炼化能量系统优化研究论文

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1．技术背景炼化业务作为高耗能产业，能源消耗占全国总量的15%左右。由于炼化企业基本是在老厂基础上进行改扩建，受技术和资金的限制以及业务迅速发展，在改扩建过程中没能充分考虑改造装置的操作优化、新建装置与原有装置的合理能量交换和优化利用以及生产装置和公用工程系统配套之间的能量优化，引起操作条件优化不足、换热网络不合理、装置间热量利用不充分、热电利用没有最佳配置、待回收低温热越来越多等问题，致使炼化企业能耗指标偏高。面对严峻的能源形势和气候变化的挑战，随着加工原油劣质化、产品高附加值化和油品质量的不断升级，炼化企业的节能减排压力逐渐增大，以往针对单套装置、单台设备的单项节能技术和局部能量分析方法，已无法满足新形势下的节能减排指标要求。2．技术原理炼化能量系统优化技术是近年逐步发展成熟的一项前景广阔的节能技术，综合了过程模拟、过程能量集成、系统优化及优化控制等多种技术，是集炼化工艺技术、信息技术应用、数学规划、技术经济分析和工程建设等为一体的复杂系统工程。该技术主要是在准确模拟炼化生产过程的基础上，应用夹点技术、“三环节”方法等系统工程技术及先进的优化分析方法，结合实际生产管理及操作经验，对过程用能进行系统分析，找出用能的“瓶颈”所在，提出改善能量利用的优化方案，实现换热流程合理化、设备效率最大化、操作条件最优化、系统运行最佳化，在提高企业经济效益的同时实现节能降耗。3．实践案例中国石油2008年设立炼化能量系统优化重大科技专项，通过引进吸收、开发集成、典型示范和推广应用，能量系统优化研究取得重要成果。掌握并创建了具有自主知识产权的38项国际先进的模拟优化技术，包括炼油离线模拟优化技术，乙烯、公用工程离线和在线模拟优化技术；创新建立了7个实用高效的工作方法与平台；在锦州石化、兰州石化、吉林石化、克拉玛依石化和长庆石化建设形成了6项节能增效突出的标杆工程。兰州石化46×104t/a乙烯装置能量系统优化示范工程开发了乙烯裂解深度模型、后处理分离系统Aspen Plus模拟模型、装置公用工程系统模型，搭建了一套完整的乙烯全流程模拟平台，自主开发应用了乙烯装置能量管理系统（EMS）。项目研究提出并实施的12项不投资或少投资项目措施，实现装置吨乙烯能耗降低65kg标准油。公用工程系统能量优化示范工程项目建立了炼化一体化蒸汽动力系统模型以及能量管理EMS系统，实现了能量系统KPI实时监测、能耗统计分析、公用工程系统在线优化、节能项目绩效跟踪等功能。锦州石化通过引进吸收国际先进技术，对现有生产装置和公用工程系统进行能量系统优化研究，大力实施节能节水技术改造，整体用能水平得到显著提高。建立了流程模拟模型72套，识别出节能增效优化机会94项，已实施24项不投资或少投资优化方案，实现加工吨原油节能标准油。

（1） 973项目“高效节能的关键科学问题”课题七：能量利用系统集成建模、创新及优化研究 (G2000/026307) ()（2） “十一五”863重点项目“化工反应过程强化技术”课题四“反应过程耦合强化技术及工业示范”研究任务二：醋酸乙酯/醋酸丁酯反应－反应耦合强化工业化技术 ()（3） 国家重大基础研究（973）前期研究专项：基于过程耦合的系统集成与优化研究 (2004CCA03100) ()（4） 教育部优秀青年教师资助计划项目：过程系统环境火用经济分析与优化的环境效应量化策略研究 ()（5） 科技部社会公益研究专项专题：温室太阳能传递、转换及利用特性研究 (2004DIB4J156) ()（6） 广东省自然科学基金：基于过程耦合的系统节能流程集成策略研究 (04020128) ()（7） 留学回国人员科研启动基金：过程系统分析优化的火用经济学策略研究 ()（8） 科技部社会公益研究专项专题：广州市水环境含磷洗涤剂污染特征及其与北京市的比较 (2002DIB10057) ()（9） 国家自然科学基金：过程系统环境火用经济建模与优化策略研究 (20076018) ()（10）广州市科技计划项目：药品生产过程能量综合优化技术与新工艺研究及工业应用 (2001-T-009-01) ()（11）中石化武汉分公司炼油能量系统优化总体规划研究 ()（12）中石化金陵分公司炼油主要装置用能分析、评价及优化研究开发 ()（13）中石化巴陵分公司过程能量系统分析与综合优化改造研究 ()（14）中石化岳阳石油化工总厂“十五”节能规划（能量系统集成优化技术应用的研究） ( – )（15）中石化高桥分公司炼油厂部分工艺装置能量系统优化改造工艺包 ()（16）中石化高桥分公司1#催化装置与C6分离装置热集成改造的研究开发 ()（17）广州珠江化工集团溶剂厂醋酸乙酯/醋酸丁酯联产节能新工艺研究开发 ()（18）广州潘高寿药业股份有限公司及侨光制药有限公司能量系统综合优化改造研究 ()（19）中石化茂名石化有限公司能量系统综合优化改造研究（）