报告概述

本报告聚焦炼化生产过程中的节能降碳技术与实践,由中石化石油化工科学研究院基于多年技术积累提炼而成。报告覆盖炼化企业从单一装置到全厂系统的节能降碳需求,系统介绍了七大关键技术方向:装置能效评价、换热网络集成优化、蒸汽动力系统集成优化、低温余热高效利用、氢气资源高效利用、瓦斯系统平衡优化以及全流程综合节能降碳技术。报告采用‘装置+系统’耦合模式,结合机理模型与人工智能技术,为企业提供一站式节能降碳技术咨询与服务,助力企业提质增效、实现低碳转型。

报告的核心结论

炼化企业节能降碳需系统化技术集成。

报告指出,面向存量市场与双碳目标,炼化企业不能仅依靠单一技术,而应通过全流程综合节能降碳技术平台,实现物质流、能量流、碳流的三流协同优化,从而在降低能耗与碳排放的同时提升经济效益。

装置能效评价体系实现从黑箱模型向过程评价转变。

石科院开发的炼油装置能效评价体系,设计了367项指标和5套装置能效指数,采用‘机理模型+人工智能’技术路线,能够精准定位用能瓶颈,已在多家企业实现应用,提出节能方案53项,共计节能量6万吨标油/年。

换热网络集成优化显著提升热回收效率。

针对现有换热网络匹配不合理、跨夹点传热等问题,报告提出基于夹点分析与数学规划的多目标优化技术。对于千万吨级常减压装置,可减少碳排放2-5万吨/年,装置能耗下降0.5-1.5千克标油/吨,增效1500-3000万元/年。

蒸汽动力系统优化需要全链条协同。

报告强调从优化供给(热、电比、炉机负荷分配)、优化输送(消除瓶颈、降低散热损失)、优化用汽(按需用汽)到促进回收(提高凝结水回收率、低温热利用率)四个环节入手,每节省1吨蒸汽可减少碳排放0.25-0.40吨,千万吨级炼厂年节能1.4-2.3万吨标油。

氢气资源高效利用通过夹点分析与智能调度实现。

报告提出氢夹点分析与氢气网络数学规划模型相结合的方法,耦合临氢装置严格模拟,可挖掘节氢潜力、优化氢气分配。自主开发的氧气系统柔性智能优化决策技术,能实现氢气网络的柔性调度,降低外购氢气成本。

报告回答的关键问题

炼化企业如何系统性降低能耗与碳排放?

报告推荐采用全流程综合节能降碳技术平台,该平台基于‘装置+系统’耦合模式,整合换热网络、蒸汽动力、氢气资源、瓦斯系统等多项优化技术,从设备到装置再到全厂系统进行协同优化。已为数十家企业提供服务,平均降低全厂炼油能耗约4千克标油/吨,累计减少二氧化碳排放约16-55万吨/年。

换热网络优化有哪些先进技术方法和效果?

报告介绍了夹点分析与数学规划相结合的换热网络集成优化技术,通过装置严格模拟建立模型,诊断跨夹点传热等问题,实现多目标优化(降低能耗、提升收率、增加收益)。在千万吨级常减压装置中,可减少碳排放2-5万吨/年并增效1500-3000万元/年。

蒸汽动力系统优化应从哪些方面入手?

报告指出应从优化供给(合理的热电比和炉机负荷分配)、优化输送(消除管网瓶颈、减少散热损失)、优化用汽(按需用汽减少浪费)和促进回收(提高凝结水回收率和低温热利用率)四个方面系统推进。每节省1吨蒸汽可减碳0.25-0.40吨,千万吨级炼厂年节能效益显著。

炼化企业如何提高氢气资源利用效率?

报告建议采用氢夹点分析技术诊断用氢瓶颈,结合氢气网络数学规划模型和临氢装置严格模拟,实现氢气网络与装置协同优化。自主开发的柔性智能优化决策技术可支持柔性调度,通过回收燃料气中的氢气并优化加氢装置操作条件,实现节氢减排。

报告中的代表性数据

367项指标,5套指数,53项节能方案,6万吨标油/年

装置能效评价体系指标数量与节能效果

应用案例数据,石科院开发的炼油装置能效评价体系涵盖367项指标和5套装置能效指数;已在扬子石化、中科炼化、广州石化试点应用,提出节能方案53项,共计节能量6万吨标油/年。

减少碳排放2-5万吨/年,增效1500-3000万元/年

换热网络集成优化典型效果

千万吨级常减压装置,报告指出,对于千万吨级常减压装置,通过换热网络集成优化可减少碳排放2-5万吨/年,装置能耗下降0.5-1.5千克标油/吨,增效1500-3000万元/年。

节能1.4-2.3万吨标油/年,减碳4-8万吨/年

蒸汽动力系统优化节能效果

千万吨级炼厂,通过开展蒸汽动力系统优化,千万吨级炼厂可实现节能1.4-2.3万吨标油/年,减少碳排放4-8万吨/年。每节省1吨蒸汽对应减碳0.25-0.40吨。

以上数据根据报告摘要整理,具体统计口径和数值请以完整报告原文为准。

完整报告包含什么

  • 石科院优智中心/低碳中心的详细介绍,包括其技术团队、研发领域及服务模式,展示其在炼化资源优化与工业智能领域的综合实力。
  • 炼油装置能效评价体系的工作原理、技术路线及在扬子石化、中科炼化、广州石化的具体应用案例,包含367项指标的建模计算过程与效果验证。
  • 换热网络集成优化技术的详细解法,包括现场数据采集、装置严格模型建立、夹点分析与数学规划优化,以及S石化、J炼化、Q石化等企业的实际案例与节能数据。
  • 蒸汽动力系统集成优化技术的全链条方案,从优化供给、输送、用汽到促进回收,并给出不同工况下的节能减碳效果预测。
  • 低温余热高效利用技术的原理与实施策略,遵循温度对口、梯级利用原则,提升低品质热量回收率。
  • 氢气资源高效利用技术的氢夹点分析与智能调度方法,以及加氢装置节氢管理的具体措施和案例。
  • 瓦斯系统平衡优化技术的协同优化方案,包括氢气-瓦斯-轻烃三元协同、夏季/冬季工况调整策略,以及全厂瓦斯减量化方案的实际效果。
  • 全流程综合节能降碳技术平台的架构与实施案例,如Z炼化、Y炼化、J炼化、S炼化等企业的定制化优化方案及预计创效数据。
  • 石科院在炼化节能降碳领域的累计成果:已服务数十家企业,平均降低全厂炼油能耗约4千克标油/吨,累计减少CO2排放约16-55万吨/年,创效约8亿元/年。

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