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基于能流和物流的地方炼油企业节能减排实例分析

文档作者：代晓东1,姜涛2,霍凯1,张霄3,杨光辉1,李天宇1,王菲菲1 文档来源： 1．中国石油大学胜利学院 2．广饶县经济和信息化局 3．东营职业学院		点击数：	更新时间： 2024年06月16日
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基于能流和物流的地方炼油企业节能减排实例分析
代晓东1,姜涛2,霍凯1,张霄3,杨光辉1,李天宇1,王菲菲1
(1． 中国石油大学胜利学院,山东东营257061;2． 广饶县经济和信息化局,
山东广饶257300;3． 东营职业学院,山东东营257061)
摘要:石油石化行业是能源消耗和排放控制的重点行业,地方炼油化工企业装置规模小、产业链短、技
术相对落后、能耗高等问题是地方炼油企业亟需解决的问题。根据国家节能减排计划,企业节能、减
排、增效的需要,以某炼油企业为例,基于该企业的能量流和物料流核算,突出重点能耗环节,找出资
源利用率改进空间的厂内低压瓦斯气回收利用环节,提出瓦斯气回收利用改造措施和经济核算数据,
可以明显促进企业的节能减排工作,提高企业的经济效益和环境效益。
关键词:能量流;物料流;节能;减排
中图分类号:F426　文献标识码:B　文章编号:1004 -7948(2015)10 -0038 -03
doi:103969/ j. issn. 1004 -7948. 2015. 10. 006
引言
石油石化行业是能源消耗和排放控制的重点
行业,其中国有大中型炼化企业,依靠技术和资金
的保证,在节能减排方面控制得比较严格。地方炼
油化工企业,是国家炼油产能的组成部分和重要补
充,是某些地域经济的支柱产业,随着经济的不断
发展,技术进步,地方炼油企业的产能也在不断地
扩大。在地方炼油企业较为发达的山东省,目前地
方炼油企业总数超过60 家,总炼油能力超过1 亿
t / a,但平均每家炼油能力不到200 万t / a。装置规
模小、产业链短、技术相对落后、能耗高等问题是地
方炼油企业亟需解决的问题。
面对国家的环保法律法规和节能减排计划的
统筹安排,企业成本控制,地方炼油企业也意识到
节能减排的意义和效益,积极面对并努力提高。针
对地方炼化企业的节能减排的需求,以某地炼企业
为实例,从能量和物料进出平衡和工艺路线着手分
析,找出重点节能环节,提出改造方案,有利于提高
节能减排效率,提高企业的经济效益和环境效益。
1 企业概况
某企业以燃料油为原料,主要产品有石脑油、
润滑油、轻蜡油和部分汽油、柴油组分,是一家较为
典型的燃料型炼油企业。装置主要有:燃料油预处
理装置(50 万t / a)、重油深加工装置(20 万t / a)、
润滑油及基础油加氢装置(23 万t / a)、混合油全馏
分加氢精制装置(160 万t / a )、甲醇制氢装置
(12000m3 / h)、干气脱硫装置等,同时为了保证环
保和达标排放,配套有酸性水汽提装置和、硫磺回
收装置、污水处理等装置。
润滑油改制工艺:燃料油进入预处理装置,产
出渣油、蜡油、轻蜡油等,其中渣油加工成生成石脑
油、蜡油、轻蜡油、石油焦炭等产物,石脑油、蜡油、
轻蜡油进入润滑油及基础油(加氢)精制装置,生
成润滑油基础油、轻蜡油、石脑油。
加氢精制工艺:以焦化直馏汽油、焦化柴油、焦
化重柴油为原料,经加氢精制(氢气来源于甲醇制
氢装置)、分离器、汽提塔、分馏塔等,生成直馏汽
油、柴油、重柴油。
工艺流程中产生的酸性水气提出酸性气,酸性
气进入制硫装置生产硫磺;副产干气进入干气脱硫
装置生产干气,用于厂区加热炉燃料。
2 物料流
在企业加工过程中,主要原料是燃料油、焦化
直馏汽油、焦化柴油、焦化重柴油和制氢的原料甲
醇,其他物料包括化工助剂和催化剂等,用量较小。
辅助材料主要是水、脱盐水、氮气、电、蒸汽和天然
气等。企业主要物料流如图1 所示。
　　企业物料运移均选用密封性良好的设备、管
线、阀门和计量设备;汽油、柴油、重柴油、石脑油储
罐均采用内浮顶罐;甲醇储罐设置有氨封装置减少
甲醇罐区的无组织排放;酸性水必须采用管线密闭
负压输送;并在建油气回收装置,对装卸车时候产
生的油气进行回收。
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节　　　能
ENERGY CONSERVATION　　　　　　　　　　　　　2015 年第10 期
(总第397 期)
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图1　企业主要物料流
　　经过企业物料流相应数据的采样分析,该企业
生产装置中间产品物料流明确,入厂物料和出厂物料
数据基本一致,说明该企业的物料流环节控制较好。
在物料流梳理过程中发现,该企业副产和半生
的干气或低压瓦斯气体统计不全,根据相关生产数
据制对企业干气进行了衡算,全厂干气平衡情况如
图2 所示。
图2　全厂干气平衡(单位:万t / a)
　　由干气平衡图可以看出,公司装置区产生的干
气经过脱硫装置处理后84． 48% 被回用,干气利用
率还有提高的空间。
3 能量流
该企业的能量消耗主要是油品加工过程的电、
燃料和蒸汽等。故对主要能量消耗进行了核算。
企业供电系统设置无功补偿装置,采用高低压
补偿相结合的方式,补偿后功率因数不低于0． 93。
生产装置和消防系统为双电源,DCS 系统设UPS
供电,事故照明由专用直流电源装置供电,另设两
台500kW 柴油发电机,作为消防水设施、锅炉设施
及装置的保安电源,在紧急停电的情况下为应急设
备供电。企业用电平衡(按年用电量核算)如图3
所示。
图3　全厂年用电统计
　　该企业采用节能生产工艺,生产过程中水泵、
风机等高耗能动力采用了变频控制,厂区选用高
效、节能的电光源,节能效果显著,企业用电节能和
管理控制较好。
根据炼化行业技术、装备水平和管理水平,石
油炼制业企业根据能耗一般分为三个等级,对该企
业主要装置的能耗核算(见表1),计算得出该厂综
合能耗为77． 79kg 标准油/ 吨原料,比对国家能耗
分级,属于达到I 级能耗标准。表1　能耗统计和标准比对
装置
全年总能
耗/ ×104 MJ
原料单耗
/ MJ·t -1
标准油/ 千克标
准油·(吨原料) -1
燃料油预处理21683． 79 433． 68 10． 36 重油深加工39232． 12 2179． 56 52． 06
润滑油加氢14160． 27 643． 65 15． 37 混合油加氢66537． 34 415． 86 9． 84
　　注:综合能耗(标准油)为77． 79kg 标油/ 吨原料;国家能耗标
准(I 级)≤80kg 标油/ 吨原料。
4 节能减排建议方案
总体来看,该厂在物料流、能量流和能耗方面
控制严格,尤其能耗指标达到I 级标准,但是通过
流程梳理、现场调研,发现在资源能源利用指标方
面标油消耗、原料加工损率存在进一步提升的空
间,其中企业低压瓦斯气体未回收,造成了资源浪
费和能耗的提高。公司产生的干气主要是用作各
生产装置加热炉燃料及制氢装置原料,而对于各生
产装置开、停工及非正常工况下所排放的油气无回
收、储存手段,一般去火炬区燃烧,以维持瓦斯管网
压力平衡,容易造成资源的极大浪费和环境的污染。
因此针对该企业低压瓦斯气的回收利用,综合
技术可行性、环境、经济、难易程度等因素,提出了
冷却塔顶气液分离罐瓦斯气工艺优化利用的节能
减排方案:建议公司增加2 万m3气柜及废气脱硫回
收装置,对油气进行回收、储存,提高资源产出率。
该方案具体工艺:来自原料油预处理、加氢精
制等装置的干气经管道直接进入2 万m3 气柜,经
缓冲稳压后的干气进入压缩机增压至0． 7MPa 压
力,然后由管线输送到干气脱硫装置;含硫干气进
入分液罐分离出杂质及携带的部分轻油进入干气
脱硫塔下部,与塔顶上部引入的温度为40℃ 左右
的乙醇胺溶液逆向接触,吸收有其中的H2S 和
CO2,气体得到精制,净化后的气体自塔顶进入净
化器分离罐,分离出携带的胺液后去制氢装置;分
液罐底部轻油去稳定吸收部分。
低压瓦斯气气柜回收利用流程如图4 所示。
自塔底引出的乙醇胺溶液借助吸收塔的压力自塔
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(总第397 期) 　　　　　　　　　　　节　　　能
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底压出,经过富液过滤器除去杂质后经贫富液换热
器换热,换热后进入溶剂再生塔上部。在再生塔内
与下部上来的酸性气直接接触,再生塔底重沸器提
供热源,富液在115℃ 左右时,分离出来的酸性气
体自塔顶分排出经塔顶冷却器冷却后进入酸性气
分离罐,在分离罐分离出液体,液体再经酸性水回
流泵加压后送回塔内打回流,分离出的酸性气去硫
氢化钠装置。
图4　低压瓦斯气气柜回收利用流程
　　1)总投资费用。
气柜、脱硫系统及设备安装,共计1200 万元。
2)年运行费节省金额。
年回收瓦斯气体:900m3 / h × 8000h × 2． 7 元/
m3 =1944 万元。
年耗电:150 万kWh ×0．8 元/ kWh =120 万元。
人工及其他成本:80 万元。
年运行费节省金额:1744 万元。
方案实施后可回收厂区瓦斯气体900m3 / h,环
境效益显著;经计算,该节能减排方案实施后,年节
约运行费用1744 万元,经济效益显著。
5 结语
地方炼油企业是我国炼油行业的组成部分,但
地方炼油企业规模小、产业链短、综合能耗较高,根
据国家节能减排的计划安排和实施,地方炼油企业
的能源管理和节能控制需要继续提高。结合地炼
企业的特点,以某燃料型炼油厂为实例,从能量和
物料进出平衡和工艺路线着手,着眼重点能耗环
节,针对该厂的低压瓦斯气回收利用不充分的实
际,提出瓦斯气回收利用改造措施,可以明显促进
企业的节能减排工作,提高企业的经济效益和环境
效益。
作者简介:代晓东(1980 - ),男,辽宁瓦房店人,博士,副教
授,从事储运和炼油方面的研究工作。
收稿日期:2015 -08 -13;修回日期:2015 -10 -13
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节　　　能
ENERGY CONSERVATION

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