中國煉油企業全局能源和資源優化的方法和途徑華賁強化傳熱與過程節能教育部重點實驗室華南理工大學天然氣利用研究中心2008年4月9日滄州中石化滄州石化分公司煉油節能研討12/9/20220主要內容一、中國能源和油氣資源的形勢和任務

二、裝置間熱出料---從裝置節能走向全局能量優化的契機三、煉油企業儲運系統的運營優化四、煉油廠低溫熱利用系統的集成優化五、煉化企業蒸汽動力系統的運營和設計優化六、煉油企業一次能源構成的綜合優化七、煉化企業資源和能源的協同優化八、煉油企業管理和操作運行的能量優化九、煉油過程全能量系統綜合優化及應用

12/9/2022\[filename].ppt一、中國能源和油氣資源的嚴峻形勢

12/9/2022\[filename].ppt1、中國的能源形勢

（1）、資源緊缺，不敷需要我國能源資源人均擁有量只有世界平均水平的一半7%50%12/9/202231、中國能源形勢嚴峻：

（2）、能源利用效率低下能源利用效率33.4%（世均43%，發達國52-55%）占工業能耗73％的8個行業33種產品單位能耗平均比世界先進水平高47％（比先進水平多耗用能2.3億噸標煤/年）建筑物單位面積能耗比發達國家高2-3倍。交通能耗比發達國家高20%以上。12/9/20224中國與世界一次能源消費結構比較（2007年）

能源環境問題嚴峻世界燃煤的40%12/9/202251、中國能源形勢嚴峻：

（3）、能源環境問題突出

單位：百萬噸*百萬噸CO2當量溫室氣體二氧化碳甲烷*氧化亞氮*沙塵黑碳二氧化硫中國30519595388001.1919.95世界總量231726340357030006.63105中國位次211111(引自孫鴻烈院士報告2004年9月北京，中國科技論壇）12/9/202261、中國能源形勢嚴峻：

（3）、能源環境問題突出以煤為主的一次能源結構造成了嚴重的環境污染。

酸雨率全國40%、廣東70%，343個城市中僅1/3達二級空氣質量標準；世界污染嚴重的20城市中國占16個SO2排放量的90%，NOx排放量的60%都來自于燃煤。全國SO2排放總量超過環境承載能力的70%左右。生態破壞造成的經濟損失已占GDP的8%。

已嚴重威脅經濟和社會的可持續發展！12/9/202271、中國能源形勢嚴峻：

（4）、資源對外依存度增長過快2006：47%2007：50%12/9/20228中國能源形勢2006/2007

GDP為世界5%，能源消費24.6億噸標煤，占世界15%。2007年能耗26.5億噸標煤，年增7.8%鋼鐵、煤炭、水泥年消費占世界的25%、30%和50%

1980-2004，能源消耗年增長4.6％，是世界增長率3倍。2006年萬元GDP能耗1.21tec,未完成降4%的任務。

事關國家戰略安全，經濟社會可持續發展！12/9/20229能源低效消消耗燃煤為為主依賴外外界環境生態破破壞環境污污染資源耗耗竭經濟著重GDP結構失失衡粗放性性經濟濟：高能能耗、、高消消耗、、高污污染、、低效效率無以為為繼不可持持續12/8/2022\[filename].ppt能源能源結結構利用效效率環境生態循循環生存條條件經濟社會發發展產業結結構平衡、、協調調科學發發展觀觀，可可持續續發展展，新新型工工業化化道路路，循循環經經濟12/8/2022\[filename].ppt中國煉油油企業資資源和能能源的嚴嚴峻形勢勢中國煉油油企業能能源和資資源形勢勢2007年原油油加工3.4億億噸,對對外依依存度50%2010年加工工4--4.2億噸/年，凈增加1億噸/年（王基銘銘）加工能力力擴充8000萬噸/年自產1.8億噸噸/年，，缺口2.2--2.4億噸/年（56%））！2004年，石石化工業業耗能2.5億億噸，占占全國總總能耗16%。。包括加加工能耗耗和資源源消耗的的節油節節能任重重道遠！！12/8/202212中國煉油油企業資資源和能能源的嚴嚴峻形勢勢中國煉油油企業高高效利用用能源的的歷史責責任（1）美美國能源源部報告告：美國國工業第第一耗能能大戶是是煉油廠廠，要求求煉油廠廠進一步步提高能能源利用用效率：：大聯合裝裝置能量量集成優優化利用用；熱電電聯供；；加強節節能控制制；用新新型和強強化換熱熱器、基基本消滅滅污垢；；大型設設備節能能等。目標：煉煉油能耗耗降低10%，，高耗能能裝置降降低20%，原原油利用用率接近近100%（2）國國家十一一五節能能規劃要要求：工業熱電電聯產節節能：1100萬kW,節能能2200萬噸噸標煤/年能量系統優優化技術運運用：降低低能耗10—15%；煉油工業單單位能耗降降低15--20%；(3)煉煉油耗能多多為石油加加工副產品品，節約意意義重大12/8/202213煉油企業能能量綜合的的多維優化化—思維拓拓展空間維：1、從一個個裝裝置到煉油油廠全局系系統2、從單純純考慮能量量利用到資資源與能源源的協同優優化（油氣氣化一體化化，再加上上煤）3、從煉油油企業自身身到周邊地地區、企業業（循環經經濟園區））時間維:1、從給定定工況改造造到變化條條件下的運運行優化2、從現狀到3—5年內原料料、產品、、規模、類類型的發展展12/8/202214時間維的重重要性:我國和其他他國家發展展煉油、石石化的途徑徑2—3年內原料料、產品、、裝置組成成、規模變變化對能量量系統優化化至為關鍵鍵新建裝置與與原有能量量系統的集集成優化是是節能降耗耗最經濟有有效的途徑徑（大型化化、聯合裝裝置、低溫溫熱利用、、蒸汽動力力及公用工工程系統優優化）！滄州煉油面面臨極好的的機遇：5個項目已已經或即將將批準。200912/8/2022157、當前中中國煉油企企業的節能能潛力在多年重視視裝置節能能、取得一一定成果的的基礎上：：1、、上上、、下下游游裝裝置置間間熱熱出出料料、、熱熱聯聯合合2、、儲儲運運及及輔輔助助系系統統用用能能優優化化3、、低低溫溫熱熱在在大大系系統統范范圍圍內內優優化化、、綜綜合合利利用用4、、蒸蒸汽汽動動力力系系統統的的節節能能改改進進5、、運運行行與與管管理理的的節節能能改改進進6、、資資源源與與能能源源的的協協同同優優化化普遍遍性性及及其其原原因因分分析析節能能潛潛力力估估計計：：能能耗耗降降低低15-20%12/8/202216二、、裝裝置置間間熱熱出出料料-------從裝裝置置節節能能走走向向全全局局能能量量綜綜合合優優化化的的契契機機12/8/202217上、、下下游游裝裝置置間間熱熱出出料料的的節節能能原原理理中間間物物流流重重復復的的冷冷卻卻——加加熱熱是是有有效效能能（（傭傭））的的損損耗耗兩個個傳傳熱熱過過程程、、兩兩個個HEN、、兩兩套套設設備備高溫溫物物流流的的熱熱能能兩兩次次傳傳遞遞變變成成低低溫溫增加加了了一一次次能能源源消消耗耗、、和和冷冷卻卻負負荷荷熱出出料料：：避避免免！！12/8/202218渣油油與與原原油油換換熱熱網網絡絡3個個出出料料溫溫度度選選擇擇：：164C，，220C，，252C渣油油12/8/202219某煉廠廠的上上、下下游裝裝置的的T-H圖圖12/8/202220某煉油油廠上上、下下游裝裝置εε-Q分析析圖12/8/202221減二減減三換換熱流流程（（與加加氫處處理進進料的的關系系）此二換換熱器器用于于脫前前換熱熱120℃左右右，可用其其他熱熱源取取代減二減三A常減壓壓加氫處處理緩沖罐罐（哈爾爾濱SEI設計計62℃）12/8/2022\[filename].ppt加氫處處理裝裝置換換熱流流程362C自分分餾塔塔來減二減減三進進料預熱熱進緩沖沖罐分餾塔塔進料料預熱熱進緩沖沖罐A置換出出來279--170℃℃熱流流，何何用？？12/8/20222312/8/202224提高熱出出料溫度度后兩個個HEN優化重重組方方向和效效益的選選擇上游裝置置ＨＥＮ缺少熱源源：１、進一一步優化化傳熱溫溫差--⊿Topt優化化原理，，能源與與設備比比價的變變化趨勢勢。2、換熱熱網絡再再匹配：：原來冷冷卻的熱熱流利用用（如塔塔頂）3、減少少發生低低壓蒸汽汽，用于于換熱３、熱聯聯合-自自下游裝裝置取熱熱，達到到同樣的的熱回收收效果12/8/202225熱出料后后上游裝裝置熱源補充充方案舉舉例12/8/202226熱進料促促使下游游裝置能能量優化化進一步步深入下游裝置置：１、熱進進料迫使使HEN重組２、創造造了能量量的工藝藝利用環環節優化化改進的的機會（（反應、、分餾））。論據據：原原來不優優化、現現在經濟濟條件改改變了。。例：分分餾塔回回流取熱熱優化，，回流量量與抽出出/返塔塔溫差優優化3、優優化后的的新HEN冷冷、熱熱流優化化匹配：：（1）節節省加熱熱爐燃料料（2）高高溫熱同同外裝置置聯合（3）低低溫熱納納入大系系統優化化利用12/8/202227汽柴油加氫氫原流程60℃12/8/2022\[filename].ppt汽柴油加氫氫改造后流流程分餾塔頂油油氣預熱低分油油進分餾塔溫溫度提高36℃，140℃℃加熱爐負荷荷降低⊿T減小小，面積增增加增加，換熱熱前注水順序互換低溫熱輸出出Ec:11.712/8/202229熱進料促使使下游裝置置能量優化化進一步深深入下游裝置：：能量的工藝藝利用環節節優化改進進實例：1、分餾塔塔回流取熱熱優化：FCC一中中/頂循取取熱比例優優化2、回流量量與抽出/返塔溫差差優化：FCC頂循循原150----返返塔40℃；優化后后150----返塔塔90℃，3、全塔塔模擬優化化回流比降降低，再沸沸器供熱降降低1/34、增設中中間再沸器器，利用低低品位余熱熱12/8/202230某廠十一五五節能規劃劃中熱供料料措施內容容（1）減壓壓渣油熱出出料供焦化化，由172℃升高高到205℃。（2）減二二線蠟油熱熱出料供催化，由158℃升高到到177℃℃（3）減三三線蠟油熱熱出料供催化，由164℃升高到到232℃℃（4）焦化化蠟油熱出出料供催化，由90℃升高到到193℃℃。（5）焦化化柴油熱出出料供加氫氫，由50℃升高到到100℃℃。（6）焦化化汽油熱出出料供加氫氫，由40℃升高到到100℃℃。（7）催化化柴油熱出出料供加氫氫，由50℃升高到到100℃℃。（8）脫瀝瀝青油熱出出料供催化，由120℃升高到到240℃℃。（9）常三三線直餾柴柴油熱出料料供加氫，，由50℃℃升高到100℃。。（10）催催化汽油油熱出料至至汽油加氫氫，由40℃升高到到100℃℃。12/8/202231熱供供料料改改進進措措施施的的龍龍頭頭作作用用和和挑挑戰戰：：（1））上上、、下下游游兩兩個個裝裝置置HEN優優化化，，推推動動全全面面優優化化（2））促促進進工工藝藝物物流流熱熱跨跨裝裝置置聯聯合合，，節節省省加加熱熱爐爐燃燃料料（3））中中間間產產品品冷冷卻卻負負荷荷大大大大減減小小，，節節省省CW（4）中中間罐容容大大減減小，省省維溫熱熱、泵功功、占地地、資金金（5）改改變低溫溫熱源既既有格局局，溫位位提高（6）低低溫熱大大系統利利用，節節汽；改改變蒸汽汽動力系系統格局局挑戰：(1)裝裝置置間關聯聯更加緊緊密，操操作控制制要求提提高(2)要要求求充分的的輔助設設施保障障系統的的可靠性性（3）要要求操作作和技術術人員深深刻了解解，提高高應急處處理能力力12/8/202232三、煉油油廠儲運運系統的的運營優優化12/8/2022331、儲運運系統優化化的三原則則：原則一：儲量最小化化（原油、、中間罐、、成品罐））1）、熱聯聯合創造條條件砍掉大大部分中間間罐；留運運營儲備，，正常緩沖沖。2）、原油油最小儲量量——省流流動資金，，免維溫3）、在線線調和節省省成品油調調和倒罐節省流動資資金、罐投投資、熱耗耗、泵功耗耗、管理人人員12/8/202234某煉廠原油油罐區儲量量最小化的節能和經經濟效益：：儲存量下降降6萬噸。。維溫蒸汽汽將下降2.0t/h，效益益155萬萬元/年。。減少流動資資金占用1.8億元元/年，節節約利息1260萬萬元。總經經濟效益1415萬萬元/年。。能耗降低低0.26kgEO/t。滄煉原油正常儲儲量已低至至6萬噸（（其中5萬萬噸6個罐罐的罐底油油）減少運行罐罐個數，減減少罐底油積壓壓的流動資資金，有潛潛力。12/8/202235原則二：儲儲運參數最最優化---最小維維熱溫負荷荷：（1）必要要儲存時間間;（2））適當提高高進罐溫度度t1;（（3）最低低容許儲存存溫度t2;（4）合理的的良好保溫溫例1：大慶慶原油哈爾爾濱管輸末末站，46℃，冷濾點點33℃℃，冬季散散熱溫降1℃。10天之內內無須維溫溫加熱。例2：某煉煉油廠管輸輸來油18℃，加加熱到25--35℃；1000萬萬噸/年廠廠耗汽冬30t/h，夏15t/h多例3、運行行策略：停停留？脫水水？活罐？？----要不要加熱熱脫水？（某廠1993年上上了均勻抽抽出器；長長江沿岸廠廠：活罐））例4、撫順順外輸柴油油的故事。。12/8/202236滄煉原油儲運運參數優化---最小維維熱溫負荷：：目前：來油15--20℃，加熱切水水；保持≤2%改進：在電脫脫鹽優化操作作基礎上，泵前一級注水水+原油帶水水，控制≤5%保持進裝置原原油低溫，脫脫前HEN利利用初、常頂頂冷凝熱需要：優化大大管理----生產運行行部集成一部部和油品一車車間群體智慧慧，系統抓好好一條龍優化化操作。預期目標：省省流動資金，，省加熱蒸氣氣、省冷卻水水、省操作工工作量12/8/202237原則三：選擇擇適宜的加熱熱方式1、盤管—蒸蒸汽改熱媒水水（⊿T降低較較多，注意熱熱負荷）2、進罐管線線上：熱媒水水/管殼式換換熱器（蘭煉，2006）（K成倍增加加，改變操作作）3、出罐口、、泵入口：抽抽吸式加熱器器（蒸汽或熱熱媒水）（保證送油黏度度要求，間歇歇操作）儲運節能潛力力巨大1、降低工藝藝總用能2、回收大量量低溫熱（很很好的熱阱））3、節省泵功功耗12/8/202238四、煉油廠低低溫熱利用系系統的集成優優化12/8/2022391、、對對““低低溫溫熱熱資資源源””認認識識的的片片面面性性2、、““低低溫溫熱熱利利用用””對對策策：：分分散散、、隨隨機機3、、低低溫溫熱熱降降質質利利用用4、、熱熱媒媒水水系系統統耗耗功功費費熱熱5、、對對變變化化條條件件適適應應性性差差I、、當當前前煉煉油油廠廠低低溫溫熱熱利利用用現現狀狀和和問問題題12/8/2022\[filename].ppt圖1典典型型的的當當前前低低溫溫熱熱利利用用系系統統圖圖12/8/202241當前低溫熱熱利用系統統的傭分析析圖12/8/202242煉油廠低溫溫熱利用系系統優化技技術簡介12/8/2022432、充分分利用好低低溫熱源和和低溫熱阱阱熱阱：各種低溫溫裝置再再沸器用用熱、進進料預熱熱，儲運維維溫伴熱熱、工藝用熱熱水，采暖水水、生活活熱水，，鍋爐除氧氧水、除除鹽水、、原水，干燥空空氣、空空調新風風熱源各種不適適合在裝裝置內部部利用的的工藝物物流余熱熱，產品冷卻卻熱～100℃℃---60-40℃℃加熱爐、、鍋爐煙煙氣余熱熱，凝汽透平平冷凝潛潛熱～40--70℃℃12/8/2022443、自適適應的低低溫熱利利用系統統流程圖圖緩沖罐（密閉）補水泵1補水加熱器回水冷卻器泵2裝置（熱源）熱阱12/8/202245圖低低溫熱利利用大系系統優化化匹配原原理圖12/8/202246某石化廠廠地溫熱熱系統熱熱熱媒水水匹配T-Q圖圖示改造前現有換熱熱器局限限的結果果不受換熱熱器局限限的結果果12/8/2022\[filename].ppt用例：XX煉煉化低溫溫熱利用用系統不停工改改進，2007改串聯，，溫度對對口，梯梯級利用用熱源、熱熱阱兩個個網絡優優化（大大部分只只能改管管線）關鍵：如如何提高高換熱器器的能力力？目標：擴擴大1.5倍----3400萬大大卡/時時能耗降低低5個單單位十一五改改造目標標（2010））：低溫溫熱+熱熱出料為為契機的的熱聯合合，15單位12/8/202248圖1典典型的的當前低低溫熱利利用系統統圖12/8/202249XX石化2007年低溫溫熱梯級利用用系統流程圖圖（部分）12/8/202250XX石化2007年低溫溫熱梯級利用用系統傭分析析圖12/8/202251當前低溫熱利利用系統的傭傭分析圖12/8/20225212/8/202253用例：：大慶慶煉化化低溫溫熱利利用系系統變化熱熱阱：：罐區區維溫溫伴熱熱（冬冬多夏夏少））廠房采采暖（（冬有有夏無無）干燥空空氣預預熱（（冬-30℃℃夏+30℃℃）流程安安排策策略：：按溫溫位串串聯實際運運行：：冬季季回水水30-40℃℃投資5千萬萬元，，約3年回回節約燃燃料油油2-3t/h及及蒸蒸汽12/8/202254某廠節節能規規劃低低溫熱熱大系統統利用用建議議流程程回水53℃來水120℃12/8/202255五、煉煉化企企業蒸蒸汽動動力系系統的的優化化運營營和設設計12/8/202256特點：1）、分散的多用用戶、多產產汽點，多多燃料來源源，多壓力力等級2）、多工工況變化（（季節、加加工量、生生產方案、、市場價格格）3）、保證證工藝系統統需求，對對能耗、加加工費有較較大影響1、石化企企業蒸汽動動力系統的的特點和問問題12/8/202257煉油廠蒸汽汽動力存在在的問題和和潛力：1）、鍋爐爐、汽輪機機容量小、、參數低且且陳舊；2)、配合全廠廠擴產而陸陸續增建，，缺乏全全面規劃3）、按照照固定工況況設計，不不能適應在在變化工況況下保持功功熱聯產效效率要求表現：夏季低壓蒸蒸汽放空冬季中壓蒸蒸汽減溫減減壓4）、相當當大一部分分燒渣油或或煉廠氣，，浪費資源源潛力：目前我國煉煉油廠節能能潛力的1/3左右右12/8/202258工藝余熱發發生蒸汽節節能途徑的的再思考余熱大量發發汽并入管管網，看起起來合理，，但隱含著著問題1、某某280℃--250℃℃工藝物流流，只能發發生1.1Mpa級的飽飽和蒸汽,相當于一臺低壓鍋鍋爐。用做臨近某某分餾塔220℃--250℃再沸器器熱源，節省下來來原再沸爐爐燃料，相相當于停一一臺低壓鍋鍋爐。2、200-150℃工藝藝物流的余余熱發生蒸蒸汽0.3MPa，，通過熱媒媒水（130--180℃℃）利用，，溫位高～20℃能效高～20%。12/8/202259需要柔性的的蒸汽動力力系統目前系統按按照給定的的工況設計計的。然而而市場要求求生產方案案調整，導導致裝置的的負荷率和和開工率改改變，相應應地會改變變汽、電需需求。缺乏乏柔性的系系統為了滿滿足汽、電電量的需求求，往往不不得不犧牲牲能質的效效率（1）蒸汽的減溫溫減壓----能量量并沒有損損失，但品品質降低，，即損失了了本來可以以在背壓透透平中獲得得的功；（（2）低壓壓蒸汽放空空。柔性設計的的系統則可以通過過設置抽汽——凝汽機組組、不同能能源的備用用機組等多多種應變手手段使得在滿足汽、電電量的需求求的同時，，仍最大限限度地保持持高的傭效效率。12/8/20226012/8/202261運行營銷(“供應鏈鏈管理”)運行汽電需求變變化、設備開停及及負荷調整、離線線優化營銷外部能源采采購、外輸輸銷售、貯貯存

優化化策略集成的ERP定常生產(“管控一體化”)控制DCS、APC

監控仿真

故障診斷

安全環保管理成本核算、人事、設備質量、

安全、環保

集成信息系統再生產(“生命周周期”)設計擴產

設備備更新熱電聯產能能量集成成決策市場預測分分析

投資資效益評估估需求變化預預測集成的設計計硬件技術系統軟件技術系統蒸汽動力系系統集成建建模12/8/202262鍋爐、、汽輪輪機開開、停停及負負荷優優化、、購買買蒸汽汽量優優化等等管網壓壓降、、溫降降計算算生產過過程對對蒸汽汽、驅驅動功功、電電力、、的需需求,瓦瓦斯的的產、、用平平衡數數據結束YN考慮壓壓降、、溫降降后對對蒸汽汽需求求量修修正蒸汽動動力系系統運運行層層次優優化求求解框框圖12/8/202263開始始鍋爐爐、、汽汽輪輪機機開開、、停停及及負負荷荷優優化化、、購購買買蒸蒸汽汽量量優優化化管網網壓壓降降、、溫溫降降計計算算蒸汽汽、、驅驅動動功功、、電電力力、、需需求求、、瓦瓦斯斯的的排排放放量量等等結束束YN考慮慮壓壓降降、、溫溫降降后后修修正正蒸蒸汽汽需需求求量量的的設計計層層次次優優化化求求解解框框圖圖有最最優優解解Y運行性能評價：基準蒸汽價格Y系統統優優化化改改造造專家家系系統統投資資－－效效益益評評價價NN12/8/202264蒸汽汽動動力力系系統統優優化化運運行行軟軟件件SPSOpti功能能系統統運運行行狀狀態態監監測測和和模模擬擬分分析析系統統的的設設備備、、管管道道及及儀儀表表的的故故障障診診斷斷適應應蒸蒸汽汽動動力力需需求求變變化化的的優優化化運運行行計計劃劃系統統運運行行的的優優化化調調度度滿足足工工藝藝裝裝置置改改擴擴建建蒸蒸汽汽需需求求變變化化的的蒸蒸汽汽動動力力系系統統改改造造優優化化設設計計12/8/202265蒸汽汽動動力力系系統統優優化化運運營營內內容容鍋爐爐、、汽汽輪輪機機開開、、停停、、負負荷荷率率不同同負負荷荷分分配配條條件件下下管管網網運運行行方方案案的的優優化化調調度度外購購還還是是外外賣賣蒸蒸汽汽？？電電的的自自給給率率多多少少？？鍋爐爐燃燃料料一一次次能能源源的的選選擇擇季節節變變換換時時的的系系統統運運行行方方案案因產產品品變變化化、、裝裝置置開開、、停停，，汽汽電電負負荷荷大大變變化化的的應應對對12/8/202266蒸汽汽動動力力系系統統優優化化運運營營軟軟件件SPSOpti界界面面12/8/202267某工況下下應用SPSOpti優化結結果對比比運行鍋爐負荷t/h運行汽輪機進汽量t/h發電量kW減溫器進汽t/h總費用萬￥/h當前運行5＃901＃623800171.536＃922＃643900次優解運行余量50t/h1＃551＃905784101.473＃162＃4225835＃110最優解1＃511＃905784101.295＃1302＃423444當前方案案中兩臺鍋鍋爐均在在非經濟濟負荷附附近運行行，費用用最高.次優方案案考慮了50t/h的調調節余量量，費用用較高，，但柔性性較大；；最優方案案使鍋爐產產汽和汽汽輪機進進汽分配配最優，，減溫減減壓器進進汽量減減少，降降低了費費用。12/8/202268應用于某某千萬噸噸/年煉煉油廠蒸蒸汽動力力系統設設計方案案改進要點點:1、、充分熱熱電聯產產,2、、提高系系統柔性性結果與原原方案的的經濟性性對比

原方案SCUT方案燃料量（t/h）11.97711.976發電量（kW）62804100473總費用（萬$/a）7619.16849.4增加投資資843萬$,回回收期期:0.9年年12/8/202269原始設計計流程圖圖12/8/202270改進流程程圖12/8/202271以熱出料料為切入入點，以以新技術術經濟條條件下的的最優傳傳熱溫差差為尺度度，帶動動上、下下游裝置置換熱網網絡的協協同優化化。向上減少少加熱爐爐負荷，，節省燃燃料；向向下提供供低溫熱熱利用熱熱媒水系系統熱源源；優化化輔助系系統用能能，節省省大量蒸蒸汽。在新的一一次能源源結構和和大系統統格局下下，和新新的氣、、電負荷荷基礎上上改構建建柔性的的、高度度功熱聯聯產的蒸蒸汽動力力系統正在進行行的案例例有可能能降低煉煉油能耗耗20%左右。。熱出料--低溫溫熱利用用—蒸汽汽動力系系統綜合合改進潛潛力12/8/202272六、煉油企業業一次能能源構成成的綜合合優化12/8/202273優化調整能耗耗結構：中國煉油企業業一次能源構構成的演變80年代前，，副產渣油和和外部供電為為主要一次能能源；典型配配置：3臺120t/h中壓鍋爐，，2×12MW抽凝凝機組。二次加工裝置置快速發展，，煉廠氣和焦焦碳在能耗構構成中的比例例大大增加。。但不少還是是用中壓鍋爐燒燒煉廠氣和部部分渣油來發發電產蒸汽，，總的能源的的轉換效率提提高不大國外80年代代起采用燃機機—鍋爐/加加熱爐熱電聯聯產，國內無無渣油能賣3700元/噸噸，干氣3000元/噸噸的時候，還還燒嗎？12/8/202274優化調整能耗耗結構：■在能量優化前提下，最高效、最潔潔凈地利用氫氫轉移加工過過程中形成的的焦炭，使其有與天然然氣和煤相同同的使用價值值可能性：FCC焦碳燃燒燒特殊工藝，，CFB爐………■其它的“一、、二次”加工工產物(包括括煉廠氣、油油漿、渣油)都盡可能最經濟地轉化化為車用燃料料和化學品■改變一切切自給自足觀觀點，在所在地區規劃劃能量大系統統聯合優化：：汽、電電、熱與鄰近近企業聯合（包括買入和和售出）；■發揮煉油廠廠熱電比的優優勢，高效利用便宜宜的煤和天然然氣12/8/202275天然氣在中國國一次能源格格局中的地位位國家能源結構構調整,大力力發展天然氣氣的戰略不可可動搖這是環境狀況況和可持續發發展的要求天然氣在一次次能源中：2010---6%，2020—12%，達到到２.２億噸噸油當量／年年；２０３００－２０５００！世界能源格局局：天然氣總比石石油價格低，，2050：：超過石油，，成為最多的的一次能源（（包括CBM）12/8/202276三、、中中國國天天然然氣氣發發展展趨趨勢勢1、、天天然然氣氣儲儲量量仍仍將將大大幅幅度度增增長長12/8/2022772、、天天然然氣氣產產量量未未來來仍仍將將快快速速增增長長12/8/202278天然然氣氣在在煉煉油油企企業業一一次次能能源源中中的的地地位位替代代加加熱熱爐爐燃燃料料和和部部分分鍋鍋爐爐燃燃料料（渣渣油油和和干干氣氣））制氫氫原原料料（頂頂替替出出C2-C6輕輕烴烴和和渣渣油油做做化化工工原原料料））煉油油和和石石油油化化學學工工業業是是天天然然氣氣最最大大的的工工業業市市場場中國煉煉油量量近期期4億億噸/年，，沿海海和油油氣田田附近近的煉煉油廠廠部分分替代代燒掉掉的重重油和和煉廠廠氣中中可用用的乙乙烯和和制氫氫原料料，至少約約需2000萬萬噸/年天天然氣氣經濟合合理12/8/202279煤炭已已經進進入石石油化化工企企業一一次能能源之之列水煤漿漿、CFB鍋爐爐、超超臨界界機組組—蒸蒸汽動動力系系統燃燃料煤富氧氧氣化化制合合成氣氣----煤潔潔凈利利用的的最優優途徑徑煤氣（（液））化----新新的突突破（（合成成氣——甲醇醇--DME)合成氣氣變換換------煤制制氫：：煉油油廠新新的選選擇碳沉積積（CO2回注油油田):環環境境約束束日益益增強強環保和和高效效優勢勢-----有有可能能成為為煤的的首選選用戶戶12/8/202280中國能源資資源形勢決決定煉油廠廠能源結構構的大趨勢勢中國的煉油油企業不能能停留消耗耗自己的煉煉油產品的的思維定勢勢中。煉油油加工的副副產品，包包括氫氣，，乙烷，渣渣油甚至油油漿，都可可以通過進進一步加工工提供化工工原料；只有催化焦焦炭等必須須在本裝置置內燒掉，，不足的一一次能源必必須依靠外外部的能源源（煤、天天然氣、附附近發電廠廠的中低壓壓抽汽、網網電）。在循環經濟濟的思想指指導下進行行能源利用用大系統集集成和優化化，這是中國煉煉油企業能能源結構變變化的大趨趨勢。一切切由計劃經經濟、部門門分割、行行政干預所所造成的低低效、孤立立地使用和和浪費資源源和能源的的傳統機制制和習慣，，都將不能能阻礙這一一趨勢的發發展！12/8/202281煉油企業能能源構成的的超結構模模型和計算算機輔助決決策系統煤純氧氣化化、變換—H212/8/202282滄州煉油的的潛力干氣—中壓壓鍋爐—凝凝汽發電的的經濟評價價某廠實例：：發電單耗耗400geo/kWh,2500kWh/t干干氣，發電電的燃料成成本1.2元/kWh!給出的建議議：1、4000元元/t賣給給煤氣公司司

2、分分離乙烷、、乙烯、氫氫氣渣油能賣3700元元/噸，干干氣3000元/噸噸的時候，，還燒嗎？？12/8/202283七、煉化企業能能源和資源源的協同優優化12/8/2022841、中國煉煉油企業能能源和資源源協同優化化的挑戰產品和環境境保護的約約束對煉油油廠的影響響大氣污染日日趨嚴重要要求加速油油品質量升升級：北京京2008奧運會要要達到歐洲洲4號標準準。有條件的煉煉油廠采用用天然氣，，開拓下游游市場，通過高效利利用天然氣氣來提高能能源利用效效率油氣資源綜綜合利用：：能比煤和天天然氣更容容易轉化為為發動機燃燃料和化工工原料的煉煉油加工產產物，都不不該燒。12/8/202285（1））煉油油企業業的副副產渣渣油和和油漿漿優化化利用用（DC？？DA？））。（2））煉廠廠氣資資源必必須優優化利利用。。中國石石化工工業龍龍頭企企業乙乙烯工工業90％％原料料是石石腦油油、煤煤油、、柴油油、加加氫尾尾油，，乙烯烯的成成本560美元元/噸噸。（（美美國乙乙烯的的70％用用輕烴烴原料料）與此同同時，，煉廠廠氣中中大量量的乙乙烷、、乙烯烯被作作為燃燃料燒燒掉。。某500萬萬噸/年煉煉油廠廠分離離4萬萬噸/年乙乙烯、、3萬噸噸/年年乙烷烷的投投資2億億元。。年效效益1億億元元。（3））烴類類化工工原料料商品品化問問題乙烯、、丙烷烷國際際市場場已經經形成成，國國內-162℃的LNG罐箱箱運輸輸距離離也已已達4000公公里。。乙烷烷沸點點-110℃℃，只只要油油價高高企，，就有有利潤潤空間間。蘭化在在技術術上已已經走走在前前面，，進一一步全全面挖挖潛提提高效效益。。2、中中國煉煉油企企業能能源和和資源源協同同優化化對策策12/8/202286表煉煉廠廠氣氣的的含含氫氫濃濃度度典型的氫氣來源壓力/Mpa含氫體積濃度/%催化重整富氣1.3~3.080~90加氫裂化高壓弛放氣4.0~14.060~85加氫精制高壓弛放氣1.5~5.065~85加氫低壓弛放氣-0.745.5催化裂化干氣0.730.65催化裂化/延遲焦化0.5~1.515~30中變氣2.470（4））煉煉廠廠氣氣中中的的氫氫氣氣應應當當分分離離回回收收2、、中中國國煉煉油油企企業業能能源源和和資資源源協協同同優優化化對對策策12/8/2022872、、中中國國煉煉油油企企業業能能源源和和資資源源協協同同優優化化對對策策12/8/202288CO焚焚燒燒爐爐——煙煙機機——余余熱熱鍋鍋爐爐系系統統的的改改進進CO燃燒器補充空氣進料壓縮機排煙反應產物提升管反應器密相床旋風分離器再生器催化劑循環管

FCC焦炭燃燒能量轉換聯產技術空氣W發電機煙氣透平CO焚焚燒燒爐爐12/8/202289用GSA方方法配置能能源/化化工行業業的資源源與能源源:“煉化一一體化””還是““能源化化工一體體化”“煉化一一體化””的典型型配置是是1000萬噸噸/年煉煉油廠提提供石腦腦油、部部分煤油油、柴油油和加氫氫尾油給給一個80--100萬噸/年的乙乙烯廠做做裂解料料；80～90％是重重質原料料。是石油下游游經濟。。新的思維維：化石石燃料（（油氣煤煤）+再再生能源源------燃料+化工原原料總體體協調優優化。12/8/202290DMELPG煤化工原料料富氧氣氣化化CO+H2H2交通燃料料煉油油廠廠石油汽柴油C2+及及凝析油基本石油油化工L/CNG發電廠/CHPDES/CCHP工業/民民用天然氣、、CBM、、BIOG中國能源源、資源源化工一一體化路路線探討討12/8/202291DMELPG煤化工原原料富氧氧氣氣化化CO+H2H2交通燃燃料煉油油廠廠石油汽柴油油C2+及凝析油油基本石石油化化工L/CNG發電廠廠/CHPDES/CCHP工業/民用天然氣、CBM、BIOG中國能能源、、資源源化工工一體體化路路線探探討12/8/202292DMELPG煤化工富氧氧氣氣化化CO+H2H2交通燃燃料煉油油廠廠石油汽柴油油凝析油油基本化化工L/CNG發電電廠廠DES/CCHP工業/民用天然氣、CBM、BIOG中國能能源、、資源源化工工一體體化路路線探探討12/8/202293（2）某大型型煉油廠資源源/能源結構構優化課題1200萬噸噸/年,全加加氫型煉油廠廠現有方案：1、煉廠飽和和輕烴+天然然氣制氫14萬噸/年；；2、28萬萬噸/年渣油油+數十萬噸噸/年煉廠氣氣----加加熱爐、燃氣氣輪機、鍋爐爐燃料目前形勢變化化:1、國國際原油價格格攀升進近3倍,天然氣氣的價格提高高近2倍。天天然氣/煤比比價超過2.—3.0；；2、煤炭供供應有合同保保障，天然氣氣供應也可以以；3、鄰近近地區有熱電電聯供投資——運營商12/8/202294（2）某大型型煉油廠資源源/能源結構構優化課題在上述條件下下的優化配置置改進原則改用煤產蒸汽汽，年經濟效效益數億元。。改用煤制氫，，比用天然氣氣節省年費用用10億元。。工藝裝置余熱熱盡可能通過過加深換熱，，頂替加熱爐爐燃料。不燒渣油；只只用FCC焦焦炭，和分離離出H2、C2烴以后的的煉廠尾氣作作為加熱爐燃燃料；不足用用天然氣補。。大約用200多萬t/a煤，頂替出出100多萬萬t/a煉廠廠輕烴和重油油和天然氣，，前者用作乙乙烯裂解、焦焦化等原料，，年經濟效益益應在15億億元以上。12/8/2022953、用GSA方法配置石化工工業的資源與與能源:（3）、油氣氣資源利用的的全方位評價價研究建立模型：現有技術、、技術發展、、技術經濟收集數據：技術、經濟濟、地理、稅稅收、運輸、、資源、環境境….組合合方方案案評評價價體系系、、指指標標、、方方法法開開發發建建立立，，特特別別是是環環境境因因素素的的量量化化反反映映研研究究。。對象象體體系系：大大：：中中國國煉煉油油石石化化，，煤煤、、油油、、氣氣綜綜合合優優化化利利用用；；小小：：煉煉油油廠廠、、乙乙烯烯廠廠、、天天然然氣氣利利用用、、制制氫氫原原料料路路線線、、煉煉廠廠氣氣利利用用方方案案，，等等等等。。12/8/202296煉化化企企業業油油氣氣資資源源集集成成優優化化利利用用模模型型示示意意圖圖用全全方方位位評評價價法法來來配配置置石化化工工業業的的資資源源與與能能源源煤12/8/202297滄煉煉蒸蒸汽汽動動力力系系統統和和一一次次能能源源的的優優化化潛潛力力燒3000多多元元/噸噸的的干干氣氣中中壓壓鍋鍋爐爐凝凝汽汽發發電電不不經經濟濟所有有干干氣氣中中的的輕輕烴烴回回收收用用作作化化工工原原料料裝置置優優化化和和低低溫溫熱熱系系統統利利用用，，降降低低蒸蒸汽汽耗耗量量。。只燒燒甲甲烷烷和和CO，，不不足足補補充充即即將將到到來來的的天天然然氣氣。。把現現有有CO焚焚燒燒器器改改用用為為備備用用輔輔助助燃燃燒燒室室。。FCC兩兩器器事事故故緊緊急急停停運運時時立立即即點點火火，，保保持持余余熱熱鍋鍋爐爐產產汽汽。。頂出出寶寶貴貴的的1-2小小時時時時間間，，把把備備用用鍋鍋爐爐開開起起來來。。12/8/202298八、、煉煉油油企企業業管管理理和和操操作作運運行行的的能能量量優優化化12/8/202299(“供應鏈管理”)決策支持系統定常生產運行營銷再生產信息管理系統(“管控一體化”)(“生命周期”)硬件技術系統軟件技術系統控制管理投資決策經營管理系統營銷設計運行過程系統統綜合集集成的功功能層次次模型（（按管理理信息系系統）12/8/20221001、轉變變觀念、、改進管管理12/8/20221014、操作作運行的的模擬優優化和調調優定義過程程系統操操作調優優的形式式目標函函數能耗費的的傭經經濟學函函數式12/8/2022102節能工工作開開展的的推動動力1978年，原原油加加工的的費用用20元/噸噸；能能耗費費用7元/噸。利利稅70－80元/噸。節節能的的經濟濟效益益對企企業影影響不不大。。因此此主要要靠行行政手手段參加WTO后，，加工工費200元/噸，，能耗耗費用用70－80元元/噸噸。凈凈利潤潤0——3、、40元/噸。。節能能的效效益十十分重重要。。行政政手段段不再再有效效，需需要某某種激激勵機機制1、轉轉變觀觀念、、改進進管理理12/8/20221031、轉轉變觀觀念、、改進進管理理2、改改進節節能管管理工工作的的組織織機制制：由企業業及下下屬職職能部部門主主要負負責人人組成成有決決策權權的節節能小小組“節能能辦””少量量專職職人員員是決決策的的執行行者公司總總部也也應當當設立立這樣樣的有有決策策權的的節能能小組組和相應應的執執行機機構，，作為為運營營中的的一件件大事事來抓抓12/8/20221041、轉變變觀念、、改進管管理3、建立立節能指指標體系系：根據國內內外煉油油廠的能能耗數據據和國內內各煉油油廠的具具體情況況，經過過科學測測算，初初步建立立系統的的節能指指標體系系。4、建立節節能激勵勵機制：：在調查研研究基礎礎上總結結國內的的先進的的、行之之有效的的管理經經驗，激激勵機制制的成熟熟作法；；進一步步建立以以獎勵為為主，完完善的獎獎、懲制制度；促促進節能能、技術術的落實實。12/8/2022105

121壓力（Mpa）1.03.52溫度（℃）2504503火用,MJ/t865.21235.74能級系數ε0.2940.3705成本價格比例系數11.42825、內部能源源的合理理定價表1基基于火用用經濟分分析系的的蒸汽成成本價格格比例系系數作用：鼓鼓勵能量量逐級利利用，限限制高能能低用1、轉變變觀念、、改進管管理12/8/20221061)蒸蒸汽價格格目前的蒸蒸汽價格格不論品品位均價價，或只只差5-10元元/噸，，造成蒸蒸汽降壓壓使用。。需制定定合理的的定價標標準2)干氣氣價格內部核算算價格的的隨意性性，定價價過低，，促使浪浪費。只只要還在在燒￥3700/t的的渣油，，每少燒燒1t熱熱值為8000kCal/kg的干干氣，就就等于節節約0.8t渣渣油。另一種計計算：考考慮干氣氣這可回回收的輕輕烴資源源的價值值（扣除除加工費費用）1、轉變變觀念、、改進管管理--公用工程程的合理理定價12/8/20221072、加強強和完善善基礎工工作（1）完善計量量：加強計量量工作的的管理機機構、完完善必要要的計量量儀表的的購置和和校正，，使能耗耗和水耗耗的數據據準確、、可靠；；這是實實施先進進節能、、技術的的必要基基礎。12/8/20221082、加強和完完善基礎工作作（2）建立定定期、快速能能量核查的方方法體系，解解決企業開展能量量平衡需解決決的共性關鍵鍵問題；A、在廣泛測測試、典型歸歸納、統計分分析的基礎上上，建立一種種通過少量的的測試和統計計數據便能夠夠估算設備和和管線散熱損損失的的簡捷捷方法，并建建立這種簡化化方法的應用用導則。B、在大量實實例檢測、統統計、分析、、歸納工作的的基礎上，總總結和發現規規律，提煉出出一個耗能介介質（各種燃燃料、蒸汽、、水、電等））消耗數據的的現場統計、、測量、歸納納和校正的簡簡捷方法；12/8/20221092、加強和完完善基礎工作作（3）建立全廠能源源利用的計算算機信息集成成系統和檔案案；▲按照車間、、單位▲按照能量介介質，如燃料料（油、氣、、焦、煤）、、電、蒸汽、、水建立平衡（產產、用、購、、銷）實時及及歷史數據庫庫▲建立主要設設備、主要裝裝置、重要系系統（如儲運運、蒸汽動力力系統）的能能量檔案；（（包括購入、、檢修、改造造、更新等變變化事件的相相關能量數據據）12/8/20221102、、加加強強和和完完善善基基礎礎工工作作（4））培訓訓技技術術人人員員掌掌握握流流程程模模擬擬軟軟件件目前前各各個個煉煉油油廠廠都都購購買買了了如如ASPENPLUS、、PRO/II、、HYSIM或或HYSIS等等流流程程模模擬擬軟軟件件。。但但是是遠遠未未普普及及應應用用。。這這是是提提高高技技術術人人員員素素質質和和分分析析、、解解決決技技術術問問題題的的得得力力工工具具；；應應該該普普及及培培訓訓。。12/8/2022111滄煉煉管管理理節節能能降降耗耗有有潛潛力力滄煉煉基基礎礎工工作作扎扎實實，，管管理理水水平平較較高高；；人人員員精精神神面面貌貌好好。。蘊藏藏著著極極大大的的改改進進和和創創造造、、革革新新積積極極性性舉例例：：1、、塔塔頂頂蒸蒸發發空空冷冷改改進進創創新新2、FCC煙機機代主風風機—發發電3、焦化化蠟油熱熱出料的的實現4、加氫氫原料熱熱出料的的實現12/8/20221123、挖掘掘通過優優化運行行和管理理的巨大大節能潛潛力（1）、、改進和和優化煉煉油廠計計劃、調調度節能能制訂計劃劃和調度度操作不不僅要以以節約原原料、增增加產值值和銷售售收入為為目標，，而且必必須以節節能、降降耗為目目標。計劃排產產與能量量綜合的的軟件集集成。12/8/20221133、挖掘掘通過優優化運行行和管理理的巨大大節能潛潛力（2）操操作、管管理節能能潛力的的由來A、在產產品品種種、加工工量不變變條件下下操作參數數偏離設設計的優優化量設計值本本身不是是優化的的技術經濟濟條件不不斷變化化通過模擬擬，結合合經驗發發現和判判斷問題題所在采取管理理、操作作控制措措施調優優12/8/2022114B、、實實際際運運行行條條件件遠遠離離設設計計工工況況■大大幅幅度度改改變變的的多多周周期期工工況況運運行行■安安全全保保障障底底線線與與節節能能效效益益協協調調■計計劃劃調調度度的的經經驗驗性性，，缺缺乏乏科科學學性性■系系統統觀觀念念、、技技術術經經濟濟觀觀念念、、市市場場觀觀念念薄薄弱弱■管管理理科科學學觀觀念念滯滯后后、、行行政政手手段段習習慣慣勢勢力力3、、挖挖掘掘通通過過優優化化運運行行和和管管理理的的巨巨大大節節能能潛潛力力12/8/2022115A、、分分餾餾塔塔在在模模擬擬基基礎礎上上的的優優化化運運行行中段段取取熱熱比比例例優優化化，，過汽汽化化率率優優化化，，回流流泵泵流流量量和和出出入入塔塔溫溫差差的的優優化化，，汽提提蒸蒸汽汽量量隨隨變變化化工工況況的的用用量量優優化化，，汽提提蒸蒸汽汽分分配配比比優優化化；；抽出出口口位位置置優優選選。。3、、挖挖掘掘通通過過優優化化運運行行和和管管理理的的巨巨大大節節能能潛潛力力（3））、、操操作作運運行行優優化化節節能能措措施施12/8/2022116過程程系系統統操操作作調調優優的的步步驟驟數據據采采集集和和校校驗驗：：DCS、、公公用用工工程程、、經經濟濟條條件件物料料流流程程模模擬擬能量量流流程程模模擬擬，，進進行行能能、、傭傭分分析析與與傭傭經經濟濟分分析析以步步驟驟3、、4為為基基礎礎，，確確立立傭傭經經濟濟協協調調變變量量的的具具體體模模型型和和操操作作調調優優目目標標函函數數12/8/2022117實例例一一:催催化化分分餾餾塔塔吹吹汽汽及及各各段段取取熱熱操操作作調調優優方案吹汽量t/h柴油t/h粗汽油t/h各段取熱GJ/h頂循/一中/二中/油漿增效總量塔底柴油汽提萬元/年02.551.11.4539.9773.3538.33/45.98/0.0418/44.73基準0 基準0013.02.01.040.1773.3728.17/45.98/0.0418/57.27150 -18533523.52.51.040.3373.4828.42/45.98/0.0418/57.27320 -14552534.03.01.040.5673.5828.72/45.98/0.0418/57.27560 -10366344.53.51.040.6673.6329.00/45.98/0.0418/57.27610 -4765712/8/2022118實例例二二:脫脫丙丙烷烷塔塔塔塔底底產產品品丙丙稀稀含含量量與與塔塔操操作作回回流流比比的的優優化化決策變量塔底丙稀含量％所需回流比R精丙稀銷售收入增加萬元/年脫丙烷塔能耗費用增加萬元/年總效益萬元/年11.73基準0基準000.11.76402.537.50.0641.7941.64.037.60.051.8141.65.036.612/8/2022119實例二:脫丙烷烷塔進料料組成波波動引起起的回流流比和丙丙稀損失失率的權權衡進