炼化生产过程节能降碳技术与实践

提供炼化资源一体化优化服务，助力企业提质增效 汇报人：董叶伟 中石化石油化工科学研究院有限公司资源优化与工业智能研究中心石油化工低碳经济研究中心 一、石科院优智中心介绍 二、炼化节能：存量发展降本增效 1）炼化装置能效评价体系方法2）换热网络集成优化技术3）蒸汽动力系统集成优化技术4）低温余热高效利用技术5）氢气资源高效利用技术6）瓦斯系统平衡优化技术7）全流程综合节能降碳技术 建设世界一流的绿色低碳能源化工科学研究院 中石化石油化工科学研究院有限公司（以下简称石科院）是中国石化直属的综合性科学技术研究开发机构，创建于1956年，在国际上拥有较高的知名度和影响力。研发领域以石油炼制技术开发为主，注重油化结合，兼顾相关石油化工技术研发，并有重点地向新型替代燃料和新能源领域延伸。 人工智能技术赋能石化行业智能化发展 根植石科完雄厚技术实力 优智中心/低碳中心的业务开展依托于石科院所具备的炼化生产成套技术，开发实力突出，软/硬资源兼具，可供灵活统荐。 资源优化与业智能研究中心 造专批化精英团队 石油化工低碳经济研究中心 团队专业人员涉及的核心技术领域包活炼厂总流程优化、装置运行优化智能化模型开发、节能降碳优化、炼油工艺技术及服务等涉及领域广泛自专业知识扎实工程经验丰富 中国石油学会碳中和专业委员会 实现一体化技术服务目标 “以客户为中心，以问题为导向，瞄准企业最关心，最迫切的需求基于有针对性的高效合作，实现一体化，协同化，平台化运营为客户提供全面、优质、高效技服务， 联中和专业表员会 明确使命勇于开拓一深化改革 投身新时代、顺应新潮流，服务发展大局、把握行业大势开放合作，开放创新，建设世界一流的石化领域资源优化解决方案供应中心，为成为最值得用户信赖的技术及服务提供商而低砺前行。 面向存量市场竞争下的高质量发展：打造炼厂资源一体化优化支撑平台 物质流 能量流 碳流 物质流是炼油总流程工作永恒的话题，是实现原油资源高效利用与高端产品生产的根基。 能量流是充分优化系统用能，需要充分满足能耗双控以及能耗双控向碳排放双控转变的要求。 碳流优化是在碳排放双控要求及碳足迹要求下对行业的发展提出的新要求。 “三流”合一的整体管控与优化，是新质生产力提出的新要求，迫切需要高效的工具、先进的技术支撑。 一、石科院优智中心介绍 二炼化节能：存量发展降本增效 1）炼化装置能效评价体系方法2）换热网络集成优化技术3）蒸汽动力系统集成优化技术4）低温余热高效利用技术5）氢气资源高效利用技术6）瓦斯系统平衡优化技术7）全流程综合节能降碳技术 双碳技术领域-节能降碳技术体系 石科院结合炼油工艺机理模型和人工智能技术，耦合装置严格模拟与公用工程集成优化，开发全流程节能降碳技术平台。 气盗高利用技 双碳技术领域-炼油装置能效评价体系 双碳技术领域-炼油装置能效评价体系口 技术路线 装置能效评价技术需求分析 装置用能机理模型研究与开发 装置能效关键指标筛选与设计 能效指标优化与提升数值研究 装置能效评价体系验证与应用 技术优势口 开发“机理模型+人工智能”新技术路线 升级优化模型计算精度及效率全面、快速的设计能效指标 开发“机理+摘值”双权重能效指数新方法 实现常规简易评价方法向自主评价方法转变实现黑箱模型向过程评价模型转变实现相关装置用能瓶颈的快速定位 双碳技术领域-炼油装置能效评价体系 口应用案例 炼油装置能效评价体系已在扬子石化、中科炼化、广州石化完成试点应用 端盖常减压蒸增、催化裂化、加氧裂化、渣油加氨、SZorb等装置。 共计367项指标的建模计算、指标验证、能效评价工作，应用效果良好 节能效果 顺应国家“双碳”目标发展战略，满足石化企业节能降本需求。快速、全面、标准评价炼油装置能效水平，精准定位能效瓶颈。基于上述3家企业应用，结合指标数据，提出节能方案53项。共计节能量6万吨标油/年。 双碳技术领域-换热网络集成优化技术 口行业痛点 节能降碳需求追切 在政策法规约速、经济成本压力与社会环保需求的多重驱动下炼厂驱需节能降碳，换热网络是用要的能量回收过程 换热网络结构缺陷 现有换热网络存在大量换热匹配不合理、跨夹点传热等情况，传热效率远低于理论水平。 口技术痛点 目前换热网络优化技术侧重于换热网络本身：忽略装置与换热网络间的相互影响，导致实际工况与设计工况存在差距。 与装置集成不足 换热网络涉及降低能耗、质量要求、增加收益、系统稳定等多目标优化，各目标存在冲突，难以获得多方利益最优解 多目标优化冲卖 双碳技术领域-换热网络集成优化技术 口技术路线 口技术优势 实际工况产格模拟：实际工况严格跟踪优化方案高度贴合装营真实运行状态 理论与算法双审支撑：定位最小理论能耗目标，对复杂多变量问题进行全局导优 多目标优化：实现产品收率优化，换热终温预测，装置操作节能，节能改造优化。 双碳技术领域-换热网络集成优化技术 口应用案例 换热网络集成优化日炼化 换热器能效评估及诊断T石化 S石化延迟焦化装置 换热网络集成优化Q石化 低两台菌汽发生家产商汽量提摄升中段省环油及焦化精油与焦化质料的使热量：优化后接热格湿提升约20℃降狂装置耗4kgoe/ 口节能效果 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， 双碳技术领域-蒸汽动力系统集成优化技术 口行业痛点 系统特点 科学手段 顶层设计 炼化企业生产规模凉动式发展，蒸汽系统惯用“填平补齐”的粗放式改扩建方式，缺少综一的规划和合理的配置。 蒸汽动力系统具有多等极参故多燃料来消、多产（汽）供（汽）需求和多周期条件等特点，奢易受到工艺装置、其他公用工程、辅助和附期生产系统的影响。 电站、管网和装置分别由不同部门管理被此协需不等，加之系统的复杂性和缺少必要的静数监测，常作人员多通过自身经验加以判断，缺少科学的手段及方法。 蒸汽动力系统集成优化技术 ①优化供给优化热、电比优化炉机负荷分配 ②优化输送消除系统瓶颈降低散热损失 促进回收提高装结水回收率提高低温热利用率 ③优化用汽按需用汽降低不合理用能 应用蒸汽动力系统集成优化技术，每节省1吨蒸汽，可实现碳减排0.25-0.40吨 对于干万吨级炼厂，通过开展蒸汽动力系统优化，可实现节能1.4~2.3万吨标油/年，减少碳排放4~8万吨/年， 双碳技术领域-氢气资源高效利用技术 双碳技术领域-瓦斯系统平衡优化技术口 行业痛点 热值波动与供需不平 燃料气组分复杂（金甲烷、乙烷、氧气等），不同气源的甲烷、乙烧，氧气等组分比例差异望著，导致混合后热篮波动大，夏季高湿时燃料气网压力病洁，或通过电站消耗需余梯料气：各季低湿时管网压力不是或无液态天然气，工艺装置（如：乙苯·苯乙烯装置）投产后可能打破原瓦断系统甲衡，例如：催化干气中乙烯玻提取后，打被供需平衡。 高价值资源利用率低下 高附加值组分（如：乙烷、丙烧、氩气，LPG组分）来被有效分离回收，直接作为燃料烧掉，造成经济效益损失， 计量误差与成本核算困难 传统节流式差压流量计在变组分气体中计量读差大，尤其整小流量时误差显著，影响能耗统计和成本控制。 双碳技术领域-瓦斯系统平衡优化技术 增设内燃机发电机组 回收燃料气中的轻烃 减量化处理高效利用》 通过国收燃料气中的轻经，使得轻经资源高价值利用，避免直接燃烧产汽效益低下， 口技术优势华 1双碳技术领域-瓦斯系统平衡优化技术口 应用案例 优化目标：减少瓦斯产率，降低C含量，回收干气中的液化气组分 口节能效果 全厂瓦斯减量化方案 吸收稳定优化方案 ①路. 优化效果 ①回收液化气1830kg/h，折合瓦斯2251kg/h，减少过南瓦斯30%-45%，减少低效发电开工率30% 双碳技术领域-全流程综合节能降碳技术平台 口基于“装置+系统”耦合模式，形成全流程综合节能降碳技术平台，开展多系统协同优化 口为石化企业提供“一站式，全系统，节能降碳，降本增效“技术咨询服务 炼厂基础数据收集与规范化处理 事点装二能量产用模型建设 装置内部热集成模型建设 装置间热巢成模型建设 全氧气系统集成模型建设 全厂瓦斯系统模型建设 全厂公用工程系统模型建设 根据炼厂短/中长周期规划 量身定制节能升级发展规划方案 双碳技术领域-全流程综合节能降碳技术平台 Y炼化全厂节能降碳项目 口Z炼化全厂节能降碳项目 根据企业装置配置条件和用能特点为企业量身定制了60项切实可行的节能优化措施。 若优化方案全部付诸实施，预计可为企业创效近2亿元年为乙炼化给综台得升全厂跑覆和资落利用效车美定了 基于装置与系统实生产情况，植理49项节能优化措施，预计可库低企业炼油能耗6.29k 口J炼化全厂节能降碳项目 口S炼化全厂节能降碳项目 从管理经营，流程优化，工艺技术调新运行、操作优化、公用工程票统优化等多角度，全方位特助！炼化源入挖担用能瓶颈， 为企业提出96顶优化搭品，著优化方案全部付适实施，预计可降低全厂炼油能耗88k量0/，为业创效167亿元／年， 本方室研究形成优化方室共项预计方案全部实链后，降低全厂能耗8.272kg01，经济效益约为1.3亿元年 七大关键技术方向： 装置能效评价体系实现从黑箱模型向过程评价转变。换热网络集成优化提升热回收效率，降低能耗与碳排放。蒸汽动力系统优化一实现多压力等级蒸汽高效利用。低温高效余热利用遵循温度对口、梯级利用提升低品质热量回收率。氢气资源高效利用通过夹点分析与智能调度实现节氢减排。瓦斯系统平衡优化实现轻烃资源高效回收与系统平衡。全流程综合节能降碳多系统耦合，实现节能降碳与经济效益双提升。 目前已为数十家企业开展节能降碳技术咨询与服务项目，平均降低全厂炼油能耗约4k，累计降低二氧化碳排放约16碗%55万吨年，累计创效约#8亿元年 感谢您的聆听 www.sinopec.com 石科院优智中心资源优化，工业智能与优秀为伍，与智者同行