石油化工技术(6篇)
时间:2024-11-22
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【关键词】石油化工;自动化仪表;控制
前言
石油是全世界需求量最大的能源,也是我国重要的基础能源。把先进的科学技术与石油化工行业相结合,对于提升企业的竞争力具有重要的意义。使用自动化仪表是一种重要的提升方法。二十世纪四十年代石油化工企业开始使用自动化仪表,那时的仪表自动化仅是一种机械的自动化,完全达不到自动控制的要求。仪表技术含量低,体积大。经过而后的发展,特别是第三次科技革命的到来,微型和小型计算机技术在石油化工行业的应用,使自动化仪表水平发生了质的飞跃,表现在仪表体积缩小,精度提高,人员干预程度降低。通过计算机与DCS的结合,多变量控制、智能控制和技术控制的实现[1],石化企业的自动化程度得到了很大的提高。笔者根据自己的工作经验,对石油化工自动化仪表技术的应用进行浅析。
1.执行检测类仪表
在执行检测类仪表中有温度仪表、压力仪表、物位仪表、流量仪表、等,本文选择物位仪表和流量仪表这两种具有代表性的仪表的发展和应用探讨石油化工自动化仪表技术的应用。
1.1物位仪表。物位仪表根据装载物料的不同分为料位计和液位计,若是两相物资则为相位计。目前电子型物位仪表超过了机械式物位,电子型中以非接触式物位仪表(TOF)发展最快、应用最广。TOF是通过向物料发射某种能量波,能量波遇到物料后反射并被接收,根据时间差计算物位。除了非接触式还有接触式,在容器内从罐顶到罐底安装一根导波杆,微波从上向下传播,遇到物料介电常数会发生变化,根据波的行程测出物位,微波主要是脉冲波。在石油化工厂内具有较多的反应容器、储罐等物料装填场合,需要对物料液位进行测量以便控制反应的速度和储存的安全。例如在延迟焦化工艺中,需要对塔内焦化产品测量物位,所采用的测量方法是利用放射性同位素发射的放射性射线,对射线的发射时间进行测量得出行程。而对储油罐的测量则采用传统的浮力式和电容式。较为先进的超声波式、激光式和微波式,因其测量精度高、反应迅速也在石化企业得到广泛的应用。新型探测方法磁致伸缩式[2]因其精度高、可靠性强也在得到普及。石化企业内物位仪表并非单独使用,它们与阀门配合,当物位超出设定值,阀门开启或关闭,以保证安全的物位高度。
1.2流量仪表。石油化工企业另一个得到了大范围的应用的仪表是流量计,用来测量单位时间内流过管道的流体的体积。流量计伴随着石油的开采、运输、冶炼加工直至最后贸易。石化企业内要求流量计能测量大口径流量或微小流量;脉动流,高温介质,低温介质或多相流介质;高粘性、强腐蚀流。流量计根据测量介质的不同分为气体和液体流量计。流量计主要应用于设备的进出口,大多数流量计与阀门相连,可自动使流量保持在一定范围内。先进的流量计有电磁流量计、超声波流量计。超声波流量计可用来测量大管径、腐蚀性、不宜接触的流体,不会造成压力损失,缺点是不能测量脉动流,抗干扰能力差,精度不高,重复性差。电磁流量计只能测量导电的流体,由于流体的电阻随温度变化,温度需保持恒定,要求流体纯净、无杂质。化工企业对流量计的选择是根据仪表的性能、流体的特性、安装条件、环境条件和经济因素等方面综合考虑。例如常减压装置安装的流量计要能抗高温、耐腐蚀。在天然气输送中采用的是靶式流量计和弯管流量计。流量计的自动化表现在流量计可根据生产的需要自动调节流量的大小,流量计之间相互关联、相互影响,可设置流量计传送的流量,当达到规定值后自行关闭阀门。这些自动化措施大大提高了石化企业的生产安全,减轻了人员的劳动量。随着技术的发展,流量计日益自动化、小型化和精密化。
1.3分析仪器。生产过程中,只有把各种参数都控制在合理范围内,才能保证最终产品的质量。现代的生产是在中间各个过程保证物料的合格,需要对中间过程的物料进行分析,同时厂区排放的废弃物也要进行检测和分析以利于环境保护。气相色谱、液相色谱、电镜、核磁、质谱等分析仪器技术含量高,检测方便。近红外在线分析可以在几分钟内测定汽油、柴油的各种物理化学性质,比传统的烃烷测定方法更加节省成本。
1.4执行器。控制室得到各处的物性参数,需要对其进行控制,这就需要用到执行器。执行器由执行机构和调节机构组成。应用较多的是气动执行器,还有少数液动执行器、电动调节阀、自力式调节阀、气动活塞机构。石化设备中对温度、压力流量的控制大部分通过控制阀门的开闭程度进行调节,所以调节阀在系统中具有重要的作用。调节阀分为1级阀和2级阀。1级阀的损坏会造成一千万美元的不可避免的损失,二级阀会造成十万美元的损失。目前,调节阀的通用化、组合化、多功能化正日益受到重视。
2.控制策略
自动化仪表的应用离不开控制,有以下几个方面:
2.1常规控制。透过控制的发展趋势发现,石化工业自动化的基本控制策略仍未变,应用较多的是连续控制,同时伴有批量控制和顺序控制。PID调节的控制算法变化不大,功能块之间多以多重串联和并联连接为主要连接方式,采用KnaoHow应用模块[3],它能满足复杂参数计算、综合指标的显示,应对多种物料、参数的变化实现装置的稳定、连续运行。
2.2自适应控制。智能调节器根据具体的工作环境自动调节机器的性能,生成的反馈信息被系统接收后,系统按照设定的程序进行工作。先进的自适应系统与传统的自适应系统相比,具有自整定和模型参考,具有辨识过程的独特性,在辨识的过程中可以保持信号的平稳运行,目前已经广泛的运用到了我国石油化工过程的不同部门。
2.3最优控制。最优控制目标是使控制系统的性能达到最优化。它在很大程度上解放了人力,同时使得系统的控制比人的操作具有更大的效益。最优控制实现了各个操作过程的优化,产生了一加一大于二的效应。最优控制给生产提供了一个稳定的大环境,他成功的解决了人工控制的各种弊端,逐渐实现效益的最大化、管理的有效化。在石油化工产业的应用逐渐扩大。
结语
科技日新月异,石油化工自动化仪表也在进行着深刻的理论和技术革命。世界范围内,先进技术的应用对于提高石油化工企业的竞争力具有巨大的推动力[4]。我国石油化工自动化仪表技术相对于世界先进水平还有一定的差距,要理性引进,更加注重吸收,注重创新,加大科技投入,在这些措施的基础上我国石油化工自动化仪表将迈上新的台阶,得到更大的提升。
参考文献
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[4]陈军,刘国明.石油化工自动化仪表的浅析[J].化学工程与装备,2010(4)
【关键词】石油化工;污水处理技术
一、物理化学处理技术的应用
(一)高效絮凝浮选技术
随着我国煤油加工能力的不断提高,废水处理规模也需要及时扩大。而废水回用目标对废水处理后的水质要求更高。气浮技术是利用微气泡捕捉并除掉水中的细分散油、乳化油、胶质及悬浮物,既为生化处理提供水质保证,也常用于生化后处理,是煤油厂废水处理中必不可少的单元。其中叶轮气浮由于具有设备结构简单、投资省、占地少、能耗低、操作简单等特点,发展得更快。在叶轮气浮除油技术中,自吸式气液混合叶轮是关键之一。针对现有自吸式气液混合叶轮存在的问题进行攻关,开发了一项能有效去除含油废水中的油和COD的技术-FYHG-DO型叶轮气浮除油技术。该技术的叶轮真空度和吸气量均明显高于对比叶轮,很好的解决了吸气量和吸液量的协调问题,肯有良好的气液混合效果。实际结果表明,隔油池出水经叶轮气浮除油技术处理后,今油废水中的油去除率为67%COD去除率为31%。专家建议尽快进行工业应用试验。
(二)光催化技术
目前Tio2,纳米颗粒光催光催化处理废水的先进性已被公认,但如何将TIO2应用于难降解有毒有机物废水的产业化处理过程,却是光催化技术在环保领域发展的瓶颈问题。南京工业大学化工学院完成的TIO2晶须光催化处理难降解有毒有机物废水成套技术及装备研究解决了这一难题。该项目通过烧结法和离子交换法,成功地俣成出外部具有微米级尺寸、而内部具有纳米级的连续光催化废水处理剂。采用TIO2晶须催化剂的连续光催化废水处理装置的废水处理效率与小试相比难以分离、回收及工业化困难等问题。以TIO2晶须光催化降解印染废水,可将未经任何处理的印染废水的COD降至50mg/l以下,色度小于40倍(稀释倍数),并可将苯环等大分子有机化合物转化为烯烃类的化合物。
二、石油化工污水生物处理技术的应用
(一)菌种选育技术
用用生物自固定化技术分离选育出了株油脂化工废水高效降解菌、1株制药废水高效降解菌和2株焦化废水高效降解菌,工程应用发明高效菌对污染物降解能力强,以自固化后可有效地截留在反应器中并保持其降解活性。他们还分离筛选了降解石化和化纤废水的高效菌8株,开发了适合高效菌种附着的特殊生物填料。此外,他们对高停职硫有机工业废水建立了硫酸盐还原菌的筛选和培养技术,分离了5株可提高废水打中生化性并达到理想脱硫效果的厌氧脱硫菌。工程投运后解决了企业废水的处理问题,并指标均优于废水排水票准,降低了建设与运行成本。
(二)生物强化(QBR)技术
炼油碱渣废水是炼油厂在油品电精制及脱硫醇生产过程中产生的强碱性、高浓度、验生物降解的有机废水,含大量的中性油、有机酸、难生物降解的有机废水,含大量的中性油、有机酸、挥发酚和硫化物等有毒有害污染物。由于污染物浓度高(COD约为2×105mg/L,挥发酚和硫化物约为3×104mg/L,含盐量为150mg/L以上),采用常规方法验以达到处理要求。QBR技术是一项专门针对高浓度、验降解的有机废水的处理技术,是将现代微生物培养技术应用于好氧废水处理技系统中,通过生物强化技术将专一性、活法10倍以上的容积负荷,将传统生物法验以处理的高浓度、高毒性废水进行生化处理,极大地降低了高浓度有机废水的处理成本。采用QBR技术的设资、运行费用只有湿式催化、焚烧法的几分之一或几十分之一,运行管理简单,处理效果稳定,而且不产生废气和废渣等二次污染。
(三)4MBR技术
MBR技术是将生物降解作用与膜的高效他离作用结合而成的一种高效水处理工艺,采用这种工艺几科能将所有的微行物截留在生物反应器中,使出水的有机污染含量降到最低,具有流程简单、效率高、操作简便、易实现自动化控制、投资少、费用低,出水水质稳定等特点,在废水处理与回用中良好的应用前景。采用MBR的废水处理工艺在美国应用以来,在水处理领域受到高度重视,美国、日本、德国、法国、加拿大等国的应用规模也不断增大,处理量从103mg/L扩大到100003mg/L,处理对象出不断拓宽,除了对生活污水进行处理并回用外,还在工业废水如食品工业废水、水产加工废水、养殖废水、化妆品生产废水、染料成本、石油化工废水及填埋场渗滤液的处理获得成功。
三、生物法与物理化学法组合技术的应用
(一)电-生物耦合技术
硝基苯类、卤代酚、卤代烃、还原染料等都是重要的工业原料或产品,但它们都很难被微生物所降解。以前这类废水的处理一直是企为业面临的一项难题。中国科学院过程工程研究所经过深入研究发明了电-生物耦合技术,利用电催化反应将水中难降解有机物催化还原(或氧化)成生物易降解的有机分子,微生物则在同一个反应器中同时将它们彻底去除。以含硝基苯质量浓度为100mg/L的废水为例,经过10h的处理,硝基苯去除率大于98%,COD去除率大于90%,出水达到国家排放标准。
(二)化学模拟生物降解处理技术
该技术采用微生物法与降解废水处理综合技术。该技术采用自行研制的可逆氧化还原“活性物”,在化学模拟生物降解池中的有机物降解,然后现利用电化学技术再次将废水进行有机降解,然后再利用电化学技术再次将废水进行强制处理和脱色,从而取得较好的废水处理效果。
四、结束语
综上所述,在石油化工污水水质分析的基础上,结合近年来石油化工发展的动态,深入探究了石油化工污水处理技术,指出清洁生产、组合工艺、污水回用是石油化工污水处理的发展方向。
参考文献
【关键词】石油化工;废气;处理技术;经验
一、石油废气中的污染源及种类
石油化工企业生产过程中产生的废气成分相对复杂,主要有粒子类物质、含硫化合物、含氮化合物和一氧化碳及有机化合物等,它们通过一定的排列组合构成了主要的大气污染源。就废气中各种物质及化合物的产生有着不同的来源。一般而言粒子类物质主要产生于电力、建材、轻工业、石油化工、冶金等行业工业生产过程中所产生的烟雾、烟尘及生产性的粉末等。按照粒子类物资粒径的大小被分为粗粒粉尘、细粒粉尘、烟、雾等。
含硫化合物主要由二氧化硫和硫化氢两种,这两种物质排放到空气中达到一定浓度时会对人类的健康产生不利影响,同时也是酸雨形成的重要物质。大气中的二氧化硫主要来源于燃烧的矿物燃料,而硫化氢多半来源于炼油、硫化染料等行业的生产。就石油化工行业而言,其生产过程由炼油到下游人造丝等石化产品的生产制造会产生一定的硫化氢对大气造成污染。
有机化合物的主要组成部分是碳氢化合物,如烷烃、烯烃、芳香烃等,此外还有一些含硫或含氮的有机化合物。这些有机化合物的主要来源是石油化工厂或者炼油厂的生产过程,这些污染源有着恶臭或者刺激性的气味,会对人体器官产生毒害影响,常含有一定的致癌物质。
废气中的含氮化合物主要成分是一氧化氮和二氧化氮,它们多数由于煤炭或者石油制品的燃烧而产生,同时也可能产生于硝酸、炸药或者氮肥的生产制作过程中。含碳物质的完全燃烧和不完全氧化都会有一氧化碳的产生,比如汽车尾气、石油化工生产中的催化裂化过程中所产生的烟气等中都含有大量的一氧化碳。
卤素和它的化合物也是一种常见的大气污染物,它的主要来源是含有氯和氯化氢的废气是氯碱厂以及利用其作为工业原料的工厂,氯化氢则来源于磷肥生产的过程和电解铝工业等。
二、常用废气处理技术种类
针对石油化工生产过程中产生的不同污染源,通过对其分类,有针对性的重点处理某种具体的污染物,能够有效的减少大气污染提高环境质量。具体而言,石油化工产业废气处理技术主要有以下几种。
1.废气的催化燃烧技术。该种技术又被成为催化氧化技术或者接触氧化技术,是在较低的温度下降反应器在中的催化剂予以催化,使得废气中具有可燃性的成分进行氧化分解的处理方式。催化燃烧所选用的催化剂可以根据它们的活性组分进行分类,主要是铂2等贵金属和钴3等非贵金属,根据废气的不同成分和性质选择不同的催化剂实现其催化燃烧的氧化分解。
2.刺激性和恶臭气体的吸附技术。通常而言,对于恶臭和刺激性气体的处理方式有燃烧、吸附、生物脱臭等方法。吸附技术是利用活性炭较大的表面积和对废气中多种组分的吸附能力,这种技术可以适用于不同浓度恶臭和刺激性气体的吸附,加之其较强的再生能力因而具有较为广阔的使用范围。其中具有某些化学性质的活性炭还能够在其吸附性充分发挥的同时实现良好的催化活性,从而将恶臭和刺激性物质进行氧化处理为低臭、无臭的物质。
3.有害烟雾的去处技术。由于有害烟雾的粒径较小在空气中呈现为一种雾状能够随着空气的运动实现其扩散的微小野地。该种烟雾是温热气体遇到冷气流温度急剧降低凝结而成的,在石油化工企业中有害烟雾主要是油雾、盐酸雾等。鉴于有害烟雾的粒径相对较小,可以利用玻璃纤维过滤的方法将该种有害烟雾予以滤除。
三、中国石油化工废气处理技术及效果
上述三种技术能够有效的滤除或者防治石油化工生产过程中产生的废气,但是在我国生产实践中常用的废气处理方法主要有生物处理技术、催化脱硫工艺等。
生物处理技术,利用微生物实现对有机污染物的生物降解从而实现污染防治。该种技术的发展方向是有针对性的培养菌种并且优化菌种的生存条件以此来提高生物降解率,同时通过对生物填料的物理性能、使用寿命等方面的改善来降低投资和耗
能。其具体工作原理是先将污染物实现由气相到液相的转移然后由微生物吸进入液相的污染物,最后污染物进入微生物体内的有机物的代谢过程,实现对其分解将污染物转化为无害的无机物。其具体工艺流程是把气浮混凝反应池油污泥浓缩池等设施加盖后的废气通过高压风机送人洗涤塔,经洗涤后的废气由管道送入生物处理装置底部,废气经生物滤池填料吸附、生物氧化处理,净化后的尾气通过排气筒排入大气环境。通过反应池和活性炭等设备和物质的综合应用实现废气的无害化转化。生物处理技术在充分利用生物机能的前提下实现对有机废物的治理,充分利用生物规律保证治理结果,在实际应用中取得了较好的效果。但是我们也应该看到生物处理技术作为处理工艺的相对复杂,在投资和实验方面有一定的劣势。
催化脱硫技术是较为新型硫化物处理方式,能够含硫化物废气中的绝大多数硫脱去,并且可以将从硫化物中脱去的硫予以回收利用。作为石油化工企业主要污染物的硫化物,对环境的影响较大,而回收后的硫可以制成硫酸等继续用于工业生产。该种废气处理技术能够将废气中的硫充分利用并且没有新的废气或者废水的产生,其脱硫的效率也相对较高,加之费用成本低等使该种技术在工业生产中具有较大的应用空间。
放点等离子处理法。这种方法主要用于工业废气的处理,是利用高电压放电的形式来获得大量的高能电子或者高能电子激励产生的氧、氮基等活性离子,并且破坏碳氢结构的化学键,使得废气中的有机化学成分发生一种置换反应,最终结合形成没有危害的二氧化碳或者水。该种技术在我国石油化工废气处理中也得以应用和发展,对于等离子反应器的性能有了进一步的研究。对于等离子器,在使用双极性脉冲高压技术时,能够使氯苯和甲苯的分解率得到一定的提高,这种研究的进步和发展能够有效的解决石油化工废气污染的问题,使得废气处理技术和设备有了更新的发展。
tio2光催化法。该种处理技术日渐被重视的一种处理技术,它充分利用tio2的化学稳定性、无毒化、成本较低、获取方便等特点实现对含氯有机物废气的光催化降解。在实践应用中研究者对tio2光催化的改性和其负载修饰的方法来扩大使用范围,从某种程度上实现了对石油化工生产过程中产生的含氯有机废气的处理。这一技术在工业废气处理中具有反应率高、速率快、溶剂分子不会对其影响等优点但是该种技术在使用中也存在一些技术难题,为其推广应用和深入研究提供了一定的空间。
我国石油化工废气处理技术是针对不同的生产过程中产生的污染物不同有针对性适用废气处理方式,并且在处理方式选定还通过处理工艺单元的组合实现对有机废气等的优化处理。废气处理过程中所要遵循的原则是尽可能不再产生新的污染物并充分利用废气中的可利用成分,在有效治工业废气污染的同时也实现了对废气资源的有效利用,较少工业生产中断的浪费。而每一废气处理技术的使用并非孤立的,针对废气成分的不同,采用安排合理分工明确的处理技术的组合和工艺的完善,有效的实现废气处理的效率和效益,实现经济和环境的和谐发展。
参考文献:
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关键词:资源环境;石油化工;创新展望
在我国目前对于石油化工产品的需求量较高,但是在我国相关行业内,由于石油化工技术较为复杂,需要的工艺也比较困难,我国目前还没有比较现今的技术。在面对现在资源不断减少、环境损害严重等问题,在还是有化工行业的改革也势在必行。在进行改革过程中要将可持续发展做为核心,在保证经济发展的同时加强对于环境保护和提高资源利用率的问题。在我国相关方面的改革已经展开,在工作人员的努力下相信在不久的将来一定会完成这一目标。
1我国石油化工行业状况
石油化工行业的发展速度基本决定了一个国家经济的发展速度,所以我国对石油化工行业相当重视,并且不断地推出了许多的政策来促进行业的不断发展,但是由于我国开始建设石油化工行业的时间将较短,所以在这一行业还没有取得比较大的成果。我国这一行业的是在新中国成立之后才逐渐开始进入到起步阶段,所以目前的发展情况还远远落后于发达国家,虽然可以满足国内的需求,但是由于技术相对落后,所以在生产同样的产品时往往会使用更多的资源,这样就会造成资源浪费的现象,而且因为同样的原因使得大量的废弃排放到自然中,对我国的环境造成了相当大的损害。现在阶段国家已经充分认识到这一问题,已经就这一问题提出了一定的解决办法,现已收到一定的成效,而且还在不断地通过改革改善石油化工行业在发展中带来的不利影响。
2在资源和环境问题下石油化工创新研究结果
因为国家已经意识到在石油化工行业存在的一系列问题,所以已经在相关的科研机构展开了对于新技术的研发和原有技术的革新。已经获得一定的成果,对整个行业的可持续发展,起到了促进作用,现在就对我国现已取得的成果进行简单的描述。第一种是无污染石油生产技术的的改革,现在已经研究出一种可以减少石油生产污染物的技术,避免使用原来较为落后的技术,不仅使石油纯度变高,而且还有效的减少了污染情况的发生。第二种是芳烃新技术,这种技术是通过优化对二甲苯的生产工艺将原有的催化剂替换,使得在生产过程中可以有效地提高产量,也可以减少污染情况的发生。对二甲苯是在有机化工方面重要的原材料之一,在农药与医药方面均有着大量的应用。三是在碳氧化合物烯烃的生产中运用,转化合成代替原有技术,这样不仅可以减少污染现象的发生还可以生产出其他产品,这样就可以大幅提高资源利用率。除了上述技术之外还有己内酰胺生产技术的优化、等离子涂层阻尼特性技术等,通过对与这些技术的优化创新,使整个石油化工行业不断进步,逐步实现可持续发展的目标,为我国的发展增添新的动力。
3对我国石油化工技术在未来的展望
我国在石油化工技术创新上已经获得了一定的成果,但是要想行业继续向无害化发展的话就还需要通过对相关技术的优化来逐步实现,不断地提高资源利用效率,降低产品能源浪费比率等等。因为我国在发展石油化工行业中还存在许多问题,其中比较重要的一项就是我国的石油资源储量不足,这已经是我国在发展相关行业中的首要问题,所以我国应该在进行寻找新的石油储藏地的同时还要大力进行代替资源的研究,通过对新型资源的开发和清洁能源的利用,减少对于石油资源的依赖。例如我国的煤炭储量相当丰富,通过研究使用煤炭代替石油资源就是很好的方法。但是目前这一方法还处于起步阶段还没有取得一定的成果,而且在进行相关研究时,要注意控制生产时的污染请情况,保证不会有过多的废物排放。在未来的生产技术优化中,减少排放或无排放是未来的发展趋势,也是当前关注的热点内容。这一内容简答来说就是如何大幅提升资源的利用,在满足行业发展和经济效益的基础上充分减少对于环境的污染。要想实现这一技术就要通过使用原子经济性概念来实现这一想法,这一概念的意思就是将原料所有原子都转化为所需要的产物,通过这样的转化就可以实现无废物排放的想法。
4结语
在面向资源枯竭和环境污染双重挑战之下,石油化工行业必须要向提高资源利用效率、减少污染物质排放的方向发展,这样才能实现石油化工行业的可持续发展目标,实现这一目标对与国家发展和行业进步都有着重要的意义。在进行改革的过程中要不断通过对于新技术、新方式、新材料的应用,在不断的创新下,才能使整个行业不断进步,在满足行业发展的基础之上,创建出更加优秀的可持续发展的社会。
参考文献:
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[关键词]石油化工节能技术
中图分类号:P744.4文献标识码:A文章编号:1009-914X(2014)27-0139-01
0引言
目前我国经济快速发展,带动了我过石油消费的大力发展,在石油需求持续增长的情况下,我国石油供应缺口也相对的越来越大。石油化工企业在自身生产、生产过程中需要节能,所以对石油化工节能关键技术的研究非常中药,在现代技术发展的前提下,我们要充分运用先进的技术,实现石油化工节能关键技术的应用和发展。
1我国石油化工行业面临的能源消耗问题
1.1总能源利用效率相对较低与欧美等石油化工行业技术先进国家相比,我国的总能源利用效率低约10.15个百分点,实际利用效率仅为30%左右。例如:在石油利用效率方面,我国国内生产总值每升高一千美元需要消耗石油0.26,约为日本的2.3倍、美国的1倍,印度的0.2倍。同时,在国内石油化工企业的生产过程中,产业体制、资源约束、结构不合理、生产技术落后等问题长期存在,严重影响了节能工作的有效开展。
1.2节能管理基础较为薄弱
在国内的石油化工企业节能工作中,普遍加强了节能管理体系的建设,但是多数企业,尤其是中小型石化企业仍然面临着节能管理组织不健全、体系不顺、职能不到位、力量薄弱等现实问题,各级节能工作的管理及节能技术研发机构力量都有待加强。同时,在石油化工企业节能工作的基础管理方面,定额、计量、监测与统计等相对薄弱,
节能工作中的源头管理尚未完全落实,全员节能意识也有待进一步提升。
1.3节能降耗责任重大
在我国国民经济的发展中,石油化工企业即使能源生产企业,也是能耗大户,从而造成了节能管理方面的矛盾。据相关数据的统计,石油化工企业的生产能耗降低1个百分点,将节省数百万吨的煤炭资源,而且提供了较大数量的能源。由此可见,我国石油化工行业的节能降耗责任重大,必须注重对于节能关键技术的研究与实践。
2石油化工节能的关键技术
在我国石油化工行业的生产中,已经总结了较为丰富的节能技术,但是在实际应用中由于受到各种因素的制约和影响,而导致节能技术的应用效果并不理想。本文结合笔者多年石油化工企业生产管理经验,总结了以下节能关键技术:
2.1装置规模与生产节能
随着现代石油化工生产技术的不断创新与发展,石油化工企业的生产装置规模也有了明显的扩大,在国内的石油化工生产中,“装置规模越大、生产能源消耗越低”的理念得到普遍的认可,所以,在现代石油化工企业的生产节能中,必须将装置规模的合理控制作为关键的技术措施之一。国内各地区的石油化工企业纷纷引进大型装置,使得石油化工行业生产节能工作逐渐迈入正规,为各种节能技术的研究与实践提供了必需的条件。有效提高了生产效率,而且降低了生产中的能源消耗,其经济效益与社会效益是显而易见的。
2.2余热回收与生产节能
在石油化工企业的生产中,余热回收是不容忽视的关键节能技术之一。石油化工企业的生产过程中,余热主要来原于各种化学反应的放热现象,例如:高温生产工艺产生的热物流;乙烯裂解炉出口物料经催化裂化反形成的烧焦烟气;燃气轮机排放的尾气;大型蒸气锅炉、工艺加热炉等排放的烟气等等。在国内现阶段的石油化工生产中,余热多数被直接排放至大气中,不但造成了能源的浪费,而且加剧了区域的环境污染。因此,在石油化工企业生产中,必须加强余热的回收与利用,将余热转化为动能投入到生产中,可以达到较为理想的节能效果,而且较少了其他生产材料的投入与使用。
2.3化工系统工程与生产节能
在现代石油化工生产中,化工系统工程是一门新兴的应用学科,以化学工程、系统工程等先进的理论作为基础,采用建模,模拟与优化相结合的方法,利用电子计算机作为工具,对于石油化工生产全过程的工艺与经济问题进行计算,并且对于生产工艺的技术性与经济性进行综合评价。结合国内石油化工生产的现状,在节能工作中应适时引入化工系统工程的相关理论与方法,结合企业现有生产设备、技术力量、工艺水平等,实现生产过程的优化设计、操作、控制与管理。另外,在石油化工生产中,按照化工系统工程的基本观点,应尽量简化各类产品的生产过程,即化工反应中尽量不使用催化剂,不得不使用催化剂的情况下,也要全面考虑催化剂的活性、选择性、收率与寿命等,较少生产过程中的能源消耗。
2.4石油化工业引入自动化应用技术,实现节能降耗
节能问题则是考虑投入自动化技术应用研究所用的总体投资,这种投资一般需要先进技术工艺、技术指标权重等的分析与测评,以此才能衡量出具体的建模技术、控制技术等的最高输出作业效率,最终分析出降低生产物料能耗、资源耗损等的投资比重,保证最大化成产效益。
3石油化工节能技术发展趋势
石油是石化工业的原料,是不可再生的资源。近年来,在国际油价持续走高和环境保护日益严格的趋势下,为最大限度地提高石油资源利用率,国外石化工业界非常重视节能技术。为最大限度地把原油转化为轻质交通燃料和化工原料,国内外不断开发原油深度加工技术,石油深度加工技术仍以加氧和脱碳两条工艺路线为主。我国石化工业节能技术进步。为石化工业快速有效的发展提供了强有力的技术支撑。使得我国进入了世界石油化工大国的前列。今后需要重点发展以下节能技术。
(1)改进工艺过程,包括改进生产工艺,采用节能新工艺、新技术、新设备和新兴的催化剂、溶剂、助剂等;
(2)低温能源回收利用技术,包括热泵技术、用低温热作为热源的吸收制冷技术,低温热发电技术等;
(3)热电联产技术,利用炼厂高硫石油焦等低质产品,发展硫化床锅炉(CFB)和造气一联合循环过程(1GCC).向炼厂和石化厂供应电力、工艺蒸汽和氢气,提高资源和能源的利用率;
(4)煤代油、气代油、焦代油技术,包括以水煤浆替代燃料油,改造现有的燃油锅炉系统;利用清洁的天然气资源.改造炼厂制氢原料和发电产烃锅炉,替代轻油或重油。
4结语
通过本文的研究,我们对石油化工企业关键节能技术的研究有了进一步的认识,在不断的实践工作中,不断发现研究节能关键技术。并且注重节能实际效果,在提高生产效率的同时节约能源。因此,我国石油化工企业的发展中必须将节能问题作为重要的研究课题,加强对于节能关键技术的研发与实践。
参考文献
[1]钱伯章.石化行业节能降耗的潜力与途径.石油和化工节能,2011.
[2]任京东,林敏.我国石化行业节能减排的途径与措施分析[J].现代化工,2010,30(3):4-8.
[关键词]石油加工催化裂化技术与应用
中图分类号:P618.13文献标识码:A文章编号:1009-914X(2014)46-0363-01
在石油加工中,通过催化裂化技术的应用,可以大大提高石油利用率,但是就当前我国在该项技术的使用上,与发达国家相比仍然存在较大的差距,因此积极的对石油加工中催化裂化技术做研究,不断深化和完善该技术,对于促进我国石油化工产业健康发展,以及提高石油加工企业对外综合竞争力来说有着极其重要的意义。
一、对石油催化裂化有影响的几点主要因素
1.催化剂活性
提高催化剂的活性有利于提高反应速度,就是在装置操作中,其它条件相同时,可以得到较高的转化率,从而提高反应器的处理能力。提高催化剂的活性还有利于促进氢转移和异构化反应,因而所得裂化产品的饱和度更高,含异构烃类较多。对于石油催化裂化技术来说,影响的因素较多,其中一个重要因素就是催化剂的活性,在现阶段的研究中如何把握催化剂的比例,催化剂的比例,与催化剂的火星是在催化裂化这项技术中重要的部分,对这项技术的发展夜产生着积极的影响。掌握好比例,增加活性,是现阶段研究的重中之重。
2.原料的性质
对于石油加工中催化裂化所用原料,如果其族组成较为相似时,那么其沸点的范围和裂化难易程度成正比;而当沸点范围较为相似时,那么则是其中含芳香烃的多少来判断其裂化难易,因此我们可使用特性因数来对原料的族组成做判断,其性因数较小的原料通常难以裂化,而在工业生产中通常通过回炼来提高油品产量,但是回炼时,因为其中芳香烃必然增多,因此较难完成裂化。
3.反应的温度及压力
在石油加工中通过提高反应的温度或压力,必然会提高反应物的浓度,这样热裂化的速度必然加快,并且通过反应温度的控制还能够实现对产品质量及产品分布的控制,具体来讲,如果温度提高时,如果转化率保持不变,那么必然会出现焦炭的产量下降、气体的产量增加、汽油的产率降低。而就当前使用的一些催化裂化装置来说,通常温度控制在470℃左右,而且因为温度是进行转化率调整的一个关键变量,因此在具体生产方案确定时,主要依靠反应温度的调节来实现,而压力调节虽然也可使用,但是在安全及再生系统烧焦能力等因素的制约下,通常不会使用太高压力。
二、石油加工中催化裂化主要技术应用分析
1.移动床催化裂化
该技术的反应和再生是分别在反应器和再生器内进行的。原料油与催化剂同时进入反应器的顶部,它们互相接触,一面进行反应,一面向下移动。当它们移动至反应器的下部时,催化剂表面上已沉积了一定量的焦炭,于是油气从反应器的中下部导出而催化剂则从底部下来,再由气升管用空气提升至再生器的顶部,然后,在再生器内向下移动的过程中进行再生。再生过的催化剂经另一根气升管又提升至反应器。由于催化剂在反应器和再生器之间循环,起到热载体的作用,因此,移动床内可以不设加热管。
2.流化床催化裂化
该技术和移动床较为相似,其也是反应器和再生器这两个设备分别完成催化裂化的反应和再生的,不同的是,该技术不再通过催化剂来完成热量的传递,而是在反应器与再生器当中的催化剂和空气(油气)结合形成一种流化形态,整个过程为了形成流化,催化剂往往要制作成直径是50mm左右的微球,因为整个过程,两个容器内的温度分布较为均匀,加之所用的催化剂量很大,可携带大量的热,使得两个容器内温度变化幅度大大降低,因此与移动床相比,其不再需要架设取热管,设备结构相比移动床更加简化了。
3.固定床催化裂化
在石油加工中的催化裂化技术中,经过专家和科研人员的不断探索,已经取得了阶段性的成果,在现阶段的研究中,固定床催化裂化是一种较为先进的工艺,应用也较为广泛,经过大量的实践证明,固定床催化裂化工艺能够对石油加工起到较大的积极影响。该技术和移动床和流化床相比,因为技术构成较为复杂,因此使用相对较少,现如今,还在对固定床催化裂化技术不断的进行深化研究,希望能够获得较大的突破。
三、石油加工中催化裂化技术应用前景
在现阶段的发展中,虽石油加工中的催化裂化技术方面虽然已经取得了一定的成绩,但仍然需要不断的进行深化,只有这样才能更好的应对将来的情况,从而更好的发展我国的石油加工事业。石油加工中催化裂化技术应该主要围绕以下几个方面:
(1)重质原料的加工。过去的催化裂化技术所用原料大多为减压馏分油,因为原油价格的不断上涨及轻质油需求的增加,通过该技术进行重质油的加工已经成为了一个必然趋势,并且怎样将重质原料加工中焦炭产率高、污染严重等问题解决均是未来该技术的一个重要发展趋势。
(2)减少能耗。对于石油加工中的催化裂化技术而言,降低能耗一直都是重点强调的方面,在将来的发展中,也是需要特别加强的环节,只有有效的降低能耗,才能将石油加工中的催化裂化技术发挥到最佳。减小能耗也是该技术未来的一个主要发展方向。
(3)解决污染。整个装置中存在这个二氧化碳、粉尘、二氧化硫及氮氧化物的污染,随着环境友好型社会的发展,解决这些污染问题是该技术发展所面临的一个重要问题。
(4)计算机技术应用。在整个生产过程,为了完成精确化、智能化控制,均要求有较为专业的数学模型,并且整个生产过程较具复杂性,因此计算机精确控制技术的应用也势在必行。
综上所述,石油是地球上不可再生的资源,然而在过去多年里,过度的开采与浪费,使得现在全球都发生能源危机。鉴于此,如何能够使石油得到更加充分的利用,关键就在于对催化裂化技术的不断探究与提高。这就仍然需要广大科研工作者不断研究、创新,以最终促进石油加工产业不断发展。
参考文献
[1]张兆前、李正、朱根权、谢朝钢.催化裂化油浆利用的技术进展[J]《中国学术期刊文摘》,2008年,第8期.
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