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[摘 要]在对炼油工艺能量应用和消耗的特点进行论述的基础上，分别从降低炼油工艺总用能、低温余热回收利用以及废水管理三个方面探讨了对应的炼油工艺节能环保优化技术策略，形成了相对完善的炼油工艺节能环保优化技术体系。
[关键词]炼油；环保优化；节能改造
中图分类号：TE624 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）01-0334-01
"节能减排"是当前炼油行业的重要研究课题，通过多年的相关研究，相关的炼油工艺得到了优化，在环保节能技术方面得到了一定的优化和提升。近年来，我国原油加工总量增加了49.5%，而炼油综合能耗下降了12.1%，表明炼油工艺节能优化已经发挥了重要的作用。当前，炼油工艺节能优化技术的优化和改革主要是从降低炼油工艺总用能、低温余热回收利用以及废水管理三个方面。因此，本文主要从这三个方面探讨炼油工艺过程中节能环保优化技术。
1 炼油工艺能量应用和消耗的特点
在高品质油品的炼制过程中，能量的利用和消耗特点主要表现为：在对炼油工艺系统结构进行对应的调整，去除其中存在运行风险、高能耗炼油设备等，但是在完成调整之后得到的炼油设备和装置依然存在着整体规模大的问题，但是能耗相對减少，炼油效率也得到了一定的提高，使得炼油工艺系统的能源综合利用与回收效率得到提高。同时，不同的企业的氢来源是不同的，在完成结构调整之后，使得氢能源的利用得到优化，这对于油品质量的提高具有一定的优势。另外，根据相关技术调查可知，炼油工艺生产过程中能量的消耗有90%是因为相关的装置不完善造成的，所以优化炼油企业的生产工艺系统是关键所在，在炼油过程中因为油品加工的方式和工艺系统各不相同，造成能量消耗差别较大，在炼油生产工艺中，催化裂解、常减压蒸馏和催化重整等设备是主要的能耗设备，其占到了整个油品炼制工艺的50%左右，所以在节能环保优化过程中需要采取针对性的措施进行改进和完善。
2 降低炼油工艺总用能
2.1 降低炼油工艺用热总量
炼油工艺系统的常减压蒸馏装置，通过将初馏塔、常压塔中的过气化油直接排出，绕过增温设备而避免了对过气化油进行反复加热以及后续冷凝而导致的用热总量增加的问题，使得炼制设备的总用热量得到控制。例如，在炼油过程针对使用的KDN-1000型空分装置进行对应的改动：从空压机排出的4级高温压缩空气没有直接进入4级空气冷却设备，而是先通入再生器预热器，使之与来自冷箱的低温氮气进行热量交换，当污氮气通过热交换升温之后再进入到电加热其中，进行后续的分子筛再生，通过这种方式能够有效的降低电加热器消耗的能量。而通过热交换之后的低温压缩空气再次通入到4级空气冷却器之后，使得空气冷却器的热负荷得到控制。从实际的改造情况来看，改造后电加热器的用电负荷将从90kW下降至75kW，空气冷却器的用水量也从35t/h下降至28t/h，能够显著降低炼油工艺的总用热量，达到节能环保的目的。
2.2 减少炼油工艺的用汽总量
通过优化用蒸汽汽提的相关工艺进行改进和操作，改善汽提蒸汽的管理质量，在优化保证产品质量的前提下，与实际的炼油工艺和设备的流体状况相结合，能够有效的减少吹汽量，从而达到减少用气工艺总能量的目的。在节能环保优化改造过程中，可以使用重沸器来替代汽提用汽，加热和伴热用汽等可以使用低温热进行替代，通过这些方式都能够有效的减少炼油工艺的用汽总量。
2.3 减少炼油工艺动力用能
通过对炼油工艺管线的优化，采取合理的工艺管径，达到降低流动阻力的目的，从而有效的避免了工艺生产过程中出现的反复加压、节流，从而减少动力工艺用能总量。同时，减少反应系统中没有转化原料的总循环量，可以达到减少动力用能的目的。另外，针对系统各个线路的节流阀，在确保控制质量的基础上，应该尽量降低各个调节阀的压降。
3 炼油过程中废水生产及环保策略
在炼油过程中产生的工业废水不但会对环境产生严重的污染，而且在一定程度上不利于炼油工艺的可持续进行。根据产生的废水水质的不同，可以将之分为游离态含油废水、冷却水、乳化水、锅炉废水、含碱、酸的废水等。废水的主要产生环节来自于原油的直接蒸馏生产环节，而且在重油的蒸馏、裂解和某些馏分的精炼过程中也会产生废水。在对废水进行环保优化处理时，主要时采取初步的预处理后，按照对应的比例混入油田采出水进行混合处理，使得水质达到对应的标准，在达到使用标准之后实现对炼油工艺的环保节能优化。
4 组合法
在实际处理中，运用单一的方法往往效果不好，近年来，发展了一些生物、化学及物化方法之间相互组合的方法，得到了良好的处理废水的效果。
4.1 生物活性炭法
这种方法既有很高的吸附性能，又能利用微生物的分解作用去除被吸附的物质，提高活性炭的使用周期，降低水处理的成本。刘铁民等[6]对抚顺石化分公司石油二厂污水处理场出水采用PAC、PAM絮凝沉淀池→精滤器→臭氧氧化→活性炭塔→除氨器工艺进行深度处理，出水油、CODMn、NH3-N、悬浮物分别在0.15mg/L、2.13mg/L、0.20mg/L、7mg/L。
4.2 电-生物耦合技术
硝基苯类、卤代酚、卤代烃、还原染料等都是重要的工业原料或产品，但它们都很难被微生物所降解。以前这类废水的处理一直是企业面临的一项难题。中国科学院过程工程研究所经过深入研究发明了电-生物耦合技术，利用电催化反应将水中难降解有机物催化还原（或氧化）成生物易降解的有机分子，微生物则在同一个反应器中同时将它们彻底去除。以含硝基苯质量浓度为100mg/L的废水为例，经过10h的处理，硝基苯去除率大于98%，COD去除率大于90%，出水达到国家排放标准。
4.3 絮凝-磁分离技术
这种技术是化学絮凝法和磁分离技术的相互结合，是在传统的絮凝工艺基础上加入磁粉，形成絮凝核心强化了絮凝的效果，提高了絮凝体的密实性，大大加快了絮体的沉降速度。鲁风芹等[8]采用了这种技术对炼油中的含盐废水进行了处理和研究，研究发现盐的最高去除率可以达到56%，CODcr浓度由120mg/L降到54mg/L，能够满足外排废水的新排放标准要求。这种技术具有处理能力大、效率高占地面积小、能量消耗少、设备简单紧凑等一系列优点。
5 生物法
生物法在污水处理中应用广泛，能够有效地去除BOD5、COD、氨氮、硫化物及油类，有降解污染物种类多，效率高、抗冲击能力强、运行费用低等优点，目前，国内外应用广泛的生物处理方法主要有活性污泥法和膜生物反应器法。
5.1 活性污泥法
活性污泥法为最早的生物处理法，目前炼油厂采用的活性污泥法多为好氧曝气活性污泥法，此法对BOD5和COD的去除比较有效，但是无法除磷脱氮，而且容易出现污泥膨胀或者流失的现象，导致外排水的水质不稳定。为了达到更高的排放要求，一些新的工艺和技术被研究并应用于生产中。
参考文献
[1] 李永朴；从催化裂化技术及催化剂的发展水平探讨进入国际市场的前景；石油炼制与化工；1999年08期.
[2] 周海宾；催化裂化装置节能改造应用研究[D]；天津大学；2012年.
[3] 谢洪斌；催化裂化装置中两器部分管道设计探讨[J]；科技创新导报；2011年18期.
[4] 周海宾；催化裂化装置节能改造应用研究[D]；天津大学；2012年.
[关键词]炼油；环保优化；节能改造
中图分类号：TE624 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）01-0334-01
"节能减排"是当前炼油行业的重要研究课题，通过多年的相关研究，相关的炼油工艺得到了优化，在环保节能技术方面得到了一定的优化和提升。近年来，我国原油加工总量增加了49.5%，而炼油综合能耗下降了12.1%，表明炼油工艺节能优化已经发挥了重要的作用。当前，炼油工艺节能优化技术的优化和改革主要是从降低炼油工艺总用能、低温余热回收利用以及废水管理三个方面。因此，本文主要从这三个方面探讨炼油工艺过程中节能环保优化技术。
1 炼油工艺能量应用和消耗的特点
在高品质油品的炼制过程中，能量的利用和消耗特点主要表现为：在对炼油工艺系统结构进行对应的调整，去除其中存在运行风险、高能耗炼油设备等，但是在完成调整之后得到的炼油设备和装置依然存在着整体规模大的问题，但是能耗相對减少，炼油效率也得到了一定的提高，使得炼油工艺系统的能源综合利用与回收效率得到提高。同时，不同的企业的氢来源是不同的，在完成结构调整之后，使得氢能源的利用得到优化，这对于油品质量的提高具有一定的优势。另外，根据相关技术调查可知，炼油工艺生产过程中能量的消耗有90%是因为相关的装置不完善造成的，所以优化炼油企业的生产工艺系统是关键所在，在炼油过程中因为油品加工的方式和工艺系统各不相同，造成能量消耗差别较大，在炼油生产工艺中，催化裂解、常减压蒸馏和催化重整等设备是主要的能耗设备，其占到了整个油品炼制工艺的50%左右，所以在节能环保优化过程中需要采取针对性的措施进行改进和完善。
2 降低炼油工艺总用能
2.1 降低炼油工艺用热总量
炼油工艺系统的常减压蒸馏装置，通过将初馏塔、常压塔中的过气化油直接排出，绕过增温设备而避免了对过气化油进行反复加热以及后续冷凝而导致的用热总量增加的问题，使得炼制设备的总用热量得到控制。例如，在炼油过程针对使用的KDN-1000型空分装置进行对应的改动：从空压机排出的4级高温压缩空气没有直接进入4级空气冷却设备，而是先通入再生器预热器，使之与来自冷箱的低温氮气进行热量交换，当污氮气通过热交换升温之后再进入到电加热其中，进行后续的分子筛再生，通过这种方式能够有效的降低电加热器消耗的能量。而通过热交换之后的低温压缩空气再次通入到4级空气冷却器之后，使得空气冷却器的热负荷得到控制。从实际的改造情况来看，改造后电加热器的用电负荷将从90kW下降至75kW，空气冷却器的用水量也从35t/h下降至28t/h，能够显著降低炼油工艺的总用热量，达到节能环保的目的。
2.2 减少炼油工艺的用汽总量
通过优化用蒸汽汽提的相关工艺进行改进和操作，改善汽提蒸汽的管理质量，在优化保证产品质量的前提下，与实际的炼油工艺和设备的流体状况相结合，能够有效的减少吹汽量，从而达到减少用气工艺总能量的目的。在节能环保优化改造过程中，可以使用重沸器来替代汽提用汽，加热和伴热用汽等可以使用低温热进行替代，通过这些方式都能够有效的减少炼油工艺的用汽总量。
2.3 减少炼油工艺动力用能
通过对炼油工艺管线的优化，采取合理的工艺管径，达到降低流动阻力的目的，从而有效的避免了工艺生产过程中出现的反复加压、节流，从而减少动力工艺用能总量。同时，减少反应系统中没有转化原料的总循环量，可以达到减少动力用能的目的。另外，针对系统各个线路的节流阀，在确保控制质量的基础上，应该尽量降低各个调节阀的压降。
3 炼油过程中废水生产及环保策略
在炼油过程中产生的工业废水不但会对环境产生严重的污染，而且在一定程度上不利于炼油工艺的可持续进行。根据产生的废水水质的不同，可以将之分为游离态含油废水、冷却水、乳化水、锅炉废水、含碱、酸的废水等。废水的主要产生环节来自于原油的直接蒸馏生产环节，而且在重油的蒸馏、裂解和某些馏分的精炼过程中也会产生废水。在对废水进行环保优化处理时，主要时采取初步的预处理后，按照对应的比例混入油田采出水进行混合处理，使得水质达到对应的标准，在达到使用标准之后实现对炼油工艺的环保节能优化。
4 组合法
在实际处理中，运用单一的方法往往效果不好，近年来，发展了一些生物、化学及物化方法之间相互组合的方法，得到了良好的处理废水的效果。
4.1 生物活性炭法
这种方法既有很高的吸附性能，又能利用微生物的分解作用去除被吸附的物质，提高活性炭的使用周期，降低水处理的成本。刘铁民等[6]对抚顺石化分公司石油二厂污水处理场出水采用PAC、PAM絮凝沉淀池→精滤器→臭氧氧化→活性炭塔→除氨器工艺进行深度处理，出水油、CODMn、NH3-N、悬浮物分别在0.15mg/L、2.13mg/L、0.20mg/L、7mg/L。
4.2 电-生物耦合技术
硝基苯类、卤代酚、卤代烃、还原染料等都是重要的工业原料或产品，但它们都很难被微生物所降解。以前这类废水的处理一直是企业面临的一项难题。中国科学院过程工程研究所经过深入研究发明了电-生物耦合技术，利用电催化反应将水中难降解有机物催化还原（或氧化）成生物易降解的有机分子，微生物则在同一个反应器中同时将它们彻底去除。以含硝基苯质量浓度为100mg/L的废水为例，经过10h的处理，硝基苯去除率大于98%，COD去除率大于90%，出水达到国家排放标准。
4.3 絮凝-磁分离技术
这种技术是化学絮凝法和磁分离技术的相互结合，是在传统的絮凝工艺基础上加入磁粉，形成絮凝核心强化了絮凝的效果，提高了絮凝体的密实性，大大加快了絮体的沉降速度。鲁风芹等[8]采用了这种技术对炼油中的含盐废水进行了处理和研究，研究发现盐的最高去除率可以达到56%，CODcr浓度由120mg/L降到54mg/L，能够满足外排废水的新排放标准要求。这种技术具有处理能力大、效率高占地面积小、能量消耗少、设备简单紧凑等一系列优点。
5 生物法
生物法在污水处理中应用广泛，能够有效地去除BOD5、COD、氨氮、硫化物及油类，有降解污染物种类多，效率高、抗冲击能力强、运行费用低等优点，目前，国内外应用广泛的生物处理方法主要有活性污泥法和膜生物反应器法。
5.1 活性污泥法
活性污泥法为最早的生物处理法，目前炼油厂采用的活性污泥法多为好氧曝气活性污泥法，此法对BOD5和COD的去除比较有效，但是无法除磷脱氮，而且容易出现污泥膨胀或者流失的现象，导致外排水的水质不稳定。为了达到更高的排放要求，一些新的工艺和技术被研究并应用于生产中。
参考文献
[1] 李永朴；从催化裂化技术及催化剂的发展水平探讨进入国际市场的前景；石油炼制与化工；1999年08期.
[2] 周海宾；催化裂化装置节能改造应用研究[D]；天津大学；2012年.
[3] 谢洪斌；催化裂化装置中两器部分管道设计探讨[J]；科技创新导报；2011年18期.
[4] 周海宾；催化裂化装置节能改造应用研究[D]；天津大学；2012年.