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大型石油化工工业过程节能技术

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大型石油化工工业过程节能技术
针对我国石油化工工业中节能减排的关键共性问题，运用先进的
流程分析与重构手段，进行能量与流股的耦合与匹配，实现炼油、乙
烯等大型高耗能流程工业的大幅度节能降耗。本文重点介绍常减压梯
级节能技术、催化裂化吸收稳定系统节能技术和精细高耗能分离过程
差压耦合节能关键技术的技术特点和应用效果。
我国工业单位能耗高于世界先进水平40%以上。六大耗能行业中
的石油和化工行业耗能以20%速度增长。石油和化工行业单耗为全国
工业平均水平近3倍。石油和化工行业总能耗占全国工业能耗的25%，
其中炼油和乙烯能耗占工业总能耗的4%以上，炼油和乙烯的节能对全
国工业能耗下降具有重要意义。
2005年中国石化炼油综合能耗为68.59千克标油/吨，比国外水
平（53.20千克标油/吨）高出28.9个百分点，节能潜力相当于新增一
个年产500万吨级的油田。我国炼油过程总能耗约折合原油加工量的
8.73％，相当于消耗一个年产2800万吨的油田，若能实现节能40%，
相当于新增一个冀东油田。本文针对我国目前石油化工工业中节能减
排的关键共性问题，运用先进的流程分析与重构手段，进行能量与流
股的耦合与匹配，实现炼油、乙烯等大型高耗能流程工业的大幅度节
能降耗，重点介绍原油梯级节能技术、催化裂化吸收稳定系统节能技
术和精细高耗能分离过程差压耦合节能关键技术的技术特点和应用效
果。
1.原油梯级蒸馏节能技术
目前原油的常减压蒸馏流程比较成熟，流程的变化很小，存在的
主要问题是原油加工过程的能耗高。其中一个重要原因是蒸馏过程的
不可逆加热和冷却造成的。即：将原油加热到很高的温度进行汽化，
然后在不同温度下冷凝获得相关产品。为解决以上问题，可以将原油
加热到接近冷凝的温度下进行汽化，就可以大幅度降低加热和冷却的
不可逆性，从而实现节能的目的。本文的梯级蒸馏节能理论和技术就
是在这样的情况下提出的，该技术包含两方面的内容：梯级加热和梯
级减压。一是采用梯级加热技术：采用梯级加热的方法汽化原油，减
少不可逆性，及时将汽化后的物料分离出去；二是采用梯级减压技术：
由于逐步将轻组分拔出，剩余物料就可以在更低的压力下实现汽化，
以降低原料的加热温度。采用梯级加热技术汽化原油，可以减少不可
逆性，及时将汽化后的物料分离出去；同时采用梯级减压技术，逐步
将轻组分拔出，通过流程模拟与分析进行合理的匹配与重构，实现压
力与温度的耦合，大幅度降低原油加工过程的能耗。针对某炼厂350
万吨/年常减压蒸馏装置，采用原油梯级蒸馏技术的原理进行流程匹配
与重构，经过详细的流程分析与模拟计算，该技术可实现原油常减压
蒸馏过程节能20%左右，使常减压蒸馏技术的能耗水平达到国际领先
水平。如果按1000

万吨/年大型常减压蒸馏计算，每年节约加热炉能耗折合1.17万吨
标准油，节约资金4680万元，同时减排温室气体3.68万吨。按全国
加工3.4亿吨原油计算，每年可节省397,800吨标准油，节约资金
15.9亿元，减排温室气体124万吨。
2.催化裂化吸收稳定系统节能技术
目前国内吸收稳定工艺存在干气不干、汽油切割不清晰、稳定塔
分离能力不够、稳定汽油烯烃含量高以及能耗高等缺点外能耗，提高
汽油质量。
本技术采用流程重构和热耦合优化，开发出催化裂化吸收稳定系
统新的分离流程，可以实现大幅度节约能耗，使热资源得以充分利用，
减少系统本技术的关键是：（1）流程重构技术：采用流程分析与重构
理论，进行能量与流量的合理匹配和耦合，减少循环流股、最大限度
地减少不可逆过程、降低能量消耗，开发低能耗催化裂化吸收稳定新
的工艺流程技术；（2）余热回收技术：通过梯级热泵技术，回收和利
用催化裂化吸收稳定系统中大量的余热资源，实现工艺制冷制热的目
标，同时降低补充吸收剂的循环量，节约能耗。（3）低能耗轻汽油切
割技术：采用多级分步冷凝以及轻、重汽油高压与低压耦合匹配解吸
技术，将汽油组分中富含烯烃的轻汽油切割出来，降低汽油组分中的
烯烃，达到清洁燃料油品的要求，同时将富含烯烃的轻汽油进行回炼
以实现多产丙烯技术；（4）关键技术和设备的工程放大技术。本文研
究成果若在150万吨/年催化裂化装置上推广，可以节约能耗20%左
右，年节约能耗1.5万吨标准油，折合人民币约6000万元，减排温室
气体4.68万吨。
3.精细高耗能分离过程差压耦合节能关键技术
目前我国石化产品市场需求旺盛，石油和化工行业生产继续保持
增长态势。与此同时，市场需求旺盛使得固定资产继续保持过快的增
长态势，部分行业投资已经出现过热，节能与环保压力加大，完成节
能降耗指标任务十分艰巨。精馏过程是化