能量利用与节能环保论文.docx

1、能量利用与节能环保论文石 油 化 工 行 业能量利用及节能技术论文摘要：介绍了我国目前的用能现状及特点，并对节能新技术进行举例分析，在生产的同时也要注重环保，坚持绿色用能，以实现可持续发展的战略目标。关键词：能量利用 节能技术 环保引言：节能是指在满足相等需要或达到相同目的的条件下，通过加强用能管理，采取技术上可行，经济上合理以及环境和社会可以接受的措施，减少从能源生产到消费各个环节中的损失和浪费，提高能源利用的经济效果。目前，我国正面临着日益严峻的能源危机，而化工石化行业是传统的“高能耗、高污染”行业，在废水、废气、固体废弃物等污染物排放方面，其污染物的毒性和难降解程度均高于其他行业，废物的

2、危险性较大。为了保证化工石化企业的可持续发展，切实监督化工石化企业履行环境责任，实现企业经济效益，对石化行业进行必要的能量利用技术整改就显得尤为重要。正文：“十五”期间，由于能源需求增长迅速，我国能源市场由“九五”时期的供需基本均衡转向供不应求。按可比价格计算，这期间我国GDP年均增长率高达9.7%，而相应的能源消费量年均仅增长4.6%，远低于同期经济增长速度，其中1997至1999三年能耗为负增长。然而，进入21世纪以来，尤其是从2002年开始，我国能源消费增长迅猛，超过了经济发展速度。2011 年 9 月 27 日，国务院召开全国节能减排工作电视电话会议，全面 动员和部署“十二五”节能减排

3、工作。温家宝总理要求：坚持以科技创新和 技术进步推动节能减排， 加快建立节能减排的技术支撑体系， 促进节能减排 技术示范和推广应用，完善节能减排长效机制。为保证国家的经济发展能量利用及节能已逐渐成为国内外新兴的重要技术领域。本文将系统地介绍关于能量利用及节能环保的现有状况。一、 目前我国的能源现状及用能特点主要有如下几条： 1、能源供应压力大，能源安全日益严峻 我国能源消费总量已经位居世界第二，约占世界能源消费总量的 11%。 随着需求的快速增长，我国能源供给约束越来越大。综合起来看，当前我国能源供给的矛盾已超出生产能力不足这个层面， 更为突出地表现为资源不足的“瓶颈性”约束。近年来，我国能源

4、进口依存度不断上升，尤其是石油的进口量年增 20%，对外依存度已达 55.2%。2、能源利用效率较低，浪费严重 ，能源利用效率较低， 我国在能源利用上仍处于粗放型增长阶段。 当前，我国经济社会发展中 存在一个较为突出的矛盾， 就是在能源资源相对贫乏的条件下， 不少地区的 经济增长速度仍然是靠“三高” （高投资、高能耗、高污染）来支撑，结果 表现为“两低”（低质量、低效益） ，以及“三荒”（煤荒、电荒、油荒）现象。3、能源安全特别是石油安全问题日益严峻从国际上进口大量的石油，意味着风险性因素增多和不安全程度提高，能源安全特别是石油安全问题日益严峻。随着进口石油数量的持续增加，国际石油价格的上涨对

5、我国的影响越来越大。最近两年，国际原油价格屡创新高，我国深受其害。从统计资料来看，2004年，原油进口平均价格比2003年上涨58.9美元/吨，我国为此多支付外汇70.68亿美元；2005年，国际油价上涨更多，据估计我国至少为此多支出了100亿美元外汇。4、我国能源供需结构均以煤为主，能源工作必须兼顾环境保护随着全球气候变暖和大气环境质量的急剧下降，环保问题受到了世界各国的普遍重视。在我国，以煤为主的能源供需结构是环境污染日趋严重的主要原因。我国是世界气候变化框架公约的签字国，环境因素将逐渐成为我国能源工作中不容忽视的问题。5、节能减排所面临的巨大压力 目前，加强节能管理体系建设，加强节能减排

6、能力建设，推进重点领域节能减排，促进重点用能单位科学管理、组织、控制生产经营活动，加强工业、建筑、交通领域节能减排等方面技术开发已成为我国的工作重点。但新兴技术研究仍处于“瓶颈”状态。 以上用能现状及用能特点，决定了我国目前节能技术的飞速发展，国内正不断涌现出各种新兴能量利用产业，也积极引进国外先进技术。二、节能原则及主要节能技术 总的来说，节能应注重以下几点原则： 节能要满足生产设备的功能，确保其安全性、可靠性。任何情况下， 必须坚持可靠性第一的思想， 在兼顾生产技术性能的前提下， 进一步降低损 耗，提高生产的经济指标。 节能要满足经济性要求，应考虑节能和投资回收期。 节能要考虑技术的先进性

7、原则。 节能的着眼点，要考虑节约能源和保护环境的原则。目前，石化企业的主要节能技术大多为如下几个方面： （1）改造消耗大、效率低的设备，特别是改造那些已经十分陈旧的设备和工艺， 消除各种严重浪费能源的机器和设备。 （2）加强设备和管道的绝热保温。 (3) 装置大型化 , 高的负荷率 , 从原油调配 到原油加工 , 加工的原料与产品稳定 。 (4) 采用先进的工艺技术与催化剂 、助剂 等 ; 转化率高 , 减少了加工过程 。 (5) 打破各个工艺装置自成体系的传统模 式 , 进行深度热联合 , 全厂一体化 。 (6) 提高燃料的利用率 , 逐渐用煤代替燃料 油或燃料气 。 (7) 使用先进控制

8、、高级控制 , 卡边操作 , 优化操作 , 减少消耗 。 (8) 采用节能新技术 、新设备 。 (9) 与周围其他企业进行能量合作 , 创造条 件 , 实现大系统范围内的能量逐级利用、热电联 产 , 达到减少能源消耗 , 减少环境保护压力 , 提 高经济效益的目的。三、案例分析概述 下面是两个关于石化企业能量利用的实例：1、 中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司炼油厂 该厂建于1945年，经过50多年的不断发展，已成为原油加工能力达800万t/a的大型企业。但是，由于企业是逐步发展的，因此在整体规划方面明显存在不足之处，尤其体现在蒸汽动力（供热）系统。这主要表现在延迟焦化、催化裂化装置热能利

9、用不合理及蒸汽管网系统配置不合理，造成单位产品能耗处于全国同行业的中下等水平。自2000年以来，该厂采用系统节能的思想，对上述装置和系统实施能源合理化改造工程，通过工艺优化、改进能量回收环节、增设部分热能利用设备等措施，实现了低温热量的回收，降低了蒸汽消耗，取得了良好的节能、环保和经济效益。 能量利用原理如图所示： 系统节能在平衡能源利用“数量”的基础上，研究能源利用的质量，追求能量梯级利用，以充分实现合理用能原则。 优化思想以热力学第二定理为理论，从三方面研究系统的最优：第一是充分研究过程工业能流和物流的结合；第二是深入分析能量转换、能源使用和余热回收三个环节的关系；第三是优化整合一次能源（

10、油、煤）、载能工质（汽、电、水）和单机、单炉（单台设备）的综合效率。 随着计算机技术的发展，对复杂工业过程的模拟、计算、分析和比较，利用科技手段实现能源利用系统最优已形成趋势，目前已向在线调控发展。 系统的改造过程能量优化改造工程程序： 上海炼油厂对过程能量优化分析后，前期采取的主要措施有： （1）延迟焦化装置 提高蜡油循环取热，结合分馏塔内分段合理取热优化，多产1.0MPa蒸汽；焦化分馏塔顶油气、顶循等低温热源回收用于江水除盐前加热；应用传热强化、换热器优化设计技术。（2）3催化裂化装置 解吸塔与脱丙烷塔增设中间再沸器；主分馏塔一中后冷热量回收，使联合装置减少1.0 MPa蒸汽的消耗；二气分

11、合理分配循环热水流程，满足各塔底再沸器的热能需求。 （3）蒸汽管网系统 对整个管网系统特别是储油罐区加装或更换阿姆斯壮疏水阀；对疏水点集中的伴热管线实施冷凝水回收。推广潜力 该系统改造工程采用的技术是成熟的，在全国同类厂中有很好的发展前景。全国有炼油厂40余家，拥有催化裂化装置60余套，延迟焦化20余套，如采用过程能量优化系统的改造，催化裂化装置分馏塔优化取热，解吸塔增设再沸器等；延迟焦化装置优化分馏塔回流取热，低温热利用等技术，不但能取得良好的经济效益和社会效益，而且对保护环境有着重要的意义。初步估算如下： （1）节能效益如果全国同类型炼油企业都采用系统优化进行节能改造，每年可节约6.5万标

12、油，减少成本11 700万元人民币。 （2）环保效益 全国每年减排CO2约25万t。2、扬子石油化工股份有限公司 该公司的PTA技术装置于1978年引入，两条线总生产能力450kt/a。1996年对设备进行过一次改造。改造完工后，技术水平虽已有较大提高，但由于其氧化系统改造受限，与20世纪90年代先进技术相比仍有较大差距，后对加氢预热系统改造，间接当时同类装置的先进经验，将加氢预热系统结晶闪蒸蒸气直接用于浆料加热，节约了大量能源，取得了较好的效果。 加氢精制过程中，因对苯二甲酸的析出，产生大量结晶热效应根据新近引进装置的经验，合理匹配利用这部分结晶热直接用于PTA浆料预热，不仅可以优化工艺过程

13、，还可以节约大量能源，结晶系统可回收利用的热量有74.6GJ/h，是一个相当大的数值。扬子石油化工股份有限公司对PTA技术装置的改造，在石化企业中具有划时代的意义。四、绿色节能 而实际生产中，我们同时也要考虑节约能源和保护环境的原则。建立新型绿色节能的技术体系。 由于石化企业建设投资规模巨大，建设周期长。随着化工石化行业竞争的加剧，化工石化项目向大型化方向发展，且建设投资的速度持续增长。这都说明化工石化行业不仅发展迅 速，而且建设规模越来越大。建设规模的扩大，造成工程从立项到竣工周期长，施工队伍多，工程合同多，现场管理难度大等。 项目决策和项目建设过程中， 涉及的环境影响较大， 有效的控制难度

14、大。所以，更要重视化工产业中对环境的影响。实施绿色环保的节能工艺 。再者，由于化工产业链较长，生产工艺复杂。相对于其他行业，化 工石化行业沿上、中、下游产品的关联度纵向延伸产业链较长，随着化工石化行业的生态“食物链”的不断创新，目前，我们可通过深加工、精加工，提高附加值，提高资源利用率和废弃物的再资源化率，使化工石化行业的产业链处于绿色环保的平台之上。同时，在横向上又可立足某一特定区域，与关联度高的企业珠联璧合，形成新型的生态工业区或生态经济区，变粗放经营为集约经营。化工石化行业的发展新趋势，使行业的环境影响已经不是单一企业的行为，应将区域的概念引入化工石化行业的环境监管过程。另一方面，化工石

15、化技术依赖性较强,生产工艺复杂。以化工石化行业为典型的连续过程大生产模式，原料在产品成本中占有很大的比重，车间自动化程度相对较高，对反应装置、仪表、设备状况要求很高，由于生产的周 期相对较长，技术装备水平要求较高，生产工艺十分复杂， 造成生产过程中的环境污染控制较为复杂，使得对石化行业环保技术的控制难度日益增加。 另外，石化产业资源能耗高，产品危险程度高且污染严重。化工石 化企业是用水大户和废水排放大户， 2006 年化工石化废水排 放量占重点统计企业废水排放量的 16.3%，且一些化学物质 导致的水污染严重危害环境，污染控制形势严重。危险化学品一旦发生事故， 不仅造成经济损失， 而且造成人员中毒和死亡。所以在石化生产中，更要注重对废水废渣排放的处理的监督过程，一定要将废弃物经过处理以后再进行排放，严格遵守绿色环保的节能原则。以上即为我国能量利用的大体发展趋势, 在实际生产中,为了保证化工石化企业的可持续发展，一定要切实监督化工石化企业履行环境责任，为实现企业经济效益，优化石化行业能量利用技术而努力奋斗。