加快石油化工行业节能改造和节能新工艺、新技术的推广是十分重要的。
1.石油行业新技术
石油行业生产和加工油气的过程中要消耗大量的能源,特别是随着许多老油田开发难度的增加,能耗也逐年大幅度上升。开发及应用新的节能技术,可以进一步深挖节能潜力,提高节能效益。当前应积极推广采用的新技术包括:
1)机械采油系统节能技术。
2)钻井系统节能技术。
3)不加热集油工艺技术。
4)节能型原油脱水设备。
5)油气降耗回收利用技术。
2.石化行业新工艺
1)改进工艺条件,降低工艺总用能。①工艺总用能是衡量装置用能水平的重要指标,它是原料变化过程中在要求条件下(温度、压力)所需要能量的数量。一般工艺总用能可分为热、蒸汽和动力用能三种形式,即用热工艺总用能、用汽工艺总用能和动力工艺总用能;②降低用热工艺总用能;③减少用汽工艺总用能。
2)提高能量回收率,减少排弃能量及用能损耗。
3)提高能量转换环节效率,减少装置供入能耗。
4)低温热回收利用。
5)搞好蒸汽逐级利用。
3.化工行业新技术
1)多效蒸发。若将二次蒸汽当作加热蒸汽,引入另一个蒸发器,只要后者的蒸发室压力和溶液沸点比原来蒸发器的低,则引入的二次蒸汽就能起到加热作用。利用这个原理将多个蒸发器连接起来一同操作,即组成一个多效蒸发器。由于各工序(除最后一工序外)的二次蒸汽都用做下一工序蒸发器的加热蒸汽,这就提高了蒸汽的利用率。
但随着产量的增加,设备费用不断增加,而产生蒸汽的降低率也慢慢减小,在设备5效以后,再增加效数,节能效果就不太明显了。目前,对于无机盐溶液,由于其沸点升高较大,效数为4~6效;只有对海水淡化等极稀溶液的蒸发采用设备6效以上。
2)预热进料。精馏塔的馏出液、侧线馏分和塔釜液在其相应组分的沸点下,作为产品或排出液由塔内采出,但在送往后道工序使用、产品储存或排弃处理之前常常需要冷却。利用这些液体所放热量对进料或其他工艺流进行预热,是简单的节能方法之一。
3)塔釜液余热的作用。塔釜液余热除了可直接预热进料外,还可将塔釜液显热变为潜热利用。
4)蒸汽喷射泵式热泵精馏应用。
5)膜反应器的应用。膜反应器的结构,可分为惰性膜反应器和催化膜反应器两类。惰性膜反应器所用的膜本身是惰性的,只起分离作用。惰性膜大多为微孔陶瓷、微孔玻璃或高分子膜,而催化膜反应器所用的膜同时具有催化和分离的双重功能,反应物从膜一侧进入(如脱氢反应)或从膜两侧进入(如加氢反应、部分氧化反应)。
4.推行石油化工行业两化深度融合
石化工业发展重要的不协调是硬件和软件不配套,硬件发展非常快,世界第二,软件跟不上,围绕石化行业的所有软件服务没有,石化行业在国际上就没法站稳脚跟。
当前形势下,提高石化行业的水平,关键要服务于石化行业的结构调整与产业升级的发展,服务和改造传统产业,服务和发展高端行业。还要助推石化中小企业的发展,推广信息化的应用,引导和服务中小企业转型升级,提高各方面的管理水平和产业水平。
如何推进两化深度融合?一要推进企业的综合集成和创新;二要使企业信息化迈向更精细的产品信息化和服务信息化;三要推进生产性服务业(工业服务业)的信息化发展;四是在国家层次要出台更好地推进两化深度融合的政策;五是在区域层次加快推进两化深度融合。工信部将来以区域形式推进两化深度融合的推进工作还会进一步加强。按照区域形式,大到省,小到市,再到工业园区都是推进两化深度融合的新方向。六要高度重视新一代信息通信技术的变革。七要高度地重视信息安全工作。过去把注意力集中在互联网安全方面,现在也要更加重视的工业信息系统安全。
“十三五”期间,工信部将从国家及技术层面给予政策支持,推进石化行业信息化的转型升级,全面促进两化深度融合。
5.石油化工企业实现节能减排新跨越
【案例5-1】 上海石化节能减排工作成效。(www.xing528.com)
位于杭州湾畔上海金山的上海石化,近几年在污水治理、异味整治、固废处置、能源利用等方面打出环保、节能“组合拳”。
2011年上海石化节约新鲜水300多万t,减排污水200多万t,新鲜水用量、污水排放量都同比减少10%以上,节水减排成效显著。
在治水方面,该公司成立了环保水务中心污水预处理车间,将原分布在各单位的污水处理装置实施集中管理。这一举措,促使各单位生产装置优化工艺管理,减少排污量,使源头的环保管理得到了加强,又减少了对下游环保设施的高负荷压力。
上海石化舍得对治水硬件设施的投入,目前共有污水预处理装置23套,深度处理装置3套,污水回用装置1套,使污水治理实现了“层层把关,分级治理”
上海石化狠下决心治理大气污染,开展为期两年的“环保绿色行动”,把剑锋直指厂区异味。
堵疏结合,精细管理。他们分区、分片,每根管线、每个角落,开展地毯式检查。数以千计的泄漏点被“逮”了出来,然后针对各自特性,或加装“丝堵”,或加盖密封等,解决泄漏问题。堵,还要堵住管理上的漏洞。该公司在大规模的设备大检修中,严格把住“油不落地、气不上天”的关口。在2011年的检修停车中,仅乙烯装置就回收加氢尾油、石脑油、裂解汽油等13种物料达1268.98t。在开车中,乙烯装置创新地采用在线开车理念,不仅缩短了投料后产品合格的时间,而且有效避免了200多t裂解气的放空损失。
上海石化平均每天处理的各类污水12万t左右,积聚的污泥量达120t,后期处理费用昂贵。从2007年起,该公司环保水务部科技人员开展污泥减量的科研攻关。2011年下半年,科研成果获国家两项发明专利,目前正向工业化应用推进。据介绍,采用该成果可使污泥中微生物的生命活力提高数倍,使污泥量减半,由此不仅能减少大量填埋等处理费用,而且可节约稀缺的土地资源,经济效益和社会效益十分巨大。
上海石化环保水务将通过优化生化装置工艺、确保污泥处理系统高效运行、改进污泥处理工艺等措施,力争用3年时间将每年产生的4万t污泥减到4000t,使污泥量降低90%。
上海石化以结构调整为支撑点,以技术进步为突破口,实现了节能工作的新跨越。
以结构调整实现能源节约。上海石化在“十一五”期间新建了几套结构调整装置,大大提高了能源利用效率。330万t/年柴油加氢装置、120万t/年延迟焦化装置的投产,使该公司增强了含硫重质原油加工能力,提高了原油加工深度和资源综合利用率;60万t/年芳烃联合装置、15万t/年碳五分离装置的投产,使上下游结构更趋合理。
综合利用变废为宝。2009年,上海石化全面打响“消灭火炬”战役,通过装置消缺、精细管理,燃料优化、设施改造等措施,当年回收利用火炬气20000多t,相当于节约了2.8万t标煤。目前已有近8万t火炬气作为燃料气使用。
【案例5-2】 茂名石化节能减排创新高。
(1)炼油综合能耗又下降 茂名石化炼油分部按照“节能效果最好,装置运行最优,投资回报率最高”为原则,实施精细化管理,炼油综合能耗一路走低,国内同行业继续领先。2012年1~10月,实现炼油综合能耗49.14kg标油/t,同比下降0.32个单位,创历史新低,节约成本1350万元。
2012年以来,茂名石化炼油分部加大对水、电、汽、燃料、氢气等公用介质的日监控力度,进一步提升节能效果。他们加大对节能的督促检查及考核力度,确保实现节能降耗目标。对已投用的节能项目跟踪,确保已投用节能项目日常化管理。同时,结合生产实际变化情况,做好系统、区域节能项目的论证工作,将节能降耗项目由点扩大到面,提高全厂能源综合利用效率,减少能源损失。
(2)单点卸油量创新高 2012年第51艘油轮“远富湖”扫舱泵停止运转,茂名石化单点安全卸下12.8万t沙轻和沙中原油,也使得单点今年的卸油量超过1000万t,达到1000.5万t,比去年同比增加46.16万t,创同期历史新高。
2012年以来,针对原油采购品种多样化、油轮租用拼装形式灵活的特点,茂名石化港口分部各个专业相互配合,努力将到达单点油轮的每一滴油都输送到岸罐。为实现油轮安全接卸这一目标,港口分部单点加强了设备的日常检查和卸油过程中严格监督,安全完成各类检修49次,并对发现卸油过程中存在的隐患及时进行更正,全年没有出现非计划停工事件。通过与船方密切配合,严格监控船方的操作,把好卸货、洗舱、扫舱、验舱的各个关口,做到舱净管干,为茂名石化多接收原油接近1000方。
(3)优化沥青产品结构 为了更好地挖潜增效,茂名石化优化沥青产品结构,深入科技创新,尝试新的工艺,加大了70A等高等级沥青的生产量,并加强与总部专业销售公司的衔接,A级沥青全部销往西南地区;与铁道部衔接好外运车源,确保产品全部外运,提升了茂名石化A级沥青的市场占有率。
茂名石化历来有“沥青大王”的美誉,其生产沥青产品一直非常畅销。过去,生产的沥青牌号以70B为主,无法满足市场的需求,同时,A级沥青比B级沥青的效益好,A级沥青的销售价格比B级沥青平均高50元/t。从2012年7月开始,茂名石A级沥青的比例由6月的22.48%逐月提高到10月的95.95%,创历史新高,7~10月共销售A级沥青23万t,增效1147万元。
6.石化行业大型高端压缩机节能潜力
1)据统计,我国主要石油化工企业(中国石化、中国石油、中国海油)目前拥有在用大型压缩机组(200kW以上)约4000台,设计功率约900万kW。如果通过实施在役再制造工程,使压缩机组的运行效率提高10%,每年将节电76亿kWh,节约成本达46亿元。
2)健康与能效监控智能化发展战略思路及目标。
2016—2020年具体措施:
①调查发达国家工业装备健康及能效监控和在役装备技术升级现状和趋势,分析存在和差距及原因。对石化行业开展普查和调研,查明主要问题和发现培育示范工程。
②建立应第三者机构负责监测工业装备绿色和评估装备效能和环保等级,完善和推广应用基于工业互联网的装备健康能效监测诊断体系。明确企业及主管部门责任,设备部门要管设备节能。设计部门设立装备和工程系统部门及协调审核制度。
③突破石化行业高端压缩机组健康与能效监控关键技术,形成适合我国国情的压缩机组优化综合控制系统(ITCC)。
④基本完成老旧机组控制系统升级改造,改造覆盖率达到90%以上。
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