石化炼油企业节能技术综述

1 引言

我国炼油企业能耗偏高。炼厂能耗费用一般占现金操作费用的40%左右，以中国石化为例，2002年中国石化平均炼油综合能耗比中东地区炼厂高21千克标油／吨，比亚太炼厂平均高17千克标油／吨。就单装置而言，我国多数炼油装置的能耗与国外先进水平相当。但炼油厂系统能量利用水平与国外相比尚有较大差距。其中主要有节能管理、能耗指标、炼厂加热炉的热效率较低及生产辅助系统节能和计量考核上的差距等。 为了有效的降低成本，许多企业都应用了近年来迅速发展的节能新技术，我们必须尽快适应形势的发展。要改变目前的状况，使节能降耗工作有质的飞跃,必须在加强科学管理的同时应用国内外现有的、成熟的新工艺、新技术、新材料、新设备进行节能技术改造。 2 炼厂节能技术

2.1 炼油厂能量集成优化技术

能量集成优化技术的内容要点包括以下三个方面。

(1)能量集成优化技术要在采用先进工艺和设备技术的基础上才能发挥作用。

(2)能量集成不仅是在装置内部，还应包括装置间的集成。不同装置间的热联合存在着显著的经济效益。如催化裂化的油浆用来发生中压蒸汽，其饱和温度为250℃，平均传热温差为80℃左右，如果用于加热常减压蒸馏的初馏塔底油，换热温差要比发生中压蒸汽减少一半左右，损失也减少50%，其有效能的利用效率显著提高。在蒸馏与催化裂化、焦化等二次加工装置间，都有可能采用热进料或热联合的技术；如常减压蒸馏和催化裂化之间热联合，催化裂化和气体分离之间的热联合等。有时也

有人将热联合中的一部分称之为低温热利用，即装置用不完的、温位较低的热量的利用。目前，低温热利用在我国炼油厂还存在着巨大的潜力。 (3)蒸汽动力系统的更新改造及其与工艺系统的集成优化。主要包括两个方面：①新建的蒸汽动力系统能用燃气轮机，锅炉采用高压参数，大部分蒸汽先在锅炉的发电机组中用于抽背式或抽凝式的汽轮机，抽出的中、低压蒸汽,供炼油厂使用；在炼油厂的装置里，还可以将蒸汽逐级利用，充分利用蒸汽与电的需求比大的优势，使燃料达到最高的联产效率。②蒸汽的生产过程所需热量中有20%的热量是低温热；从原水或生水到除盐水站之前，在北方冬季常常也是需要预热的，这时需要很低的温度即可。除盐以后的水在进除氧设备之前，也可用温度较低的热源来预热，如采用各工艺装置的低温余热来加热这些水。因所预热水的量随锅炉和汽轮机负荷的变化而变化，热量匹配要考虑到它们的弹性以及工艺装置加工量和蒸汽动力系统不同季节的弹性。根据近年的几个炼油厂节能改造项目估计，蒸汽动力系统优化及与工艺装置联合，其节能潜力可达到现有炼油厂能耗的10%以上，加之能量集成优化技术在全厂范围内的应用，总的节能潜力大部分炼油厂可达20%左右。 2.2 功热联产相关技术

(1)燃气轮机的应用，对于必须烧炼厂气的炼油厂来说是一个提高节能效率的重要机会，当然还存在着对燃气轮机技术的引进、消化、吸收和管理的问题。国产的燃气轮机在我国炼油厂的应用已有先例。炼油厂的蒸汽动力系统与燃气轮机的结合，也在我国个别炼油厂得到应用。该项技术应能在近几年得到大规模的应用。

(2)高效利用催化裂化特别是重油催化裂化焦炭热量的联产配套技术。该项技术在理论上和技术上都已比较成熟，可以收到很高的效益。但目前正在运转的大多数催化裂化或重油催化裂化的焦炭的能量利用率均未

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达到应有的水平。问题涉及到从设计、运行、控制到管理的许多方面。通过理论指导下的可行性研究,可以在技术经济优化的条件下得出最优组合方案，建立一个最高效率的示范样板。同时应对新装置如何设计，现有各种不同类型再生器的装置如何改造，如何提高效率等，进行深入切实的研究。这里的节能潜力还是相当大的。

(3)延迟焦化焦的利用包括高含硫焦循环流化床（CFB）洁净燃烧技术。该项技术和设备已从国外引进。国内制造的设备也正在炼油厂中试运行。目前，对该项技术还需进一步消化吸收，使延迟焦化的焦炭能够尽快得到高效利用。因而需要从技术和管理两方面进行协调配合。

(4)向炼油厂供电的电网和炼油厂自发电互相配合的安全供电保障技术。随着功热联产技术的推广，大多数炼油厂可能会在高效的功热联产技术下，达到用电自给，甚至可以上网。在发达的工业化国家已做到这一点。另一种可能就是局部自给，并买一部分电，在有的炼油厂中可能买电的比例还比较大。在电网电比较便宜，而炼油厂由于受能源构成、技术条件等限制自产电价格高的情况下，炼油厂可能选择多买电网上的电。国内一些炼油厂长期以来有一个“安全保障电量”概念，即一旦外界电网的双线路都出了问题，炼油厂还可以通过自发电来保障一定规模的生产。其实这是一种“习惯性”。例如兰州炼油化工总厂就没有自发“安全保障电量”，一直靠临近的西固热电厂供电供汽。此外还有上网电与电网电的负荷调整、价格、控制等问题和电网的稳定性问题以及管理问题等都是复杂的技术问题，同时又是管理体制问题，需要进行全面研究和解决。

(5)适应市场变化的柔性生产系统和能量集成设计以及管理运行技术。这类问题长期困扰着我国炼油工业，也是影响能耗的一个重要因素。如何使设计能够适应各种变化条件，使得能耗变化不大，而设计方案的总

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的投资也不会增加很多。换句话说，就是使设计、施工、生产的整个企业生命周期中的总费用达到最小。该问题属于系统的柔性设计技术。对于柔性生产系统，除了能量集成的设计柔性之外，还有一个管理运行问题。管理运行技术包括能量、物料及原油采购和产品分配的一系列管理技术，目前国际上称之为“供应链管理”，即从原油采购、计划调度到产品销售全过程的优化管理。在世纪之交，我国炼油企业将不再采用行政手段来进行生产管理，因此供应链管理技术在我国炼油厂开发应用是不可避免的。当然,底层的信息集成作为供应链的基础也是不可或缺的。即信息集成的应用同能量的集成优化和物料的优化管理都是分不开的。在柔性设计生产系统中，目前，最先可能实现的是蒸汽动力系统的柔性设计、运行、调度和控制技术，它的成功将会对蒸汽动力系统的节能发挥巨大的作用。该技术通过一个计算机集成系统对锅炉、汽轮机蒸汽管网的运行进行监控和在线或离线优化，实现工艺用汽与功热联产的用汽的分配，减少低压蒸汽的放空，减少高、中压蒸汽的减温减压，从而降低整个系统能耗和提高经济效益。 2.3 加热炉新技术

加热炉是石油化工装置主要的热能供应设备，也是石化企业主要的耗能设备,在炼油厂综合能耗中约占1/3。因此提高加热炉热效率和热负荷已成为挖潜增效的主要措施。目前可采取的措施有:开发和应用高效率大能量燃烧器,采用降低过剩空气系数和减少雾化蒸汽量的技术措施；用多种型式的扩面管和各种除灰技术；广泛应用陶纤衬里等隔热材料,减少散热损失；加强烟气热回收,减少排烟热损失,开发应用各种型式的空气预热器,配置余热锅炉；采用高效监测仪表,实现微机控制管理。 2.3.1 新型燃烧器加先进控制技术

中原油田石化总厂对常压加热炉的炉温控制方式进行改造,新增一套

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干气温度控制阀及控制回路，设立切换开关,将原来的单纯由燃料油控制炉温改为以干气或燃料油控制炉温，实现干气及燃料油温控的双向无扰动自由切换。原常压加热炉燃烧器为ＶＩ—Ｃ300型燃烧器,由于受火嘴型式及设计意图的限制，干气只能起到辅助点火和长明灯的作用。经过对比分析选用了北京力通技术公司开发的ＯＧＢ—120型燃油燃气联合燃烧器。该燃烧器是一种新型的高效节能燃烧装置，不易发生结焦和堵塞，容易拆装和维护。该燃烧器使用后可实现加热炉全部烧干气,节约了大量的燃料油。新建加热炉采用ＬＰＳ—Ⅲ型全自动吹灰器，对流室采用滴水型钉头管等新技术，使加热炉热效率由原来的83%提高到87%。由于加热炉全部改烧以前白白放火炬烧掉的干气，每年可节约燃料油2754t，节约资金330万元，同时减少了干气放火炬量,减少了火炬排放的烟尘及废气，减轻了环境污染。

洛阳石化总厂由于原油加工量的增大，原有的一台加热炉已不能满足生产需要,而新建一台加热炉需要投资1000万元，显然提高原有加热炉的热效率和热负荷是最经济的办法。为此洛阳石化总厂与洛阳高新柯恒技术有限公司联合开发研制开发了一种新型、高效的加热炉燃烧器即LGH型强化燃烧器,并于1998年4月20日在洛阳石油化工总厂常压加热炉上开始使用。洛阳石化总厂常压加热炉使用LGH型强化燃烧器后,热负荷可由31MW提高到45MW,提高了45%。预计当炉膛温度为805℃时,热负荷可达到39.6MW，加工能力达到4.40Mt/a；当炉膛温度达到LGH型强化燃烧器允许使用的最高温度840℃，热负荷可达到45.0MW,加工能力为5 Mt/a。LGH型强化燃烧器用于加热炉扩能改造，具有投资少、措施简单(原有加热炉采用LGH型强化燃烧器,只需拆下原的的燃烧器装上LGH型强化燃烧器即可)、见效快的优点,可大幅度提高加热炉热负荷或热效率。该燃烧器现已被河南省审定为Ａ类高科技产品。

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据不完全统计,到目前已有122台热负荷在11.1kW以上的加热炉应用微机控制操作，每年可节约燃料约50kt；某厂对于加热炉采用微机控制的效果进行的对比分析表明，用微机控制比手动控制可提高热效率约2%～3%,效果十分明显。生产过程节能控制 炼油生产装置的过程优化控制技术很多，不少企业已在数据实时采集、巡回检测、超限报警、设备监控、生产过程的闭环控制和开环指导等方面应用计算机技术取得了许多进展，同时也提高了水平。某厂将集散型过程控制与管理系统应用在常减压蒸馏装置上，开发应用了加热炉效率在线计算及燃烧的闭环控制、常压塔回流取热分配的在线计算及过汽化率测量计算和操作指导等过程控制和工艺管理软件,使加热炉效率提高3%,过汽化率从8%下降到3%,炉出口温度降低7℃。

改善操作条件是不需要大量投资,便于推广易于见效的节能措施,但必须保证产品质量,并加强管理,尽量配置先进适用的监测调控手段。过汽化率控制和调整 以常压塔为例,过汽化率一般控制在2%～3%,可以降低常压炉出口温度,实践证明,过汽化率提高1%,可使加热炉负荷增加0.2%。回流比控制和调整 分馏塔内的回流量是工艺条件中最关键的因素,分馏塔的回流比可以通过优选方法求得最佳值。

计算机监控与管理以计算机为中心的现代化进程控制技术，成为当代炼油厂节能增效、竞争赢利的重要手段。生产装置采用SLPC、PLC和DCS等计算机控制设施，以及各种先进控制策略(软件)，可提高产品产率，改进产品质量、节减装置能耗，安全平稳操作，提高经济效益。如BP-Amoco公司得克萨斯炼油厂1996年起使用了Gensym公司G2诊断支持(GDA)软件和采用GensymnNeur-On-Line建立的的三个神经网络模型,以控制蒸馏过程。该先进控制系统用于闭环控制的投用率大于95%，估算回收产品的节约金额超过50万美元/a。加热炉节能控制 目前主要应用微机和

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可编程调节器进行支路平衡控制和燃烧约束控制。 2.3.2 加热炉吹灰器

传统的吹灰器为蒸汽吹灰器。其缺点是蒸汽吹灰动作完成后，残余蒸汽冷凝，形成负压，预热器内烟气倒吸入蒸汽管内，遇水冷凝，形成腐蚀介质（即硫酸等溶液），管线内积液部分腐蚀相当严重，造成吹灰器进口管、出口管腐蚀穿孔、甚致不能正常投用。目前吹灰技术发展迅速，新产品也很多。

激波吹灰器：燃气激波吹灰是利用瓦斯气和空气按一定比例均匀混合，形成混合爆炸气体，通过电子点火器点燃混合气体，产生爆震燃烧，使可燃混合气的化学能在较小的空间和时间内，转变成携带振荡、冲击波、声波的高温高压湍流气体，通过定向管道和喷嘴将这股高能气体导向积灰的受热面，达到清洁受热面的目的。

声波吹灰器：是利用了声学、震动学和疲劳学等学科的原理，把一定强度的声波送入运行中的炉体内的积灰区域，通过声能量的作用使这些区域中的空气分之与灰、渣粒子产生振荡，灰粒子间相互碰撞，使浮着在受热表面的积灰脱离受热表面悬浮起来，并始终处于悬浮流化状态，以便烟气流将其带走，或自动脱离，达到清灰的目的。 2.3.3 加热炉清灰剂

清灰剂是以铵盐和硝酸盐为主要成分并加入一定量添加剂的新型化学药剂。其分为氧化型和催化型两种类型，使用时可以根据不同燃料所产生的灰垢不同，选用不同的化学药剂，也可根据垢质的成分将不同型号的化学药剂同时使用，以产生更好的效果。将化学药剂喷入正在燃烧的炉膛内，它在高温下进行分解，在催化剂的作用下分解产物为碱性氧化物和氮气及氧气等。这就相当于在燃烧过程中补充氧气，从而就可以促使燃料燃烧完全，以减少一氧化碳和硫及固体碳的生成。同时碱性氧

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化物还可以与烟气中的酸性气体反应，生成质脆且无粘性的无机盐，进而阻止酸性气体被吸附到受热面上而腐蚀设备。熔融的硝酸盐具有清除硬质灰垢的作用，因为它可以与管壁上的硬质灰垢形成低共熔点混合物，低共熔点混合物熔化后成为液体而脱落。再则，硝酸盐与硫和碳相遇时，还会发生微爆作用，形成一股微冲击波使不熔的硬质沉积物脱落。化学药剂中催化剂的作用，是使含碳烟垢易于氧化，烟垢被氧化后，一部分产物生成气体，气体的产生会使烟垢与设备分离，从而清除脱落。另外，硝酸盐分解产生的亚硝酸盐还对受热面起到钝化作用，使设备受热面和烟道等经常保持良好的状态。目前该产品的有“CH系列” 。 2.3.4其他加热炉节能技术

炉衬材料直接影响加热炉的辐热传热和散热损失。如对老加热炉中原来是的耐火砖的衬里进行更新，将其更换成性能好的耐火纤维材料。

高温蝶阀、烟道挡板及其执行机构新技术的应用。以往的蝶阀、烟道挡板的不足之处是密封、耐磨、耐腐蚀的性能欠佳，高温蝶阀、烟道挡板及其执行机构基本解决了这些问题，该技术在我公司得到了应用。

加热炉设计规模大型化不仅是规模效益的需要，也是节能降耗的有效途径，如常减压两台常压炉合并为一台炉等。 2.4 换热设备新技术

使用新型换热器提高热回收率原油蒸馏过程中有大量余热需要回收，也有大量低温热量需要冷凝或冷却，故需用很多换热器和冷凝冷却器，耗用大量钢材,以2.5Mt/a原油蒸馏装置为例，冷换设备的钢材用量要占工艺设备钢材总用量的20%～30%，因此提高冷换设备的换热效率、减少换热面积对节约钢材和投资、减少能耗具有重要意义。

近几十年来，国内外对管壳式换热器进行了大量的强化传热研究，尤其是在管程强化传热的研究方面取得了较多的成果，如管内插入物，管

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内壁粗糙肋(螺旋槽管、横纹管等等)及管内翅片等。目前，壳程强化传热的途径主要有两种:一种是管外粗糙肋或管外加翅片，其强化传热机理类似管程强化；另一种是改变壳程支承物的形式，采用低流阻的管间支承装置。最近，技术人员开发成功一种变截面管新型换热器，所谓变截面管是一种能同时强化管内和管外传热的双面强化管。这种新型换热器依靠管子之间的点接触来互相支撑，省掉了折流装置,其结构紧凑、省材，且触点组成壳程扰流流道，使壳程传热强化，流体纵向流动，流动阻力小。因此，具有低的壳程压降和良好的“传热—压降”性能，特别适合在壳程大流量下操作。螺纹管换热器应用在原油蒸馏装置中，可有效地节省建设投资,如一个新建的3.5Ｍｔ/ａ燃料—润滑油型蒸馏装置由于较多地选用了螺纹管换热器，节省了约2500ｍ2换热面积，占总换热面积的24.6%，使装置在换热器的投资上降低了四分之一，折流杆换热器可以提高外膜传热系数，减少壳程压力降，目前已应用工业化。 2.4.1 无机传热元件换热设备

无机传热技术是以无机元素为传热介质，将其注入到各类金属（或非金属）管状、夹层板腔内，经密封成型后，形成具有传热特性的元件，简称无机传热元件。在各种工况下，无机传热元件内的无机传热介质受热后，利用分子的震荡、摩擦，将热能快速激化并呈波状快速传递。这样可将热量由元件的一端迅速传向另一端。在整个传热过程中，元件的表面呈现出热阻趋于零的特性。由于无机传热元件主要是通过腔体内的无几介质来实现传热过程，传热性能远高于普通金属材料，其等效传热系数最高可达相同表面金属材料的7000余倍。

无机传热元件的应用优势：启动迅速，传热速度快，自元件一端加热，数秒钟就可将热量传递到另一端；热阻小，均温性好，沿传热元件轴向温差趋于零，这样可使元件的表面温度控制一致；传热能力大，轴向热

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流密度可达8MW/m2 ,径向热流密度可达45KW/ m2；适用范围广，工质工作范围在-60～1000℃，元件工作温度范围可达材料使用温度极限；工质寿命长，传热介质用高温老化方式检验寿命可达11万小时。

无机传热元件换热设备的特点：应用范围广，适用于气---气、气—液或液—液等多种介质间传热；传热系数高。对于气—气式换热器，当量传热系数K比列管式换热器提高5～10倍；流动阻力小，两种介质均走管外，无需多程往返，流程短且介质流动方向与散热片方向一致，降低了流动阻力；不易结灰垢、不易堵塞，设计工质工作范围在-60～1000℃，元件工作温度范围可达材料使用温度极限；可通过调节冷热介质间换热面积来调节传热元件表面温度，避免发生低温露点腐蚀；传热元件失效后，冷热两相介质不发生混合，不影响生产的正常运行，不需马上停运对设备处理；维修费用低。无转动部件，设备正常操作期间不需维修。

应用实例：抚顺二厂、三厂以及燕化公司，用于重整炉，空气出口温度220℃，排烟温度165℃，投资回收期0.5年。

无机传热元件还有许多潜在的性能没有被系统、全面的挖掘，但已经可以证实的是在200～400℃的范围内，其工业上的应用是可靠的。它继承了传统热管的众多优点，同时也弥补了传统热管的许多不足之处，其良好的均温性可有效防止烟气酸露点腐蚀，良好的耐热性可有效地增加设备的使用寿命。

大连熵立得公司生产了无机传热系列产品。 2.4.2 水热媒空气预热器

水热媒空气预热器是以除氧水为热载体利用烟气换热器和空气换热器循环往复地取走烟气热量来加热空气的换热装置，其基本原理是利用高压除氧水作为热媒体，通过循环泵建立闭路循环，热媒水在烟气换热

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器中将加热炉的烟气回收，再在空气换热器和低温水中分别加热空气和低温水，热媒体然后经过循环泵回到烟气换热器进行下一循环。水热媒空气预热器的特点是换热效果好，调节灵活、方便，运行平稳，使用寿命比较长，能同时加热空气和水等。该产品由上海华力燃烧设备公司生产。

2.4.3 板式空气预热器

体积小、传热性能好、钢材耗量低、结构简单紧凑使用灵活。板式空气预热器的结构特点是：由若干个单体预热器，根据所需要的热负荷进行组合而成。在同等条件下，板式空气预热器传热系数是管束式空气预热器的1.2～1.5倍；换热面积是管束式的2～2.5倍；钢材耗量只有管束式的30～50%。洛阳瑞昌石化设备公司生产了BSK系列。 2.5 蒸馏传质分离设备新技术

蒸馏不仅能耗多、热效率低(仅5%),如美国蒸馏耗能约占化工行业的17.6%,有些国家占25%～40%,而且塔器一般约占总设备投资的20%左右,有的甚至高达50%。因此塔器无论是在投资还是在能耗方面都有举足轻重的地位,它一直是世界上普遍关注的重要课题。

分馏塔是原油蒸馏过程的核心设备,塔内传质构件即塔板、塔填料,是油品分馏塔最关键的部件,对于一个操作方案已定的分馏塔,塔内传质构件选用是否得当,直接关系着能否保证产品质量,发挥设备潜力,提高轻油收率,高产、优质、低消耗地完成各项任务。 2.5.1 使用波纹填料,提高传质效率

近10年来,蒸馏装置发展趋势是现代填料塔逐步取代传统填料塔,且大部分取代大型板式塔。国外有专家预言:“10年后采用规整填料将成为蒸馏操作唯一可取的途径”。目前规整填料种类多、形状不同、特性各异。Mellapak填料(带孔波纹板,材质不锈钢填等,比表面积700m2/m3)是

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瑞士Sulzer公司的专利产品,它的问世是1970年代规整填料史上一座重要里程碑。如今,Mellapak的换代产品已经出现,他们是瑞士KUHNI公司的Rombopak填料、德国RASCHIG公司的Raschig-Superpak填料、我国天津大学Zupak填料等。某炼油厂常压塔中部浮阀塔板用波纹填料代替,其中包括液体分布器、支承栅等内件,并用常三线供常二中回流返回到填料上方,技术改造投产成功,强化了塔的分离能力如表1所示。

表1 常三线分析结果比较

项目 ＨＫ℃ 97%℃ 常三干点℃ 改造前 260～270 改造后 270～285 更换波纹填料后,常二中的运行并不影响320#重液蜡产品质量,相反得到改善,馏程变窄与常三重迭下降近10℃,另外减少了汽提蒸汽用量,提高了换热终温,降低了常压负荷,节省了大量冷却水,缓和了本厂供水矛盾,经济效益显著, 1.2个月即可收回改造投资。在乱堆填料、规整填料和塔板的比较中,规整填料的压降低,另外,规整填料还有传质效率高、处理量大,规整填料塔的放大效应小等优点。山东东营垦利石化总厂在改造中将填料由矩鞍环改为金属板波纹规整填料(规整250Ｙ),改造后,运行正常,操作稳定,减压拔出率比改造前提高了6.08%,由于整个塔空隙率增大,处理能力有了较大的提高。 2.5.2 使用新型塔板改善分馏效率

板式塔历来应用最广,1950年代开发的浮阀塔板,尤其是Ｆ1浮阀更

310～325 305～315 270～295 270～295 15～20 常三与常二重迭℃ 20～25 11

具优势,应用颇广。但随着塔器技术不断进步,发现Ｆ1浮阀存在着一些缺点,各种新型高效塔板应运而生,并获得了广泛应用。我国华东理工大学研究和开发了导向浮阀塔板,并获得国家专利。导向浮阀吸取了条阀和导向筛板导向孔的各自特点,在条阀阀面上开1～2个导向孔,以发挥气流推液的作用。由于导向孔的设置,导向浮阀具有较小的液面梯度、塔板上液相返混较小且可消除塔板上液体滞止区。

导向浮阀目前有三种形式:矩形导向浮阀、梯形导向浮阀及组合导向浮阀。一般而言,液流强度较小时用矩形浮阀较好；液流强度较大时,梯形浮阀较好；适当配比Ｋ(塔板上梯形浮阀数与浮阀总数之比)的组合导向浮阀兼有矩形浮阀和梯表浮阀的优点,克服了二者的缺点,具有更广的适用范围和更好的操作性能。实验研究和工业应用表明,导向浮阀塔板和Ｆ1型浮阀塔板相比,处理能力可提高30%以上,塔板效率提高10%～20%,塔板压降减小20%左右。导向浮阀塔板开发成功以来,已在常压塔Φ3800获得广泛应用,取得了显著的经济效益。

L1型条型浮阀有以下特点:L1型条型浮阀为长方形,在生产中,气体从两侧流出与塔板上的液流方向互相垂直,塔板上的液体返混程度明显减少。由于其结构为长方形,故不会象F1型浮阀那样因旋转而脱落,适用于装置长周期安全生产。在相同的条件下,条型浮阀塔板的雾沫夹带小,故其允许上限气速较高。在相同条件下,条型浮阀塔板的稳定操作区大,其操作弹性大。

梯型浮阀除了具有条型浮阀的特性外，还具有有效的导流作用，泄漏量小，故其允许的气相负荷下限较低。长庆石油勘探局炼油厂应用新型的L1型条型浮阀和梯型浮阀塔板对常压塔进行了改造,将塔内第5～48层塔板改为L1型条型浮阀塔板,针对提馏段高液相负荷,低气相负荷的特点,对塔内1～4层塔板在国内率先采用目前国际最先进的梯型浮阀塔

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板。

改造后轻质油收率可提高0.6%,全年加工250kt原油,多产轻质油1500ｔ,轻质油与蜡油的差价为1050元/ｔ, 获得经济效益157.5万元。此次改造可使该厂原油加工能力提高20%,即60kt/a, 常减压装置每多加工1ｔ原油可获得经济效益17.4元。这样每年可获得经济效益104.5万元。此次改造可使该厂每年共获得经济效益262万元,改造投资24.4万元(含安装费),投资回收期1.1月。通过改造后生产操作和标定数据分析表明:Ｌ1型条型浮阀塔板和梯型浮阀塔板在常压塔的应用,使处理能力大幅度增加,分离效果明显改善,操作弹性增大,收率提高,获得经济效益262万元。

2.5.3新型气液分布器

对于填料塔,有了性能良好的填料,还必须有综合性能优良的气液分布器与之匹配,才能保证没有明显的放大效应。与同类技术相比,新型槽盘式气液分布器由于增设了防护屏和自动排污系统,因而具有更优良的综合性能:抗堵塞、防夹带、升液位、适闪蒸、宜采出、盛漏液、布气均、布液均。从1990年首次用于济南炼油厂Φ4200润滑油减压塔至今,已应用于数百座塔中。 2.5.4传质构件的选型方法

由于传质构件在分馏塔中所占的重要地位,因而其选型问题一直是分馏塔技术研究的一个重要课题。许多科技工作者长期致力于这方面的研究,提出了不少选型方法,如苏联专家曾对18种塔板的18种性指标按选用合适的程度分六级打分;Ｂｉｌｌｅｔ用8种图形对板式塔的几种操作性能和经济费用作比较。近年来,计算机的广泛应用,为传质构件的选型提供了有力工具,国内天津大学、大连理工大学和石油大学分别开发了塔内传质构件评价选型的专家系统。然而,这些方法基本上是定性的、缺

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乏与具体的工艺操作条件的联系。目前,成熟的、准确的选型方法尚未形成,主要还是靠实际的设计和生产操作过程中摸索出的一些经验和规律来选型。在实际选型时从原油特性、塔设备的特性和操作方式等方面加以考虑,以求得塔内传质构件与工艺操作条件合理匹配。

2.6 其它节能技术 2.6.1变频调速技术

近年来,变频调速技术发展很快,特别是高压大功率变频技术有了新的突破。如果能将这样的新技术引进我公司必然对公司的节电起到显著的作用。成都东方凯奇电气有限责任公司生产的无电网污染高压大功率变频器,是一种高效、节电、无电网污染、高电压输入/高电压输出的大功率变频设备。该产品具有高功率因数、高效率、和变频调速的特性，用于大型风机、泵,可以大量节约电耗量。 2.6.2 机械真空泵代替蒸汽喷射器

河南油田南阳石蜡精细化工厂针对柴油精制装置减压系统真空度低、蒸汽消耗大的问题，采用机械抽真空取代蒸汽喷射抽真空，实施后节能效果显著。装置中的减压系统原设计的减压抽真空流程为二级喷射、三级冷却，动力为1.0MPa 过热蒸汽，由于喷射器效率低，蒸汽耗量非常大，操作费用一直居高不下。2002 年8月全厂大修停工时，采用机械真空泵代替蒸汽喷射器。改造前减压真空度为0.089MPa，改造后真空度升至0.095MPa。由于真空度提高，精制柴油的二甲基亚砜回收彻底，该装置溶剂剂耗由改造前的 3.5kg/t 柴油，降至2.7 kg/t柴油，年可节约溶剂56t。改造后节约蒸汽1.5t/h，装置综合能耗下降10 个单位。由于两台冷却器停用，装置循环水耗量大幅下降，可节约循环水60m3。由于含溶剂的蒸汽凝结水不再外排，装置操作环境得到改善，污水减少。

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按每小时节约蒸汽1.5t，真空泵电耗22kWh，循环水每小时节约60m3，剂耗每小时降低7kg计算：（1.5×120＋60×0.65＋7×9.3－22×0.74）×24=6427元/ 天。每月可节支19 万元，节能效果十分明显。

3 国内炼厂的节能经验

镇海炼化公司3套常减压装置原设计加工能力为150万ｔ/ａ,随着公司的发展1999年装置进行了大规模的挖潜改造,加工能力达到了800万ｔ/ａ,2001年装置进行了再次扩能改造,改造后经标定装置实际加工能力达到900万ｔ/ａ,成为目前国内最大的常减压装置。经过改造,装置的综合能耗也得到了大幅度下降,2001年统计装置综合能耗为11.17ｋｇ标油/ｔ,扣除轻烃回收系统部分能耗,常减压装置实际能耗为10.7ｋｇ标油/ｔ,达到了国内先进水平。两次改造主要采取的节能措施:(1)采用一级闪蒸三级蒸馏的节能型流程。即初馏塔实施提压操作回收液化气,减少了压缩机设置,初馏塔后设置闪蒸塔,减少常压炉进料量,降低炉子负荷。(2)原油采用6 4 2型多路灵活的换热网络流程。(3)利用低温余热发生0.3ＭＰａ蒸汽用于提降低蒸汽消耗。(4)选用大型、高效节能机泵。(5)采用本应空冷冷却的减一线及减顶循油去预热空气。(6)采用大型化设备,减少散热损失,提高热效率。

镇海炼化公司下属炼油厂延迟焦化装置有一套专门用于本装置焦化干气脱硫的精制工艺设施。初始设计处理气态烃8000Nm3/h。自1990年建成投用以来一直低负荷运行,虽然脱后干气净化指标合格，但整个系统中作为吸收剂的乙醇胺循环量相对较高,使蒸汽、电、循环水消耗偏大，故运行的经济性较差。为此,对延迟焦化脱硫设施进行了大幅度增效节能的技术改造。

气态烃脱硫部分原有气态烃脱塔是一座按常规设计的有20层浮阀塔

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盘的浮阀塔,塔径取值按8000Nm3/h气量考虑。本次改造是将塔内部塔盘全部拆除,取而代之为高效规模波纹板填料充当塔的传热传质内件,辅之以独具特色的槽盘式液相分布器。

液态烃脱硫部分针对传统工艺液态脱硫在筛孔板式塔中进行时存在溶剂循环量过大的缺陷。本次设计由清华大学化工系在工艺基础设计中大胆改革,尝试采用蜂窝格栅填料萃取塔取代筛孔板式塔。具体措施是从工艺流程上改变液态烃进料入塔后作为连续相向上塞流的工艺,将乙醇胺溶剂改作分散相自重力垂液而下,物料在格栅填料层中充分混合接触,完全反应。界面控制设计塔顶改为移至塔底,以便最大限度适就加工能力在4～15t/h的弹性操作范围。

依据新增液态烃处理能力最大达15t/h,气态烃最大处理能力为12000Nm3/h,对脱硫富液再生系统须仔细考察配套性及适应性。而气态烃再生系统先前仅考虑按气态烃脱硫8000Nm3/h设置，故设备型号选择均需重新核算，找出“瓶颈”口，使之通过适当改造而与前部匹配。此外,为保持液态烃进塔流量平稳,起缓冲作用的设备与输送设备也需同步考虑。并调整好新处理能力下的仪表自动控制和管线。

标定反映出，目前这套脱硫设施仅液态烃处理量偏低，其余一切正常。表明现有设施的操作弹性大，适应多变油种能力强，与同类装置配合使炼油厂对气态烃、液态烃轻浊能源分类处理获得成功。结合近期的炼油厂加工800×104t/年全面改造考虑,重点放在再生系统,对少量设备进行更换仍可适应较长时间的稳定运行,这无疑是节能降耗促进运行成本下降的有效途径,对循环量而言,每少循环乙醇胺1t/h,将减少费用3.5元,若按全年8640h计算,系统每小时减少循环量5t/h,仅水、电、蒸汽三项合计将使全年净降成本约15万元。

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4 对节能工作的建议

节能工作是一项集技术、管理、认识等多种因素于一体的综合性工程。 首先，各级领导重视是搞好节能工作的重要保证。实践证明,凡是某项工作成绩突出的单位，领导对此项工作都十分重视，领导重视与否，是由领导对某项工作的认识程度所决定的。故应加强节能宣传的力度,使节能和环保的观念深入人心。我们各级领导，特别是各车间的一把手，充分认识到节约能耗是我们降低成本、保护环境、实施可持续发展战略的有效途径。各级领导积极参与，车间领导亲自抓，并提出一些有力的措施，使我们的节能工作取得了明显的成效。

其次，加强管理是搞好节能工作的主要措施。应在不断建立健全节能节水机构和体系的同时,明确了各级领导和部门的职责任务,制定了切实可行的管理制度,使节能节水工作有章可循,有法可依。在加强能耗计量管理的同时,各车间推行班组经济核算,加大考核力度,使节能工作人人身上有担子。

节能工作的关键得依靠技术改造。目前长岭分公司最具节能潜力的技术措施就是对动力厂实施以煤、焦取代燃油的汽电联产技术改造。该项目现已获得总公司批准。在实施该项目时应该全面考虑采用能量集成优化技术，柔性设计、运行、调度和控制技术等。

我厂有管式加热炉16台，2001年分公司综合能耗81.09kgoil/t，2002年我厂综合能耗80.98kgoil/t，其中工艺炉能耗22.09kgoil/t，工艺炉能耗所占比例为27.23%，该数值虽比股份公司平均值低，但同先进水平比有很大的差距，分公司加热炉要消耗燃料达9万吨之多。所以应充分认识加热炉效率对经济效益的影响，不断采取新技术、新设备来提高加热炉效率。

此外，还应考虑采用各种节能新技术和设备，并与系统能量集成优化

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结合起来。这将使我厂节能工作迈上一个新的台阶。如高效的分离技术与设备：高效的塔板、填料可增加蒸馏塔的理论板数，从而减少回流比，节省了再沸器和冷凝器的负荷，达到节能效果。高效的换热设备具有较高的传热系数，能够在较小的温差下传热,减少热损失，使整个换热网络的总换热量增大，能耗降低。各种电动机调速技术在我国发展迅速，近几年来以调频技术居多，而可控硅调压技术也可起到一定的调速作用。另外新型的保温材料和技术，新的减温减压设备，高效的真空泵，疏水阀，凝结水回收技术。

企业资源计划(ＥＲＰ)也应考虑到节能，必须将节能和可持续发展与经济效益的目标综合考虑。企业资源计划整体上包括炼油厂的布局，原料分配，也包括炼油厂的资源重组。资源重组包括炼油厂的总流程重组、扩产、能量系统优化、原料的改变以及新产品的开发等。资源计划中是否考虑节能因素，结果将会大不相同。在研究企业资源规划过程中，如果将能量集成优化考虑进去，那么炼油厂的资源重组将会产生巨大的效益。从另一方面来说，在能量集成优化中，必定要改变一些设备，要涉及到流程规模相互之间的关系；只从能量集成优化的角度考虑，投资回收只能从节能效益中取得，如果与企业资源重组结合起来，将会产生巨大的物料、能量和资金三重效益。

炼厂最重要的催化裂化装置占炼油能耗的30.48％，减少催化生焦、充分利用烧焦后的能量收回是降低能耗的关键。提高能量回收利用主要包括三个方面的内容：一是优化原料结构，减少生焦来源的综合技术；二是采用高效喷嘴和进料先进控制技术、强化汽提效果等方面的技术；三是推广烟气潜能和余热回收系统方面的新技术。

炼油能耗中燃料消耗占能耗的33.92％，降低燃料消耗是炼厂节能的重点，在加强加热炉日常管理的前提下，提高加热炉效率方面的技术。

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包括加热炉强化燃烧技术、高效火喷技术、低频声波除灰技术、防止辐射和传导的热损失的技术、水热煤技术、无机传热技术等。

另外，有针对性推广使用高低压变频技术是很有必要的。这也是石化企业作为用电大户为缓解全国电力紧张的局面所作的贡献。

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