炼化过程设计节能

2016/8/25 13
1.背景 -中国石化启动“能效倍增”计划
2016/8/25
14
1.背景-中国石化启动“能效倍增”计划
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。
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。
2016/8/25 11
1.背景-中国石化节能取得的成绩
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。
节[2013]514号；
《全国工业能效指南（2014年版）》工业和信息化部[2014]。
2016/8/25 7
1.背景_国家对节能减排新要求
《能源发展“十二五”规划》国发[2013]2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
反应产物
27
2.节能的基本途径与设计节能
加氢裂化——节能技术 节能显著的串级注水技术；
优化的高压空冷器设计技术；
灵活的塔底尾油循环换热流程技术； 新颖的稠环芳烃汽提技术； 分馏塔进料闪蒸技术； 氢气优化技术。
28
2.节能的基本途径与设计节能
加热炉—节能技术汇总
提高加热炉的热效率从点滴做起，其热效率应达93%以上。 1、优化燃烧，减少污染物Nox的排放：使用燃料分级（空气分级）的高效 燃烧器，降低Nox的生成量，减少对环境的污染。 2、减少热损失：采用保温隔热效果优良衬里材料。降低炉体表面温度，减 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 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 钉等综合技术。优化操作，减少过剩空气量的进入：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 态运行。
生态环境约束凸显，绿色发展迫在眉睫。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。
20
2.节能的基本途径与设计节能
原油蒸馏——节能技术汇总 1. 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 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 、物料平衡、操作条件和能量回收系统，达到从根本上优化全 装置用能的目的。 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； 动力消耗； 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； 三废排放与节能。
2016/8/25 12
1.背景-中国石化节能取得巨大成绩
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，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。
2016/8/25
15
1.背景-中国石化启动“能效倍增”计划
能效倍增计划六大措施
一、管理节能 二、结构节能 三、技术节能 四、节能工程 五、循环经济 六、合同能源管理
SEI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
16
1.背景-中国石化启动“能效倍增”计划
技术节能
1.推广低温余热资源利用技术
烟气侧（仰视）
空气侧（水平位置）
25
2.节能的基本途径与设计节能
延迟焦化——节能技术点滴
A：换热板侧视图
2. 分馏塔换热板的设计
– – – – – 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
第5#、6#板加锯 齿型堰，堰高75
2.推广样板加热炉技术
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 磁调速、无极调速和多级调速等技术
4.推广循环水系统节能技术
5.推广冷凝水回收技术 6.推广乏汽回收技术 7.推广烟气余热回收技术„„
17
二、wenku.baidu.com能的基本途径与设计节能
2.节能的基本途径与设计节能
外界供入的燃料、电、蒸汽等能源 能量转换 可被工艺利用的能量形式 能量利用 降质了的能量 能量回收 环 境 炼化企业能量利用特点。
节[2013]514号；
序号 1 2
2016/8/25
指标 原油加工综合能耗 乙烯综合能耗
单位 千克标准煤/吨 千克标准煤/吨
2012年 92 849
2017年 83 835
下降率 9.8% 1.6%
9
1.背景_炼化企业节能降耗，意义重大！
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！
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。
19
能量变化 过程推动
原料
产品
物料变化 核心过程
2.节能的基本途径与设计节能
工艺用能优化——主动节能、关键部分 工艺路线优选、工艺参数优化-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、
焦化灵活可调循环比工艺；
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～ 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； ……
2016/8/25 8
1.背景_国家对节能减排新要求
《循环经济发展战略及近期行动计划》国发[2013]5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%。 《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
22
2.节能的基本途径与设计节能
催化裂化——节能技术点滴 1.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 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 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 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。 2.催化剂密闭装卸系统 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 及投产的大型化、超大型化催化裂化装置，催化剂藏量达到 400～500t，有必要加以应用。
24
2.节能的基本途径与设计节能
延迟焦化——节能技术点滴 1.铸铁双向翅片空气预热器
• • • • • • • • • 空气侧烟气侧均有与气体流动方向一致的不连续 翅片 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； 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； 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； 由于流动空间较大对燃料的灰分含量要求不高； 适应温度高。 抗腐蚀性能好；
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！
2016/8/25 10
1. 背景-中国石化节能取得的成绩
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
23
2.节能的基本途径与设计节能
催化裂化——节能技术点滴
3.新型BSX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 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 州、安庆、上海石化、靖边DCC、石家庄等催化装置，并出 口至伊朗。 4、BWJ-IV型进料喷嘴 提高单台进料喷嘴的处理量，达到35～50t/h，提高雾化效果， 减少生焦和结焦。 相对于BWJ-II、BWJ-III型喷嘴，技术改 进主要体现在：原料油正向，雾化蒸汽侧向进，侧向3次进汽， 蒸汽与原料油接触过程中采用三组合旋流以达到充分混合， 顶部喷头采用双槽型喷孔喷头。目前，已成功应用于宁夏、 安庆、上海金山、靖边DCC等大型、超大型催化裂化装置上。
B：换热板开孔俯视图
换热板结构示意图
缝隙
26
2.节能的基本途径与设计节能
加氢处理/加氢精制——节能技术
大型反应器技术； 先进内构件提高催化剂
H2+蜡油
利用率，减少反应器投
资； 双面辐射均匀加热技术、
加热炉管内和管外CFX
流场分析技术、燃烧器 技术，高强低导耐火浇 注料和专用高温耐火砖 技术。
中国石化培训材料
炼化过程设计节能
中国石化工程建设有限公司
2015年8月
目录
背景
节能的基本途径与设计节能
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
2
1.背景_日益复杂的国际能源形势
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。 能源供应格局深刻调整。一方面：作为全球油气输出重地
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。
2016/8/25 4
1.背景_国内不容乐观的能源安全形势
2016/8/25
5
1.背景
石油依旧是未来能源的重要组成部分!___世界＆中国
6
1.背景_国家对节能减排新要求
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！
国家对炼油行业节能降耗要求日益严格，近年来，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 标。 《能源发展“十二五”规划》国发[2013]2号； 《循环经济发展战略及近期行动计划》国发[2013]5号； 《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
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
发生深刻调整和变化。
2016/8/25 3
1.背景_国内不容乐观的能源安全形势
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
21
2.节能的基本途径与设计节能
原油蒸馏——节能技术汇总 2. 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 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 ；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： 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 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 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、设备的适应能力。