煉油工藝的節(jié)能環(huán)保途徑研究

王曼歌

(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

煉油工藝的節(jié)能環(huán)保途徑研究

王曼歌

(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

能耗的降低可為煉廠節(jié)約燃料、電力等動力費用的支出，降低煉油成本，增加利潤。本文就如何開展好煉油廠的節(jié)能降耗管理工作，展開論述與分析。

煉油工藝；節(jié)能環(huán)保；途徑

1 我國煉油能耗現(xiàn)狀

受加工規(guī)模、設計理念和管理水平等因素影響，我國煉油平均能耗水平較國外平均能耗要高出約5 kg標油，仍存在較大的提升空間。第一，低溫位熱源利用不夠。煉油廠各裝置基本都有不少的低溫位熱源，但是由于這部分熱源的品質(zhì)較差，利用起來難度比較大，因此利用效率偏低。同時，由于沒有對這部分低溫位熱源進行較好的利用，有時還因為工藝目的，需要對其進行冷卻，反而增加能耗。這“一加一減”，對煉油能耗造成不利影響。第二，物料輸轉(zhuǎn)過程造成能量損失。由于部分煉油廠在設計時，沒有考慮到一體化、聯(lián)合裝置設計，因此生產(chǎn)中物料需要輸轉(zhuǎn)較長距離，甚至要到中間儲罐。這一過程會導致物料熱量的損失，同時增加機泵的能耗。第三，蒸汽利用效率較低。煉油廠常常將多余的熱量用于發(fā)生蒸汽，但是由于產(chǎn)生的蒸汽品質(zhì)一般，煉油廠自身無法較好的利用，造成蒸汽資源的浪費。

2 煉油節(jié)能技術(shù)研究現(xiàn)狀

2.1 聯(lián)合裝置和集成設計方向

為了提高能源利用率，以節(jié)能為主要目的，通過裝置規(guī)模大型化和組合工藝，設計聯(lián)合裝置、熱聯(lián)合裝置以及多套裝置集成設計。將煉油與石油化工生產(chǎn)結(jié)合在一起，構(gòu)建煉化一體模式，達到原料互供的目的，通過資源優(yōu)化形成集約化、靈活化結(jié)構(gòu)組合，實現(xiàn)節(jié)能降耗。裝置間采用熱聯(lián)合方式，代替?zhèn)鹘y(tǒng)加工中的加熱設備，降低傳熱設備投資成本，增加熱量回收率。

2.2 燃氣輪機技術(shù)熱電綜合方向

燃氣輪機技術(shù)原理是通過燃料將化學能轉(zhuǎn)化為燃氣熱能，并利用燃氣透平將熱能轉(zhuǎn)化為機械能與電能。燃氣輪機技術(shù)通過蒸汽聯(lián)合循環(huán)和加熱爐聯(lián)合循環(huán)的方式，提高熱電綜合效率，有效利用余熱進行煉油加工，降低能源轉(zhuǎn)換中的消耗。例如：在煉油生產(chǎn)中，企業(yè)可以將煉廠燃氣輪機和蒸汽輪機聯(lián)合使用，使得燃氣輪機廢氣可以作為加熱爐的預熱空氣，利用余熱進行加工處理，提高能源利用效率。

2.3 煉油化工能量系統(tǒng)優(yōu)化方向

在進行煉油生產(chǎn)的過程中，煉油化工能量系統(tǒng)主要是由生產(chǎn)過程中能量轉(zhuǎn)化、利用、回收等環(huán)節(jié)設備構(gòu)成的系統(tǒng)，具體涉及回收換熱網(wǎng)絡子系統(tǒng)和公用工程子系統(tǒng)。站在煉化能量系統(tǒng)和能量系統(tǒng)集成化的角度上，對煉油化工能量系統(tǒng)進行整體優(yōu)化，特別是在系統(tǒng)設計的階段要對系統(tǒng)整體性能進行綜合分析，明確最優(yōu)能量系統(tǒng)，有利于裝置節(jié)能，進而提高煉油企業(yè)經(jīng)濟效益與環(huán)境效益?，F(xiàn)階段，能量系統(tǒng)優(yōu)化方式包括：夾點技術(shù)、人工智能專家系統(tǒng)以及數(shù)字規(guī)劃技術(shù)。

3 煉油污水處理工藝原理

3.1 污水水質(zhì)分析

煉油廠主要加工稠油和超稠油，其產(chǎn)生的污水具有稠油污水的特征。稠油污水中的有機物包括：芳香烴、脂肪烴、環(huán)烷酸、脂肪酸和極性化合物。然而對于不同的油田，這些有機物的分子量和相對含量差別非常大。稠油的環(huán)烷烴以及脂肪烴的含量范圍較大且碳原子數(shù)低于5的脂肪烴易溶于水中。稠油污水中的碳氫含量由脂肪烴化合物和芳香烴化合物組成，同時脂肪酸化合物和極性化合物被稱為其他有機物。苯、乙苯、甲苯等芳香烴化合物大量存在于水中，只有少量的聚合芳香烴在抽油污水中存在。如：酚類等極性化合物在冷凝液和原油中的含量本來就不高，因此在稠油污水中其含量也要低于芳香烴，另外由于脂肪酸特別容易溶于水中，因而在稠油污水中脂肪酸的含量很高。

3.2 污水處理工藝

煉油污水屬于有機污水，其特點是高乳化、高含油、高氨氮、高COD、高生物降解和高懸浮物化。在其處理時，第一步需要通過物理化學方法將其油類去除，繼而采用生物化學的方法去掉污水中的BOD、COD和氨氮等有機污染物。污水在物理化學法，即：除油罐、斜板隔油和二級氣浮裝置處理后，大部分的懸浮物和油類已經(jīng)被除去，然后是BOD、COD和氨氮等有機污染物的處理，其中COD的處理最為復雜，由于其濃度很高，因此需要增加預處理過程，主要是使用隔離式曝氣生物濾池進行預處理，然后再進行主流程，進入生化池參與后續(xù)的處理，直至達到排放的標準。需要注意的是：在預處理階段，需要把污水的含油量降至20 mg/L左右，COD濃度降低在800 mg/L左右，才可以進入正式的后續(xù)處理流程。

4 煉油化工污水處理工藝改造

4.1 對污染源的控制技術(shù)改造

控制好煉油企業(yè)的污水源頭對污水的處理有著特別重要的作用，可以減少污水的排放量，同時對污水源頭的設備進行必要的革新。目前我國煉油企業(yè)主要使用清潔生產(chǎn)的技術(shù)工藝，對煉油企業(yè)產(chǎn)生的蒸汽可以通過冷卻水和冷凝水這種方式進行回收使用，使用空冷器減少污水的產(chǎn)生量。減少水污染的有效辦法就是減少用水以及提升循環(huán)水的使用率，在日常使用中避免水的浪費，從而減少污水對環(huán)境的污染。對生活中的含油污水和未受污染的雨水以及鍋爐電站排水等實現(xiàn)單獨排放污水，對不同污染源的污水使用不同的污水治理辦法，這樣就可以使水能夠回收再利用，從而解決水污染環(huán)境的問題。煉油企業(yè)要加強對污水處理的管理，全面監(jiān)管污水處理設備和污水排放管道，運用先進的科技手段來提高污水處理的高科技自動化技術(shù)水平，從而減少對環(huán)境的污染。

4.2 對生產(chǎn)中污水的處理工藝改進

第一，升級改造溶氣罐液位控制系統(tǒng)，把溶氣罐內(nèi)的水位儀表升級為安裝在溶氣罐上面的新型氣浮超聲波液位控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)有著不用人工操作的智能化特點，能夠使氣浮超聲波液位控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行且不會受到介質(zhì)的外在影響。第二，重新設計滾子的結(jié)構(gòu)，對刮渣機實現(xiàn)改造。增大刮渣機的半徑，選用新的材質(zhì)以及增強刮渣機的潤滑功能，把滑動軸承改為滾動軸承，根據(jù)運行情況來調(diào)節(jié)鏈條的松緊度，經(jīng)過改造的刮渣機能夠長時間穩(wěn)定運行，效果非常明顯。第三，我國有很多大型的煉油企業(yè)對氣浮設施進行了改造，增設一級氣浮設施，在處理污水的排放量以及水質(zhì)等方面起到了特別好的作用，一級氣浮設備要在原有設施的基礎上進行完善以及改進工作。

4.3 其他技術(shù)改造措施

在實際處理過程中，因為水停留的時間比較短，從而使污水處理的效果不是很理想，把均質(zhì)池改造為厭氧污泥床，把池內(nèi)的水由以前的平流變成上流形式，并且在池內(nèi)填滿具有彈性的立體材料，從而提高污水處理的效果?；钚晕勰嗉夹g(shù)在處理大量污水的過程中會出現(xiàn)超負荷的現(xiàn)象，可以將其改為生物接觸氧化來增加生物處理污水的效果。

5 煉油節(jié)能工作重點

5.1 高效利用蒸汽與低溫熱能

合理利用蒸汽作為有效的節(jié)能途徑，在實際煉油生產(chǎn)中，可以提高蒸汽轉(zhuǎn)化效率，減少供汽能耗。在此過程中，以分級供熱為主要手段，實現(xiàn)蒸汽的逐級利用，解決傳統(tǒng)蒸汽利用弊端，提高伴熱蒸汽利用率，增加凝結(jié)水回收量，降低蒸汽壓力，進而達到節(jié)能效果。而低溫熱能的利用同樣會給煉油企業(yè)帶來經(jīng)濟收益，合理控制低溫熱能的形成，平衡燃氣系統(tǒng)與蒸汽動力系統(tǒng)，以提高能源利用率。

5.2 加大節(jié)能生產(chǎn)管理力度

為了促進煉油技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展，以節(jié)能理念為指導思想，提高能源利用價值，以最小能耗進行煉油生產(chǎn)，節(jié)能減排，擴大煉油企業(yè)經(jīng)濟利潤。從這一層面上看，煉油企業(yè)要加大節(jié)能生產(chǎn)管理力度，依據(jù)節(jié)能理念，進一步優(yōu)化煉油生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和節(jié)能管理體系，將節(jié)能理念貫穿到實際生產(chǎn)中，構(gòu)建層次化節(jié)能生產(chǎn)管理結(jié)構(gòu)，形成逐級管理模式，加大節(jié)能監(jiān)督力度，進而達到煉油節(jié)能生產(chǎn)的最佳效果。

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Studyonthewayofenergysavingandenvironmentalprotectionofoilrefiningprocess

WANG Man-ge

(CNOOC Huizhou Petrochemical Co., Ltd., Huizhou 516086, China)

The reduction of energy consumption can save fuel and power costs for refineries, reduce oil refining costs and increase profits. This article discusses on how to carry out an effective work of refinery energy saving management.

Oil refining process; Energy saving and environmental protection; Path

TE62

： A

： 1674-8646(2017)15-0070-02

2017-05-19

王曼歌(1990-)，男，學士，助理工程師。