗約為4000萬噸標(biāo)油，其中很大一部分是以余熱的形式損失掉了煉化企業(yè)的低溫余熱量巨大，溫位大多集中在50～150℃區(qū)間，回收利用好這部分余熱對實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)、降本增效和增強(qiáng)企業(yè)競爭力具有重大戰(zhàn)略意義煉化企業(yè)低溫余熱可細(xì)為以下三類： 1.較高溫位：150℃-200℃熱源 2.中等溫位：80℃-150℃熱源 3.較低溫位：50℃-80℃熱源4.低溫余熱利用途徑與低溫余熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用63溫位在150-200℃的余熱已基本利用，重點(diǎn)需要解決的是大量50℃-150℃

中低溫位余熱資源的綜合有效利用根據(jù)集團(tuán)公司能源環(huán)保部2013年5月調(diào)研數(shù)據(jù)，14家煉化企業(yè)80℃以上可利用工藝物流余熱約2332MW集團(tuán)范圍全部煉化企業(yè)80℃-150℃

具有利用潛力的中低溫位余熱資源量為約4000-5000MW，具有極大的利用潛力。這些低溫?zé)豳Y源具有連續(xù)穩(wěn)定、相對于地?zé)犴?xiàng)目改造投資少的優(yōu)點(diǎn)（加換熱器，不用打地?zé)峋?.低溫余熱利用途徑與低溫余熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用64煉化企業(yè)低溫余熱綜合利用原則遵循熱力學(xué)的基本原理，通過系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)熱量的梯級(jí)利用，提高熱量回收利用效率，遵循以下基本原則：溫位匹配，高溫位余熱用于高溫位的熱用戶，低溫位的余熱用于低溫位的熱用戶順序利用，優(yōu)先考慮長期利用、穩(wěn)定利用、就近利用，先聯(lián)合后回收，先工業(yè)后生活，先廠內(nèi)后廠外不影響工藝，保證裝置操作安全平穩(wěn)，在熱阱變化及生產(chǎn)方案切換時(shí)不受影響可實(shí)施，裝置平面布置允許等SEI在海南煉化、青島煉化、天津石化等全廠性項(xiàng)目中都設(shè)置有低溫?zé)峋C合利用系統(tǒng)，通過運(yùn)行實(shí)踐證明，節(jié)能效果顯著，取得了非常大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益4.低溫余熱利用途徑與低溫余熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用65考慮煉化企業(yè)低溫余熱具有能質(zhì)低、位置較分散等特點(diǎn)，回收利用的有效方法是針對熱源、熱阱的能級(jí)、數(shù)量分布建立相應(yīng)的低溫?zé)嵯到y(tǒng)設(shè)計(jì)適宜的熱媒水流量和溫差，按照“溫度對口，梯級(jí)利用”的原則，把分散在各個(gè)工藝裝置的熱源集中起來，再供給分散在不同地方、不同溫位的熱阱，在全局范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)低溫?zé)岬某浞旨昂侠砝?.低溫余熱利用途徑與低溫余熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用6680-150℃的中低溫位的低溫余熱利用措施首先，采用優(yōu)化換熱網(wǎng)絡(luò)直接換熱加以同級(jí)利用；其次，還可以用于采暖和伴熱；在北方地區(qū)由于冬季需要采暖和伴熱，冬季的低溫余熱利用較充分，夏季則會(huì)出現(xiàn)過剩的情況；南方地區(qū)無論是冬季還是夏季低溫?zé)峋鶗?huì)過剩，可考慮采用低溫?zé)嶂评浼夹g(shù)加以利用，制出的冷量既可用于辦公樓等建筑物供冷，還可用于裝置替換循環(huán)水、優(yōu)化操作和提高產(chǎn)品收率；在以上低溫余熱利用措施的基礎(chǔ)上，如還有大量過剩低溫余熱，可以考慮采用低溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)加以升級(jí)利用。近些年隨著技術(shù)進(jìn)步以及能源成本和設(shè)備投資的變化，部分煉化企業(yè)采用低溫余熱發(fā)電技術(shù)，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效果。4.低溫余熱利用途徑與低溫余熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用67SEI在低溫余熱綜合利用技術(shù)上的探索和嘗試針對煉化企業(yè)存在大量低溫余熱有待利用的現(xiàn)狀，近些年SEI進(jìn)行了大量實(shí)地調(diào)研和技術(shù)比選，對余熱利用的途徑進(jìn)行了積極探索和嘗試在低溫?zé)崂玫母鞣N途徑中，低溫?zé)岚l(fā)電是一種重要的能量回收形式，可以將低溫?zé)崮苤苯愚D(zhuǎn)化成高品質(zhì)的電能。在大量低溫?zé)徇^剩，難以找到合適的回收利用渠道時(shí)，采用低溫?zé)岚l(fā)電是一種有效途徑。SEI在海南煉化等項(xiàng)目中采用低溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)回收利用裝置內(nèi)的低溫余熱，取得了較好的節(jié)能效果，顯著降低了企業(yè)運(yùn)行成本，同時(shí)具有非常好的經(jīng)濟(jì)效益，增加了企業(yè)的競爭力和綜合效益。海南PX裝置低溫?zé)崂玫墓?jié)能和經(jīng)濟(jì)效益：能耗：比國內(nèi)外同類裝置低150kg標(biāo)油/噸PX（2014年3月標(biāo)定數(shù)據(jù)）成本降低：100美元/噸PX（海南煉化報(bào)告1000元/噸PX）4.低溫余熱利用途徑與低溫余熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用68煉化企業(yè)所采用低溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)主要有以下4種：

1.擴(kuò)容閃蒸蒸汽發(fā)電技術(shù)2.低壓飽和蒸汽發(fā)電技術(shù)3.卡琳娜動(dòng)力循環(huán)發(fā)電技術(shù)4.有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)（大量用于國外地?zé)岚l(fā)電和余熱發(fā)電，國內(nèi)有多個(gè)工業(yè)化示范裝置建成投產(chǎn)）

4.低溫余熱利用途徑與低溫余熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用69擴(kuò)容閃蒸蒸汽發(fā)電技術(shù)（低溫余熱發(fā)電應(yīng)用）

擴(kuò)容閃蒸蒸汽發(fā)電已經(jīng)應(yīng)用在錦西、錦州、長嶺、洛煉等一些項(xiàng)目上。據(jù)了解，洛煉等企業(yè)的機(jī)