《能源监测与评价》——石油化工企业的节能监测（二）

二、石油化工工业的节能

我国炼油行业能耗逐年下降。近30年间，炼油综合能耗下降了20.86%，主要生产装置能耗显著下降，常减压装置、催化裂化装置、延迟焦化装置、加氢裂化装置等装置能耗水平总体呈下降趋势。

与国外先进水平相比，我国多数炼油企业能耗指标还存在较大差距。主要炼油装置中除常减压蒸馏装置能耗水平较为先进外，其他主要装置平均能耗与国外先进水平相比还存在一定的差距，主要表现在：能量的集成优化程度不够、大量低温余热没有得到很好地利用、蒸汽动力系统能耗普遍较高、热电联产的潜力远未能发挥出来等。同时，原油质量的重质化和劣质化也日趋严重，这也是制约我国炼油企业炼油能耗降低的一个重要原因。

石化企业中热效率低的加热炉还大量存在，突出问题是排烟温度高，回收烟气余热的水热煤技术、搪瓷管技术等先进的技术还未被大量应用。石油化工企业在生产过程中伴生出可有效利用的能源，如低压蒸汽、高温热水等，目前其能量还没有被充分利用。

(一)节能方向

1.能量的有效利用

(1)按质用能，按需供能。按质用能是根据输入能的能级确定其使用范围，按需供能则是根据用户要求需求的能级选择适当的输入能。

(2)能量的多级利用。根据用户对输入功不同能级要求使能源能级逐次下降，对能量进行多次利用，也就是梯级利用和多效利用。

2.能量的充分利用

能量的充分利用，也就是减少排除损失，例如，保温、保冷不良造成的散热和跑冷损失，由废气、废液、废渣、冷却水等各种中间物或产品带走能量造成的损失。

3.能量综合利用

能量综合利用，化工过程中热能和动能的配合使用，还有在此过程中热效率和机械能的综合利用。

(二)节能途径

1.结构调整

国家调整经济结构、调整工业布局、调整产品结构等，如对效率低的小企业实行关、停、并、转。

2.技术创新

通过采用新技术、新工艺、新设备、新材料以及先进操作方法达到提高产量和产值，降低能源消耗的效果。

(1)开发研究化工工艺流程，减小合成过程的复杂性，减小设备和耗能装置的台件数。

(2)改进装置的传热冷却效果，设计和使用先进装置，以提高效率，减少设备和管道的阻力，合理利用动力以减少消耗。

(3)坚持从源头开始抓节能，瞄准国外先进水平，积极采用先进节能技术。

(4)对蒸汽动力系统进行综合改造，降低系统自耗率和损失率;推广热电联产、蒸汽压差发电等技术和设备;研究和开发燃气轮机应用技术。

(5)推广应用先进过程控制系统技术。

(6)实现炼油化工一体化。实现炼油化工一体化可以将10%～25%的低值石油产品转化为高价值的石化产品，大幅度地提高资源利用效率。根据市场需求，灵活调整产品结构，共享水、电、汽、风、氮气等公用工程，节省投资和运行费用，以及减少库存和储运费用，达到原料的优化配置和资源的综合利用，提高企业的整体经济效益。

三、石油化工企业专用设备的节能监测

(一)精馏塔的节能监测

蒸馏与精馏工艺广泛用于化工行业，它是化工行业主要耗能设备之一。一个典型的石油化工厂精馏装置的能耗约占其总能耗的15%。

精馏塔热平衡中的收入项有塔外再沸器或塔内加热器载热体带入热量QB、进料带人物理热量QF和回流液带人物理热QR、支出项有塔顶蒸汽带出物理热Qv、塔底产品带出物理热Qw和向周围散失热量QL。由热平衡计算可知，普通精馏装置中再沸器或加热炉提供的热量约95%被冷凝器中的冷却水或其他冷却介质带走，只有5%的热量被有效利用。

1.监测项目的选择

(1)塔顶和塔釜温度。塔顶与塔釜直接关系到产品的质量与能耗，是考察精馏操作是否正常的主要指标，可进行在线监测。从热能充分回收利用的角度出发，如何回收塔顶蒸汽带走的潜热，如何利用馏出液和釜液带走的显热十分重要，向精馏装置提供的热量只有约5%用于精馏，绝大部分都被冷却水带走。

(2)塔壁温度。

(3)回流化。回流化定义为回流量与塔顶产品量之比。塔顶上升的蒸汽全部冷却后，一部分冷凝液作为产品，另一部分回流入塔，回流量越多，产量越低，且能耗越大，然而回流又是实现精馏的必要条件。精馏过程的能量损失是由不同温度、不同浓度的物流相互传热以及流体流动的压降等不可逆因素引起的。在精馏过程中的物理能转化为扩散能，同时伴随物理能的降阶损失。温度差、浓度差、压强差都是精馏过程的推动力，推动力越大，则不可逆性越大，能量损失越大，因此减少能量损失的关键在于减少推动力，精馏过程的推动力主要由料液中各组分的相对挥发度、分离要求及回流比确定，若物料组成和分离要求一定，回流比就是影响推动力的主要因素。

回流比越大，推动力越大，精馏越容易;回流比增加，再沸器需供人的热量和冷凝器需移走的热量增加，故能耗也越大。从节能的角度出发，希望能耗尽可能少。精馏所需的最少热量是以最小回流比(Rmin)操作所需的热量。最小回流比是精馏操作的一种极端情况，当回流比减到最小时，塔内某块塔板上的推动力减小到零，这表明达到规定的分离要求所需的气体接触面积无限大，气液接触时间无限长，因此需要无限多块塔板，即塔无限高，设备费无限大。最优回流比要通过经济核算，按设备费与操作费之和即总费用最小的原则确定。

2.监测方法和监测结果计算

(1)塔顶温度与塔釜温度采用在线仪表监测。

(2)塔壁温度的监测可采用表面温度计或低温红外测温仪分段划片进行。

(3)回流比的监测。回流比的监测是利用经过校对的在线流量表测出馏出液和回流液的流量，如果无在线流量表，则建议用超声波流量计进行测量。

回流比R的计算式为：R=L/D    (4-9)

式中L、D——回流液量与塔顶产品(馏出液)量。