炼油工艺节能环保的实现路径研究

炼油工艺节能环保的实现路径研究

鞠生光

广东石化有限责任公司

摘要：随着全球能源需求的持续增长和环境保护意识的不断提升，炼油工艺作为能源转换和化学品生产的重要环节，其节能环保的实现路径成为了社会关注的焦点。炼油工艺不仅关乎国家的能源安全，还直接影响到生态环境的质量。因此，深入研究炼油工艺的节能环保实现路径，对于促进炼油行业的可持续发展具有重要意义。

关键词：炼油工艺；节能环保；实现路径

引言

炼油工业是国民经济的重要支柱产业，但也是能源消耗和污染物排放的大户。传统的炼油工艺面临着能源利用率低、温室气体排放量大、废水废渣处理困难等诸多问题。在全球倡导可持续发展和应对气候变化的大背景下，探索炼油工艺节能环保的实现路径具有极其重要的意义。这不仅有助于炼油企业降低生产成本、提高经济效益，还能减少对环境的负面影响，实现石油行业与环境的和谐发展。

1炼油工艺节能环保的重要性

1.1经济意义

从经济角度来看，节能能够直接降低炼油企业的生产成本。在炼油过程中，能源消耗占总成本的相当比例，如加热炉、泵与压缩机等设备的能耗巨大。通过节能措施，提高能源利用效率，可减少能源购买支出，增加企业利润空间。环保方面的改进有助于企业避免因环境污染而面临的高额罚款，降低环境治理成本，保障企业的长期经济效益。

1.2资源可持续利用

炼油工业依赖大量的能源资源，如原油、天然气等。节能环保有助于提高这些资源的利用效率，使有限的资源得到更充分的利用，延长资源的可利用周期。这对于应对全球资源日益短缺的现状至关重要，确保石油资源在更长时间内满足社会发展的需求。

1.3环境保护

炼油工艺产生的污染物，如温室气体排放、废水和废渣等，对环境危害严重。节能环保措施能够有效减少二氧化碳等温室气体的排放，缓解全球变暖趋势。对废水和废渣的合理处理与利用，可避免对水体、土壤等造成污染，保护生态环境，维护生态平衡，保障人类健康和可持续发展。

2炼油工艺能源消耗与污染物排放现状

2.1能源消耗现状

2.1.1加热炉能耗

加热炉是炼油工艺中的主要耗能设备之一。在原油蒸馏过程中，加热炉需要将原油加热到一定温度，使其分离成不同馏分。然而，许多炼油厂的加热炉存在热效率低下的问题，部分加热炉的热效率仅在80%-85%左右，远低于理论最佳值。这主要是由于加热炉的燃烧不完全、炉体散热损失大等原因造成的。

2.1.2泵与压缩机能耗

炼油工艺中，泵用于输送各种油品和化工原料，压缩机用于对气体进行压缩。这些设备的能耗也相当可观。由于炼油厂的工艺流程复杂，部分泵和压缩机存在选型不合理、运行效率低的情况。例如，一些老旧的离心泵在偏离最佳工况点运行时，能耗会显著增加。

2.2污染物排放现状

2.2.1温室气体排放

炼油过程中，燃料燃烧会产生大量的二氧化碳等温室气体。据统计，每炼制1吨原油，大约会产生0.8-1.2吨二氧化碳。在一些炼油工艺环节，如催化裂化过程中的烧焦操作，也会释放出大量的二氧化碳和少量的甲烷等温室气体。

2.2.2废水排放

炼油厂的废水主要来源于原油脱盐脱水、油品精制等过程。废水中含有大量的石油类物质、硫化物、酚类等污染物。如果未经有效处理直接排放，会对水体环境造成严重污染。例如，石油类物质会在水面形成油膜，阻碍氧气进入水体，影响水生生物的生存。

2.2.3废渣产生

炼油过程中会产生各种废渣，如油泥、催化剂废渣等。油泥中含有大量的石油类物质，如果处理不当，不仅会浪费资源，还会对土壤和地下水造成污染。催化剂废渣中含有重金属等有害物质，需要进行妥善处理。

3炼油工艺节能环保的实现路径

3.1工艺优化

原油预处理是炼油工艺的第一步，对后续加工过程的能耗和产品质量有重要影响。通过改进原油脱盐脱水技术，可以提高脱盐脱水效率，降低原油中的盐含量和含水量。例如，采用高效的电脱盐技术，优化电场强度、温度、破乳剂等操作参数，可以在较低的能耗下实现更好的脱盐脱水效果。这样可以减少后续设备的腐蚀，提高加热炉的热效率，从而达到节能的目的。在原油蒸馏过程中，可以采用先进的蒸馏技术，如减压深拔技术。通过降低蒸馏塔内的压力，可以在较低的温度下将原油中的重质馏分拔出，减少加热炉的燃料消耗。优化蒸馏塔的内部结构，如采用高效的塔板或填料，可以提高传质、传热效率，进一步降低能耗。通过开发新型的催化剂，可以提高催化裂化的选择性和活性，减少焦炭的生成。

3.2设备改进

对于加热炉，可以采用高效的燃烧器，提高燃料的燃烧效率。例如，采用低氮氧化物燃烧器，不仅可以减少氮氧化物的排放，还能使燃料燃烧更充分。对加热炉的炉体进行保温改造，减少散热损失。采用新型的保温材料，如陶瓷纤维等，可以将加热炉的热损失降低到最低限度。对于泵和压缩机，根据实际工况进行合理选型是关键。通过精确计算流量、扬程、压力等参数，选择最适合的设备型号。采用变频调速技术，根据实际需求调整泵和压缩机的转速，避免设备在低效区运行。例如，在油品输送过程中，当流量需求较小时，降低泵的转速，可以显著降低能耗。换热器在炼油工艺中用于热量交换。通过采用高效的换热器，如板式换热器或螺旋板式换热器，可以提高传热系数，增大传热面积，从而提高热量回收效率。在原油预热过程中，利用换热器回收产品油的热量，可以减少加热炉的负荷，达到节能的目的。

3.3能源管理

建立完善的能源监测与分析系统，对炼油厂内的各种能源消耗进行实时监测。通过安装智能电表、流量计等监测设备，收集能源消耗数据，并利用数据分析软件进行分析。例如，可以分析加热炉的能耗随时间的变化规律，找出能耗异常的时间段，以便及时采取措施进行调整。构建科学的能源管理体系，制定能源管理目标和计划。按照ISO50001能源管理体系标准，建立从能源方针、目标到实施、检查、改进的全过程管理机制。通过开展能源审计，识别能源利用的薄弱环节，制定相应的节能措施。例如，通过能源审计发现某一生产环节的能源浪费现象，然后通过优化操作流程或设备改造来降低能源消耗。

3.4废弃物处理与利用

对于炼油厂的废水，采用多种处理技术相结合的方法。首先通过物理方法，如隔油、气浮等，去除废水中的石油类物质。然后采用生物处理技术，如活性污泥法，去除废水中的有机物、硫化物等污染物。经过处理后的废水，可以进行回用，如用于循环冷却水系统或绿化灌溉等，减少新鲜水的取用量。油泥可以通过热解、萃取等技术进行处理，回收其中的石油类物质。回收后的油泥残渣可以用于制作建筑材料，如砖、瓦等。对于催化剂废渣，可以通过再生技术使其恢复活性，重新用于炼油工艺。如果不能再生，可以采用安全填埋或其他无害化处理方式，同时回收其中的有价金属。对于炼油过程中产生的废气，如催化裂化再生烟气中的二氧化硫和氮氧化物，可以采用烟气脱硫、脱硝技术进行处理。对于一些废气中的可燃成分，如火炬气，可以进行回收利用，用于发电或作为加热炉的燃料，减少温室气体排放。

结束语

炼油工艺的节能环保是一个系统工程，需要从工艺优化、设备改进、能源管理、废弃物处理与利用等多个方面入手。通过优化原油预处理、蒸馏、催化裂化等工艺环节，改进加热炉、泵、压缩机、换热器等设备，建立完善的能源管理体系，以及有效处理和利用废弃物，可以显著提高炼油工艺的能源效率，降低污染物排放。

参考文献

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