20260107-中石化石油化工科学研究院-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_22页_2mb

炼化生产过程节能降碳技术与实践总结

核心内容概述

本报告围绕炼化生产过程中的节能降碳技术展开，介绍了石科院优智中心在该领域的技术体系与应用实践。通过构建覆盖“装置-系统-全流程”的节能降碳技术体系，结合炼油工艺机理模型和人工智能技术，实现炼化企业能效提升、成本降低与碳排放减少的目标。

主要观点

• 一体化优化服务：以客户为中心，以问题为导向，提供全面、高效、专业的技术服务，助力企业实现节能增效。
• “三流”合一管控：物质流、能量流与碳流的综合优化是实现炼化生产绿色低碳发展的关键。
• 多技术协同应用：通过七大关键技术方向（装置能效评价、换热网络集成优化、蒸汽动力系统优化、低温余热利用、氢气高效利用、瓦斯系统优化、全流程综合节能）实现节能降碳目标。
• 智能化与模型化结合：利用人工智能、严格模型与数学规划等手段，提升优化精度与效率，实现科学决策与系统协同。

关键技术方向

1. 炼化装置能效评价体系方法

• 技术路线：从装置严格模型建立、能效指标筛选、优化提升到体系验证。
• 技术优势：
  • 实现从黑箱模型向过程评价模型转变。
  • 通过“机理模型+人工智能”技术路线提升计算精度与效率。
  • 开发“机理 + 熵值”双权重能效指数，精准定位瓶颈。
• 应用案例：已在扬子石化、中科炼化、广州石化完成试点应用，覆盖常减压蒸馏、催化裂化、加氢裂化等装置。
• 节能效果：提出53项节能方案，年节能量达6万吨标油。

2. 换热网络集成优化技术

• 行业痛点：现有换热网络匹配不合理，存在跨夹点传热问题，影响效率。
• 技术路线：现场数据采集 → 装置严格模型 → 换热网络严格模型 → 用能诊断 → 优化方案设计。
• 技术优势：
  • 实现夹点理论与数值规划的协同优化。
  • 支持多目标优化，兼顾能耗、产品收率与系统稳定性。
• 应用案例：在F石化、H炼化、Q石化等企业实施，降低装置能耗4kgoe/t原料。
• 节能效果：千万吨级常减压装置年减少碳排放2~5万吨，节能1500~3000万元。

3. 蒸汽动力系统集成优化技术

• 行业痛点：系统复杂、管理分散、缺乏统一规划。
• 技术路线：优化供给、输送、用汽及回收环节，提升蒸汽利用效率。
• 技术优势：
  • 通过优化热电比、输送效率、用汽匹配等提升系统整体能效。
  • 实现系统柔性调度与协同优化。
• 节能效果：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，减排4~8万吨碳。

4. 氢气资源高效利用技术

• 技术路线：氢夹点分析 → 氢气网络数学规划模型 → 临氢装置严格模拟 → 氢气系统柔性调度。
• 技术优势：
  • 耦合氢气网络与临氢装置，实现协同优化。
  • 提供氢气流股匹配规则与节氢潜力分析。
• 应用案例：优化氢气系统，实现资源高效利用与节氢减排。

5. 瓦斯系统平衡优化技术

• 行业痛点：热值波动、供需不平衡、高价值组分未有效回收。
• 技术路线：
  • 回收燃料气中的氢气与轻烃。
  • 优化瓦斯系统配置，适应不同季节工况。
• 技术优势：
  • 实现氢气-瓦斯-轻烃三元协同优化。
  • 提升资源利用率，降低燃料消耗与碳排放。
• 节能效果：减少过剩瓦斯30%~45%，降低低效发电开工率30%，提升经济效益。

6. 低温余热高效利用技术

• 技术目标：提升低品质热量回收率，实现“温度对口、梯级利用”。
• 技术优势：
  • 优化换热器设计与系统匹配，提高余热利用率。
  • 结合人工智能进行动态优化与预测。

7. 全流程综合节能降碳技术平台

• 技术路线：基于“装置+系统”耦合模式，开发全流程节能降碳平台，涵盖多个系统模型与优化策略。
• 技术优势：
  • 实现多系统协同优化，兼顾节能、降碳与经济效益。
  • 依托石科院雄厚技术实力与专业团队，提供定制化服务。
• 应用案例：
  • Z炼化：实施60项优化措施，预计年节能量6.29kgoe/t，创效近2亿元。
  • J炼化：提出96项优化措施，预计年节能量8.0kgce/t，创效1.67亿元。
  • S炼化：提出75项优化措施，预计年节能量8.272kgoe/t，创效约1.3亿元。
• 整体效果：已为数十家企业提供服务，平均降低炼油能耗5.4kgoe/t，年减排二氧化碳约160.55万吨，累计创效约10.8亿元。

结论

通过构建“装置-系统-全流程”一体化节能降碳技术体系，石科院优智中心在炼化生产过程中实现了显著的节能与减排效果。七大核心技术方向为石化企业提供科学、系统的优化解决方案，推动行业向绿色低碳转型，助力实现“双碳”目标。