煉化企業(yè)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

煉化企業(yè)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

華賁強(qiáng)化傳熱與過(guò)程節(jié)能教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室華南理工大學(xué)天然氣利用研究中心2007年4月25日.杭州節(jié)能技術(shù)與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)班講座2/5/2023\[filename].ppt主要內(nèi)容一、中國(guó)能源和油氣資源的嚴(yán)峻形勢(shì)

二、煉油企業(yè)資源和能源利用戰(zhàn)略問(wèn)題三、工藝裝置熱聯(lián)合的節(jié)能原理和潛力四、煉油廠低溫?zé)崂玫臐摿屯緩轿?、煉化企業(yè)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)營(yíng)和設(shè)計(jì)六、煉化企業(yè)資源和能源的協(xié)同優(yōu)化

2/5/2023\[filename].ppt一、中國(guó)能源和油氣資源的嚴(yán)峻形勢(shì)

2/5/2023\[filename].ppt1、中國(guó)的能源形勢(shì)嚴(yán)峻：

（1）、資源緊缺，不敷需要我國(guó)能源資源人均擁有量只有世界平均水平的一半Comparisonofenergyresourcespercapita7%50%2/5/202331、中國(guó)能源形勢(shì)嚴(yán)峻：

（2）、能源利用效率低下能源利用效率33.4%（世均43%，發(fā)達(dá)國(guó)52-55%）占工業(yè)能耗73％的8個(gè)行業(yè)33種產(chǎn)品單位能耗平均比世界先進(jìn)水平高47％（比先進(jìn)水平多耗用能2.3億噸標(biāo)煤/年）建筑物單位面積能耗比發(fā)達(dá)國(guó)家高2-3倍。交通能耗比發(fā)達(dá)國(guó)家低20%以上。2/5/20234中國(guó)與世界先進(jìn)水平單位產(chǎn)品能耗之比050100150200煉鋼乙烯建材發(fā)達(dá)國(guó)家中國(guó)100173.9150148.81001002/5/202351、中國(guó)能源形勢(shì)嚴(yán)峻：

（3）、能源環(huán)境問(wèn)題突出以煤為主的一次能源結(jié)構(gòu)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

酸雨率全國(guó)40%、廣東70%，343個(gè)城市中僅1/3達(dá)二級(jí)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；世界污染嚴(yán)重的20城市中國(guó)占16個(gè)SO2排放量的90%，NOx排放量的60%都來(lái)自于燃煤。全國(guó)SO2排放總量超過(guò)環(huán)境承載能力的70%左右。生態(tài)破壞造成的經(jīng)濟(jì)損失已占GDP的8%。

已嚴(yán)重威脅經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展！2/5/202361、中國(guó)能源形勢(shì)嚴(yán)峻：

（3）、能源環(huán)境問(wèn)題突出

單位：百萬(wàn)噸*百萬(wàn)噸CO2當(dāng)量溫室氣體二氧化碳甲烷*氧化亞氮*沙塵黑碳二氧化硫中國(guó)30519595388001.1919.95世界總量231726340357030006.63105中國(guó)位次211111(引自孫鴻烈院士報(bào)告2004年9月北京，中國(guó)科技論壇）2/5/20237

1、中國(guó)能源形勢(shì)嚴(yán)峻：

（3）、能源環(huán)境問(wèn)題突出UnitedStatesChinaProjected(Millionmetrictonscarbon)Source:LBNL2/5/20238中國(guó)與世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)比較（2004年）（美國(guó)數(shù)據(jù)為2001年）1、中國(guó)能源形勢(shì)嚴(yán)峻：

（3）、能源環(huán)境問(wèn)題突出2/5/20239

1、中國(guó)能源形勢(shì)嚴(yán)峻：

（4）、資源對(duì)外依存度增長(zhǎng)過(guò)快2006：47%2/5/202310中國(guó)能源形勢(shì)2004

1980年以來(lái)能源消耗年增長(zhǎng)4.6％，是世界增長(zhǎng)率3倍。2001年能源消費(fèi)1.25萬(wàn)億元，占GDP的13.5％，美國(guó)7％GDP為世界4%，能源消費(fèi)19.7億噸標(biāo)煤，占世界11%。鋼鐵、煤炭、水泥年消費(fèi)占世界的25%、30%和50%電力裝機(jī)4.4億kW,世界第二。14%/年增。仍缺0.3億kW事關(guān)國(guó)家戰(zhàn)略安全，經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展！2/5/202311中國(guó)能源2005--2006

總能耗煤原油天然氣水電核電200522.221.43.05004010520200624.623.73.25364167534單位億噸標(biāo)煤億噸億噸億m3億kWh億kWh增長(zhǎng)%9.39.67.119.952.4萬(wàn)元GDP能耗1.21tec,降低1.23%,未完成降4%的任務(wù)。

2/5/202312能源低效消耗燃煤為主依賴外界環(huán)境生態(tài)破壞環(huán)境污染資源耗竭經(jīng)濟(jì)著重GDP結(jié)構(gòu)失衡

粗放性經(jīng)濟(jì)：高能耗、高消耗、高污染、低效率無(wú)以為繼不可持續(xù)2/5/2023\[filename].ppt能源能源結(jié)構(gòu)利用效率環(huán)境生態(tài)循環(huán)生存條件經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

平衡、協(xié)調(diào)科學(xué)發(fā)展觀，可持續(xù)發(fā)展，新型工業(yè)化道路，循環(huán)經(jīng)濟(jì)2/5/2023\[filename].ppt2、中國(guó)的能源戰(zhàn)略節(jié)能優(yōu)先,效率為本;（科學(xué)用能）煤為基礎(chǔ),多元發(fā)展;（油、氣、再生能源）立足國(guó)內(nèi),開(kāi)拓海外;（經(jīng)濟(jì)全球化）統(tǒng)籌城鄉(xiāng),合理布局;（城市化40%--70%）依靠科技,創(chuàng)新體制;（高科技、體制創(chuàng)新）保護(hù)環(huán)境,保障安全.（改善生態(tài)，戰(zhàn)略安全）2/5/202315二、中國(guó)煉油企業(yè)資源和能源利用戰(zhàn)略問(wèn)題2/5/2023\[filename].ppt中國(guó)煉油企業(yè)資源和能源的嚴(yán)峻形勢(shì)中國(guó)煉油企業(yè)能源和資源形勢(shì)

2006年我國(guó)原油消耗已超過(guò)3億噸,對(duì)外依存度達(dá)47%2020年我國(guó)原油需求估計(jì)（低方案）4.5億噸/年自產(chǎn)1.8億噸/年(高估2億噸/年)，缺口2.5--2.7億噸/年

2004年，石化工業(yè)耗能2.5億噸，占全國(guó)總能耗16%。包括加工能耗和資源消耗的節(jié)油節(jié)能任重道遠(yuǎn)！

終端產(chǎn)品:1、交通燃料

2、化工產(chǎn)品

3、煉油、石化工業(yè)自用燃料和其他工業(yè)燃料2/5/202317中國(guó)煉油企業(yè)資源和能源的嚴(yán)峻形勢(shì)中國(guó)煉油企業(yè)高效利用能源的歷史責(zé)任（1）美國(guó)能源部報(bào)告：美國(guó)工業(yè)第一耗能大戶是煉油廠，要求煉油廠進(jìn)一步提高能源利用效率：大聯(lián)合裝置能量集成優(yōu)化利用；熱電聯(lián)供；加強(qiáng)節(jié)能控制；用新型和強(qiáng)化換熱器、基本消滅污垢；大型設(shè)備節(jié)能等。目標(biāo)：煉油能耗降低10%，高耗能裝置降低20%，原油利用率接近100%（2）國(guó)家十一五節(jié)能規(guī)劃要求：工業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)節(jié)能：1100萬(wàn)kW,節(jié)能2200萬(wàn)噸標(biāo)煤/年能量系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)運(yùn)用：降低能耗10—15%；單位GDP能耗降低20%；

煉油工業(yè)單位能耗降低20%；2/5/202318中國(guó)煉油企業(yè)資源和能源利用策略1、優(yōu)化調(diào)整能耗結(jié)構(gòu)：■在能量?jī)?yōu)化前提下，最高效、最潔凈地利用氫轉(zhuǎn)移加工過(guò)程中形成的焦炭，使其有與天然氣和煤相同的使用價(jià)值可能性：FCC焦碳燃燒特殊工藝，CFB爐……■其它的“一、二次”加工產(chǎn)物(包括煉廠氣、油漿、渣油)都盡可能最經(jīng)濟(jì)地轉(zhuǎn)化為車用燃料和化學(xué)品■改變一切自給自足觀點(diǎn)，在所在地區(qū)規(guī)劃能量大系統(tǒng)聯(lián)合優(yōu)化：汽、電、熱與鄰近企業(yè)聯(lián)合（包括買入和售出）；■發(fā)揮煉油廠熱電比的優(yōu)勢(shì)，高效利用便宜的煤和天然氣2/5/202319天然氣在中國(guó)一次能源格局中的地位基本思路

國(guó)家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,大力發(fā)展天然氣的戰(zhàn)略不可動(dòng)搖這是環(huán)境狀況和可持續(xù)發(fā)展的要求天然氣在能源構(gòu)成中的比例增加，是必定的今后的世界能源格局下,天然氣總比石油價(jià)格低天然氣的下游市場(chǎng)在替代石油及其產(chǎn)品的項(xiàng)目（大城市內(nèi)的燃?xì)忮仩t、城市燃?xì)?、LPG、車用汽柴油）用天然氣直接替代煤的項(xiàng)目在中國(guó)經(jīng)濟(jì)性較差

2/5/202320”油氣化一體化”

：深圳某LNG生態(tài)化工園區(qū)LNG接受站LNG氣化冷能利用天然氣DES/CCHP能源站分離輕烴裂解制乙烯合成裝置合成裝置合成裝置化工廠精細(xì)化工廠精細(xì)化工廠化工廠化工廠冷公用工程汽、電冷原油或加工產(chǎn)品

2/5/202321某生態(tài)化工園區(qū)DES/CCHP規(guī)劃

----”油氣化一體化”之例以天然氣為主要原料和能源，兼用石油或加工產(chǎn)品120萬(wàn)噸/年乙烯為龍頭的化工園區(qū)約300MW燃?xì)廨啓C(jī)—蒸汽輪機(jī)冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)高、中、低壓蒸汽，熱水，冷水管網(wǎng)集中供應(yīng)能源利用效率高，環(huán)境友好，生產(chǎn)成本降低2/5/2023222、氫元素的平衡優(yōu)化：能源與資源協(xié)調(diào)優(yōu)化煉油加工實(shí)質(zhì)是氫轉(zhuǎn)移過(guò)程焦碳的生成是碳富集和氫轉(zhuǎn)移過(guò)程的必然結(jié)果加氫工藝是生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的必由之路煤高效、潔凈轉(zhuǎn)化制氫是中國(guó)的優(yōu)化選擇之一天然氣與石油加工的集成優(yōu)化(油氣化一體化）2/5/202323一些國(guó)家1998年底的加氫能力

2/5/202324中國(guó)能源資源形勢(shì)決定煉油廠能源結(jié)構(gòu)的大趨勢(shì)必須認(rèn)識(shí)到，煉油加工是氫元素重組過(guò)程。除非有大量外來(lái)氫源，要獲得含氫更多的輕質(zhì)產(chǎn)品，必定同時(shí)產(chǎn)生含碳更多的副產(chǎn)品。焦碳是在現(xiàn)有技術(shù)下高含碳副產(chǎn)的一種選擇。應(yīng)當(dāng)力求產(chǎn)生含氫盡量少的焦炭。把焦炭作為煉油過(guò)程的一次能源，同煉廠氣和渣油一樣地高效利用，應(yīng)當(dāng)是一種合理的選擇。2/5/2023253、擴(kuò)大裝置規(guī)模和建設(shè)聯(lián)合裝置改變新、擴(kuò)建煉廠規(guī)劃指導(dǎo)思想，深化前期工作在具備一定對(duì)市場(chǎng)適應(yīng)性前提下，加深裝置熱聯(lián)合降低工藝總用能、提高回收率、減少供入能

集中布置和先進(jìn)控制技術(shù)為此奠定了基礎(chǔ)，實(shí)例：

美國(guó)蒸餾—加氫裂化聯(lián)合裝置日本減壓蒸餾---潤(rùn)滑油聯(lián)合裝置，F(xiàn)CC與焦化聯(lián)合裝置2/5/202326裝置名稱 1990年，加工能力，萬(wàn)t/a 1999年，加工能力，萬(wàn)t/a原油蒸餾 美國(guó)加里維爾煉廠1275 美國(guó)貝湯煉廠1250

沙特臘斯塔努拉煉廠1250

西班牙索莫羅斯羅特1200

日本出光興產(chǎn)千葉廠1050 美國(guó)貝湯煉廠 新加坡裕廊煉廠1000 減壓蒸餾能力 600FCC 蠟油 美國(guó)貝湯煉廠 600 美國(guó)貝湯煉廠600

美國(guó)林登煉廠560 美國(guó)林登煉廠600 FCC 渣油 美國(guó)科帕克里斯蒂煉廠325印尼巴隆煉廠425

韓國(guó)蔚山煉廠345

印尼巴隆煉廠425

世界大型煉油裝置舉例(引自李志強(qiáng)）2/5/202327世界大型煉油裝置舉例裝置名稱 加工能力，萬(wàn)t/a 1999年，加工能力，萬(wàn)t/a連續(xù)再生催化重整美國(guó)馬爾卡斯灣煉廠230

美國(guó)Citgo石油公司 科珀斯克里斯蒂煉廠223

美國(guó)Koch煉制公司科珀斯克里斯蒂煉廠215延遲焦化 美國(guó)帕斯卡戈拉煉廠310

美國(guó)泛美公司路易斯安那煉廠412

印度Reliance公司煉廠1998建成）450

委內(nèi)瑞拉Sincor公司（設(shè)計(jì)中）7702/5/202328世界大型煉油裝置舉例裝置名稱

1999年，加工能力，萬(wàn)t/a加氫裂化 科威特舍巴煉廠306

加拿大阿爾伯塔（設(shè)計(jì)中，沸騰床）440加氫精制 美國(guó)貝湯煉廠335 加氫脫硫，蠟油 美國(guó)貝湯煉廠500 RDS 美國(guó)帕斯卡戈拉煉廠480 VRDS 日本室蘭煉廠125

韓國(guó)蔚山煉廠192烷基化 美國(guó)阿莫科公司 美國(guó)阿莫科公司 德克薩斯城煉廠 105 德克薩斯城煉廠150

2/5/2023294、熱電聯(lián)產(chǎn)和能量綜合優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用能量轉(zhuǎn)換設(shè)施大型化，新技術(shù)成熟,天然氣的到來(lái)為熱電聯(lián)產(chǎn)創(chuàng)造條件（GTCC，IGCC、CFB…..)

燃?xì)廨啓C(jī)與大型加熱爐聯(lián)合煤氣化—聯(lián)產(chǎn)動(dòng)力系統(tǒng)；天然氣的優(yōu)化利用低溫?zé)嵩谘b置與公用工程系統(tǒng)間的集成優(yōu)化利用某些外國(guó)公司：裝置用能，公用工程供能---觀點(diǎn)的片面性

2/5/202330中國(guó)大型工業(yè)分布式冷熱電聯(lián)供的潛力煉油和石油化學(xué)工業(yè)是天然氣最大的工業(yè)燃料市場(chǎng).中國(guó)煉油量近期3--4億噸/年，沿海和油氣田附近的煉油廠用天然氣部分替代目前燒掉的重油和煉廠氣中可用的乙烷、乙烯和制氫原料，約需1500--2000萬(wàn)噸/年天然氣;并可使能源效率大大提高（天然氣是極好的燃?xì)廨啓C(jī)燃料）！2/5/2023315、中國(guó)煉油企業(yè)一次能源構(gòu)成的優(yōu)化決策中國(guó)煉油企業(yè)能源構(gòu)成的演變80年代前，副產(chǎn)渣油和外部供電為主要一次能源60年代的典型配置：3臺(tái)120t/h中壓鍋爐，2×12MW抽凝機(jī)組，背壓機(jī)組帶壓縮機(jī)。部分煉廠還有1.3MPa低壓鍋爐。二次加工裝置快速發(fā)展，煉廠氣和焦碳在能耗構(gòu)成中的比例大大增加。但不少還是用中壓鍋爐燒部分渣油來(lái)發(fā)電產(chǎn)蒸汽，總的能源的轉(zhuǎn)換效率提高不大渣油能賣3700元/噸的時(shí)候，還燒嗎？2/5/202332中國(guó)煉油企業(yè)能源構(gòu)成的演變同期國(guó)外煉廠能源構(gòu)成趨于清潔化、轉(zhuǎn)換技術(shù)長(zhǎng)足進(jìn)展。國(guó)外許多煉油廠以天然氣作為一次能源并采用高效的燃?xì)廨啓C(jī)與鍋爐或加熱爐熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)。燃機(jī)效率大幅度提高，一次發(fā)電效率已達(dá)33%－45%，總傭效率可以達(dá)到70%!中國(guó)煉油廠未能采用，一個(gè)原因是管理體制和機(jī)制問(wèn)題，另一個(gè)是天然氣資源沒(méi)有開(kāi)發(fā)。2002年中國(guó)一次能源構(gòu)成中煤占62%，天然氣只占2.7%。中國(guó)沿海部分煉油廠采用這項(xiàng)技術(shù)的時(shí)機(jī)已經(jīng)到來(lái)！2/5/202333■在能量?jī)?yōu)化前提下，最高效、最潔凈地利用氫轉(zhuǎn)移加工過(guò)程中形成的焦炭，使其有與天然氣和煤相同的使用價(jià)值■煉廠氣、油漿、渣油等一、二次加工產(chǎn)物盡可能最經(jīng)濟(jì)地轉(zhuǎn)化為車用燃料和化學(xué)品■與所在地區(qū)規(guī)劃能量大系統(tǒng)聯(lián)合優(yōu)化，汽、電、熱與鄰近企業(yè)聯(lián)合（包括買入和售出）；■發(fā)揮煉油廠熱電比的優(yōu)勢(shì)，高效利用便宜的煤和天然氣.

考慮制氫原料

優(yōu)化調(diào)整煉油廠一次能源結(jié)構(gòu)2/5/202334煉油企業(yè)能源構(gòu)成的超結(jié)構(gòu)模型和計(jì)算機(jī)輔助決策系統(tǒng)2/5/202335三、工藝裝置熱聯(lián)合的原理和節(jié)能潛力2/5/2023362/5/2023372/5/202338上、下游裝置熱出料參數(shù)和熱集成方案的優(yōu)化輔助平臺(tái)從裝置內(nèi)部完全換熱網(wǎng)絡(luò)匹配到完全t－延續(xù)安排；多產(chǎn)品、多原料組合條件下的邊界匹配；裝置內(nèi)換熱網(wǎng)絡(luò)匹配優(yōu)先原則指導(dǎo)下的“松弛”；建立數(shù)學(xué)模型和求解的可能性探索；離散可行方案情況下的方案制訂和評(píng)價(jià)比較。2/5/202339某煉廠的上、下游裝置的T-H圖2/5/202340某煉油廠上、下游裝置ε-Q分析圖2/5/202341提高熱出料溫度后兩個(gè)HEN優(yōu)化重組

方向和效益的選擇裝置內(nèi)部換熱網(wǎng)絡(luò)重新匹配：減少發(fā)生低壓蒸汽，進(jìn)一步優(yōu)化傳熱溫差，達(dá)到同樣的熱回收效果：余出的下游裝置高溫?zé)崃饔糜跓崧?lián)合，節(jié)省加熱爐燃料，或發(fā)高壓蒸汽；或用于大系統(tǒng)低溫?zé)崂?；進(jìn)一步降低能耗；進(jìn)一步節(jié)省換熱器投資；

2/5/202342渣油與原油換熱網(wǎng)絡(luò)3個(gè)出料溫度選擇：164C，220C，252C渣油2/5/202343加深熱聯(lián)合的改進(jìn)某1000萬(wàn)噸/年大型煉油廠主要工藝裝置集中布置、集中控制蒸餾裝置產(chǎn)品熱出料到下游:

重整、催化裂化、加氫裂化、延遲焦化催化裂化、加氫裂化部分工藝物流余熱同初底油換熱2/5/202344減二減三換熱流程（與加氫處理進(jìn)料的關(guān)系）此二換熱器用于脫前換熱120℃左右，可用其他熱源取代減二減三A常減壓加氫處理緩沖罐（哈爾濱SEI設(shè)計(jì)62℃）2/5/2023\[filename].ppt加氫處理裝置換熱流程362C自分餾塔來(lái)減二減三進(jìn)料預(yù)熱進(jìn)緩沖罐分餾塔進(jìn)料預(yù)熱進(jìn)緩沖罐A置換出來(lái)279--170℃熱流，何用？2/5/202346四、煉油廠低溫?zé)峄厥绽脻摿屯緩?/5/202347I、大量的低溫?zé)崾且蚰芰科ヅ洳缓侠矶a(chǎn)生1、擴(kuò)建或新建裝置項(xiàng)目審批時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)計(jì)時(shí)間短，“來(lái)不及”考慮與原有裝置和系統(tǒng)的能量集成優(yōu)化;2、委托設(shè)計(jì)的煉油廠對(duì)問(wèn)題和后果的嚴(yán)重性缺乏認(rèn)識(shí)3、設(shè)計(jì)院任務(wù)重、時(shí)間緊；兩方面因素導(dǎo)致脫離全廠能量?jī)?yōu)化目標(biāo)，孤立考慮設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的用能。4、結(jié)果：多用燃料、電、蒸汽、水，較多低溫?zé)崤欧?/5/2023\[filename].ppt這就造成每上一個(gè)新裝置，增加一批公用工程，低溫?zé)嵋苍黾右还P的現(xiàn)象。

如果新建裝置能與原有裝置和系統(tǒng)能量集成匹配，那么很多新增高溫?zé)嵩幢憧梢圆挥?，許多排棄的低溫?zé)嵋脖憧梢栽谠醒b置中匹配利用了.大量的低溫?zé)崾且蚰芰科ヅ洳缓侠矶a(chǎn)生2/5/2023\[filename].ppt1、對(duì)“低溫?zé)豳Y源”認(rèn)識(shí)的片面性

調(diào)查現(xiàn)有冷卻器負(fù)荷，取某個(gè)溫度為界限，列出“現(xiàn)有低溫?zé)豳Y源一覽表”。按此考慮和制定利用計(jì)劃。問(wèn)題（點(diǎn)評(píng)）：“現(xiàn)有低溫?zé)豳Y源”不是確定的。其中很大一部分將隨能量系統(tǒng)優(yōu)化而消失，即作為有效利用工藝熱流而回收利用。II、當(dāng)前煉油廠低溫?zé)崂矛F(xiàn)狀和問(wèn)題2/5/2023\[filename].ppt

2、“低溫?zé)崂谩睂?duì)策：分散、隨機(jī)隨機(jī)選用某個(gè)“低溫?zé)嵩础?，隨機(jī)決定低溫?zé)嶷?。沒(méi)有系統(tǒng)全局考慮，沒(méi)有年度規(guī)劃，沒(méi)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)核算，好比“拉郎配”,“亂點(diǎn)鴛鴦”。實(shí)例：許多煉廠有7、8個(gè)低溫?zé)釗Q系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)1-2個(gè)熱源，3-4個(gè)熱阱

。物流溫位高低不等。問(wèn)題：分散、隨機(jī)的匹配，很難做到合理，更不用說(shuō)優(yōu)化。

2/5/2023\[filename].ppt3、低溫?zé)峤蒂|(zhì)利用例1、催化主分餾塔一中回流（170℃），用于加熱60℃熱媒水例2、催化頂循（150—90℃

）加熱70℃采暖熱水例3、100℃熱媒水用于60℃再沸器供熱

例4、100℃回收凝結(jié)水與10℃新鮮水混合問(wèn)題：高熱低用，必然導(dǎo)致低熱無(wú)用。某廠利用低溫?zé)醿H占可用量1/3。2/5/2023\[filename].ppt傭耗是過(guò)程進(jìn)行的推動(dòng)力1、認(rèn)識(shí)過(guò)程用能的本質(zhì)和原理2/5/2023534、熱媒水系統(tǒng)耗功費(fèi)熱多系統(tǒng)、多網(wǎng)絡(luò)造成水量大，泵功耗高；熱媒水溫降小，回水溫度高；取不出工藝物流的低溫?zé)?，往往需要補(bǔ)充蒸汽加熱。問(wèn)題：這是分散隨機(jī)的必然結(jié)果。最低溫的熱阱得不到充分利用，難以降低回水溫度。2/5/2023545、對(duì)變化條件適應(yīng)性差

低溫?zé)嶷逍枨箅S季節(jié)變化很大，同一季節(jié)負(fù)荷隨氣象變化大。系統(tǒng)缺乏柔性調(diào)節(jié)手段和策略考慮，用熱多時(shí)蒸汽補(bǔ)充加熱---回水溫度升高---取熱減少---用汽增加；形成惡性循環(huán)。(越低溫越取不出低溫?zé)幔?。?wèn)題：熱媒水系統(tǒng)水量----溫降優(yōu)化柔性設(shè)計(jì)和可調(diào)節(jié)特性是系統(tǒng)優(yōu)化的關(guān)鍵之一。用好低溫?zé)嶷蹇梢詷?gòu)成自適應(yīng)的低溫?zé)峄厥障到y(tǒng)。2/5/202355哈爾濱石化目前低溫?zé)崂脿顩r:

1200t/h熱媒水，61---74℃

多路并聯(lián)取熱，塔頂，頂循，一中多路并聯(lián)供熱，

熱量不足，蒸汽補(bǔ)，

冷不下來(lái)加大冷卻水。

實(shí)際利用不到1/3。

2/5/202356圖1典型的當(dāng)前低溫?zé)崂孟到y(tǒng)圖2/5/202357當(dāng)前低溫?zé)崂孟到y(tǒng)的傭分析圖2/5/2023581、不理解科學(xué)用能的原理（1）、科學(xué)用能的要義：溫度對(duì)口、梯級(jí)利用（2）、能量的品位和質(zhì)量概念（3）、能量利用的本質(zhì)：用其品質(zhì)，而非用其數(shù)量（4）、能量的降質(zhì)是最大的損失2、缺乏技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的觀念和手段溫差---傭損耗---能量降質(zhì)---回收率換熱設(shè)備---傳熱系數(shù)---投資單臺(tái)換熱器的優(yōu)化HEN優(yōu)化III、問(wèn)題的根源和深層次的理論缺失2/5/202359同樣4GJ/h的熱量的不同質(zhì)量在360-320oC時(shí):(Ex)t=2.121GJ/h;ε=0.530在130-90oC時(shí)(Ex)t=0.992GJ/h;ε=0.2481、認(rèn)識(shí)過(guò)程用能的本質(zhì)和原理2/5/202360熱傭的圖示:由(Ex)t=∫Qdε作圖:360-320oC2/5/202361傭耗是過(guò)程進(jìn)行的推動(dòng)力1、認(rèn)識(shí)過(guò)程用能的本質(zhì)和原理2/5/202362傭耗是過(guò)程進(jìn)行的推動(dòng)力1、認(rèn)識(shí)過(guò)程用能的本質(zhì)和原理2/5/202363FCC主分餾塔熱利用傭分析圖2/5/202364分餾塔：回流比～板數(shù)優(yōu)化

換熱網(wǎng)絡(luò)：傳熱溫差～換熱面積優(yōu)化

油品管線：泵功耗～管線及保溫設(shè)施投資費(fèi)用OOdOeOminRoptRmin回流比R

局部最優(yōu)化：二維參數(shù)求極小值2/5/202365管徑和保溫厚度的優(yōu)化設(shè)計(jì)

5內(nèi)徑,mm100費(fèi)用元/年米50150200020406041231—管線保溫費(fèi)用；2—管線費(fèi)用；3—散熱傭損費(fèi)用；4—摩擦損失費(fèi)用；5—總費(fèi)用某熱油品輸送年費(fèi)用與管徑的關(guān)系的傭經(jīng)濟(jì)優(yōu)化曲線2/5/2023663、缺乏系統(tǒng)工程觀念和技術(shù)手段1、大系統(tǒng)優(yōu)化匹配，相應(yīng)的工程、技術(shù)問(wèn)題2、

換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化合成技術(shù)3、低溫?zé)嶙酉到y(tǒng)與全局（裝置、輔助系統(tǒng)、全廠）4、相應(yīng)的軟件（模擬、優(yōu)化）2/5/2023671單元過(guò)程和設(shè)備的優(yōu)化和強(qiáng)化設(shè)備的能量綜合優(yōu)化---換熱器的優(yōu)化選型軟件界面2/5/202368局部子系統(tǒng)的能量綜合優(yōu)化2/5/202369局部子系統(tǒng)的能量綜合優(yōu)化---HEN的圖形匹配界面2/5/202370IV、煉油廠低溫?zé)崂孟到y(tǒng)優(yōu)化技術(shù)簡(jiǎn)介2/5/2023712、充分利用好低溫?zé)嵩春妥兓牡蜏責(zé)嶷鍩嶷澹涸?、干燥空氣、空調(diào)新風(fēng)、采暖水、低溫油

夏季：25—30

℃

冬季：低于10℃、-10--20℃、（50-70℃）熱源

工藝物流產(chǎn)品冷卻～100℃---60-40℃

凝汽透平低溫冷凝潛熱～40--70℃負(fù)荷：相差2—3倍2/5/2023723、全面利用煉廠低溫?zé)岬南到y(tǒng)技術(shù)以脫氧軟水為循環(huán)熱媒體：通過(guò)改變流量和溫差，調(diào)節(jié)取（攜）熱量關(guān)鍵：冬季與低溫?zé)嶷宄浞謸Q熱，降低回水溫度理想的回水溫度：夏季：60-90℃⊿T30℃

冬季：30-90℃⊿T60℃

冬季增加的低溫?zé)嶷逍枰蜏責(zé)嵩从突厮疁囟?，愈多取工藝?/5/2023733、自適應(yīng)的低溫?zé)崂孟到y(tǒng)流程圖緩沖罐（密閉）補(bǔ)水泵1補(bǔ)水加熱器回水冷卻器泵2裝置（熱源）熱阱2/5/2023744、設(shè)計(jì)關(guān)鍵：兩個(gè)換熱網(wǎng)絡(luò)與CSW系統(tǒng)協(xié)調(diào)各裝置工藝余熱用于加熱循環(huán)軟水（CSW）熱源網(wǎng)絡(luò)工藝余熱溫度：60-100℃，180℃，230℃（煙氣）

CSW溫度：30-90℃，140℃，204℃CSW與低溫?zé)嶷彘g的換熱網(wǎng)絡(luò)----熱阱網(wǎng)絡(luò)按溫位高低，流程順暢，串聯(lián)--梯級(jí)利用換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵：

1、變化條件的適應(yīng)性和可調(diào)性

2、與循環(huán)軟水網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的迭代協(xié)調(diào)

2/5/202375設(shè)計(jì)關(guān)鍵：循環(huán)熱媒水管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)主干管網(wǎng)流速和管徑（變流量考慮）熱源/熱阱側(cè)串/并聯(lián)安排

溫度對(duì)口，梯級(jí)利用，避免差溫混合冬、夏不同工況時(shí)系統(tǒng)的適應(yīng)性柔性優(yōu)化設(shè)計(jì)：變化條件的可調(diào)性

2/5/2023765、操作調(diào)節(jié)：

兩個(gè)換熱網(wǎng)絡(luò)之間的集成模擬和協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)節(jié)手段：蒸汽補(bǔ)加熱器回水冷卻器流量調(diào)節(jié)控制參數(shù)控制策略（用變化流量調(diào)節(jié)回水溫度）各種變工況的應(yīng)對(duì)策略演練計(jì)算機(jī)輔助的可視化優(yōu)化操作模擬系統(tǒng)2/5/202377用例：林源煉油廠FCCII低溫?zé)崂孟到y(tǒng)2/5/202378用例：大慶煉化低溫?zé)崂孟到y(tǒng)變化熱阱：罐區(qū)維溫伴熱（冬多夏少）廠房采暖（冬有夏無(wú)）干燥空氣預(yù)熱（冬-30℃夏+30℃）流程安排策略：按溫位串聯(lián)實(shí)際運(yùn)行：冬季回水30-40℃投資5千萬(wàn)元，約3年回節(jié)約燃料油2-3t/h及蒸汽2/5/202379用例：XX煉化低溫?zé)崂孟到y(tǒng)不停工改進(jìn)，2007

改串聯(lián)，溫度對(duì)口，梯級(jí)利用熱源、熱阱兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化（大部分只能改管線）關(guān)鍵：如何提高換熱器的能力？目標(biāo)：擴(kuò)大1.5倍----3400萬(wàn)大卡/時(shí)能耗降低5個(gè)單位十一五改造目標(biāo)（2010）：低溫?zé)?熱出料為契機(jī)的熱聯(lián)合，15單位2/5/202380XX石化2007年低溫?zé)崽菁?jí)利用系統(tǒng)流程圖（部分）2/5/202381XX石化2007年低溫?zé)崽菁?jí)利用系統(tǒng)傭分析圖

2/5/202382當(dāng)前低溫?zé)崂孟到y(tǒng)的傭分析圖2/5/2023834）儲(chǔ)運(yùn)節(jié)能三原則：原則一：儲(chǔ)量最小化（原油、中間罐、成品罐）1、熱聯(lián)合創(chuàng)造條件砍掉大部分中間罐；留運(yùn)營(yíng)儲(chǔ)備，正常緩沖。2、原油最小儲(chǔ)量——省流動(dòng)資金，免維溫3、在線調(diào)和節(jié)省成品油調(diào)和倒罐2/5/202384原則二：儲(chǔ)運(yùn)參數(shù)最優(yōu)化-----最小維熱溫負(fù)荷：（1）必要儲(chǔ)存時(shí)間;（2）適當(dāng)提高進(jìn)罐溫度t1;（3）最低容許儲(chǔ)存溫度t2;（4）合理的良好保溫1、例1：大慶原油哈爾濱管輸末站，46℃，冷濾點(diǎn)33℃，冬季散熱溫降1℃。10天之內(nèi)無(wú)須維溫加熱。2、黃島油管輸末站25--26℃，冷濾點(diǎn)0℃，臨盤油末站45-℃，冷濾點(diǎn)35℃；400萬(wàn)噸/年廠耗汽10t/h多3、運(yùn)行策略：死罐與活罐4、撫順外輸柴油的故事。條件：溫度監(jiān)控，操作規(guī)定。

2/5/202385原則三：選擇適宜的加熱方式1、盤管—改熱媒水（一廠例）2、進(jìn)罐管線上：熱媒水/管殼式HE

（蘭州例）3、出罐口、泵入口：抽吸式加熱器（蒸汽或熱媒水）儲(chǔ)運(yùn)節(jié)能潛力巨大1、降低工藝總用能2、回收大量低溫?zé)幔ê芎玫臒嶷澹?、節(jié)省泵功耗2/5/2023862、與蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)密切配合：1）、低溫?zé)崂媒档驼羝昧啃枨?，改變系統(tǒng)格局

關(guān)鍵：反復(fù)調(diào)整系統(tǒng)方案，考慮冬夏不同，密切配合2)、蒸汽生產(chǎn)過(guò)程兩段（原水、除鹽水予熱）是難得熱阱

注意：熱負(fù)荷隨汽量和季節(jié)條件變化（特別是原水溫）3）、鍋爐煙氣低溫段用于提高熱媒水終溫

注意：控制露點(diǎn)腐蝕，系統(tǒng)優(yōu)化匹配2/5/202387

3、按照熱阱負(fù)荷變化分開(kāi)為兩個(gè)系統(tǒng)1）高溫----低溫兩類工藝裝置之間的熱聯(lián)合系統(tǒng)特點(diǎn)：熱負(fù)荷、溫度參數(shù)均較穩(wěn)定，控制要求高2）用于儲(chǔ)運(yùn)、維溫伴熱、采暖的變負(fù)荷系統(tǒng)熱負(fù)荷及溫度均隨季節(jié)變化較大，控制要求不高3）蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)用的低溫?zé)嶷?，可以置于兩者中的任何一個(gè)系統(tǒng)依據(jù)情況而定。2/5/202388五、煉化企業(yè)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)營(yíng)和設(shè)計(jì)2/5/202389運(yùn)行營(yíng)銷(“供應(yīng)鏈管理”)運(yùn)行汽電需求變化、設(shè)備開(kāi)停及負(fù)荷調(diào)整、離線優(yōu)化營(yíng)銷外部能源采購(gòu)、外輸銷售、貯存

優(yōu)化策略集成的ERP定常生產(chǎn)(“管控一體化”)控制DCS、APC

監(jiān)控仿真

故障診斷

安全環(huán)保管理成本核算、人事、設(shè)備質(zhì)量、

安全、環(huán)保

集成信息系統(tǒng)再生產(chǎn)(“生命周期”)設(shè)計(jì)擴(kuò)產(chǎn)

設(shè)備更新熱電聯(lián)產(chǎn)

能量集成決策市場(chǎng)預(yù)測(cè)分析

投資效益評(píng)估需求變化預(yù)測(cè)集成的設(shè)計(jì)硬件技術(shù)系統(tǒng)軟件技術(shù)系統(tǒng)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)集成建模2/5/2023901）、分散的多用戶、多產(chǎn)汽點(diǎn)，多燃料來(lái)源，多壓力等級(jí)2）、多工況變化（季節(jié)、加工量、生產(chǎn)方案、市場(chǎng)價(jià)格）3）、保證工藝系統(tǒng)需求，對(duì)能耗、加工費(fèi)有較大影響蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的綜合優(yōu)化

（1）石化企業(yè)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的特點(diǎn)2/5/202391煉油廠蒸汽動(dòng)力存在的問(wèn)題和潛力：1）、鍋爐、汽輪機(jī)容量小、參數(shù)低且陳舊；2)、配合全廠擴(kuò)產(chǎn)而陸續(xù)增建，缺乏全面規(guī)劃3）、按照固定工況設(shè)計(jì)，不能適應(yīng)在變化工況下保持功熱聯(lián)產(chǎn)效率要求表現(xiàn)：夏季低壓蒸汽放空冬季中壓蒸汽減溫減壓潛力：目前我國(guó)煉油廠節(jié)能潛力的1/3以上2/5/2023922/5/202393蒸汽的生產(chǎn)和利用系統(tǒng)與工藝裝置的集成和優(yōu)化

余熱大量發(fā)汽并入管網(wǎng)，看起來(lái)合理，但隱含著問(wèn)題一個(gè)從280℃降溫到250℃工藝物流的溫度，只能發(fā)生1.1Mpa級(jí)的飽和蒸汽,相當(dāng)于起了一臺(tái)低壓鍋爐的作用。如果用來(lái)做臨近某工藝裝置分餾塔220℃到250℃之間的再沸器供熱熱源，那么節(jié)省下來(lái)的原來(lái)用于再沸爐的燃料，當(dāng)然不會(huì)去燒低壓鍋爐，而會(huì)通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)先發(fā)電再生產(chǎn)高壓蒸汽，并逐級(jí)背壓作功、供熱。能源利用效率大大提高！2/5/202394柔性的蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)目前系統(tǒng)按照給定的工況設(shè)計(jì)的。然而市場(chǎng)要求生產(chǎn)方案調(diào)整，導(dǎo)致裝置的負(fù)荷率和開(kāi)工率改變，相應(yīng)地會(huì)改變汽、電需求。缺乏柔性的系統(tǒng)為了滿足汽、電量的需求，往往不得不犧牲能質(zhì)的效率（1）蒸汽的減溫減壓----能量并沒(méi)有損失，但品質(zhì)降低，即損失了本來(lái)可以在背壓透平中獲得的功；（2）低壓蒸汽放空。柔性設(shè)計(jì)的系統(tǒng)則可以通過(guò)設(shè)置抽汽—凝汽機(jī)組、不同能源的備用機(jī)組等多種應(yīng)變手段使得在滿足汽、電量的需求的同時(shí)，仍最大限度地保持高的傭效率。2/5/202395蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行軟件SPSOpti2005年由SCUT開(kāi)發(fā)自動(dòng)建模集模擬、核算、優(yōu)化于一體采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)統(tǒng)一建模語(yǔ)言進(jìn)行建模，C#環(huán)境軟件集成思想（pp,gams）2/5/2023961、圖形界面及數(shù)據(jù)顯示功能模塊2/5/202397蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行軟件功能系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和模擬分析系統(tǒng)的設(shè)備、管道及儀表的故障診斷適應(yīng)蒸汽動(dòng)力需求變化的優(yōu)化運(yùn)行計(jì)劃系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化調(diào)度滿足工藝裝置改擴(kuò)建蒸汽需求變化的蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)改造優(yōu)化設(shè)計(jì)2/5/202398蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)軟件SPSOpti界面2/5/202399某工況下優(yōu)化結(jié)果對(duì)比運(yùn)行鍋爐負(fù)荷t/h運(yùn)行汽輪機(jī)進(jìn)汽量t/h發(fā)電量kW減溫器進(jìn)汽t/h總費(fèi)用￥/h當(dāng)前運(yùn)行5＃901＃62380017153276＃922＃643900次優(yōu)解運(yùn)行余量50t/h1＃551＃90578410146903＃162＃4225835＃110最優(yōu)解1＃511＃90578410129295＃1302＃423444當(dāng)前方案中兩臺(tái)鍋爐均在非經(jīng)濟(jì)負(fù)荷附近運(yùn)行，費(fèi)用最高.次優(yōu)方案考慮了50t/h的調(diào)節(jié)余量，費(fèi)用較高，但柔性較大；最優(yōu)方案使鍋爐產(chǎn)汽和汽輪機(jī)進(jìn)汽分配最優(yōu)，減溫減壓器進(jìn)汽量減少，降低了費(fèi)用。

2/5/2023100應(yīng)用于某千萬(wàn)噸/年煉油廠蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案結(jié)果與原方案的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

改進(jìn)要點(diǎn):1、充分熱電聯(lián)產(chǎn),2、提高系統(tǒng)柔性

原方案SCUT方案燃料量（t/h）11.97711.976發(fā)電量（kW）62804100473總費(fèi)用（萬(wàn)$/a）7619.16849.4增加投資843萬(wàn)$,回收期:769.7/（3223-2380）=0.913年

2/5/2023101SCUT方案22/5/2023102

六、煉化企業(yè)能源和資源的協(xié)同優(yōu)化2/5/2023103中國(guó)煉油企業(yè)能源和資源的協(xié)同優(yōu)化產(chǎn)品和環(huán)境保護(hù)的約束對(duì)煉油廠的影響（1）大氣污染日趨嚴(yán)重，使得政府對(duì)油品質(zhì)量提出了新的要求：汽油要在2006年達(dá)到歐洲3號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)；作為北京2008年承辦奧運(yùn)會(huì)還要達(dá)到歐洲4號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)。要求進(jìn)一步提高加氫裝置的比例，從而提高氫氣的生產(chǎn)能力，并導(dǎo)致能源構(gòu)成中催化焦炭和催化干氣的比例降低。2/5/20231046、中國(guó)煉油企業(yè)能源和資源的協(xié)同優(yōu)化（2）為了改善環(huán)境質(zhì)量，我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整重要內(nèi)容之一大力發(fā)展天然氣，2020年達(dá)到全國(guó)消耗能源的10%－12%，即2.5億噸油當(dāng)量左右；其中一半以上是依靠國(guó)產(chǎn)，其余依靠進(jìn)口，包括陸上的管道進(jìn)口和海上液化天然氣（LNG）。沿海8個(gè)LNG接收站都在計(jì)劃、建設(shè)中。對(duì)于占我國(guó)煉油加工比例很大的、多在大城市附近的沿海煉油廠來(lái)說(shuō)，如何通過(guò)高效利用天然氣來(lái)提高能源利用效率，又是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。

2/5/20231056、中國(guó)煉油企業(yè)能源和資源的協(xié)同優(yōu)化（3）中國(guó)油氣資源十分珍貴。一切可以比煤和天然氣更容易轉(zhuǎn)化為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料和化工原料的煉油加工中間中間產(chǎn)物，例如渣油和輕烴，都不該燒。（正在投資的煤液化項(xiàng)目已達(dá)2000億元！）煉油廠可以高效地燃用煤、焦、天然氣。（4）這種資源和能源在企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)與外部社會(huì)間的優(yōu)化配置是現(xiàn)代節(jié)約型、循環(huán)型的經(jīng)濟(jì)所要求的必然趨勢(shì)。2/5/20231066、中國(guó)煉油企業(yè)能源和資源的協(xié)同優(yōu)化（1）煉油企業(yè)的副產(chǎn)渣油盡量不作為鍋爐燃料燒掉。新規(guī)劃的煉油廠只燒催化油漿和重芳烴；催化油漿燃燒過(guò)程中含有催化劑顆粒的沉積會(huì)產(chǎn)生對(duì)流段爐管結(jié)焦沉積的問(wèn)題。能否為他們找到出路（如做為焦化的燃料）而不作為鍋爐的燃料？2/5/2023107輕烴資源沒(méi)有得到合理利用

中國(guó)石化工業(yè)龍頭企業(yè)乙烯工業(yè)90％原料是石腦油、煤油、柴油、加氫尾油，乙烯的成本560美元/噸。而與此同時(shí)，煉廠氣中大量的乙烷、乙烯在煉油廠被燒掉。眾所周知，用輕烴裂解乙烯的乙烯收率要比用重組分高一倍以上。美國(guó)乙烯的70％用輕烴原料，成本只有我國(guó)的一半。6、中國(guó)煉油企業(yè)能源和資源的協(xié)同優(yōu)化2/5/20231086、中國(guó)煉油企業(yè)能源和資源的協(xié)同優(yōu)化（2）煉廠氣資源必須優(yōu)化利用。煉廠氣約占原油加工量5%，主要成分為氫氣，甲烷，乙烷，乙烯和少量C3。

目前通過(guò)變壓吸附、吸收、精餾、膜分離等成熟技術(shù)，已經(jīng)可以從這些氣體當(dāng)中以經(jīng)濟(jì)的代價(jià)把H2和C2烴分離出來(lái)，提供加氫用氫氣和乙烯裂解的原料。這比用石腦油制氫和裂解經(jīng)濟(jì)得多。用煉廠氣中的C2、C3制氫也不如用它們做乙烯裂解的原料、而用天然氣來(lái)制氫合算。2/5/2023109表煉油廠排氣的含氫濃度典型的氫氣來(lái)源壓力/Mpa含氫體積濃度/%催化重整富氣1.3~3.080~90加氫裂化高壓弛放氣4.0~14.060~85加氫精制高壓弛放氣1.5~5.065~85加氫低壓弛放氣-0.745.5催化裂化干氣0.730.65催化裂化/延遲焦化0.5~1.515~30中變氣2.470（一）傳統(tǒng)觀念和機(jī)制導(dǎo)致的資源配置問(wèn)題2/5/20231106、中國(guó)煉油企業(yè)能源和資源的協(xié)同優(yōu)化

:烴類化工原料商品化問(wèn)題從FCC干氣分離H2和C2、C3烴工業(yè)化已經(jīng)成功。裝置建設(shè)投資半年可回收。全國(guó)FCC裝置回收乙烯和C2+烷烴，可以替代乙烯原料用石油上千萬(wàn)噸/年除FCC干氣外，其它煉廠氣（3億噸的5%約1500萬(wàn)噸/年）大部分可分離出H2和做乙烯原料；減少進(jìn)口石油更多。

2/5/20231116、中國(guó)煉油企業(yè)能源和資源的協(xié)同優(yōu)化烴類化工原料商品化問(wèn)題乙烯、乙烷能否作為商品？以什么方式運(yùn)送、交易？?jī)r(jià)格如何定位？經(jīng)濟(jì)輸送距離如何？中東已經(jīng)形成乙烯國(guó)際市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)油田已經(jīng)把輕烴作為商品銷售。天然氣管道上千公里；LNG罐箱運(yùn)輸距離也已達(dá)4000公里。只要油價(jià)高企，就有幾潤(rùn)空間。

全方位評(píng)價(jià)模型求解，可以給出準(zhǔn)確的答案。

2/5/20231126、中國(guó)煉油企業(yè)能源和資源的協(xié)同優(yōu)化2/5/20231136、中國(guó)煉油企業(yè)能源和資源的協(xié)同優(yōu)化

循環(huán)流化床和水煤漿技術(shù)的應(yīng)用。對(duì)于煤和延遲焦化焦炭等固體燃料，通過(guò)引進(jìn)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的與150MW和300MW電站配套的480t/h和960t/hCFB鍋爐技術(shù)和我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的水煤漿技術(shù)都已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，。對(duì)于煉油廠來(lái)說(shuō)，用這些技術(shù)來(lái)聯(lián)產(chǎn)電和高壓蒸汽，比用普通的煤粉爐改善環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)效益都會(huì)好的多。CFB鍋爐和水煤漿的灰渣可以作為建筑材料，實(shí)現(xiàn)廢物的循環(huán)利用，起到了減排和清潔的作用。2/5/2023114中國(guó)能源資源形勢(shì)決定煉油廠能源結(jié)構(gòu)的大趨勢(shì)中國(guó)的煉油企業(yè)不能停留消耗自己的煉油產(chǎn)品的思維定勢(shì)中。煉油加工的副產(chǎn)品，包括氫氣，乙烷，渣油甚至油漿，都可以通過(guò)進(jìn)一步加工提供化工原料；只有催化焦炭等必須在本裝置內(nèi)燒掉，不足的一次能源必須依靠外部的能源（煤、天然氣、附近發(fā)電廠的中低壓抽汽）。在循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思想指導(dǎo)下進(jìn)行能源利用大系統(tǒng)集成和優(yōu)化，這是中國(guó)煉油企業(yè)能源結(jié)構(gòu)變化的大趨勢(shì)。一切由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)、部門分割、行政干預(yù)所造成的低效、孤立地使用和浪費(fèi)資源和能源的傳統(tǒng)機(jī)制和習(xí)慣，都將不能阻礙這一趨勢(shì)的發(fā)展！2/5/2023115中國(guó)能源資源形勢(shì)決定煉油廠能源結(jié)構(gòu)的大趨勢(shì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)思想指導(dǎo)下的能源利用大系統(tǒng)集成優(yōu)化與鄰近燃煤電站的聯(lián)合:輸入1MPa蒸汽，輸出故意低溫?zé)嵊糜阱仩t給水預(yù)熱----雙贏的能量梯級(jí)利用！與鄰近燃煤IGCC項(xiàng)目的聯(lián)合：輸入電力、蒸汽、氫氣；過(guò)程能量大系統(tǒng)集成優(yōu)化。與鄰近LNG接受站的聯(lián)合：利用天然氣替代石油加工產(chǎn)品作為一次能源，通過(guò)CCHP高效利用；LNG冷量利用2/5/2023116中國(guó)能源資源形勢(shì)決定煉油廠能源結(jié)構(gòu)的大趨勢(shì)基于中國(guó)資源條件的煉、化原料---燃料路線

中石化與殼牌合資巴陵化肥改造工程日處理煤2000噸，產(chǎn)煤氣318.63Nm3，替代化肥原、燃料。粗煤氣0.5元/Nm3。尿素成本由1400元/噸下降為800元/噸。裝置將扭虧為盈?？偼顿Y17億元，預(yù)計(jì)總產(chǎn)值5.36億元/年，銷售收入2.84億元/年，利潤(rùn)1.56億元/年。中石化自主開(kāi)發(fā)的循環(huán)流化床富氧煤氣化試驗(yàn)裝置將于4月中旬在太原投運(yùn)。2/5/2023117實(shí)施上述資源與能源量?jī)?yōu)化利用策略的關(guān)鍵轉(zhuǎn)變觀念，充分運(yùn)用市場(chǎng)機(jī)制，擯棄行政機(jī)制高層領(lǐng)導(dǎo)重視，納入決策議題，制訂規(guī)劃建立規(guī)范的運(yùn)作機(jī)制、管理機(jī)構(gòu)改變項(xiàng)目審批機(jī)制，加深前期工作力度改革設(shè)計(jì)管理體制，制訂節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)2/5/2023118（三）用GSA方法配置石化工業(yè)的資源與能源:1、“煉化一體化”還是“油氣化一體化”“煉化一體化”蘊(yùn)涵了資源與能源優(yōu)化配置的內(nèi)涵。實(shí)際執(zhí)行中主要只體現(xiàn)為“化工型煉油廠”生產(chǎn)乙烯裂解原料，即“油頭化尾”。典型的配置是1000萬(wàn)噸/年煉油廠提供石腦油、部分煤油、柴油和加氫尾油給一個(gè)80--100萬(wàn)噸/年的乙烯廠做裂解料；80～90％是重質(zhì)原料。導(dǎo)致中國(guó)乙烯成本和能耗最高，缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。

2/5/2023119某大型煉油廠資源/能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化課題1200萬(wàn)噸/年,全加氫型煉油廠現(xiàn)有方案：1、煉廠飽和輕烴+天然氣制氫14萬(wàn)噸/年；2、28萬(wàn)噸/年渣油+數(shù)十萬(wàn)噸/年煉廠氣----加熱爐、燃?xì)廨啓C(jī)、鍋爐燃料目前形勢(shì)變化:1、國(guó)際原油價(jià)格攀升進(jìn)近3倍,天然氣的價(jià)格提高近2倍。天然氣/煤比價(jià)超過(guò)2.—3.0；2、煤炭供應(yīng)有合同保障，天然氣供應(yīng)也可以；3、鄰近地區(qū)有熱電聯(lián)供投資—運(yùn)營(yíng)商

2/5/2023120某大型煉油廠資源/能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化課題在上述條件下的優(yōu)化配置改進(jìn)原則在石油/煤比價(jià)為2.5--3的條件下，用煤產(chǎn)蒸汽，年經(jīng)濟(jì)效益數(shù)億元。用煤作為煉廠所需氫氣的原料，比用天然氣制14萬(wàn)t/a氫計(jì)，年費(fèi)用節(jié)省超過(guò)10億元。在有便宜的、逐級(jí)產(chǎn)功的蒸汽條件下，工藝裝置余熱，應(yīng)當(dāng)盡可能通過(guò)加深換熱，頂替出更多的加熱爐燃料。原油加工產(chǎn)物盡可能作為進(jìn)一步加工成為油品或化學(xué)品的原料。僅FCC焦炭，和分離出H2、C2烴以后的煉廠尾氣（CH4、CO，N2等）作為加熱爐燃料。大約用200多萬(wàn)t/a煤，頂替出100多萬(wàn)t/a煉廠輕烴和重油和天然氣，前者用作乙烯裂解、焦化等原料，年經(jīng)濟(jì)效益應(yīng)在15億元以上。2/5/2023121某大型煉油廠資源/能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化課題------技術(shù)路線采用煤制氫聯(lián)產(chǎn)汽、電的POX方案：投資約25億，產(chǎn)H214萬(wàn)t/a；熱值2750kcal/kg合成氣100萬(wàn)t/a（熱值相當(dāng)于25萬(wàn)t/a天然氣）熱值1400kcal/kgPSA尾氣100萬(wàn)t/a（熱值相當(dāng)于12萬(wàn)t/a天然氣）根據(jù)天然氣市場(chǎng)供應(yīng)情況和價(jià)格決定補(bǔ)充加熱爐燃料是用天然氣還是用合成氣。PSA尾氣用于燃機(jī)CC聯(lián)產(chǎn)電、汽；加熱爐可以再設(shè)置前置燃機(jī)聯(lián)產(chǎn)電。除FCC、重整、硫磺裝置外，其余裝置盡可能不發(fā)汽。FCC油漿熱量以預(yù)熱初底油為主，提高熱出料溫度。工藝余下的低溫?zé)嵊糜趦?chǔ)運(yùn)、蒸汽系統(tǒng)，節(jié)約輔助系統(tǒng)用的低壓蒸汽。節(jié)省下來(lái)的原用做燃料的中間產(chǎn)品進(jìn)一步加工。煉廠氣中分離出H2，C2后的CH4和CO等用做燃料渣油、油漿用于焦化裝置加工。2/5/2023122（三）用GSA方法配置