上海石化节能减排成效回顾与展望

周玲娟

(中国石化上海石油化工股份有限公司,200540)

产业发展战略及政策研究

上海石化节能减排成效回顾与展望

周玲娟

(中国石化上海石油化工股份有限公司,200540)

石油化工是能耗最大的工业之一。中国石化上海石油化工股份有限公司以中国石化集团公司下达的“十一五”节能指标为目标,依靠技术进步,挖掘节能潜力,优化原料和燃料结构,降低资源消耗,提升装置经济技术指标和能源利用率。2010年实现了万元产值综合能源消费 1.311 t标煤,比 2005年同期的1.706 t标煤下降 23.15%,完成了“十一五”节能 20%的目标。按照上海石化“十二五”发展规划,能源消费总量将达到 13 Mt标煤左右,必须进一步提高能源资源利用率,控制污染物排放总量,加快形成有利于节约资源和保护环境的生产模式,为发展“低碳经济”做出新贡献。

石化工业 节能减排 能源 资源利用率 回顾 展望

能源是社会发展的基础,随着世界能源日趋紧张,各国都敲响了能源紧缺的警钟,掀起节能减排的潮流。节能减排工作作为调整产业结构、转变经济发展方式的重要着力点,已经上升到国家战略高度。能源是石化工业发展期的重要保障,石油化工更是能耗最大的工业之一[1]。在石化产品中,一般产品能源成本占总成本的 20%～30%,高能耗产品的能源成本甚至达到产品成本的 70%～80%。由此可见,石化企业生产过程的节能降耗工作尤为重要[2-3]。

中国石化上海石油化工股份有限公司 (以下简称“上海石化”)在“十一五”期间,以中国石化集团公司下达的“十一五”节能指标为目标,挖掘节能潜力,优化原料和燃料结构,降低资源消耗,着力强化重点耗能装备与重点能量回收设施的管理,提升装置经济技术指标和能源利用率,取得了积极的效果,确保了各项节能目标的顺利完成。按 2005年不变价格和当量能源消费计算,2010年公司实现了万元产值综合能源消费 1.311 t标煤,比 2005年同期的 1.706 t标煤下降 23.15%,节约了 2.26 Mt标煤 (产值节能量),完成了国家发改委和中国石化集团公司下达的“十一五”节能目标。

1 上海石化“十一五”初期能源消费结构与考核目标

工业企业的能源消费量包括在生产过程中作为燃料、动力、原料、辅助材料使用的能源以及工艺用能、非生产用能。作为能源加工转换企业,还要包括能源加工转换的投入量。上海石化作为石油化工一体化企业,既有以常减压为代表的能源加工装置,又有用原煤、石油焦发电供热的发电机组,也有用化工轻油生产乙烯、丙烯这样使用能源产品生产非能源产品的化工生产装置。在这 3种能源的使用过程中又大量地消耗作为燃料动力的能源品种,还有工艺用能、材料用能及运输工具用能等。

1.1 上海石化“十一五”初期能源消费结构

上海石化的能源消费有 4部分组成:一是生产石油化工产品的原材料消费,占总能耗的49%;二是在工艺生产过程中的燃动能源消费,占总能耗的 40%;三是装置在生产过程中的能量转换消费,占总能耗的 10%;四是其他消费,占总能耗的 1%。

1.2 上海石化“十一五”节能减排考核目标

2006年国家发改委对 997家年能源消费在180 kt标煤以上的企业 (千家企业)下达“十一五”节能目标,中国石化集团公司与上海石化签订了“十一五”节能目标责任书,其“十一五”节能目标见表 1。

表 1 上海石化“十一五”节能考核目标

2 上海石化节能减排各项措施

上海石化根据中国石化集团公司下达的“十一五”节能减排目标和每年下达的技术经济指标,利用中国石化的信息平台,及时跟踪对照中国石化集团公司兄弟单位的先进水平,对照装置历史最好水平,每年制订相应的节能考核指标,并根据公司下达的考核指标进行层层分解,落实节能减排的各项措施,确保逐年的万元产值综合能耗同比有所下降。

2.1 加大技术节能工作力度

根据中央和上海市的统一部署,上海石化不断转变观念,落实科学发展观,着力推进节能降耗和污染物减排工作,努力提高资源综合利用水平。2007年完成了 2#乙烯装置 SRT-III型裂解炉节能改造,项目总投资 2.26亿元,节能量为 46 kt标煤;2008完成了 1#乙烯装置原料优化节能降耗改造、2#芳烃吸附分离单元加热炉余热回收和燃烧器改造、2#芳烃岐化异构化单元加热炉余热回收和燃烧器改造、增加火炬气回收能力、2#芳烃加氢裂化装置增加循环氢脱硫设施等项目。2007-2010年上海石化共完成 40项节能减排项目,总投资 5.58亿元,每年节约 132.6 kt标煤。

2.2 淘汰高能耗的工艺加热炉

根据中国石化集团公司加热炉管理制度,热负荷达到 10 MW以上的加热炉热效率要达到87%以上,在 10 MW以下的要求达到设计值。上海石化根据中国石化集团公司加热炉管理制度,安排了涤纶事业部热媒炉的淘汰计划,2007年淘汰了 3台热负荷为 4 MW,设计热效率只有 75%的热媒炉。2008年再安排淘汰 3台热负荷为 4.3 MW,设计热效率 78%的热媒炉,实际运行热效率只有 76%的热媒炉。这 3台炉子更新后 (淘汰 3台,新建 1台),涤纶事业部的热媒炉炉效均达到90%以上,全年可节能 800 t标油左右。

2.3 实现装置间直供料停泵节电

上海石化大部分装置是单独设计的,没有考虑装置间的热联合,上游装置供给下游装置的物料,需要用冷公用工程冷却后用泵送到罐区进行储存 (冷却的目的是为了满足储罐的储存要求),下游装置的原料又有罐区用泵输送,并由下游装置用热公用工程加热到所需要的温度。这种装置间物料的输—存—用的方式,机泵消耗了大量的电能。通过对流程进行改造,上游装置物料直供下游装置,实现装置直供料停泵节电。借鉴其他公司的成功经验,采取先易后难的措施,一次规划、分步实施,有条件改造的立即上、节电效果好的创造条件上的原则。几年来,通过改造、工艺流程完善和精心操作,基本实现了炼油装置间物料直供,减少电、燃料和蒸汽消耗。

2.4 优化循环水系统的改造

近年来,随着水资源的日益紧张和水价的不断上涨,石化企业都非常重视节水工作。由于循环水场系统的用水量一般占到企业总用水量的60%左右,故如何在确保该系统正常运行情况下的节约用水,是节能的首要目标。企业在循环水场系统所采用的节水措施主要有:采用高效过滤器、高效收水器等新型节水设备,优化系统旁滤设施和冷却塔局部构件,提高循环水浓缩倍数等[4]。

在工业生产中,通常采用过滤技术来减少循环水场中的污水排放和新鲜水的补充量。采用高效纤维过滤新技术,能减轻对周边环境和水体的污染,节约新鲜补充水的用量。如上海石化塑料事业部聚烯烃装置的循环水场改造所增设的旁滤设施方案最终确定选用 GXGS型高效纤维过滤器。该过滤器的过滤效率和截污容量大,对水中悬浮物的去除率接近 100%,过滤后水质浊度接近 1 mg/L。纤维素滤元可以完全放松清洗,使过滤性能不随时间衰减,滤料使用寿命长,日常运行维护操作方便。通过增加这种高效过滤的旁滤设施后,滤除了循环水中的粉尘和软颗粒,解决了循环水浊度不达标的问题,减少了每天近 300 t的污水排放,节约了新鲜水补充用量。

2.5 应用变频技术降低电耗[5]

水泵在不饱和流量状态下,采用变频调速技术节电率在 15%以上,并可有效提高功率因素,在延长设备使用寿命,降低维修费用,减少电网冲击等方面都有显著的效果。虽然设备价格相对较高,但在大型水泵上应用,2～3年就可回收投资,具有很好的推广使用价值。如采用变频调速机泵比非变频调速机泵每 1 kt水节电 30 kW·h以上,以水厂 2007年工业水总出水量为 30.82 Mt计,则全年节约电量:30×30820=924.6 MW·h。按 0.58元/kW·h计算,则每年可节约电费53.63万元,设备一次性投资可在 2年内全部收回。

2.6 提高加热炉热效率

工艺加热炉是上海石化的重要耗能设备,加强工艺加热炉的运行管理,提高炉子热效率是降低能耗的主要工作之一。几年来,各事业部开展提高加热炉热效率劳动竞赛,降低排烟温度和烟气中氧的质量浓度,促进了加热炉运行管理,加热炉热效率逐年提高,年均热效率提高 0.2%左右。

乙烯装置是石油化工的关键装置,也是耗能大户。在乙烯装置中,裂解炉能耗约占装置总能耗的 50%～60%,投资约占整个乙烯装置的三分之一。随着乙烯裂解技术的迅速发展,裂解炉的热效率不断提高,进一步提高热效率的难度越来越大。因此,通过提高燃烧器助燃空气的温度来减少裂解炉燃料消耗的方法已成为当前在役裂解炉节能降耗的重要措施之一[6-7]。2007年 7月上海石化 2#乙烯装置进行大修,大修期间对新区裂解炉底部燃料气管线进行了重新排布,并按照3台燃烧器共用 2台热交换器的方式安装了空气预热器,每台裂解炉有 36只底部烧嘴,4台裂解炉总共安装了 96台空气预热器。其投用效果是:(1)裂解炉炉膛内温度分布得到改善;(2)炉膛负压提高;(3)炉热效率有所提高。2007年 9月投用空气预热器,年平均投用 3台,燃料气单价2 000元 /t,该项目投资总额 933万元,设备折旧期为 10 a。年燃料气节约:3 544 t;年经济效益708.8万元;投资回收期为 1.52 a。

在“十一五”期间,上海石化通过产业结构调整,新增 5套主要生产装置和 1套发电机组,通过一系列节能措施的落实 (上面仅是介绍了几种节能减排的的事例)使能源消费总量没有上升,从 2005年的 7.947 M t标煤下降到 2010年的 7.50 Mt标煤,而原油加工量从 2005年的9.49 M t上升到 2010年的 10.51 M t,可见节能效果相当明显。

3 “十一五”节能减排目指标执行情况

通过“十一五”期间上海石化上下齐心努力,中国石化集团公司下达对上海石化主要节能减排指标完成情况良好 (见表 2)。

表 2 上海石化“十一五”期间节能减排指标执行情况

从表 2可以看出,5年来在上海石化通过加强节能管理和增加节能技术改造投资力度,超额完成了“十一五”节能目标,万元产值综合能耗同比下降了 23.15%,产值节能量达 2.26 Mt标煤。2007年下半年上海石化新建的 3.30 Mt/t柴油加氢和 1.20 Mt/a延迟焦化装置及相应辅助装置建成投产,使炼油综合能耗大幅度上升,2008年底炼油综合能耗完成 59.2 kg(标油)/t,远远高于“十一五”考核值;热电板块随着环保考核力度的逐步加强,1～4号炉相继增设烟气脱硫装置,用电率大幅度上升,上海石化通过加强管理,挖掘节能潜力,最终实现了 3个技术经济指标的全面完成。

4 展望

“十一五”节能减排各项指标业已完成,“十二五”的节能减排工作任重道远。在制订规划过程中,把节能减排、建设资源节约型、环境友好型企业作为“十二五”的战略发展任务来抓,不仅仅是在产业的选择上、项目的组织上,更多地是要把这些理念贯穿在企业发展的各个方面和政策的制定。要加快构建清洁、低碳、节约的企业生产方式。生产方式涉及企业的全过程,不仅仅是设计、生产、消费,还包括整个的再循环、整个工业的系统,涉及到整个的产业链,因此,“十二五”期间要以提高能源利用效率为核心,进一步推动企业节能、实现企业的节约发展。要把企业的节能减排建立在科技支撑的基础上,加强节能技术、环保技术、资源综合利用技术的开发与应用,这是制约企业节能减排的最大瓶颈。

按照上海石化“十二五”发展规划,到 2015年底原油加工量将达到 16 Mt,并增加产业链相关的化工系统大规模的一体化装置。能源消费总量将达到 13 Mt标煤左右,节能压力相当重,只有通过技术创新,加强能源管理,进一步提高能源资源利用率,控制污染物排放总量,积极推行节能新技术、新产品,倡导绿色生产,加快形成有利于节约资源和保护环境的生产模式,才可为发展“低碳经济”做出新贡献。

[1] 章建华.强化节能减排推进绿色发展[J].当代石油石化,2010,18(4):1-6.

[2] 芦笛.中国石化:节能减排赢得发展空间[J].创新科技,2010(3):51-52.

[3] 何祚云.中国石化集团公司节能潜力和相关措施初探[J].当代石油石化,2004,12(2):9-12.

[4] 毛春屏.石化装置循环水场的技术改造[J].石油化工技术与经济,2008,24(6):43-47.

[5] 干希兵.水泵调速节能技术在石化水厂的应用[J].石油化工技术与经济,2008,24(3):47-49.

[6] 周玲娟.乙烯裂解炉燃烧器增设空气预热器的工业应用[J].石油化工技术与经济,2009,25(2):50-53.

[7] 任京东,林敏,窦丽媛,等.我国石化行业节能减排的途径与措施分析[J].现代化工,2010,30(3):4-8.

Retrospect and Prospect of Effects of Energy-sav ing and Em ission-reduction of SINOPEC Shangha i Petrochem ical Company L im ited

Zhou Lingjuan
(SINOPEC Shanghai Petrochem ical CO.,Ltd.200540)

Petrochemical industry is one of those having the largest energy consumption.During the 11th Five-Year Plan period,S INOPEC Shanghai Petrochemical Co.,Ltd.took the energy saving index issued by S INOPEC Group as goal,exploited the potentialities of energy saving,optimized the structure of raw material and fuel,reduced consumption of resources,improved the techno-economic indexes of plants and availability of energy resources depending on technical progress.In 2010,the company realized general energy resource consumption of 1.311 t standard coal per RMB10 000 production value,which was 23.15%lower than that of 2005,1.706 t standard coal,and achieved the goal of 20%energy reduction in the 11th Five-Year Plan period.According to the 12th Five-Year Plan of the company,the total energy consumption is supposed to reach about 13 Mt standard coal,so it is urgent for the company to further improve availability of energy resources,control the total discharge amount of pollutants,accelerate for ming a production mode favorable for resource conservation and environment protection,so as to make contribution for development of“low carbon economy”.

petrochemical industry,energy saving and emission reduction,energy resource,availability of resources,retrospect,prospect

1674-1099 (2011)02-0001-04

TE08

A

2010-03-01。

周玲娟,女,1966年出生,1987年毕业于上海石油化工专科学校有机化工专业,工程师,从事乙烯工艺、能源管理工作。