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基于能流和物流的地方煉油企業(yè)節(jié)能減排實(shí)例分析

文檔作者：代曉東1,姜濤2,霍凱1,張霄3,楊光輝1,李天宇1,王菲菲1 文檔來(lái)源： 1．中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院 2．廣饒縣經(jīng)濟(jì)和信息化局 3．東營(yíng)職業(yè)學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年06月16日
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基于能流和物流的地方煉油企業(yè)節(jié)能減排實(shí)例分析
代曉東1,姜濤2,霍凱1,張霄3,楊光輝1,李天宇1,王菲菲1
(1． 中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院,山東東營(yíng)257061;2． 廣饒縣經(jīng)濟(jì)和信息化局,
山東廣饒257300;3． 東營(yíng)職業(yè)學(xué)院,山東東營(yíng)257061)
摘要:石油石化行業(yè)是能源消耗和排放控制的重點(diǎn)行業(yè),地方煉油化工企業(yè)裝置規(guī)模小、產(chǎn)業(yè)鏈短、技
術(shù)相對(duì)落后、能耗高等問(wèn)題是地方煉油企業(yè)亟需解決的問(wèn)題。根據(jù)國(guó)家節(jié)能減排計(jì)劃,企業(yè)節(jié)能、減
排、增效的需要,以某煉油企業(yè)為例,基于該企業(yè)的能量流和物料流核算,突出重點(diǎn)能耗環(huán)節(jié),找出資
源利用率改進(jìn)空間的廠內(nèi)低壓瓦斯氣回收利用環(huán)節(jié),提出瓦斯氣回收利用改造措施和經(jīng)濟(jì)核算數(shù)據(jù),
可以明顯促進(jìn)企業(yè)的節(jié)能減排工作,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
關(guān)鍵詞:能量流;物料流;節(jié)能;減排
中圖分類(lèi)號(hào):F426　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B　文章編號(hào):1004 -7948(2015)10 -0038 -03
doi:103969/ j. issn. 1004 -7948. 2015. 10. 006
引言
石油石化行業(yè)是能源消耗和排放控制的重點(diǎn)
行業(yè),其中國(guó)有大中型煉化企業(yè),依靠技術(shù)和資金
的保證,在節(jié)能減排方面控制得比較嚴(yán)格。地方煉
油化工企業(yè),是國(guó)家煉油產(chǎn)能的組成部分和重要補(bǔ)
充,是某些地域經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),隨著經(jīng)濟(jì)的不斷
發(fā)展,技術(shù)進(jìn)步,地方煉油企業(yè)的產(chǎn)能也在不斷地
擴(kuò)大。在地方煉油企業(yè)較為發(fā)達(dá)的山東省,目前地
方煉油企業(yè)總數(shù)超過(guò)60 家,總煉油能力超過(guò)1 億
t / a,但平均每家煉油能力不到200 萬(wàn)t / a。裝置規(guī)
模小、產(chǎn)業(yè)鏈短、技術(shù)相對(duì)落后、能耗高等問(wèn)題是地
方煉油企業(yè)亟需解決的問(wèn)題。
面對(duì)國(guó)家的環(huán)保法律法規(guī)和節(jié)能減排計(jì)劃的
統(tǒng)籌安排,企業(yè)成本控制,地方煉油企業(yè)也意識(shí)到
節(jié)能減排的意義和效益,積極面對(duì)并努力提高。針
對(duì)地方煉化企業(yè)的節(jié)能減排的需求,以某地?zé)捚髽I(yè)
為實(shí)例,從能量和物料進(jìn)出平衡和工藝路線著手分
析,找出重點(diǎn)節(jié)能環(huán)節(jié),提出改造方案,有利于提高
節(jié)能減排效率,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
1 企業(yè)概況
某企業(yè)以燃料油為原料,主要產(chǎn)品有石腦油、
潤(rùn)滑油、輕蠟油和部分汽油、柴油組分,是一家較為
典型的燃料型煉油企業(yè)。裝置主要有:燃料油預(yù)處
理裝置(50 萬(wàn)t / a)、重油深加工裝置(20 萬(wàn)t / a)、
潤(rùn)滑油及基礎(chǔ)油加氫裝置(23 萬(wàn)t / a)、混合油全餾
分加氫精制裝置(160 萬(wàn)t / a )、甲醇制氫裝置
(12000m3 / h)、干氣脫硫裝置等,同時(shí)為了保證環(huán)
保和達(dá)標(biāo)排放,配套有酸性水汽提裝置和、硫磺回
收裝置、污水處理等裝置。
潤(rùn)滑油改制工藝:燃料油進(jìn)入預(yù)處理裝置,產(chǎn)
出渣油、蠟油、輕蠟油等,其中渣油加工成生成石腦
油、蠟油、輕蠟油、石油焦炭等產(chǎn)物,石腦油、蠟油、
輕蠟油進(jìn)入潤(rùn)滑油及基礎(chǔ)油(加氫)精制裝置,生
成潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油、輕蠟油、石腦油。
加氫精制工藝:以焦化直餾汽油、焦化柴油、焦
化重柴油為原料,經(jīng)加氫精制(氫氣來(lái)源于甲醇制
氫裝置)、分離器、汽提塔、分餾塔等,生成直餾汽
油、柴油、重柴油。
工藝流程中產(chǎn)生的酸性水氣提出酸性氣,酸性
氣進(jìn)入制硫裝置生產(chǎn)硫磺;副產(chǎn)干氣進(jìn)入干氣脫硫
裝置生產(chǎn)干氣,用于廠區(qū)加熱爐燃料。
2 物料流
在企業(yè)加工過(guò)程中,主要原料是燃料油、焦化
直餾汽油、焦化柴油、焦化重柴油和制氫的原料甲
醇,其他物料包括化工助劑和催化劑等,用量較小。
輔助材料主要是水、脫鹽水、氮?dú)?、電、蒸汽和天?
氣等。企業(yè)主要物料流如圖1 所示。
　　企業(yè)物料運(yùn)移均選用密封性良好的設(shè)備、管
線、閥門(mén)和計(jì)量設(shè)備;汽油、柴油、重柴油、石腦油儲(chǔ)
罐均采用內(nèi)浮頂罐;甲醇儲(chǔ)罐設(shè)置有氨封裝置減少
甲醇罐區(qū)的無(wú)組織排放;酸性水必須采用管線密閉
負(fù)壓輸送;并在建油氣回收裝置,對(duì)裝卸車(chē)時(shí)候產(chǎn)
生的油氣進(jìn)行回收。
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節(jié)　　　能
ENERGY CONSERVATION　　　　　　　　　　　　　2015 年第10 期
(總第397 期)
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圖1　企業(yè)主要物料流
　　經(jīng)過(guò)企業(yè)物料流相應(yīng)數(shù)據(jù)的采樣分析,該企業(yè)
生產(chǎn)裝置中間產(chǎn)品物料流明確,入廠物料和出廠物料
數(shù)據(jù)基本一致,說(shuō)明該企業(yè)的物料流環(huán)節(jié)控制較好。
在物料流梳理過(guò)程中發(fā)現(xiàn),該企業(yè)副產(chǎn)和半生
的干氣或低壓瓦斯氣體統(tǒng)計(jì)不全,根據(jù)相關(guān)生產(chǎn)數(shù)
據(jù)制對(duì)企業(yè)干氣進(jìn)行了衡算,全廠干氣平衡情況如
圖2 所示。
圖2　全廠干氣平衡(單位:萬(wàn)t / a)
　　由干氣平衡圖可以看出,公司裝置區(qū)產(chǎn)生的干
氣經(jīng)過(guò)脫硫裝置處理后84． 48% 被回用,干氣利用
率還有提高的空間。
3 能量流
該企業(yè)的能量消耗主要是油品加工過(guò)程的電、
燃料和蒸汽等。故對(duì)主要能量消耗進(jìn)行了核算。
企業(yè)供電系統(tǒng)設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償裝置,采用高低壓
補(bǔ)償相結(jié)合的方式,補(bǔ)償后功率因數(shù)不低于0． 93。
生產(chǎn)裝置和消防系統(tǒng)為雙電源,DCS 系統(tǒng)設(shè)UPS
供電,事故照明由專用直流電源裝置供電,另設(shè)兩
臺(tái)500kW 柴油發(fā)電機(jī),作為消防水設(shè)施、鍋爐設(shè)施
及裝置的保安電源,在緊急停電的情況下為應(yīng)急設(shè)
備供電。企業(yè)用電平衡(按年用電量核算)如圖3
所示。
圖3　全廠年用電統(tǒng)計(jì)
　　該企業(yè)采用節(jié)能生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)過(guò)程中水泵、
風(fēng)機(jī)等高耗能動(dòng)力采用了變頻控制,廠區(qū)選用高
效、節(jié)能的電光源,節(jié)能效果顯著,企業(yè)用電節(jié)能和
管理控制較好。
根據(jù)煉化行業(yè)技術(shù)、裝備水平和管理水平,石
油煉制業(yè)企業(yè)根據(jù)能耗一般分為三個(gè)等級(jí),對(duì)該企
業(yè)主要裝置的能耗核算(見(jiàn)表1),計(jì)算得出該廠綜
合能耗為77． 79kg 標(biāo)準(zhǔn)油/ 噸原料,比對(duì)國(guó)家能耗
分級(jí),屬于達(dá)到I 級(jí)能耗標(biāo)準(zhǔn)。表1　能耗統(tǒng)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)
裝置
全年總能
耗/ ×104 MJ
原料單耗
/ MJ·t -1
標(biāo)準(zhǔn)油/ 千克標(biāo)
準(zhǔn)油·(噸原料) -1
燃料油預(yù)處理21683． 79 433． 68 10． 36 重油深加工39232． 12 2179． 56 52． 06
潤(rùn)滑油加氫14160． 27 643． 65 15． 37 混合油加氫66537． 34 415． 86 9． 84
　　注:綜合能耗(標(biāo)準(zhǔn)油)為77． 79kg 標(biāo)油/ 噸原料;國(guó)家能耗標(biāo)
準(zhǔn)(I 級(jí))≤80kg 標(biāo)油/ 噸原料。
4 節(jié)能減排建議方案
總體來(lái)看,該廠在物料流、能量流和能耗方面
控制嚴(yán)格,尤其能耗指標(biāo)達(dá)到I 級(jí)標(biāo)準(zhǔn),但是通過(guò)
流程梳理、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,發(fā)現(xiàn)在資源能源利用指標(biāo)方
面標(biāo)油消耗、原料加工損率存在進(jìn)一步提升的空
間,其中企業(yè)低壓瓦斯氣體未回收,造成了資源浪
費(fèi)和能耗的提高。公司產(chǎn)生的干氣主要是用作各
生產(chǎn)裝置加熱爐燃料及制氫裝置原料,而對(duì)于各生
產(chǎn)裝置開(kāi)、停工及非正常工況下所排放的油氣無(wú)回
收、儲(chǔ)存手段,一般去火炬區(qū)燃燒,以維持瓦斯管網(wǎng)
壓力平衡,容易造成資源的極大浪費(fèi)和環(huán)境的污染。
因此針對(duì)該企業(yè)低壓瓦斯氣的回收利用,綜合
技術(shù)可行性、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、難易程度等因素,提出了
冷卻塔頂氣液分離罐瓦斯氣工藝優(yōu)化利用的節(jié)能
減排方案:建議公司增加2 萬(wàn)m3氣柜及廢氣脫硫回
收裝置,對(duì)油氣進(jìn)行回收、儲(chǔ)存,提高資源產(chǎn)出率。
該方案具體工藝:來(lái)自原料油預(yù)處理、加氫精
制等裝置的干氣經(jīng)管道直接進(jìn)入2 萬(wàn)m3 氣柜,經(jīng)
緩沖穩(wěn)壓后的干氣進(jìn)入壓縮機(jī)增壓至0． 7MPa 壓
力,然后由管線輸送到干氣脫硫裝置;含硫干氣進(jìn)
入分液罐分離出雜質(zhì)及攜帶的部分輕油進(jìn)入干氣
脫硫塔下部,與塔頂上部引入的溫度為40℃ 左右
的乙醇胺溶液逆向接觸,吸收有其中的H2S 和
CO2,氣體得到精制,凈化后的氣體自塔頂進(jìn)入凈
化器分離罐,分離出攜帶的胺液后去制氫裝置;分
液罐底部輕油去穩(wěn)定吸收部分。
低壓瓦斯氣氣柜回收利用流程如圖4 所示。
自塔底引出的乙醇胺溶液借助吸收塔的壓力自塔
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2015 年第10 期
(總第397 期) 　　　　　　　　　　　節(jié)　　　能
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底壓出,經(jīng)過(guò)富液過(guò)濾器除去雜質(zhì)后經(jīng)貧富液換熱
器換熱,換熱后進(jìn)入溶劑再生塔上部。在再生塔內(nèi)
與下部上來(lái)的酸性氣直接接觸,再生塔底重沸器提
供熱源,富液在115℃ 左右時(shí),分離出來(lái)的酸性氣
體自塔頂分排出經(jīng)塔頂冷卻器冷卻后進(jìn)入酸性氣
分離罐,在分離罐分離出液體,液體再經(jīng)酸性水回
流泵加壓后送回塔內(nèi)打回流,分離出的酸性氣去硫
氫化鈉裝置。
圖4　低壓瓦斯氣氣柜回收利用流程
　　1)總投資費(fèi)用。
氣柜、脫硫系統(tǒng)及設(shè)備安裝,共計(jì)1200 萬(wàn)元。
2)年運(yùn)行費(fèi)節(jié)省金額。
年回收瓦斯氣體:900m3 / h × 8000h × 2． 7 元/
m3 =1944 萬(wàn)元。
年耗電:150 萬(wàn)kWh ×0．8 元/ kWh =120 萬(wàn)元。
人工及其他成本:80 萬(wàn)元。
年運(yùn)行費(fèi)節(jié)省金額:1744 萬(wàn)元。
方案實(shí)施后可回收廠區(qū)瓦斯氣體900m3 / h,環(huán)
境效益顯著;經(jīng)計(jì)算,該節(jié)能減排方案實(shí)施后,年節(jié)
約運(yùn)行費(fèi)用1744 萬(wàn)元,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
5 結(jié)語(yǔ)
地方煉油企業(yè)是我國(guó)煉油行業(yè)的組成部分,但
地方煉油企業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)業(yè)鏈短、綜合能耗較高,根
據(jù)國(guó)家節(jié)能減排的計(jì)劃安排和實(shí)施,地方煉油企業(yè)
的能源管理和節(jié)能控制需要繼續(xù)提高。結(jié)合地?zé)?
企業(yè)的特點(diǎn),以某燃料型煉油廠為實(shí)例,從能量和
物料進(jìn)出平衡和工藝路線著手,著眼重點(diǎn)能耗環(huán)
節(jié),針對(duì)該廠的低壓瓦斯氣回收利用不充分的實(shí)
際,提出瓦斯氣回收利用改造措施,可以明顯促進(jìn)
企業(yè)的節(jié)能減排工作,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境
效益。
作者簡(jiǎn)介:代曉東(1980 - ),男,遼寧瓦房店人,博士,副教
授,從事儲(chǔ)運(yùn)和煉油方面的研究工作。
收稿日期:2015 -08 -13;修回日期:2015 -10 -13
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節(jié)　　　能
ENERGY CONSERVATION

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