炼化过程设计节能

1、中国石化培训材料2背景背景节能的基本途径与设计节能节能的基本途径与设计节能全局优化技术进展与新方法全局优化技术进展与新方法低温余热利用途径与低温余热发电技术应用低温余热利用途径与低温余热发电技术应用2022-4-233u能源资源竞争日趋激烈。部分发达国家长期形成的能源资源高消耗模式难以改变，发展中国家工业化和现代化进程加快，能源消费需求将不断增加，全球能源资源供给长期偏紧的矛盾将更加突出。u能源供应格局深刻调整。一方面：作为全球油气输出重地的西亚、北非地区局势持续动荡。另一方面：页岩气、页岩油、生物质新能源等非常规资源开发与传统化石能源开采存在一定竞争。油价持续低迷，能源生产供应及利益格局正在

2、发生深刻调整和变化。2022-4-234u资源制约日益加剧，能源安全形势严峻。一方面，我国能源资源短缺，常规化石能源可持续供应能力不足。油气人均剩余可采储量仅为世界平均水平的6%，石油年产量仅能维持在2亿吨左右，常规天然气新增产量仅能满足新增需求的30%左右。煤炭超强度开采。另一方面，粗放式发展导致我国能源需求过快增长，石油对外依存度从本世纪初的26%上升至2014年的59.6%。与此同时，我国油气进口来源相对集中，进口通道受制于人，远洋自主运输能力不足，能源储备应急体系不健全，应对国际市场波动和突发性事件能力不足，能源安全保障压力巨大。2022-4-235u生态环境约束凸显，绿色发展迫在眉睫

3、。我国能源结构以煤为主，开发利用方式粗放，资源环境压力加大。大量水资源被消耗或污染，煤矸石堆积大量占用和污染土地，酸雨影响面积达120万平方公里，主要污染物和温室气体排放总量居世界前列。国内生态环境难以继续承载粗放式发展，国际上应对气候变化的压力日益增大，迫切需要绿色转型发展。6石油依旧是未来能源的重要组成部分石油依旧是未来能源的重要组成部分!_!_世界中国世界中国节能，既是炼化企业应履行的社会责任，节能，既是炼化企业应履行的社会责任， 也是降本增效、减少排放、提高市场竞争力的重要途径也是降本增效、减少排放、提高市场竞争力的重要途径！2022-4-237国家对炼油行业节能降耗要求日益严格，近年

4、来，在国务院、相关部委的文件、规定中对炼油能源消耗目标值作出了明确规定，是刚性约束指是刚性约束指标。标。u能源发展“十二五”规划国发20132号；u循环经济发展战略及近期行动计划国发20135号；u工业和信息化部关于石化和化学工业节能减排的指导意见工信部节2013514号；u全国工业能效指南（2014年版）工业和信息化部2014。2022-4-238u能源发展“十二五”规划国发20132号；根据对“十二五”时期经济社会发展趋势的总体判断，按照“十二五”规划纲要总体要求，综合考虑安全、资源、环境、技术、经济等因素，2015年能源发展的主要目标是： 能源消费总量与效率。实施能源消费强度和消费总量双

5、控制，能源消费总量40亿吨标煤，用电量6.15万亿千瓦时，单位国内生产总值能耗比2010年下降16%。能源综合效率提高到38%，火电供电标准煤耗下降到323克/千瓦时，炼油综合加工能耗下降到63千克标准油/吨。2022-4-239u循环经济发展战略及近期行动计划国发20135号；到2015年，原油加工综合能耗降到86千克标准煤/吨，乙烯综合能耗降到857千克标准煤/吨，石油石化行业单位工业增加值用水量比2010年减少30%。u工业和信息化部关于石化和化学工业节能减排的指导意见工信部节2013514号；序号指标单位2012年2017年下降率1原油加工综合能耗千克标准煤/吨92839.8%2乙烯综

6、合能耗千克标准煤/吨8498351.6%2022-4-2310炼油企业，既是重要的能源生产工业，也是能源消耗大户，节能减排，可以提高炼油企业的综合竞争力！节能是减排的重要手段；在设计阶段进行全厂用能优化，可以从源头降低不必要的能量消耗，同时节约投资成本！2022-4-2311按照统计，2008年至2010年炼油能耗显著降低，但2010年至2013年，炼油能耗下降趋势较为缓和。根据最新掌握的数据，2014年炼油能耗数据与2013年持平，表明炼油企业节能降耗工作出现了一个瓶颈型的约束。2022-4-2312一方面，传统节能技术逐步成熟和被广泛应用，特别是，近年来新建成投产的炼油企业，在设计阶段已经

7、考虑和应用了大量成熟的节能技术，使得原油蒸馏、催化裂化、连续重整、加氢处理、加氢精制等炼油主体装置能耗普遍降低到了一个相对稳定的水平。另一方面，油品质量不断升级，2014年，炼油企业已经全部实现生产国IV油品，到2017年，要全部实现生产国V油品。油品质量升级，需要增加额外的生产装置、处理工艺和额外的能源消耗，这会增加炼油能耗，一定程度上减缓炼油能耗数值的降低趋势。2022-4-2313实质上，我国炼油企业能量利用水平已经跃居世界一流水平！按照所罗门测算EII值，国内新建千万吨级炼油企业均处于“世界先进水平”和“亚洲先进水平”！一方面，源于广大节能工作者，包括在座诸位的不懈、持续努力；另一方面

8、，国内炼化企业对节能目标的追求，已经远远超越了外国炼厂对节能、能量集成的追求。2022-4-23142022-4-2315能效倍增计划的目标：1. 到2015年，集团公司万元产值综合能耗下降16.8%2. 到2020年，集团公司万元产值综合能耗下降39.4%3. 到2025年，集团公司万元产值综合能耗下降50.0% 能效倍增计划以万元产值综合能耗下降为目标，万元产值综合能耗下降50.0%，即能源产出率翻倍。能效倍增计划六大措施能效倍增计划六大措施一、管理节能一、管理节能二、结构节能二、结构节能三、技术节能三、技术节能四、节能工程四、节能工程五、循环经济五、循环经济六、合同能源管理六、合同能源管

9、理16SEI能为各炼化企业能为各炼化企业的能效倍增计划实施提供技术服务和工程设计支持技术节能技术节能1.1.推广低温余热资源利用技术推广低温余热资源利用技术2.2.推广样板加热炉技术推广样板加热炉技术3.3.推广高通量冷换设备、全三维节能风机和螺旋杆膨胀机及永推广高通量冷换设备、全三维节能风机和螺旋杆膨胀机及永磁调速、无极调速和多级调速等技术磁调速、无极调速和多级调速等技术4.4.推广循环水系统节能技术推广循环水系统节能技术5.5.推广冷凝水回收技术推广冷凝水回收技术6.6.推广乏汽回收技术推广乏汽回收技术7.7.推广烟气余热回收技术推广烟气余热回收技术17外界供入的燃料、电、蒸汽等能源外界供

10、入的燃料、电、蒸汽等能源能量转换能量转换可被工艺利用的能量形式可被工艺利用的能量形式 能量利用能量利用降质了的能量降质了的能量 环环 境境能量回收能量回收产品产品原料原料能量变化能量变化过程推动过程推动物料变化物料变化核心过程核心过程1920工艺路线优选、工艺参数优化工艺路线优选、工艺参数优化- -高效率、低能耗工艺高效率、低能耗工艺反应过程与设备强化，采用新型催化剂降低催化生焦率、反应过程与设备强化，采用新型催化剂降低催化生焦率、焦化灵活可调循环比工艺；焦化灵活可调循环比工艺；低压降、高效率分离构件低压降、高效率分离构件在物料和能量同时优化的前提下，通过塔板数回流比在物料和能量同时优化的前提

11、下，通过塔板数回流比分离精度之间的权衡，优化中段取热分配和各塔段内回流比；分离精度之间的权衡，优化中段取热分配和各塔段内回流比；1. 全装置能量利用系统综合分析技术全装置能量利用系统综合分析技术在满足生产方案、产品质量和收率的前提下，采用先进的在满足生产方案、产品质量和收率的前提下，采用先进的能量回收技术并结合必要的加工流程、公用工程和气象条件，能量回收技术并结合必要的加工流程、公用工程和气象条件，以恰当的投资和能量消耗最小为目标，优化全装置的加工流程以恰当的投资和能量消耗最小为目标，优化全装置的加工流程、物料平衡、操作条件和能量回收系统，达到从根本上优化全、物料平衡、操作条件和能量回收系统，

12、达到从根本上优化全装置用能的目的。装置用能的目的。工艺过程与最小能量，加热炉负荷与效率；工艺过程与最小能量，加热炉负荷与效率；操作条件与物料平衡；操作条件与物料平衡；动力消耗；动力消耗；减压抽真空系统能耗；减压抽真空系统能耗；装置能量回收系统与公用工程的利用；装置能量回收系统与公用工程的利用；三废排放与节能。三废排放与节能。212. 2. 常减压蒸馏装置的灵敏度分析设计技术常减压蒸馏装置的灵敏度分析设计技术面对加工原料多变的局面，常减压蒸馏装置如何能够长周期面对加工原料多变的局面，常减压蒸馏装置如何能够长周期平稳运转，如何能够达到应有的拔出率、产品收率和质量要求平稳运转，如何能够达到应有的拔出

13、率、产品收率和质量要求；如何能够在高水平加工能量消耗下运行。；如何能够在高水平加工能量消耗下运行。装置的灵敏度分析：装置的灵敏度分析：提高设备的匹配能力和适应能力提高设备的匹配能力和适应能力消除可能存在的制约瓶颈消除可能存在的制约瓶颈根据原油的变化情况，分析原油的轻重程度、引起操作条件根据原油的变化情况，分析原油的轻重程度、引起操作条件的变化，分析设备和工艺管道的匹配情况和适应能力；根据操的变化，分析设备和工艺管道的匹配情况和适应能力；根据操作条件的改变，分析设备和工艺管道的匹配情况、工艺管道的作条件的改变，分析设备和工艺管道的匹配情况、工艺管道的匹配和适应性调整；完成对加工流程、设备的适应能

14、力。匹配和适应性调整；完成对加工流程、设备的适应能力。22231.油浆过滤技术油浆过滤技术油浆过滤系统的技术核心是三点：温度，滤芯和控制，许多油浆过滤系统的技术核心是三点：温度，滤芯和控制，许多开发商的重点放在滤芯选择上，没有同工艺很好地结合起来，开发商的重点放在滤芯选择上，没有同工艺很好地结合起来，即应用环境、工况。油浆如温度低，由于焦质、沥青质含量即应用环境、工况。油浆如温度低，由于焦质、沥青质含量高，粘度大，不能保持过滤系统的长周期运转；快开、耐磨高，粘度大，不能保持过滤系统的长周期运转；快开、耐磨阀需要引进，过滤控制系统的设置要与工艺计算及设备规格阀需要引进，过滤控制系统的设置要与工艺

15、计算及设备规格结合起来。目前国内上的很多，没有一家开得好，是一个系结合起来。目前国内上的很多，没有一家开得好，是一个系统，需要综合起来考虑。统，需要综合起来考虑。 直接从催化剂槽车吸入催化剂罐，装剂速度快；减少催化剂直接从催化剂槽车吸入催化剂罐，装剂速度快；减少催化剂跑损；减轻工人劳动强度及改善工作环境。对于近年来设计跑损；减轻工人劳动强度及改善工作环境。对于近年来设计及投产的大型化、超大型化催化裂化装置，催化剂藏量达到及投产的大型化、超大型化催化裂化装置，催化剂藏量达到400500t，有必要加以应用。，有必要加以应用。2.催化剂密闭装卸系统催化剂密闭装卸系统243.新型新型BSX型大单管第三

16、级旋风分离器技术型大单管第三级旋风分离器技术具有布气均匀、不磨损、不堵塞、单管与系统效率统一、检具有布气均匀、不磨损、不堵塞、单管与系统效率统一、检修方便、投资省、适应于大规模装置的特点。获发明专利，修方便、投资省、适应于大规模装置的特点。获发明专利，获总公司科技进步一等奖。已应用于海南、延安、青岛、惠获总公司科技进步一等奖。已应用于海南、延安、青岛、惠州、安庆、上海石化、靖边州、安庆、上海石化、靖边DCC、石家庄等催化装置，并出、石家庄等催化装置，并出口至伊朗。口至伊朗。 4、BWJ-IV型进料喷嘴型进料喷嘴提高单台进料喷嘴的处理量，达到提高单台进料喷嘴的处理量，达到3550t/h，提高雾化

17、效果，提高雾化效果，减少生焦和结焦。减少生焦和结焦。 相对于相对于BWJ-II、BWJ-III型喷嘴，技术改型喷嘴，技术改进主要体现在：原料油正向，雾化蒸汽侧向进，进主要体现在：原料油正向，雾化蒸汽侧向进，侧向侧向3次进汽，次进汽，蒸汽与原料油接触过程中采用蒸汽与原料油接触过程中采用三组合旋流三组合旋流以达到充分混合，以达到充分混合，顶部喷头采用顶部喷头采用双槽型喷孔喷头双槽型喷孔喷头。目前，已成功应用于宁夏、。目前，已成功应用于宁夏、安庆、上海金山、靖边安庆、上海金山、靖边DCC等大型、超大型催化裂化装置上。等大型、超大型催化裂化装置上。251.1.铸铁双向翅片空气预热器铸铁双向翅片空气预热

18、器烟气侧（仰视）空气侧（水平位置）空气侧烟气侧均有与气体流动方向一致的不连续空气侧烟气侧均有与气体流动方向一致的不连续翅片翅片采用添加微量元素的抗露点腐蚀的铸铁材质采用添加微量元素的抗露点腐蚀的铸铁材质间壁式换热，比表面积大；间壁式换热，比表面积大；既强化换热效果，又有效减少流动阻力；既强化换热效果，又有效减少流动阻力；可有效避免积灰和便于水清洗；可有效避免积灰和便于水清洗；换热元件间的密封结构的设置，有效减少泄露，换热元件间的密封结构的设置，有效减少泄露，利用热膨胀现象，强化热态下的密封性；利用热膨胀现象，强化热态下的密封性；由于流动空间较大对燃料的灰分含量要求不高；由于流动空间较大对燃料的

19、灰分含量要求不高；适应温度高。适应温度高。抗腐蚀性能好；抗腐蚀性能好； 适应大直径分馏塔 换热效果较好 流体分布比较均匀，避免干板和减少结焦 具有适当的传质作用 适应焦化装置波动性操作特点缝隙缝隙第5#、6#板加锯第5#、6#板加锯齿型堰，堰高75齿型堰，堰高75A：换热板侧视图A：换热板侧视图B：换热板开孔俯视图B：换热板开孔俯视图换热板结构示意图换热板结构示意图26 反应产物反应产物H2+H2+蜡油蜡油272829 提高加热炉的热效率从点滴做起，其热效率应达提高加热炉的热效率从点滴做起，其热效率应达93%以上。以上。1、优化燃烧，减少污染物、优化燃烧，减少污染物Nox的排放：的排放：使用使

20、用燃料分级（空气分级）燃料分级（空气分级）的的高效高效燃烧器燃烧器，降低降低Nox的生成量，减少对环境的污染。的生成量，减少对环境的污染。2、减少热损失：采用、减少热损失：采用保温隔热效果优良衬里材料。降低炉体保温隔热效果优良衬里材料。降低炉体表面表面温度，减温度，减少炉体的散热损失少炉体的散热损失。SEI已经开发并推广了相关技术，例如高强低导热已经开发并推广了相关技术，例如高强低导热率的耐火材料；以及减少炉壁热点（热损失）的金属率的耐火材料；以及减少炉壁热点（热损失）的金属+陶瓷的绝热保温陶瓷的绝热保温钉等综合技术。钉等综合技术。优化操作，减少过剩空气量的进入优化操作，减少过剩空气量的进入：

21、减少炉体泄漏点，减少炉体泄漏点，从而减少冷空气进入加热炉内部。另外优化操作，使加热炉在理想的状从而减少冷空气进入加热炉内部。另外优化操作，使加热炉在理想的状态运行。态运行。3、优化余热回收方案，降低终端排烟温度优化余热回收方案，降低终端排烟温度：最大的热损失来自最终的排烟最大的热损失来自最终的排烟。一般。一般的的：排烟温度每降：排烟温度每降20，加热炉的热效率就可以提高，加热炉的热效率就可以提高1。304 4、采用变频技术，降低全厂加热炉用通、引风机的电耗。采用变频技术，降低全厂加热炉用通、引风机的电耗。5 5、燃料气脱硫降低烟气露点温度，燃料气脱硫降低烟气露点温度，减少减少酸性气体酸性气体冷

22、凝液冷凝液减少对减少对换热换热设设备的腐蚀。备的腐蚀。延长烟气延长烟气- -空气空气预热器预热器的使用周期，减少设备的维护费用。的使用周期，减少设备的维护费用。6 6、烟气、烟气- -空气空气预热器的预热器的升级升级改造改造：采用耐腐蚀的高效预热器，使烧气：采用耐腐蚀的高效预热器，使烧气的加热炉排烟温度降到的加热炉排烟温度降到120120左右，加热炉的综合热效率达左右，加热炉的综合热效率达93%93%以上。以上。结构特点：板厚结构特点：板厚5-6mm，耐蚀能力高于国内的，耐蚀能力高于国内的ND钢。钢。进一步回收烟气余热，提高加热炉进一步回收烟气余热，提高加热炉效率。效率。31322022-4-

23、23综合应用上述技术，近年来设计的千万吨级大型原油蒸馏综合应用上述技术，近年来设计的千万吨级大型原油蒸馏装置能耗控制在装置能耗控制在8.0 kgEO/t8.0 kgEO/t原油左右；原油左右；200-500200-500万吨大、万吨大、中型催化裂化装置能耗控制在中型催化裂化装置能耗控制在40.0-45.0 kgEO/t40.0-45.0 kgEO/t原油左右；原油左右；200-400200-400万吨大、中型渣油加氢装置能耗控制在万吨大、中型渣油加氢装置能耗控制在16-18 16-18 kgEO/tkgEO/t原油左右；大、中型连续装置能耗控制在原油左右；大、中型连续装置能耗控制在80-90

24、80-90 kgEO/tkgEO/t原油之间；芳烃装置吨原油之间；芳烃装置吨PXPX能耗在能耗在330 kgEO/t330 kgEO/t原油左原油左右！右！33p热供料通过上游装置提高出料温度，将输出的物料直热供料通过上游装置提高出料温度，将输出的物料直接供给下游装置加工处理，以避免物料的冷却和再加热接供给下游装置加工处理，以避免物料的冷却和再加热，节约上游装置的冷却以及下游装置的加热用能消耗。，节约上游装置的冷却以及下游装置的加热用能消耗。p热联合是指将一个装置的热量输送至另外一个装置作热联合是指将一个装置的热量输送至另外一个装置作为加热工艺介质的热源，以充分利用高温位热量达到降为加热工艺介

25、质的热源，以充分利用高温位热量达到降低能耗的目的，热联合包括直接热联合和间接热联合，低能耗的目的，热联合包括直接热联合和间接热联合，如催化气分热联合、催化常减压热联合等。如催化气分热联合、催化常减压热联合等。TQ夹点TQ夹点上游装置夹点之下的热上游装置夹点之下的热量热集成至下游装置的量热集成至下游装置的夹点之上，节能显著！夹点之上，节能显著！上游装置下游装置34QQCminQQQCminQCminQHminQHminQHminX-X-pinchpinchTt(b)(b)(c)(c)(a)(a)上游装置上游装置GCCGCC热物流组合曲线热物流组合曲线热物流组合曲线热物流组合曲线(反向反向)上游装

26、置上游装置GCCGCC上游装置上游装置GCCGCC过程热联合、热集成，要定量，不要定性！过程热联合、热集成，要定量，不要定性！35催化裂化催化裂化渣油加氢渣油加氢初底油与催化油浆热联合加氢渣油直接热出料温度及加氢渣油产汽流程优化调整减渣、蜡油热联合常减压常减压 渣油加氢渣油加氢 催化裂化热联合催化裂化热联合常减压常减压3637油品储运油品储运系统优化思路：系统优化思路： 罐容最小化，结合热进出料直供，砍中间储罐；罐容最小化，结合热进出料直供，砍中间储罐； 储运参数最优化；储运参数最优化； 加热、维温方式改进，蒸汽改热水；加热、维温方式改进，蒸汽改热水； 储存温度、储存时间、保温设计等优化。储存

27、温度、储存时间、保温设计等优化。 T入优化保温层厚度优化优化允许T存优化盘管传热核算 抽吸式加热器38u 氢气网络（氢源与氢阱）的优化匹配氢气网络（氢源与氢阱）的优化匹配u 氢气压缩机性能、功耗优化氢气压缩机性能、功耗优化夹点之上的夹点之上的氢源只能与氢阱匹配；夹点之上的氢源不能送至燃气系统；氢源只能与氢阱匹配；夹点之上的氢源不能送至燃气系统；夹点之下的氢阱不能消耗公用工程，只能与夹点之下的氢源匹配。夹点之下的氢阱不能消耗公用工程，只能与夹点之下的氢源匹配。39冷水塔冷水塔30333640优化思路：温度对口，梯级利用，考虑并联用水！优化思路：温度对口，梯级利用，考虑并联用水！缓冲罐（密闭）补水

28、蒸汽加热器(备用)装置(热源)热阱回水冷却器(备用)4041蒸汽平衡：蒸汽平衡：较高品位蒸汽较高品位蒸汽取代动设备驱动源取代动设备驱动源较低低品位较低低品位凝汽发电凝汽发电燃料平衡：燃料平衡：锅炉产汽锅炉产汽采用燃气轮机采用燃气轮机如何利用：如何利用：结合炼油厂近期、中远期能量用户需求规划，具体情况，具体分析。结合炼油厂近期、中远期能量用户需求规划，具体情况，具体分析。中远期经济利润评价是关键，短期投资费用额度是主要约束！中远期经济利润评价是关键，短期投资费用额度是主要约束！蒸蒸 汽汽燃燃 料料电电 力力做功做功 装装置置公公用用工工程程过剩的蒸汽与关键设备动力源优化过剩的蒸汽与关键设备动力源

29、优化降低外购天然气量降低外购天然气量节能节能节省瓦斯节省瓦斯减少工艺蒸汽发生量减少工艺蒸汽发生量工艺装置用能优化工艺装置用能优化装置间热集成装置间热集成42u基于物料传递过程压力等级优化匹配基于物料传递过程压力等级优化匹配工艺装置间物料重复降压、升压操作的设计优化；工艺装置间物料重复降压、升压操作的设计优化；公用工程与工艺装置间的压力衔接优化。公用工程与工艺装置间的压力衔接优化。装置装置储罐储罐储罐4344全局全局子系统子系统单元单元低温热综合优化利用低温热综合优化利用工艺路线优选工艺路线优选工艺装置热集成工艺装置热集成压力系统优化匹配压力系统优化匹配蒸汽动力系统优化蒸汽动力系统优化辅助系统用

30、能优化辅助系统用能优化2022-4-2346面对全新的节能形势和严峻的炼油企业能源消耗现状，面对全新的节能形势和严峻的炼油企业能源消耗现状，创新和创新和全面推进炼油企业能量系统全局优化，是当前推进炼油企业节能降全面推进炼油企业能量系统全局优化，是当前推进炼油企业节能降耗工作的重要方法。耗工作的重要方法。SEISEI为此进行了几年的攻关。为此进行了几年的攻关。全全 局局 子系统子系统 单单 元元能量系统全局优化思路：能量系统全局优化思路：单单元元子系统子系统全局，全局再全局，全局再对子系统、单元进行反馈调对子系统、单元进行反馈调节。节。一般一般特殊特殊2022-4-2347炼油企业原油性质、总加

31、炼油企业原油性质、总加工工艺流程确定后，产品工工艺流程确定后，产品结构、产品质量等可以确结构、产品质量等可以确定，炼油企业的能源消耗定，炼油企业的能源消耗结构和能源消耗水平也随结构和能源消耗水平也随之确定。之确定。对于给定炼油企业，其全对于给定炼油企业，其全局优化工作应包含三个层局优化工作应包含三个层次：次：能源规划、能量集成、能源规划、能量集成、过程强化过程强化。482022-4-23“能源规划能源规划”的本质是依据原油性质、总加工流程、产品的本质是依据原油性质、总加工流程、产品结构、产品质量等信息测算企业能耗数据与能源消耗工程极限结构、产品质量等信息测算企业能耗数据与能源消耗工程极限值，并

32、开展能源与耗能工质供需系统（公用工程系统）配置的值，并开展能源与耗能工质供需系统（公用工程系统）配置的顶层设计。顶层设计。“能源规划能源规划”需借助炼油能耗建模系统（中国石化工程建需借助炼油能耗建模系统（中国石化工程建设有限公司自主开发，试用阶段），测算既定炼油企业的燃料、设有限公司自主开发，试用阶段），测算既定炼油企业的燃料、电、蒸汽、水、氢气等数据，并分解能源消耗指标。电、蒸汽、水、氢气等数据，并分解能源消耗指标。492022-4-23能量集成优选本质节能工艺，优化炼油生产装置与公用工能量集成优选本质节能工艺，优化炼油生产装置与公用工程及辅助系统的用能优化，是落实炼油企业能源规划的关键组程

33、及辅助系统的用能优化，是落实炼油企业能源规划的关键组成部分。成部分。502022-4-23过程强化过程强化主要是对单个过程、单元或设备开展节能专项技术改造或主要是对单个过程、单元或设备开展节能专项技术改造或应用。以提升性能、提高效率，降低能耗。应用。以提升性能、提高效率，降低能耗。反应器、分馏塔反应器、分馏塔余热锅炉余热锅炉功率功率10 MW10 MW的加热炉；的加热炉；轴功率轴功率1000 kW1000 kW的容积式压缩机；的容积式压缩机；轴功率轴功率2000 kW2000 kW的透平式压缩机；的透平式压缩机；轴功率轴功率200 kW200 kW的机泵的机泵。2022-4-23512022-

34、4-2352项目项目单位单位数值数值燃料气燃料气t/ht/h27.027.0新鲜水新鲜水t/ht/h410.0410.0电电MW/hMW/h48.048.0催化烧焦催化烧焦t/ht/h30.030.0设计炼油能耗设计炼油能耗kgEO/tkgEO/t69.969.9炼油能耗因数炼油能耗因数/ /8.58.5设计炼油单位因数能耗设计炼油单位因数能耗kgEO/tEffkgEO/tEff8.28.2项目项目单位单位数据数据项目项目单位单位数据数据工程极限能耗工程极限能耗kgEO/tkgEO/t61.061.0电需求量电需求量MW/hMW/h40.040.0能耗因数能耗因数/ /8.58.5新鲜水需求量

35、新鲜水需求量t/ht/h400.0400.0工程极限单因能耗工程极限单因能耗kgEO/tEffkgEO/tEff7.27.23.5 MPa3.5 MPa蒸汽量蒸汽量t/ht/h-50-50纯氢需求量纯氢需求量t/ht/h6.26.21.0 MPa1.0 MPa蒸汽量蒸汽量t/ht/h-140-140催化烧焦催化烧焦t/ht/h30.030.00.4 MPa0.4 MPa蒸汽量蒸汽量t/ht/h7070燃料气需求量燃料气需求量t/ht/h20.520.5自产燃料气量自产燃料气量t/ht/h23.523.5设计数据：设计数据：新方法测算分析数据：新方法测算分析数据：工程极限能耗数值是当前经济技术条

36、件下，工程可实现的值。蒸汽富余2022-4-2353在加工流程、装置工艺确定的情况下：u燃料气与热集成燃料气与热集成：适当强化热集成，合理提升进入加热炉、分：适当强化热集成，合理提升进入加热炉、分馏塔工艺物流的换热终温，适当降低燃料气、分馏塔热源蒸汽消馏塔工艺物流的换热终温，适当降低燃料气、分馏塔热源蒸汽消耗量。耗量。u蒸汽蒸汽：企业：企业3.5 MPa3.5 MPa蒸汽与蒸汽与1.0 MPa1.0 MPa蒸汽富余，蒸汽富余，0.4 MPa0.4 MPa蒸汽不足。蒸汽不足。根据蒸汽系统类型，建议根据蒸汽系统类型，建议3.5 MPa3.5 MPa、1.0 MPa1.0 MPa、0.4 MPa0.

37、4 MPa蒸汽满足工蒸汽满足工艺需求后，工艺过程发生的艺需求后，工艺过程发生的3.5 MPa3.5 MPa、1.0 MPa1.0 MPa、0.4 MPa0.4 MPa蒸汽的热蒸汽的热量可适当调整为直接热集成。量可适当调整为直接热集成。u电电：合理利用工艺余压（烟气发电、液力透平）发电，并适当：合理利用工艺余压（烟气发电、液力透平）发电，并适当以蒸汽为动力源驱动动设备，降低电消耗量。以蒸汽为动力源驱动动设备，降低电消耗量。2022-4-2354u原油蒸馏原油蒸馏- -渣油加氢渣油加氢- -催化裂化工艺集成节能技术催化裂化工艺集成节能技术_ _热集成部分热集成部分催化裂化催化裂化渣油加氢渣油加氢初

38、底油与催化油浆热联合初底油与催化油浆热联合加氢渣油直接热出加氢渣油直接热出料温度及加氢渣油料温度及加氢渣油产汽流程优化调整产汽流程优化调整减渣、蜡油热联合减渣、蜡油热联合原油蒸馏原油蒸馏原油初底油换热终温为290，将290的原油与335左右的油浆换热，原油可换至约310返回进常压炉，节约燃料约1.5 tEO/h。2022-4-2355u合理利用低温余热资源成套节能技术合理利用低温余热资源成套节能技术在设计工况的基础上，全厂设置低温余热回收系统，回收在设计工况的基础上，全厂设置低温余热回收系统，回收80-80-120120热媒水，并设置两个系统：热媒水，并设置两个系统：（1 1）罐区维温与管线伴

39、热低温热利用系统：回收低温余热供）罐区维温与管线伴热低温热利用系统：回收低温余热供罐区维温与管线伴热，预计每小时回收低温热罐区维温与管线伴热，预计每小时回收低温热1.2 MW1.2 MW。（2 2）低温热发电系统：回收）低温热发电系统：回收80-12080-120热媒水热媒水1000 t/h1000 t/h，集中，集中发电，热电效率以发电，热电效率以6.0%6.0%计，每小时发电约计，每小时发电约2.5 MW2.5 MW。2022-4-2356u合理利用低温余热资源成套节能技术_发电部分发电部分2022-4-2357u合理利用低温余热资源成套节能技术合理利用低温余热资源成套节能技术_发电部分_

40、芳烃装置SEISEI在对在对低温低温余余热发电热发电技术集成研究的基础上，开拓性的在国内某芳技术集成研究的基础上，开拓性的在国内某芳烃装置上烃装置上设计了低温热回收系统，包括低压蒸汽发电部分设计了低温热回收系统，包括低压蒸汽发电部分+ +热热媒媒水发电水发电；热热媒媒水发电两部分水发电两部分。低温热低温热( (蒸汽蒸汽+ +热水热水) )发电系统发电系统的技术经济指标的技术经济指标(0.45MPa(0.45MPa低压蒸汽低压蒸汽) )工况工况工况一工况一 工况二工况二 总投资，万元总投资，万元24470244702447024470总净发电量，总净发电量，kWkW188351883520583

41、20583财务内部收益率，财务内部收益率，% %23.4523.4524.7824.78投资回收期，年投资回收期，年5.745.745.555.552022-4-2358低温热水量低温热水量及发电量数据及发电量数据工况工况低温热负荷，低温热负荷，MW MW 装置送出热水量，装置送出热水量，t/h t/h 发电量发电量，KWKW工况一工况一22.022.0460460（温度（温度113/70113/70）17001700工况二工况二44.044.0 800 800（温度（温度1181187070）3400KW3400KW的技术经济指标的技术经济指标序序 号号项项 目目工况工况1 1工况工况2 2

42、1 1总投资（包括安装、调试等费用）总投资（包括安装、调试等费用）63906390万元万元63906390万元万元2 2净输出功率净输出功率1635 kW 1635 kW 3383kW 3383kW 3 3年发电效益年发电效益982.8982.8万元万元2028.882028.88万元万元4 4运行费用运行费用332.4332.4万元万元664.2664.2万元万元5 5年发电净效益年发电净效益650.4650.4万元万元1364.681364.68万元万元6 6热水发电机组简单投资回收期热水发电机组简单投资回收期( (静态静态) )9.829.82年年4.684.68年年u合理利用低温余热资

43、源成套节能技术_发电部分_芳烃装置2022-4-2359u合理利用低温余热资源成套节能技术_发电部分_芳烃装置蒸汽发电机组蒸汽发电机组于于20132013年年1212月投产月投产运行运行，稳定发电稳定发电17-18MW17-18MW，整整套套芳烃芳烃装置装置由原来耗电由原来耗电15-16MW15-16MW变为外送电约变为外送电约2-3MW2-3MW。装置装置能耗降低能耗降低约约60 60 kgkg标油标油/ /吨吨PXPX，吨，吨PXPX产品产品生产生产成本降低约成本降低约10001000元元；节能效益和经济效益节能效益和经济效益巨大巨大。2022-4-2360u工业炉增效节能成套技术_烟气余

44、热回收部分烟气余热回收部分燃气深度脱硫，满足环保要求，并可使加热炉排烟温度降到100-120之间，加热炉的综合热效率达93%-95%93%-95%。62石化行业能源耗量占工业总能耗的石化行业能源耗量占工业总能耗的16%16%左右。中石化每年仅燃料消左右。中石化每年仅燃料消耗约为耗约为40004000万吨标油，其中很大一部分是以余热的形式损失掉了万吨标油，其中很大一部分是以余热的形式损失掉了炼化炼化企业企业的低温余热量巨大，温位大多集中在的低温余热量巨大，温位大多集中在50 50 150150 区间，区间，回收利用好这部分余热对实现节能减排目标、降本增效和增强企回收利用好这部分余热对实现节能减排

45、目标、降本增效和增强企业竞争力具有重大战略意义业竞争力具有重大战略意义炼化企业低温余热炼化企业低温余热可可细为以下三类：细为以下三类： 1. 1. 较高温位：较高温位：150150-200-200热源热源 2. 2. 中等温位：中等温位：8080-150-150热源热源 3. 3. 较低温位：较低温位：5050-80-80热源热源63温位在温位在150-200150-200的余热的余热已已基本利用基本利用，重点需要解决的是大量，重点需要解决的是大量5050-150-150 中低温位余热资源的综合有效利用中低温位余热资源的综合有效利用根据集团公司能源环保部根据集团公司能源环保部20132013年

46、年5 5月调研数据，月调研数据，1414家炼化企业家炼化企业8080以上可利用工艺物流余热约以上可利用工艺物流余热约2332MW2332MW集团范围全部炼化企业集团范围全部炼化企业8080-150-150 具有利用潜力的中低温位余热具有利用潜力的中低温位余热资源量为约资源量为约4000-5000MW4000-5000MW ，具有极大的利用潜力。这些低温热资，具有极大的利用潜力。这些低温热资源具有连续稳定、相对于地热项目改造投资少的优点（加换热器源具有连续稳定、相对于地热项目改造投资少的优点（加换热器，不用打地热井），不用打地热井）64炼化企业炼化企业低温余热低温余热综合利用原则综合利用原则 遵

47、循热力学的基本原理，通过系统的优化设计实现热量的梯级利用，遵循热力学的基本原理，通过系统的优化设计实现热量的梯级利用，提高热量回收利用效率，遵循以下基本原则：提高热量回收利用效率，遵循以下基本原则：温位匹配，温位匹配，高温位余热用于高温位的热用户，低温位的余热用于低温位的热用户高温位余热用于高温位的热用户，低温位的余热用于低温位的热用户顺序利用，顺序利用，优先考虑长期利用、稳定利用、就近利用，先联合后回收，先工业后优先考虑长期利用、稳定利用、就近利用，先联合后回收，先工业后生活，先厂内后厂外生活，先厂内后厂外不影响工艺，不影响工艺，保证装置操作安全平稳，在热阱变化及生产方案切换时不受影响保证装

48、置操作安全平稳，在热阱变化及生产方案切换时不受影响 可实施，可实施，装置平面布置允许等装置平面布置允许等 SEISEI在海南炼化、青岛炼化、天津石化等全厂性项目中都设置有低温在海南炼化、青岛炼化、天津石化等全厂性项目中都设置有低温热综合利用系统，通过运行实践证明，节能效果显著，取得了非常大热综合利用系统，通过运行实践证明，节能效果显著，取得了非常大的经济效益和社会效益的经济效益和社会效益65 考虑炼化企业低温余热具有能质低、位置较分散等特点考虑炼化企业低温余热具有能质低、位置较分散等特点，回收利用的有效方法是针对热源、热阱的能级、数量，回收利用的有效方法是针对热源、热阱的能级、数量分布建立相应

49、的低温热系统分布建立相应的低温热系统 设计适宜的热媒水流量和温差，按照设计适宜的热媒水流量和温差，按照“温度对口，梯级温度对口，梯级利用利用”的原则，把分散在各个工艺装置的热源集中起来的原则，把分散在各个工艺装置的热源集中起来，再供给分散在不同地方、不同温位的热阱，在全局范，再供给分散在不同地方、不同温位的热阱，在全局范围内实现低温热的充分及合理利用围内实现低温热的充分及合理利用6680-15080-150的的中低温位的低温余热中低温位的低温余热利用措施利用措施a)a) 首先首先，采用优化换热网络直接换热加以同级利用；采用优化换热网络直接换热加以同级利用；b)b) 其次，还可以用于采暖和伴热其

50、次，还可以用于采暖和伴热；c)c) 在北方地区由于冬季需要采暖和伴热，冬季的低温余热利用较充分在北方地区由于冬季需要采暖和伴热，冬季的低温余热利用较充分，夏季则会出现过剩的情况；，夏季则会出现过剩的情况；d)d) 南方地区无论是冬季还是夏季低温热均南方地区无论是冬季还是夏季低温热均会过剩，可考虑采用会过剩，可考虑采用低温热低温热制冷技术加以利用制冷技术加以利用，制出的冷量既可用于办公楼等建筑物供冷，还，制出的冷量既可用于办公楼等建筑物供冷，还可用于装置替换循环水、优化操作和提高产品收率；可用于装置替换循环水、优化操作和提高产品收率；e)e) 在在以上低温余热以上低温余热利用利用措施措施的基础上

51、，如还有大量过剩低温余热，可的基础上，如还有大量过剩低温余热，可以考虑采用低温热发电技术加以升级利用。以考虑采用低温热发电技术加以升级利用。近些年随着技术进步以近些年随着技术进步以及能源成本和设备投资的变化，部分炼化企业及能源成本和设备投资的变化，部分炼化企业采用低温采用低温余余热发电技热发电技术术，取得了很好的经济效益和节能效果。，取得了很好的经济效益和节能效果。67SEISEI在在低温余热低温余热综合利用技术上的探索和尝试综合利用技术上的探索和尝试 针对炼化企业存在大量低温余热有待利用的现状，近些年针对炼化企业存在大量低温余热有待利用的现状，近些年SEISEI进行了进行了大量实地调研和技术

52、比选，对余热利用的途径进行了积极探索和尝试大量实地调研和技术比选，对余热利用的途径进行了积极探索和尝试 在低温热利用的各种途径中，低温热发电是一种重要的能量回收形式在低温热利用的各种途径中，低温热发电是一种重要的能量回收形式，可以将低温热能直接转化成高品质的电能。在大量低温热过剩，难，可以将低温热能直接转化成高品质的电能。在大量低温热过剩，难以找到合适的回收利用渠道时，采用低温热发电是一种有效途径。以找到合适的回收利用渠道时，采用低温热发电是一种有效途径。 SEISEI在海南炼化等项目中采用低温热发电技术回收利用装置内的低温在海南炼化等项目中采用低温热发电技术回收利用装置内的低温余热，取得了较

53、好的节能效果，显著降低了企业运行成本，同时具有余热，取得了较好的节能效果，显著降低了企业运行成本，同时具有非常好的经济效益，增加了企业的竞争力和综合效益。非常好的经济效益，增加了企业的竞争力和综合效益。 海南海南PXPX装置低温热利用的节能和经济效益：装置低温热利用的节能和经济效益： 能耗：比国内外同类装置低能耗：比国内外同类装置低150kg150kg标油标油/ /吨吨PXPX（ 2014 2014年年3 3月标定数据）月标定数据） 成本降低：成本降低：100100美元美元/ /吨吨PXPX（海南炼化报告（海南炼化报告10001000元元/ /吨吨PXPX）68炼化企业所采用低温热发电技术主要

54、炼化企业所采用低温热发电技术主要有有以下以下4 4种：种： 1. 1. 扩容闪蒸蒸汽发电技术扩容闪蒸蒸汽发电技术 2. 2. 低压饱和蒸汽发电技术低压饱和蒸汽发电技术 3. 3. 卡琳娜动力循环发电技术卡琳娜动力循环发电技术 4. 4. 有机朗肯循环发电技术有机朗肯循环发电技术（大量用于国外地热发电（大量用于国外地热发电和余热发电，国内有多个工业化示范装置建成投产）和余热发电，国内有多个工业化示范装置建成投产） 69扩容闪蒸蒸汽发电技术扩容闪蒸蒸汽发电技术（低温余热发电应用）（低温余热发电应用） 扩容闪蒸蒸汽发电已经应用扩容闪蒸蒸汽发电已经应用在锦西在锦西、锦州锦州、长岭、洛炼长岭、洛炼等等一

55、一些项目上些项目上。据了解，。据了解，洛炼洛炼等企业等企业的机组已经拆除，锦西石化的机组仍在运的机组已经拆除，锦西石化的机组仍在运行行 锦西石化总厂锦西石化总厂闪蒸闪蒸湿蒸汽汽轮发电机组的基本情况如下：湿蒸汽汽轮发电机组的基本情况如下： 低温低温余热余热热源热源: :催化装置热水催化装置热水（补充热源：蒸汽管网过剩的补充热源：蒸汽管网过剩的低压低压蒸蒸汽汽） 热水温度：热水温度：供水：供水：120120/ /回水：回水：7575，热水流量，热水流量：750t/h750t/h 进汽参数进汽参数：一次进汽：一次进汽：0.14MPa(A)/114 0.14MPa(A)/114 , ,二次进汽二次进汽

56、0.049MPa(A)/80.80.049MPa(A)/80.8, , 排汽参数：排汽参数：P=0.0088(A)P=0.0088(A)T=42.5T=42.5 循环水温度：操作温度循环水温度：操作温度20-2520-25，设计温度：，设计温度：2727 机组设计额定功率：机组设计额定功率：3000kW3000kW；自用电率：为机组装机规模的自用电率：为机组装机规模的303035%35%运行情况：机组效率低且自用电率高，机组整体运行运行情况：机组效率低且自用电率高，机组整体运行 效益较差效益较差70扩容闪蒸蒸汽发电技术扩容闪蒸蒸汽发电技术（低温余热发电应用）（低温余热发电应用） 从锦西的湿蒸汽

57、发电机组运行情况看，扩容闪蒸湿蒸汽从锦西的湿蒸汽发电机组运行情况看，扩容闪蒸湿蒸汽汽轮发电机组的汽轮发电机组的热电转换热电转换效率效率较低，整体系统较低，整体系统自用电率自用电率高高，经济效益受热源温位、经济效益受热源温位、上网电价、上网电价、循环水温度等影循环水温度等影响较大响较大。 机组整体热效率和经济效益不高，投资回收期较长机组整体热效率和经济效益不高，投资回收期较长 扩容闪蒸蒸汽发电技术作为较为落后的余热发电技术，扩容闪蒸蒸汽发电技术作为较为落后的余热发电技术，从上世纪从上世纪9090年代开始的年代开始的炼化企业新建炼化企业新建和改造和改造项目中，基项目中，基本不本不再再采用扩容闪蒸蒸

58、汽发电技术回收低温热采用扩容闪蒸蒸汽发电技术回收低温热71低压饱和蒸汽发电技术低压饱和蒸汽发电技术（地热：直接干蒸汽发电（地热：直接干蒸汽发电 ） 海南炼化海南炼化PXPX项目利用工艺物流低温余热项目利用工艺物流低温余热产生产生0.4MPa0.4MPa饱和饱和蒸汽蒸汽160-170t/h160-170t/h，发电，发电17-18MW17-18MW ，于于20132013年年1212月建成投产月建成投产，整套整套PXPX装置由原来耗电装置由原来耗电15-16MW15-16MW变为变为外送电约外送电约2-3MW2-3MW，产生，产生的的巨大节能巨大节能效益和经济效益效益和经济效益。 投产运行后标定

59、数据显示海南投产运行后标定数据显示海南PXPX装置能耗比国内外先进装置低装置能耗比国内外先进装置低150kg150kg标油标油/ /吨吨PXPX，能耗处于全球芳烃行业领先水平。，能耗处于全球芳烃行业领先水平。 海南海南PXPX装置成本比国内同类装置低装置成本比国内同类装置低100100美元以上美元以上/ /吨吨PXPX，在，在20142014年全行业不景气的大背景下，海南炼化年全行业不景气的大背景下，海南炼化PXPX装置是全行业唯一盈装置是全行业唯一盈利运行的装置；利运行的装置；72换热器2低温热源换热器4换热器3换热器1汽轮机分离器氨水热水进口出水循环水冷却塔卡琳娜动力循环发电技术卡琳娜动力

60、循环发电技术在海南在海南PXPX项目中，设置了我国首套项目中，设置了我国首套卡琳娜动力循环卡琳娜动力循环热水发热水发电机组电机组 卡琳娜动力循环技术卡琳娜动力循环技术 基本原理基本原理由工艺装置余热加热后的热水进入卡琳娜动力系统的换热器（蒸发器），将热量传递给系统的循环工质（85%氨水混合物），从蒸发器出来的约70的水循环回到工艺装置换热器4出来的氨蒸汽进入汽轮机膨胀作功，驱动发电机发电汽轮机做功后的乏汽进入换热器2（低温回热器）加热由氨泵送来的氨水，最后进入换热器1（凝汽器）由冷却水冷却凝结凝结的氨水经氨泵送到换热器2和换热器3进行回热加热，再进入换热器1（蒸发器）吸收装置内送出的热水热量；