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摘要：对于石化行业而言，节能减排形势十分严峻。分析了石化企业节能减排的有效途径与措施。一是优化炼油结构, 实现装置大型化。二是优化装置操作与联合。三是依靠科技创新, 不断推进企业节能减排。
关键词: 节能;减排;石化;技术;优化
伴随人们对全球能源状况、能源消耗和环境污染等问题的深入了解和认识,节能减排逐渐成为全球经济和社会发展共同关注的问题。当前，能源问题和环境问题已成为制约我国可持续发展的重大战略问题。石油化工是高耗能高污染排放产业,相关企业在降低能耗指标和实现国家节能减排任务方面起着至关重要的作用。因此, 尽快提高能源和资源的综合利用水平以及減少能源消耗、降低环境污染已经成为当前石化行业最迫切的任务。石化行业的节能减排离不开切实可行的措施和良好的技术支持[1]。
1 我国石油石化行业能源消耗面临的问题
1.1能源利用效率低
目前我国总能源利用效率约为33%，比发达国家低约 10百分点。而且我国石油利用效率与发达国家相比也明显偏低, 我国每千美元国内生产总值的石油消耗为 0.26t, 比日本高 2.3倍,比美国高1倍,比印度高 0.2倍。同时一些资源约束问题、结构不合理问题、生产技术落后问题、产业体制问题等问题也一直困扰这石油石化产业[2]。
1.2节能管理基础薄弱
突出表现在管理体系建设方面， 各单位均很大程度地存在着节能管理组织不健全、职能不到位、体系不顺、力量薄弱等问题，各级节能管理和技术机构的力量亟待加强。同时，在基础管理方面，计量、定额、监测、统计等还相对薄弱，节能源头管理尚未落到实处，考核奖惩机制还不够完善， 全员节能意识有待进一步提高。
1.3石油石化产业节能降耗责任重大
在我国，作为国民经济的支柱产业的石油石化产业，既是能源生产企业，也是能耗大户。在能耗方面，2009年全国石油和化学工业的能源消费量为47192.5×104t标准煤， 占全国工业能源消费量的1/5以上，也就是说，有20%的能源让能源企业自身用掉了；能源利用效率与国外先进水平差距达15％。如果石油和化学工业能源消耗能够降低1 个百分点，那么，就意味着省出了几百万吨的石油。可见，石油和化学工业企业提高能效、节约能源是何等的重要！
石油石化产业节能降耗责任重大，刻不容缓！石油化工是高耗能高污染排放产业, 相关企业在降低能耗指标和实现国家节能减排任务方面起着至关重要的作用。因此, 尽快提高能源和资源的综合利用水平以及减少能源消耗、降低环境污染已经成为当前石化行业最迫切的任务。
2应对的措施
2.1大力发展循环经济，提高能源利用效率
我国能源利用效率低，低于世界平均水平，远低于发达国家水平。因此，要大力发展循环经济，坚持把节能降耗作为发展循环经济的重要途径，大力提高资源利用效率，有效减少消耗和废物产生，以资源的高效利用促进循环利用水平的提高。遵循减量化、再利用、资源化并重，减量化优先的原则，大力提高资源利用效率，有效减少消耗和废物产生。
同时还要依靠制度节能。这这方面，我们需要认真学习国外节能的先进经验，尽快提高能源利用效率。在德国，政府把节约能源作为其能源战略的重要组成部分，颁布了很多法律法规并采取多种措施鼓励民众节能，将能源问题作为政府工作的重点，同时加强节能宣传，鼓励家庭参与。芬兰一直十分重视节能工作，长期致力于提高能源的生产和利用效率，并在可再生能源和节能技术开发的同时，注重对公民进行节能教育，也是世界上第一个根据矿物燃料中碳含量收取能源税的国家。发达国家主要通过法律、法规、科技、教育等手段来节能，值得我们借鉴[3]。
2.2优化炼油结构, 实现装置大型化
“大规模、长周期、系统联合”是石化企业实现大幅度节能减排的一个非常重要的因素。通过采用大型化的装置,会使得能量逐级利用、热联合以及低温余热利用更加合理,经济效益也将更好。对于新建的炼油厂来说, 炼油结构的合理布局和装置的大型化需从设计之初考虑;对于已有的炼油厂来说,需要视情况逐步优化炼油结构,实现装置的大型化。
炼油结构的优化包括多套装置的集成设计、产品调和比例的优化以及落后工艺技术的改进等。例如催化蒸馏技术通过将减压蒸馏、加氢脱硫、渣油热转化等多套装置进行组合设计,不仅大幅度减少设备数量,节省投资约30%,而且还能显著降低运行成本, 燃油消耗节省约15%[3]。2008年,我国原油加工量为 3.42亿 t。预计到2011年有效炼油能力将达到 4.4亿t 。但是我国石油炼制企业的规模优势不明显。目前,世界上炼油厂的平均规模约为 500万t/a ,大型炼油厂在1000万t/a以上,最大的为 4000万t /a。但我国现在整体炼油规模水平不高,千万吨规模的炼油厂不是很多,小规模的炼厂还到处可见[4]。规模偏低是造成我国石化企业能耗高和排放多的重要原因。只有炼油规模做大企业才能做强,我国石化行业需要更多千万吨级的炼油厂,更多采用先进的低能耗、低排放的工艺技术,而高能耗、高排放的小炼油厂和小化工厂需要尽快改造、兼并甚至关停。
2.3加快炼化一体化步伐
炼化一体化将炼油厂和化工厂联合在一起,可以实现原料的互供,提高原料的综合利用水平,并通过资源的优化配置形成大规模、集约化、短流程、高灵活的结构组合优势, 进而实现石化企业的节能降耗并提高经济效益。炼化一体化可优化原料配制,还可以简化水、电、汽、风、氮、氢等公用工程, 节省装置投资和运行费用,减少库存和储运费用以及中间产品的营销费用,并且能够根据市场需求灵活调整产品结构。
炼化一体化可以确保化工厂的原料供应不受市场波动的影响。由于化工产品的利润远高于炼油产品,通过炼化一体化可以使炼油厂约 1/4的油品变成价格较高的化工产品,提高了企业利润,这是未来石化企业的发展方向。
据报道[4],炼化一体化技术在发达国家比较成熟。以巴斯夫公司为例,在位于德国总部的一个联合体中有200多家工厂和生产装置联合在一起,形成原料互供。这种联合体在经济和环境上有着巨大的优势。如果将该联合体拆分并分别放置在50个相距 100 km的地方,那么巴斯夫公司每年将要为此多付出 5亿多欧元。
我国的乙烷、丙烷、丁烷及凝析油等轻烃资源缺乏,石油化工的发展必须依靠原油加工提供炼厂气、石脑油等轻烃资源和部分低碳烯烃资源, 这就要求有条件的企业尽快由燃料型转变为燃料-化工型。国内最近几年正在加快此方面的规划和建设, 新建和正在建设一批大型的炼化一体化项目。
2.4 综合利用炼油化工副产品，发展深加工产业
充分利用炼厂干气建设干气提浓或乙置，如中国石化已利用干气中的乙烯资104t/a；充分利用乙烯裂解副产碳四、碳五资源。2009年，中国石化上海石油化工股份有限公司实现裂解碳五全分离，计划建设天津、燕山碳五分离项目；加大轻烃和焦化装置液化气的回收利用力度，每年可回收轻烃350×104t以上、液化气20×10左右；加强氢气资源的优化利用，优化制氢原料，实现原料气体化和富氢气体的回收利用，顶替制氢用的石脑油约30 ×104t，回收氢气约13.7×104m3（标准）。
2.5实现清洁生产,减少污染排放
随着人们环保意识的增强和环保法规的日益严格,石化企业不仅要为消费者提供清洁的产品,而且自身的生产过程也要实现清洁化。尽可能避免使用有毒、有害、有碍人体健康的酸碱等辅助原材料和催化材料,尽可能回收“三废”中的有用资源, 尽可能减少污染排放。
中国石油兰州石化公司[5]为了减少常减压炉的烟气量,于 2003年更换了炉用燃烧器,并将燃料油改为燃料气。改造后加热炉的烟气排放量减少了33%,烟气中二氧化硫的含量下降了 21 % ,氮氧化合物的含量下降了3%,一氧化碳的含量下降了11%。
2.6开发与应用节能减排新技术
节能减排新技术包括新的分离技术,如超临界分离、膜法分离、变压吸附分离、磁性分离、微波分离、络合分离、抽提蒸馏以及膜法蒸馏技术等;新的反应技术,如反应蒸馏、超临界反应技术等;新型换热器与分离器;新的热能回收、热电联产技术等。
3结束语
石化企业的节能减排是一项长期且艰巨的任务,不仅需要一系列切实可行的技术和措施,而且更需要众多掌握节能减排技术且有着良好节能减排意识的一线工作者。企业节能减排的有效实施需要政府、 企业、 研究机构和人才培养单位的紧密配合。只有这样,企业才能在节能减排的同时提高经济效益、社会效益和综合竞争力。
参考文献
[1]张福琴,等.我国炼化业务现状及近期发展展望[J].石油科技论坛,2008,27(4).
[2]任京东,林敏.我国石化行业节能减排的途径与措施分析[J].现代化工，2010,30(3):4-8.
[3]余绩庆,刘博,高建保.我国炼油企业提高能[J].石油规划设计, 2008,19(2):32-35,48.
[4]钱伯章.石化行业节能降耗的潜力与途径[J].石油和化工节能, 2007(3):7-10.
[5]吴云鹏,宋景平,柴宗明.常减压蒸馏装置的[J].石油炼制与化工, 2008,39(6):15-17.
关键词: 节能;减排;石化;技术;优化
伴随人们对全球能源状况、能源消耗和环境污染等问题的深入了解和认识,节能减排逐渐成为全球经济和社会发展共同关注的问题。当前，能源问题和环境问题已成为制约我国可持续发展的重大战略问题。石油化工是高耗能高污染排放产业,相关企业在降低能耗指标和实现国家节能减排任务方面起着至关重要的作用。因此, 尽快提高能源和资源的综合利用水平以及減少能源消耗、降低环境污染已经成为当前石化行业最迫切的任务。石化行业的节能减排离不开切实可行的措施和良好的技术支持[1]。
1 我国石油石化行业能源消耗面临的问题
1.1能源利用效率低
目前我国总能源利用效率约为33%，比发达国家低约 10百分点。而且我国石油利用效率与发达国家相比也明显偏低, 我国每千美元国内生产总值的石油消耗为 0.26t, 比日本高 2.3倍,比美国高1倍,比印度高 0.2倍。同时一些资源约束问题、结构不合理问题、生产技术落后问题、产业体制问题等问题也一直困扰这石油石化产业[2]。
1.2节能管理基础薄弱
突出表现在管理体系建设方面， 各单位均很大程度地存在着节能管理组织不健全、职能不到位、体系不顺、力量薄弱等问题，各级节能管理和技术机构的力量亟待加强。同时，在基础管理方面，计量、定额、监测、统计等还相对薄弱，节能源头管理尚未落到实处，考核奖惩机制还不够完善， 全员节能意识有待进一步提高。
1.3石油石化产业节能降耗责任重大
在我国，作为国民经济的支柱产业的石油石化产业，既是能源生产企业，也是能耗大户。在能耗方面，2009年全国石油和化学工业的能源消费量为47192.5×104t标准煤， 占全国工业能源消费量的1/5以上，也就是说，有20%的能源让能源企业自身用掉了；能源利用效率与国外先进水平差距达15％。如果石油和化学工业能源消耗能够降低1 个百分点，那么，就意味着省出了几百万吨的石油。可见，石油和化学工业企业提高能效、节约能源是何等的重要！
石油石化产业节能降耗责任重大，刻不容缓！石油化工是高耗能高污染排放产业, 相关企业在降低能耗指标和实现国家节能减排任务方面起着至关重要的作用。因此, 尽快提高能源和资源的综合利用水平以及减少能源消耗、降低环境污染已经成为当前石化行业最迫切的任务。
2应对的措施
2.1大力发展循环经济，提高能源利用效率
我国能源利用效率低，低于世界平均水平，远低于发达国家水平。因此，要大力发展循环经济，坚持把节能降耗作为发展循环经济的重要途径，大力提高资源利用效率，有效减少消耗和废物产生，以资源的高效利用促进循环利用水平的提高。遵循减量化、再利用、资源化并重，减量化优先的原则，大力提高资源利用效率，有效减少消耗和废物产生。
同时还要依靠制度节能。这这方面，我们需要认真学习国外节能的先进经验，尽快提高能源利用效率。在德国，政府把节约能源作为其能源战略的重要组成部分，颁布了很多法律法规并采取多种措施鼓励民众节能，将能源问题作为政府工作的重点，同时加强节能宣传，鼓励家庭参与。芬兰一直十分重视节能工作，长期致力于提高能源的生产和利用效率，并在可再生能源和节能技术开发的同时，注重对公民进行节能教育，也是世界上第一个根据矿物燃料中碳含量收取能源税的国家。发达国家主要通过法律、法规、科技、教育等手段来节能，值得我们借鉴[3]。
2.2优化炼油结构, 实现装置大型化
“大规模、长周期、系统联合”是石化企业实现大幅度节能减排的一个非常重要的因素。通过采用大型化的装置,会使得能量逐级利用、热联合以及低温余热利用更加合理,经济效益也将更好。对于新建的炼油厂来说, 炼油结构的合理布局和装置的大型化需从设计之初考虑;对于已有的炼油厂来说,需要视情况逐步优化炼油结构,实现装置的大型化。
炼油结构的优化包括多套装置的集成设计、产品调和比例的优化以及落后工艺技术的改进等。例如催化蒸馏技术通过将减压蒸馏、加氢脱硫、渣油热转化等多套装置进行组合设计,不仅大幅度减少设备数量,节省投资约30%,而且还能显著降低运行成本, 燃油消耗节省约15%[3]。2008年,我国原油加工量为 3.42亿 t。预计到2011年有效炼油能力将达到 4.4亿t 。但是我国石油炼制企业的规模优势不明显。目前,世界上炼油厂的平均规模约为 500万t/a ,大型炼油厂在1000万t/a以上,最大的为 4000万t /a。但我国现在整体炼油规模水平不高,千万吨规模的炼油厂不是很多,小规模的炼厂还到处可见[4]。规模偏低是造成我国石化企业能耗高和排放多的重要原因。只有炼油规模做大企业才能做强,我国石化行业需要更多千万吨级的炼油厂,更多采用先进的低能耗、低排放的工艺技术,而高能耗、高排放的小炼油厂和小化工厂需要尽快改造、兼并甚至关停。
2.3加快炼化一体化步伐
炼化一体化将炼油厂和化工厂联合在一起,可以实现原料的互供,提高原料的综合利用水平,并通过资源的优化配置形成大规模、集约化、短流程、高灵活的结构组合优势, 进而实现石化企业的节能降耗并提高经济效益。炼化一体化可优化原料配制,还可以简化水、电、汽、风、氮、氢等公用工程, 节省装置投资和运行费用,减少库存和储运费用以及中间产品的营销费用,并且能够根据市场需求灵活调整产品结构。
炼化一体化可以确保化工厂的原料供应不受市场波动的影响。由于化工产品的利润远高于炼油产品,通过炼化一体化可以使炼油厂约 1/4的油品变成价格较高的化工产品,提高了企业利润,这是未来石化企业的发展方向。
据报道[4],炼化一体化技术在发达国家比较成熟。以巴斯夫公司为例,在位于德国总部的一个联合体中有200多家工厂和生产装置联合在一起,形成原料互供。这种联合体在经济和环境上有着巨大的优势。如果将该联合体拆分并分别放置在50个相距 100 km的地方,那么巴斯夫公司每年将要为此多付出 5亿多欧元。
我国的乙烷、丙烷、丁烷及凝析油等轻烃资源缺乏,石油化工的发展必须依靠原油加工提供炼厂气、石脑油等轻烃资源和部分低碳烯烃资源, 这就要求有条件的企业尽快由燃料型转变为燃料-化工型。国内最近几年正在加快此方面的规划和建设, 新建和正在建设一批大型的炼化一体化项目。
2.4 综合利用炼油化工副产品，发展深加工产业
充分利用炼厂干气建设干气提浓或乙置，如中国石化已利用干气中的乙烯资104t/a；充分利用乙烯裂解副产碳四、碳五资源。2009年，中国石化上海石油化工股份有限公司实现裂解碳五全分离，计划建设天津、燕山碳五分离项目；加大轻烃和焦化装置液化气的回收利用力度，每年可回收轻烃350×104t以上、液化气20×10左右；加强氢气资源的优化利用，优化制氢原料，实现原料气体化和富氢气体的回收利用，顶替制氢用的石脑油约30 ×104t，回收氢气约13.7×104m3（标准）。
2.5实现清洁生产,减少污染排放
随着人们环保意识的增强和环保法规的日益严格,石化企业不仅要为消费者提供清洁的产品,而且自身的生产过程也要实现清洁化。尽可能避免使用有毒、有害、有碍人体健康的酸碱等辅助原材料和催化材料,尽可能回收“三废”中的有用资源, 尽可能减少污染排放。
中国石油兰州石化公司[5]为了减少常减压炉的烟气量,于 2003年更换了炉用燃烧器,并将燃料油改为燃料气。改造后加热炉的烟气排放量减少了33%,烟气中二氧化硫的含量下降了 21 % ,氮氧化合物的含量下降了3%,一氧化碳的含量下降了11%。
2.6开发与应用节能减排新技术
节能减排新技术包括新的分离技术,如超临界分离、膜法分离、变压吸附分离、磁性分离、微波分离、络合分离、抽提蒸馏以及膜法蒸馏技术等;新的反应技术,如反应蒸馏、超临界反应技术等;新型换热器与分离器;新的热能回收、热电联产技术等。
3结束语
石化企业的节能减排是一项长期且艰巨的任务,不仅需要一系列切实可行的技术和措施,而且更需要众多掌握节能减排技术且有着良好节能减排意识的一线工作者。企业节能减排的有效实施需要政府、 企业、 研究机构和人才培养单位的紧密配合。只有这样,企业才能在节能减排的同时提高经济效益、社会效益和综合竞争力。
参考文献
[1]张福琴,等.我国炼化业务现状及近期发展展望[J].石油科技论坛,2008,27(4).
[2]任京东,林敏.我国石化行业节能减排的途径与措施分析[J].现代化工，2010,30(3):4-8.
[3]余绩庆,刘博,高建保.我国炼油企业提高能[J].石油规划设计, 2008,19(2):32-35,48.
[4]钱伯章.石化行业节能降耗的潜力与途径[J].石油和化工节能, 2007(3):7-10.
[5]吴云鹏,宋景平,柴宗明.常减压蒸馏装置的[J].石油炼制与化工, 2008,39(6):15-17.