摘要：随着中国经济的发展，国内市场对能源、化工等产品的需求加大，对能源开采和提炼设备的要求越来越高。石油化工行业中应用的高能耗装置越来越多，并在其中发挥着重要作用。为降低成本提高石油化工装置使用寿命，有必要做好相应的装置节能工作。基于此，结合参与过的石油化工项目实际工作经验，在查阅相关资料的同时，简单分析了石油化工装置中节能的关键技术及其应用。
关键词：石油化工装置；系统节能；关键技术；方式
引言
石油能源一直以来被作为重要能源来使用，它直接关系到国家的安全和经济的发展，然而，在石油化工企业的运营过程当中，能源消耗是增加成本的主要原因。在全球环保、低碳、节能意识不断加强的环境之下，石油化工企业必须做到紧跟时代步伐，改进和优化石油化工生产系统能耗情况。对石油化工企业的生产装置系统实施节能改造，升级石油化工企业中的生产系统节能应用技术，加快石油化工行业的节能和环保理念普及。在全球经济环境日益环保、节能、绿色的原则之下，我国能源所奉行的理念就是节能优先，效率为本，对石油化工生产过程当中的装置系统能耗问题进行统计分析。将生产系统节能措施作为石油化工企业节能的长远规划，并且能够合理的结合石油化工企业生产系统节能技术的应用原则和途径，共同对生产系统的节能降耗进行实际行动。
1、石油化工企业装置节能所面临的问题
1.1石油化工结构调整需要花费一定的时间
耗费能源较高的产业和行业在一定时间之内肯定会存在，耗能低的石油化工企业的建设还有很长的路要走。初步计算，2016年我国石油化工业消耗的各种能源总和，同比增长9%，其中，氮肥行业同比上升3%，纯碱、烧碱行业同比上升百分之十八，无机盐行业同比上升近20%。这种趋势表明高耗能行业的壮大直接导致了石油化工业能源消耗量的节节攀升。然而，当前环境之下，高耗能项目仍在不断进行，必将导致石油化工业能源消耗总量的大幅增加，这些原因直接减慢了精细化工低耗能的步伐，使得产业结构的调整还要不断地付出和努力。
1.2目前环境之下石油化工企业的能耗情况
随着石油化工企业技术改进和创新，使得化工企业大量的化工生产系统设备发生了多次的更换，大幅度的提高了企业的技术水平和效率。化工生产系统一次设备发生了巨大的变化。如手动生产变成了自动生产、人工管理变成了信息管理等。这些好的现象说明我国当前在石油化工行业进行的优化组合，优胜劣汰的措施初见成效，使得国有大中型、民营企业的技术装备和自动化程度有了新的改善，大幅度的提高了化工生产系统效能。相反之下，还有一些老的石油化工和工艺技术差的企业，仍然在使用着一些已经淘汰、较差的旧设备，所以石油化工企业的节能技术改造还有大量的工作要做。
2、石油化工装置节能优化的关键技术
2.1定性的石油化工节能技术
技术路线的科学性，先进性和合理性是低物耗和低能耗的先决条件。 以乙烯为例，理论分析表明裂解反应的特点是：强吸热反应，因此，无论从热力学角度，还是从动力学角度，反应温度必须要高，根据动力学数据优化计算的结果表明：停留时间越短，乙烯收率越高。又由于裂解反应是体积增加反应，所以，降低烃分压有利于反应向生成乙烯方向进行。于是“高温，短停留时间，降低烃分压”就是乙烯裂解反应的技术关键，也是选择乙烯裂解反应关键设备——裂解炉的指南。
目前，世界上乙烯生产装置在技术路线上的主
要区别在于选择不同型式的管式裂解炉和不同的分
离流程。 乙烯裂解炉通常是根据工艺特点定制的。目前国内的乙烯装置多是购买国外的先进工艺技术专利，裂解炉根据工艺设计由设计方指定的几个厂家进行投标产生。管式裂解炉的主要炉型有：
（1）CBL 型裂解炉，即国产乙烯裂解炉。
（2）SRT 型裂解炉（鲁姆斯公司）：短停留时间裂解炉。
（3）USC 型裂解炉（斯通-韦伯斯特公司 S.W）：超选择性裂解炉。
（4）毫秒炉（凯洛格公司 Kellogg），停留时间极短，可控制在 0.1 s 内。
（5）GK 型裂解炉（KTI 公司），停留时间控 制在 0.2 s 内。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
裂解炉是乙烯装置的能耗大户，其能耗占装置总能耗的 50%～60%。降低裂解炉的能耗是降低乙烯生产成本的重要途径之一。裂解炉的能耗在很大程度上取决于裂解炉系统本身的设计和操作水平，近年来，裂解炉技术向“高温、短停留时间、大型化和长运转周期”方向发展。通过改善裂解选择性、提高裂解炉热效率、改善高温裂解气热量回收、延长运转周期和实施新型节能技术等措施，可使裂解炉能耗显著下降。
2.2设备节能
（1）分离设备的节能
分离设备的节能，对于石油化工产品的生产而言，主要是指精馏塔的节能，包括单塔的节能和精馏塔序列的节能。单塔的节能效果主要依靠降低回流比（需增加塔板数），降低塔的操作压力（降低回流比），改变进料位置，改变进料状态，采用高效塔板或填料，采用热泵系统，设置中间冷凝器和中间再沸器等方法来实现。
精馏序列节能措施有：
首先，多效精馏，如：德国 Hoechs 公司在 5 万t/a 酒精装置中采用四效精馏方案,可节省蒸汽 70%。其次，低温精馏的热泵系统 。例如：（A）用外部丙烷致冷剂的热泵循环低温精馏分离丙烯-丙烷；（B）用塔顶蒸汽压缩的热泵循环低温精馏分离丙烯一丙烷；（C）用再沸器液体闪蒸的热泵循环低温精馏分离丙烯—丙烷；三种热泵系统的热力学效率η均高于普通低温精馏，公用工程费用也明显低于普通精馏。流程（C）的η最高,公用工程费用最低。最后，设置中间冷凝器和中间再沸器的精馏，如常减压装置中的“常一中”,“常二中”,“常三中”和减压塔的“减一中”,“减二中”等中间冷凝器。
（2）换热设备的节能
换热设备的节能主要是指单台换热设备的节能和换热网络的节能。
单台换热设备的节能可在付立叶导热方程的指导下进行。根据付立叶微分导热方程，传热的推动力为温度梯度，即温度沿传热方向的差，显然，冷热物流换热温差越大，单位时间内传递的热量越大，但热量的有效能损失也越大。根据付立叶导热方程可知，单位时间内传递的热量与总传热系数成正比，与总传热面积成正比。提高总传热系数的方法有很多，例如，选择传热系数大的材质，如铜明显优于钢，但设备造价高，设备折旧费用大；又如，在石油化工产品生产过程中经常使用的管壳式换热器中设置折流板和挡流板制造湍流以增大总传热系数；再如，定期清洗换热设备以减少结垢热阻对降低总传热系数的影响。同样，采用螺纹管，翅片管，扰流子，热管等也可强化换热过程。换热网络的节能则比单台换热设备的节能要复杂的多，通常可在“夹点技术”的指导下进行。
2.3 余热回收与节能
高温位的余热，由于温度高，可作功能力强，有效能值大，可回收价值高，因而早以引起人们的广泛重视，高温位余热的回收和利用也已取得了很大成功。特别是“有效能分析方法”和“夹点技术”的大面积和卓有成效的应用，更是为高温位余热的合理利用和分级利用，即“按质用能”奠定了基础。 随着科学技术的不断发展与进步和“节能减排”工作的不断深入，低温位余热的回收和利用也已提到日程，并且受到越来越多的重视。不过，低温位余热的回收和利用在很大程度上受技术经济指标的约束。技术上先进，经济上合理，操作上可行，环保上认可，是考虑低温位余热回收和利用的先决条件。目前，低温位余热的回收和利用在同级利用方面主要是用于予热空气和水，以及产生低压蒸汽和用于提供热水和冬季采暖。在升级利用方面主要是用于“热泵”和“制冷”，通过采用该项技术，可以降低30%的热量能耗。
结束语
石化企业生产过程中应用节能理念不但可以避免资源的有效浪费，还能产生不可估量的社会及经济效益。同时还能通过此种方法增强企业的核心竞争力，帮助企业在激烈的市场竞争中赢得生存与发展空间。再加上专业化的管理，可以延长化工设备的生命周期，为企业创造更多的经济效益。
参考文献
[1]刘振雷, 张靖宇, 战春生. 石油化工装置节能优化探析[J]. 中国科技博览, 2014(27):126-127.
[2]舒宗军. 浅谈石油化工装置照明优化设计[J]. 数字通信世界, 2015(11):22-23.
[3]邢晓导. 石油化工装置电气节能关键技术及应用探讨[J]. 军民两用技术与产品, 2018(4):26-27.
[4]王玉祥. 石油化工装置的节能减排潜力分析及节能措施[C]// 三次理事会. 2011.
论文作者:陆玲1,牟雷2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/15
标签：节能论文; 精馏论文; 装置论文; 石油论文; 石油化工论文; 乙烯论文; 化工企业论文; 《基层建设》2018年第30期论文;