二、石油化工工業(yè)的節(jié)能

我國(guó)煉油行業(yè)能耗逐年下降。近30年間，煉油綜合能耗下降了20.86%，主要生產(chǎn)裝置能耗顯著下降，常減壓裝置、催化裂化裝置、延遲焦化裝置、加氫裂化裝置等裝置能耗水平總體呈下降趨勢(shì)。

與國(guó)外先進(jìn)水平相比，我國(guó)多數(shù)煉油企業(yè)能耗指標(biāo)還存在較大差距。主要煉油裝置中除常減壓蒸餾裝置能耗水平較為先進(jìn)外，其他主要裝置平均能耗與國(guó)外先進(jìn)水平相比還存在一定的差距，主要表現(xiàn)在：能量的集成優(yōu)化程度不夠、大量低溫余熱沒有得到很好地利用、蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)能耗普遍較高、熱電聯(lián)產(chǎn)的潛力遠(yuǎn)未能發(fā)揮出來(lái)等。同時(shí)，原油質(zhì)量的重質(zhì)化和劣質(zhì)化也日趨嚴(yán)重，這也是制約我國(guó)煉油企業(yè)煉油能耗降低的一個(gè)重要原因。

石化企業(yè)中熱效率低的加熱爐還大量存在，突出問題是排煙溫度高，回收煙氣余熱的水熱煤技術(shù)、搪瓷管技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)還未被大量應(yīng)用。石油化工企業(yè)在生產(chǎn)過程中伴生出可有效利用的能源，如低壓蒸汽、高溫?zé)崴龋壳捌淠芰窟€沒有被充分利用。

(一)節(jié)能方向

1.能量的有效利用

(1)按質(zhì)用能，按需供能。按質(zhì)用能是根據(jù)輸入能的能級(jí)確定其使用范圍，按需供能則是根據(jù)用戶要求需求的能級(jí)選擇適當(dāng)?shù)妮斎肽堋?/p>

(2)能量的多級(jí)利用。根據(jù)用戶對(duì)輸入功不同能級(jí)要求使能源能級(jí)逐次下降，對(duì)能量進(jìn)行多次利用，也就是梯級(jí)利用和多效利用。

2.能量的充分利用

能量的充分利用，也就是減少排除損失，例如，保溫、保冷不良造成的散熱和跑冷損失，由廢氣、廢液、廢渣、冷卻水等各種中間物或產(chǎn)品帶走能量造成的損失。

3.能量綜合利用

能量綜合利用，化工過程中熱能和動(dòng)能的配合使用，還有在此過程中熱效率和機(jī)械能的綜合利用。

(二)節(jié)能途徑

1.結(jié)構(gòu)調(diào)整

國(guó)家調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、調(diào)整工業(yè)布局、調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等，如對(duì)效率低的小企業(yè)實(shí)行關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)。

2.技術(shù)創(chuàng)新

通過采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料以及先進(jìn)操作方法達(dá)到提高產(chǎn)量和產(chǎn)值，降低能源消耗的效果。

(1)開發(fā)研究化工工藝流程，減小合成過程的復(fù)雜性，減小設(shè)備和耗能裝置的臺(tái)件數(shù)。

(2)改進(jìn)裝置的傳熱冷卻效果，設(shè)計(jì)和使用先進(jìn)裝置，以提高效率，減少設(shè)備和管道的阻力，合理利用動(dòng)力以減少消耗。

(3)堅(jiān)持從源頭開始抓節(jié)能，瞄準(zhǔn)國(guó)外先進(jìn)水平，積極采用先進(jìn)節(jié)能技術(shù)。

(4)對(duì)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行綜合改造，降低系統(tǒng)自耗率和損失率;推廣熱電聯(lián)產(chǎn)、蒸汽壓差發(fā)電等技術(shù)和設(shè)備;研究和開發(fā)燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用技術(shù)。

(5)推廣應(yīng)用先進(jìn)過程控制系統(tǒng)技術(shù)。

(6)實(shí)現(xiàn)煉油化工一體化。實(shí)現(xiàn)煉油化工一體化可以將10%～25%的低值石油產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的石化產(chǎn)品，大幅度地提高資源利用效率。根據(jù)市場(chǎng)需求，靈活調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，共享水、電、汽、風(fēng)、氮?dú)獾裙霉こ蹋?jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用，以及減少庫(kù)存和儲(chǔ)運(yùn)費(fèi)用，達(dá)到原料的優(yōu)化配置和資源的綜合利用，提高企業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益。

三、石油化工企業(yè)專用設(shè)備的節(jié)能監(jiān)測(cè)

(一)精餾塔的節(jié)能監(jiān)測(cè)

蒸餾與精餾工藝廣泛用于化工行業(yè)，它是化工行業(yè)主要耗能設(shè)備之一。一個(gè)典型的石油化工廠精餾裝置的能耗約占其總能耗的15%。

精餾塔熱平衡中的收入項(xiàng)有塔外再沸器或塔內(nèi)加熱器載熱體帶入熱量QB、進(jìn)料帶人物理熱量QF和回流液帶人物理熱QR、支出項(xiàng)有塔頂蒸汽帶出物理熱Qv、塔底產(chǎn)品帶出物理熱Qw和向周圍散失熱量QL。由熱平衡計(jì)算可知，普通精餾裝置中再沸器或加熱爐提供的熱量約95%被冷凝器中的冷卻水或其他冷卻介質(zhì)帶走，只有5%的熱量被有效利用。

1.監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的選擇

(1)塔頂和塔釜溫度。塔頂與塔釜直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量與能耗，是考察精餾操作是否正常的主要指標(biāo)，可進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。從熱能充分回收利用的角度出發(fā)，如何回收塔頂蒸汽帶走的潛熱，如何利用餾出液和釜液帶走的顯熱十分重要，向精餾裝置提供的熱量只有約5%用于精餾，絕大部分都被冷卻水帶走。

(2)塔壁溫度。

(3)回流化。回流化定義為回流量與塔頂產(chǎn)品量之比。塔頂上升的蒸汽全部冷卻后，一部分冷凝液作為產(chǎn)品，另一部分回流入塔，回流量越多，產(chǎn)量越低，且能耗越大，然而回流又是實(shí)現(xiàn)精餾的必要條件。精餾過程的能量損失是由不同溫度、不同濃度的物流相互傳熱以及流體流動(dòng)的壓降等不可逆因素引起的。在精餾過程中的物理能轉(zhuǎn)化為擴(kuò)散能，同時(shí)伴隨物理能的降階損失。溫度差、濃度差、壓強(qiáng)差都是精餾過程的推動(dòng)力，推動(dòng)力越大，則不可逆性越大，能量損失越大，因此減少能量損失的關(guān)鍵在于減少推動(dòng)力，精餾過程的推動(dòng)力主要由料液中各組分的相對(duì)揮發(fā)度、分離要求及回流比確定，若物料組成和分離要求一定，回流比就是影響推動(dòng)力的主要因素。

回流比越大，推動(dòng)力越大，精餾越容易;回流比增加，再沸器需供人的熱量和冷凝器需移走的熱量增加，故能耗也越大。從節(jié)能的角度出發(fā)，希望能耗盡可能少。精餾所需的最少熱量是以最小回流比(Rmin)操作所需的熱量。最小回流比是精餾操作的一種極端情況，當(dāng)回流比減到最小時(shí)，塔內(nèi)某塊塔板上的推動(dòng)力減小到零，這表明達(dá)到規(guī)定的分離要求所需的氣體接觸面積無(wú)限大，氣液接觸時(shí)間無(wú)限長(zhǎng)，因此需要無(wú)限多塊塔板，即塔無(wú)限高，設(shè)備費(fèi)無(wú)限大。最優(yōu)回流比要通過經(jīng)濟(jì)核算，按設(shè)備費(fèi)與操作費(fèi)之和即總費(fèi)用最小的原則確定。

2.監(jiān)測(cè)方法和監(jiān)測(cè)結(jié)果計(jì)算

(1)塔頂溫度與塔釜溫度采用在線儀表監(jiān)測(cè)。

(2)塔壁溫度的監(jiān)測(cè)可采用表面溫度計(jì)或低溫紅外測(cè)溫儀分段劃片進(jìn)行。

(3)回流比的監(jiān)測(cè)。回流比的監(jiān)測(cè)是利用經(jīng)過校對(duì)的在線流量表測(cè)出餾出液和回流液的流量，如果無(wú)在線流量表，則建議用超聲波流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量。

回流比R的計(jì)算式為：R=L/D    (4-9)

式中L、D——回流液量與塔頂產(chǎn)品(餾出液)量。