石油和化工行业节能降耗进行时
中国化工节能技术协会 王文堂 张觐桐 赵伟 于仲波
石油和化工生产高度依赖能源
石油和化学工业对能源依赖度很高，能源既作为燃料、动力，又同时作为原料，其中用作原料的能源占40%
左右（不含原油加工），因此能源消耗量很大。2009年，全国石油和化学工业的能源消费量（终端消耗，下同）
为47192.50万t标煤，消费结构见图1。全行业能源消费量占全国总量的15.2%，占工业能源消费量的22.6%。
石油和化学工业能源消费量占工业能源消费量的比例，较2000年下降了近5个百分点，这说明在结构调整和节
能方面取得了较好的成效。尽管如此，石油和化学工业的能源消费总量还占全国工业能源消费量的1/5以上，充
分说明石油和化工行业确实是一个能源消费大户。
石油和化学工业的能源消耗主要集中在化学原料及化学制品制造业，石油加工、炼焦及燃料加工业。化肥制造业、
基本原材料制造业和有机化学品三个行业的能源消费量占石油和化学工业总能源消费量的55%左右，其中40%用
于氮肥、烧碱（含聚氯乙烯）、电石、黄磷、纯碱、乙烯等几个产品。基本化学原料制造业的能源消费量占石油
和化学工业总能源消费量的24%左右，其中烧碱、纯碱、电石、黄磷等产品占14%左右；化肥制造业的能源消费
量占25%左右；氮肥制造（含合成氨）占20%左右；有机化学品制造业能源消费量占7%左右，其中乙烯占3%左右。
“十一五”以来，通过结构调整、技术节能和加强管理等手段石油和化工行业多数重点耗能产品能源单耗连续下
降，见表1。
表1 2006～2009年重点耗能产品能耗统计 kgoe/t
产品 能耗 2006年 2009年 下降/%
原油加工 76.91 72.82 5.31
乙 烯 677.0 637.08 5.79
合成氨 1482.7 1425.98 3.82
烧 碱 620.5 534.29 13.89
纯 碱 401.7 332.59 17.20
电 石 1141.1 1018.11 10.7
黄 磷 3384.0 3366.48 0.52
注：表中数据为每生产1吨产品消耗能源量（标油）。
能源不仅为石油和化学工业提供燃料和动力，还是很多产品的主要原料，因此能源费用在化工产品成本中占
的比重相当大。例如，我国以天然气为原料的大型氮肥企业中，合成氨产品的能源成本占75%左右，以煤为原料
的中型合成氨企业，能源成本占70%左右，小型合成氨企业能源成本占73%左右。
重点耗能产品能源消耗与节能潜力分析
■原油
截至2009年底，全国共有炼油厂188家，其中产能超过2000万t/a的有2家，规模达到千万吨的有11家。
近年来，我国炼油行业通过新建装置、技术改造、结构调整和加强管理措施，单位产品能耗逐年降低，从2000
年的82.91kgoe（千克标油，下同）下降到2009年的72.82kgoe。
我国原油加工与国际先进水平比，节能潜力很大。据国家统计局统计，2006年原油加工每吨产品综合能耗
76.91kgoe，国外炼油综合能耗最好水平已经达到53.2kgoe/t，我国加工1t原油要多耗能23.73kgoe。以2010
年我国原油加工量达到4亿t，综合能耗为65kgoe/t测算，与2006年相比，2010年原油加工可节能476万t 标
油，减排CO2 1640万t。
■乙烯
近年来，我国乙烯工业开始注重规模效益，国内乙烯装置纷纷进行了大规模的技术改造和扩能，总体技术水
平、规模、经济性都有了较大提高。新建乙烯装置规模一般在80万～100万t/a，老厂改造的最终规模一般按80
万～100万t/a进行规划。我国已成为世界第二大乙烯生产国，2009年我国有乙烯生产企业23家，产量达到1069.7
万t，单套乙烯装置平均规模达45.0万t/a，已与世界乙烯装置平均规模水平接近，但经济规模仅为国外的50%～
60%。
乙烯装置能耗中，燃料消耗约占50%～60%。由于目前裂解炉效率较低、能量回收利用不够、部分乙烯装置的
规模较小等原因，导致乙烯平均综合能耗还比较高。裂解炉热平均效率国际平均水平为94%，锅炉热效率国际先
进水平大于92%，而中国石油裂解炉平均热效率仅为90%左右，锅炉热效率在88%左右，燃料利用效率偏低。因此
乙烯工业节能的重点在于提高裂解炉热效率，做好热量回收利用和提高压缩机运行效率。另外，国内乙烯生产原
料多变，裂解炉控制技术的难以适应也是提高乙烯生产性经济的瓶颈问题。近年来我国通过大力推广高效燃烧器、
新型高效热管空气预热器以及自主研发并推广使用适合国内乙烯生产特点的一系列先进控制技术，乙烯装置能耗
已有了明显下降，单位产品能耗从2000年的787.7kgoe下降到2009年的637.1kgoe，已达到《节能中长期专项
规划》提出的650kgoe/t要求，但与国外先进水平相比仍有较大差距。国外乙烯生产综合能耗一般为500～
550kgoe/t，先进水平为440kgoe/t。如以2010年我国乙烯产量达到1300万t，综合能耗为630kgoe/t测算，则
2010年与2006年相比，乙烯工业节能约61万t标油，减排CO2 210万t。
■合成氨
我国现有合成氨企业522家左右，其中尿素生产企业240家左右。我国合成氨产量虽然已跃居世界第一位，
但单系列装置规模较小、能耗高，无法适应世界合成氨的发展趋势。
我国合成氨装置能耗高的原因是：
一是规模小。目前全国共有氮肥企业520多家，其中有大型合成氨装置的仅有40多家，其他中小型装置的
能耗远远高于大型先进装置水平。
二是装置存在单机效率低、工艺技术落后的问题。目前国内大型引进装置使用高效的单系列设备，其压缩机、
风机和水泵等装置节能效果显著。而小型厂造气炉技术虽经不断改进，但仍有气化率、碳利用率低等缺点；另外
压缩机技术相对落后，能量利用率低；工艺过程的单元操作还是上世纪五、六十年代的传统方法，虽经过近几年
改造有所进步，但与大型企业相比仍然有较大差距。
三是生产管理相对落后。国内同类型企业在原料、技术、装置、生产规模基本相同的情况下，能耗差距可达
30%～40%。先进工厂吨氨能耗1300kg标煤，落后工厂能耗高达2000kg标煤，其中电耗先进的1000kW·h/t合成
氨，落后的1700～1800kW·h/t合成氨。
近年来我国合成氨单位产品综合能耗逐年降低，2009年为1365.87 kgce（标煤，下同），是有史以来全国平
均的最好水平，但与国外、国内先进水平比，都有较大的差距。2005年以天然气为原料的合成氨综合能耗国外先
进水平1000kgce/t（电按等价值计算，下同）我国平均水平1200kgce/t，以煤为原料的合成氨综合能耗先进水
平1610kgce/t，我国平均水平还在1800kgce/t左右，不论与国际先进水平比，还是与国内先进水平，节能潜力
均很大。如以煤、天然气为原料的单位产品节能潜力均在200kgce左右，2005年以煤、油、天然气为原料的合成
氨综合能耗，全国平均值为1700 kgce/t，到“十一五”期末预期综合能耗1600kgce/t，平均下降100kgce/t。
预计2010年合成氨产量5200万t，可实现节能520万t 标煤，减少CO2 排放量1256万t。
■烧碱
我国现有烧碱企业约220多家，企业平均规模为12.12万t/a。产能超过20万t/a的有29家，超过40万
t/a的有9家，最大的企业产能达到78万t/a。2009年226家企业生产烧碱1891万t，同比增长8.6%。
2007年国家发改委发布的《氯碱行业准入条件》指出，新建、改扩建烧碱生产装置禁止采用普通金属阳极电
解槽，鼓励采用离子膜电解槽。同时作为能耗大户，普通DSA隔膜法属于限制类，石墨阳极隔膜法也被列为淘汰
类，实行差别电价。
目前我国隔膜法烧碱产能为800万t/a左右，虽然离子膜法工艺是烧碱生产的发展方向，但是根据我国烧碱
消费水平和氯碱生产装置的现状，全部淘汰隔膜法烧碱还不太现实，下一步将持续淘汰规模小、能耗高的工艺和
装置。对于一些暂时无法淘汰的隔膜法烧碱，可以通过采用扩张阳极改性隔膜、活性阴极等技术实施节能改造，
改造后，节能型隔膜法烧碱比普通金属阳极隔膜法烧碱可节电100多kW·h/t。虽然目前离子膜烧碱的生产是最
先进、环保的工艺，但电耗仍达2200～2300kW·h（直流电）/t碱，对离子膜法烧碱企业，可以采用氧阴极—离
子膜电解工艺技术，氧阴极—离子膜法可使电解槽的电压降低1.0V，节电700kW·h/t碱，是可大幅降低电耗的
节能新技术。而且应用于电解废盐酸回收氯，也是一项很有价值的实用技术。
据国家统计局统计，2009年我国烧碱产品的综合能耗为534.29kgce/t，比2006年下降了13.9%。国家“十
一五”节能要求2010年烧碱产品单位工业增加值能耗要由2005年的11.5tce/万元降低到9.2tce/万元，年均下
降4.4%。
我国烧碱能耗水平与国外的差距，主要反映在隔膜法烧碱生产方面。隔膜法烧碱国际综合能耗先进水平
1250～1300kg标煤/t烧碱，我国平均水平1470kg标煤/t烧碱（电按等价值计算）。今后要大力发展离子膜烧碱，
预计到2010年烧碱单位能耗（隔膜法烧碱和离子膜烧碱加权平均）降到1200kt标煤，烧碱产量达到2000万t，
与2005年烧碱单位能耗（隔膜法烧碱和离子膜烧碱加权平均）1297kg标煤相比，节约能源194万t 标煤，减少
CO2排放量470万t。
■纯碱
2009年我国有71个纯碱企业，产量为2001.35万t，同比增长8.7%。
根据“十一五”规划，纯碱行业节能减排的目标是：到2010年，力争使纯碱行业资源利用效率大幅度提高，氨
碱法废水废渣最终处置量明显减少，联碱法母液实现平衡，建成大批符合循环经济发展要求的典型企业。目前，
我国大中型纯碱厂的技术装备水平，基本达到目前国际水平。作为基础原料工业，纯碱生产装置的大型化是今后
纯碱行业的发展趋势和潮流。我国小型纯碱企业产能仍达到160万t/a，未来将逐渐被淘汰。同时可以通过节能
技术集成、开发纯碱生产用冷却水技术、建立完善的回收系统，包括含氨、CO2的尾气和含氨、盐的“杂水”，选
择先进的疏水装置，回收蒸汽冷凝水等技术来进一步降低平均能耗。
2009年我国纯碱单位综合能耗为322.59kgce（联碱、氨碱加权平均），比2008年下降9.0%。当前联碱法工厂全
国平均综合能耗为9450MJ/t左右（电按等价值计算，下同），部分工厂已下降到8500MJ/t以下，与国际先进水
平（日本的8200MJ/t）相当；我国氨碱法生产的工厂尽管应用了不少节能技术，也充分显示了一定的节能效果，
但与世界先进水平相比仍有不小的差距。索尔维公司纯碱厂能耗被公认为是当今世界最好水平，其能耗大致为
10100MJ/t，目前我国氨碱法能耗（加权平均） 13200MJ/t，扣除因能耗统计范围的不可比因素，我国与索尔维
工厂相比，差距大致在30%左右。氨碱和联碱加权平均能耗达到11280MJ/t，比2005年的11600MJ/t下降320MJ/t，
以2010年纯碱产量达到2000万t 计，纯碱生产可实现节能22万t 标煤。
■电石
2009年我国共有410多家电石企业，年产电石1503.3万t，比2008年1385.8万t 增长8.5%，又恢复到2007
年的水平。
近年来，电石企业通过淘汰落后产能、推广大型密闭式电石炉和中空电极技术、大力实施技术改造等措施，
提高能源利用效率，节能节电效果明显。
据国家统计局统计，2009年电石产品综合能耗为1011.11kgce/t（电按当量值计算，下同），与2008年的
1094.70kgce/t相比，下降了7.63%。
综合能耗是企业管理活动和技术装备水平的综合反映，其中电耗和炭材消耗是最主要的指标。我国主要电石
生产企业吨电石综合能耗2100kgce（电按等价值计算，下同），国外先进水平1800kgce。我国电石生产电耗大多
在3500kW·h/t左右，而国外电耗先进水平为3000kW·h/t。我国电石工艺能耗：敞开炉平均能耗2200kgce/t，
密闭炉1980kgce/t，2005年电石生产工艺能耗平均2088kgce/t。以2010年电石产量1500万t，电石工艺能耗
下降到1980kgce/t计，可节能162万t 标煤，减少CO2排放量390万t。
■黄磷
2009年我国黄磷产量87.0万，同比增长6.32%，年出口量10万t 左右。
黄磷是高能耗产品，由于我国黄磷电炉以小型居多，操作管理落后，因而电耗较高，综合能耗亦高。我国黄
磷综合能耗平均水平7300kgce/t左右（电按等价值计算，下同），先进水平7000kgce/t，其中电炉电耗
14700kW·h/t，耗焦炭1600kg/t；全国先进水平电炉电耗14000kW·h/t，耗焦炭1470kg/t。国外先进水平耗电
炉电13000～13500kW·h/t，耗焦炭1300～1400kg/t，综合能耗6500kgce/t。我国黄磷生产平均水平的电耗、焦
耗分别比国外高13%和15%，先进水平的电耗、焦耗也分别高7%和13%。因此，黄磷生产节能潜力很大。
黄磷产品能耗（工艺能耗） 2000年为7308kgce/t，2005年降为7150kgce/t。以2010年我国黄磷产品能耗
（工艺能耗）达到6800 kgce/t、黄磷产量85万t 计，2010年与2005年相比，黄磷生产可节约能源30万t 标
煤。
编后语：
通过对重点产品综合能耗的分析比对，可以发现，这些产品生产过程中能源消耗与国际先进水平尚存在一定
差距，有些产品国内企业综合能耗参差不齐，说明石化行业重点耗能产品生产节能存在潜力，未来一段时间，通
过技术改造、结构调整、加强管理等措施，行业组织、企业、科研机构等多方面积极联手合作，推广先进节能技
术和设备，有望使石化行业综合能耗在现有水平持续下降，达到节能减排的目的。