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摘要：化工行業在我國起著能源支撐作用，但在節能技術方面與國外先進技術還有很大的差距。筆者介紹了我國化工節能技術的基本現狀，并對我國化工節能技術的發展趨勢做了展望分析，分別從裝置的集成設計和聯合建設、裝置的能量系統優化、引入新工藝和新設備、采用節能新技術四個方面進行了研究。只有從多方面著手節能技術改進和應用才能更有效地將我國化工企業節能工作提升到一個新臺階，使我國化工企業走上綠色、節能、高效的發展之路。

關鍵詞：節能技術；能量優化；能量回收；能耗

隨著中國科技與經濟的高速發展，我國煉油與化工行業獲得了前所未有的發展，但是在發展過程中，也存在著資源利用不充分及浪費的情況。我國是一個資源大國，如果按照資源的總儲備來說，我國可以排在世界前列，但是我國的人口基數大，人均占有資源數量不足世界人均的一半。當前，我國能源面臨的形勢還是較為嚴峻，以石油為例，石油資源對外依存度接近70%，我國工業能耗約占全國能耗的70%，遠高于發達國家，約占其1/3的水平；同時我國單位國內生產總值能耗約為世界平均水平的2.8倍，重化工行業的單位產品能耗也遠遠高于世界先進水平，其中原油加工、乙烯、合成氨等重要煉油與化工過程的單位產品能耗與世界先進水平還存在至少5%～15%的差距。工信部指出，國家“十二五”節能減排約束性目標的實現面臨嚴峻挑戰，2017年我國規模以上工業企業單位能耗占全國總能耗的73.74%，高能耗行業能耗占工業能耗的78.9%，遠高于世界主要經濟體在工業過程中的最高占比，并且還有上升的趨勢。化工行業作為高能耗高污染企業的典型代表，不僅在節能技術上與世界先進國家存在差距，而且在節能的理念和節能制度上也不同程度存在問題。

1我國化工行業節能技術現狀

與上世紀化工技術相比，我國化工企業的技術進步是非常巨大的，雖然生產效率和生產質量都得到了大幅度地提升，但是與國外先進技術相比，在能源的利用率和資源節省方面還存在較大的差距。首先是煉油和化工裝置的規模和設計水平都比不上國外先進國家，沒有先進的工藝技術作為支撐，同時裝置的規模又偏小，加工處理能力薄弱，這些都會加劇能耗的增加。現在世界先進水平煉油能耗在50kg標準油，我國煉油能耗最好的可以達到55kg標準油水平，普遍都是在60kg標準油以上，規模小的甚至能達到80kg標準油[1-3]，嚴重地造成了能源的浪費，同時也影響了企業的盈利能力。在我國大型煉廠并不多，大型煉油廠和化工廠主要集中在中國石油、中國石化和中海油等大型國有企業中，還有很多私有企業的規模比較小，在幾十萬噸每年到幾百萬噸每年規模，這樣小型企業雖然加工靈活性非常好，但是想成規模化比較困難。我國實行原油配給機制，將更多資源傾斜到大型國有企業，小企業的加工原料資源有限，即使獲取原料其質量也都比較差；同時，小型企業的管理不系統、不科學，員工培訓不到位并且資金有限，如果擴大經營規模需要大量資金，但獲取銀行貸款和融資都比較困難，這些都會加劇小型企業能耗高居不下。而大型煉廠通常在規模、設計水平、管理水平、培訓、員工技能都占據優勢，這種大型企業通常能耗較低，盈利能力具有優勢，故大型煉廠規模化模式將會有助于我國總體節能水平的提升[4-6]，多建設大型煉廠是我國化工企業的出路。

2化工企業節能技術發展趨勢

在國家“十三五”規劃中明確提出，我國今后將要朝著綠色、環保、節能方向發展，在此大背景下化工企業的節能減排將是大勢所趨，這也將是我國化工企業的生存之道，只有節能減排水平提升上去，企業的盈利能力才會有充分保證。

2.1裝置的集成設計和聯合建設

由于我國化工企業規模普遍較小且分散，使企業的能耗居高不下，所以，煉油與化工企業應聯合集成建廠來加強企業的規模化效益是節能技術的一個發展趨勢[7]。它不僅會使裝置的總體操作費用降低，同時也會使裝置的整體能耗降低，而且裝置的燃燒效率會有大幅度地提升。現在熱聯合也是流行的新概念，就是指為了增加熱效率，減少不必要的投資成本，縮減加熱設備，同時將冷卻設備過程中回收的熱量用在給其他工段加熱上，可大幅度地降低燃料成本。同樣可以跨界進行聯合，已經不局限與化工設備之間的聯合，可以是煉油設備與化工設備的聯合，即是自上游煉油至下游化工的大聯合，這種聯合除了可以實現原料的互相有效地供應之外，還可以使原料的利用效率及熱量得到充分利用，使煉油和化工兩個領域的經濟效益都得到提升。在實踐過程中，研究發現通過單套裝置和雙套裝置的應用能耗和成本分析，單套裝置的能耗和成本都要低于雙套裝置，分別降低18%和25%。新建成的大型裝置都是采用多套裝置進行聯合生產，這會使造價成本和能耗比較低，并且功效比較好。因此，裝置的集成設計和聯合建設已成為提高現有資源的利用率，降低能耗的最有效途徑。

2.2優化能量系統

在化工領域能源種類繁多，工藝過程復雜，有吸熱反應也有放熱反應，能量的品位參差不齊，通過對能量的轉換過程進行控制，以及能量回收系統的改善，可以進一步實現熱回收。對動力與蒸汽的有效控制以及對能量系統進行優化是節能的重要途徑之一[8]。對于能量系統的優化，最重要是在最初的設計階段進行。在設計階段對化工廠的各個階段進行統籌設計，使能量的轉換過程、利用過程和回收過程的效率達到更高。就目前而言，最常用的能量系統優化方法是使用夾點技術。所謂的夾點就是指在能量轉換過程中溫差最小的點，這個點對于能量的回收利用具有非常大的作用，通過控制夾點的溫差可以有效地降低資源的消耗和能量的浪費，尤其在節熱和節水領域更是被普遍應用。同時，隨著人工智能的不斷普及，可以采用人工智能方式對能量系統進行優化控制。

2.3使用新工藝、新設備

采用新工藝，從源頭上減少能量是節能的理想措施。新工藝有助于提高目的產品的收率、提高裝置的操作彈性，從而降低能耗。例如，某廠在醇類濃縮中采用膜分離技術代替傳統的精餾塔，使醇類的收率得到大幅提升。通過優化換熱網絡來提高能源的回收率、減少能量的損耗，是能量回收系統熱集成的一個具體體現。在化工生產過程中，往往需要多套裝置進行聯合作業才能生產出目的產品。工藝的熱聯合可以將各個裝置聯系起來，不再是單獨作戰的個體單元，有助于提高整體能量的使用效率，減少裝置的冷卻負荷、不必要的加熱系統，從而既可節省燃料，又能減少污染物的排放。采用高效節能設備主要體現在傳輸設備、旋轉設備、鍋爐、反應器和換熱器等幾個方面。

2.4采用節能新技術

目前，新研發的化工節能技術有精餾裝置節能技術、熱泵技術、機泵變頻調控技術等。其中，機泵變頻技術的基本原理就是將計算機作為控制的核心，實時地通過計算機應用程序對機泵進行監控，根據機泵的運轉狀態對機泵進行調控，從而保證機泵并不是保持某一負荷一直運轉，實現根據需要自動調節泵的轉速，實現有效節能。精餾裝置節能技術中有一項就是對常規的精餾裝置進行技術創新，使用直徑為14m的精餾塔，并在精餾塔中裝填最新技術的孔板波紋填料，提高精餾塔的利用效率，達到裝置節能的目的。

3結論

節能技術的開發和應用將會成為化工領域長期發展的主流趨勢，我國節能技術起步較晚，與先進國家相比還有很大的差距；但是憑借我國優良的經驗借鑒能力和高速發展的科技使我國完全有能力在節能技術領域有所建樹，而加強節能技術的發展，重視并推動節能技術的研究是最基本的工作基礎。在化工領域，做好裝置的集成設計和聯合建設是化工企業做好節能最有效的途徑。對于化工企業在多套裝置進行整合之外，還要對其能量系統進行綜合優化，進一步利用好能源；同時，也要注重新工藝、新設備的引進和自主研發，不斷加強新技術的研發和應用，只有從多方面著手節能技術改進和應用才能更有效地將我國化工企業節能工作提升到一個新臺階，不斷縮小與國外先進技術的差距，使我國化工企業走上綠色、節能、高效的發展之路。

參考文獻：

[1]付繼強．煉油化工企業節能降耗技術的思考[J]．科技與企業，2015（22）：92-92．

[2]何奎．石油化工節能設備及技術進展[J]．中外能源，2013，18（8）：95-100．

[3]馬林，李惠盛．石油化工節能措施分析[J]．黑龍江科技信息，2010（20）：42-42．

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[5]孟繼安，牛繼舜．夾點技術在常減壓蒸餾裝置上的應用探索[J]．黑龍江石油化工，1996，7（2）：33-35．

[6]汪學峰．變頻調速節能技術在石油化工行業上的應用[J]．上海電氣技術，2011，4（2）：33-36．

[7]崔源發，嚴正斌．電氣節能設備效能最大化的思考[J]．有色冶金節能，2011（6）：33-36．

[8]吳晶晶．淺析化工節能技術的發展前景[J]．化工設計通訊，2016，42（11）：101-102.

作者:王巖 單位:大慶油田技術監督中心