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新形势下,我国炼油企业 节能降碳措施分析和建议
2026年19-20期 发行日期:2026-10-08
作者: 王诗雄 边思颖 张福琴

近两年国家炼油行业节能降碳政策盘点

   1.《炼油行业节能降碳专项行动计划》,发改环资〔2024〕731号,国家发改委、工信部、生态环境部、市场监管总局、国家能源局,2024年05月27日印发

  主要内容:锚定2025、2030年行业发展目标,严控炼油新增产能,落实产能减量置换;到2025年炼油能效标杆以上产能占比超30%,能效基准以下产能完成改造或退出,2024—2025年形成节能量约200万吨标煤,CO2减排约500万吨。明确换热网络集成、蒸汽动力系统、氢气系统、低温余热利用等重点改造方向;推广烟气轮机、加热炉成套节能装备、分壁塔等先进国产化技术;强化能效监察,推动能效不达标装置限期改造;鼓励数字化能源管理平台建设,推动炼油与外部产业耦合,开展废塑料等固废协同加工,指导全行业系统开展节能降碳工作。

  2.《关于开展重点行业节能降碳改造攻坚三年行动的通知》,发改环资〔2026〕698号,国家发改委、工信部、生态环境部、国务院国资委、国家能源局,2026年05月18日印发

  主要内容:作为三年攻坚行动纲领文件,将炼油列为九大重点攻坚行业之一,分类推动常减压、催化裂化、连续重整、延迟焦化、加氢等核心装置升级改造;提出推广烟气轮机、渣油深加工、低温热回收等成熟技术,升级蒸汽、氢气、电机等公用工程系统;明确中小型落后炼油装置加快改造提升;强调换热网络优化、低品位余热梯级利用,推进原料、燃料低碳替代,鼓励电气化改造、绿电绿氢应用。文件坚持存量挖潜,把设备更新、系统优化、数字化赋能作为主要抓手,压实地方、央企主体责任,建立项目台账,为未来三年炼油企业节能降碳改造划定工作方向与实施路径。

  3.《关于促进炼油行业绿色创新高质量发展的指导意见》,发改能源〔2023〕1364号,国家发改委、国家能源局、工信部、生态环境部,2023年10月10日印发

  主要内容:统筹能源保供与低碳转型,优化炼油产能布局,严格控制新增产能;推动存量装置提质增效,实施节能降碳、降污改造;鼓励渣油深加工、原油直接制化学品、废塑料化学循环等新技术示范应用;推进全厂余热余压深度利用,探索低碳原料替代;完善绿色标准体系,强化能耗、碳排放刚性约束;支持炼化一体化发展,延伸化工产业链,推动行业由燃料型向化工型转型;鼓励企业开展全生命周期碳排放核算,引导企业加快绿色技术装备迭代,构建安全、高效、低碳的现代炼油产业体系。

  4.《工业重点领域能效标杆水平和基准水平(2023年版)》,发改产业〔2023〕723号,国家发改委,2023年03月17日印发

  主要内容:明确炼油行业单位能量因数综合能耗标杆7.5kg标油/t·能量因数、基准8.5kg标油/t·能量因数,划分标杆、基准两档能效水平。要求各地组织炼油企业对标基准开展节能改造,鼓励向标杆看齐;将能效指标作为项目审批、节能监察、差异化政策的重要评判依据,倒逼低效落后装置升级;引导企业同步开展工艺装置、公用工程、关键耗能设备综合能效提升,推动存量装置系统优化,为炼油企业能效对标、改造项目立项提供量化指标依据。

我国炼油厂综合能耗特征与构成分析

  我国大型炼油厂工艺装置能耗占全厂综合能耗85%~90%,公用工程系统能耗占10%~15%。全厂能耗占比从大到小排序:①加热炉燃料消耗;②催化装置再生烧焦;③蒸汽消耗;④电力消耗(压缩机、机泵、风机);⑤循环水、除盐水等耗能工质消耗。

  炼油行业用能具有装置种类多、用能形式复杂的特点,既存在催化烧焦这类工艺固有能耗,又大量消耗燃料、蒸汽、电力实现加热、分离、压缩等工艺过程。炼厂高温、中温余热资源储量大,但大量低温热品位低难以回收,普遍存在高能低用、蒸汽减温减压、热量直接放空的现象。老旧炼厂换热网络设计裕量大,传热温差偏大,能量损失突出;原料重质化趋势下,催化、焦化、加氢装置负荷抬升,进一步推高装置能耗。

  炼油综合能耗不是单套装置能耗简单叠加,装置之间物料流、能量流深度耦合,全厂系统优化的节能潜力往往大于单台设备改造。国内先进标杆炼厂单位能量因数能耗可达6.3kg标油/t·能量因数,但大量存量企业距离行业标杆仍存在明显差距,系统节能降碳空间广阔。

全厂节能降碳案例与启示

  1.炼化全厂系统性节能优化技术

  (1)应用方案:创新实践“渐进追赶”能源管理模式,管理节能与技术改造双路径并行。管理层面建立动态能效对标体系,常态化运用流程模拟软件实施单装置、多装置联合优化;工艺层面推进装置间热供料、直供料,优化全厂三级蒸汽管网压力,统筹低温热梯级综合利用;设备层面实施加热炉余热回收、高效换热器、机泵永磁/变频调速、汽轮机通流改造、管线新型保温;新能源维度建设厂区分布式光伏,开展绿电交易;水资源方面实施中水回用、凝结水与雨水回收,提高水资源重复利用率。

  (2)应用效果:某企业应用后,炼油单位能量因数能耗由2019年6.44降至2023年6.31 kg标油/t·能量因数,连续保持国内炼油能效领跑水平。“十四五”期间实施33项节能改造项目,总投资1.7亿元,年节能量3.84万吨标煤;水重复利用率99.3%,中水替代新鲜水比例55%以上;全厂90%以上用电来自自备热电联产,外购电占比低于10%。

  对全厂节能贡献:通过全厂统筹打破单装置改造天花板,实现跨装置能量匹配,综合能耗较投产初期累计下降11.5%,证明全厂系统优化对大型炼厂能效提升的核心价值。

  (3)启示:炼油企业节能降碳不能仅依靠单点设备改造,要做到管理与技术并重,工艺装置-公用工程一体化统筹,把操作优化、流程重构、设备更新、余热资源利用、新能源布局协同推进;建立常态化能效对标追赶机制,持续挖掘系统层面节能潜力。

重点工艺装置节能降耗案例

  (一)案例1:催化裂化装置,烟气轮机节能技术

  1.应用方案:采用新一代高效马刀叶型动/静叶片、静叶吹扫、抗冲蚀内构件,优化转子振动特性,采用三机组/四机组同轴配置,回收催化再生高温带压烟气压力能与热能。在企业290万吨/年催化裂化YL-24000A烟机实施改造,更换动、静叶片,升级排气壳体、轴承箱体及联轴器,强化抗冲蚀、防结垢能力。

  2.效果:企业改造后烟机回收功率提升2766kW,按年运行8400小时计算,年节电2323.44万度,折合年CO2减排1.417万吨,年直接经济效益1161.7万元;项目总投资850万元,投资回收期267天。300万吨/年FCC配置烟机对比无烟机工况,装置能耗下降9.57 kg标油/t原料。

  对全厂节能贡献:催化裂化是炼厂耗能大户,烟气轮机回收再生烟气余压余热,直接减少厂用电消耗,降低自备锅炉燃料消耗,同步削减全厂碳排放;该技术适配国内210余套在役烟机,存量改造推广价值高。

  (二)案例2:连续重整装置,重整生成油分壁塔技术

  1.应用方案:采用分壁塔替代传统双塔分离流程,依靠塔内隔板分割预分离段、主分离段,消除精馏中间组分返混,实现C6、C7、C8馏分单塔清晰切割;工业应用于企业100万吨/年连续重整装置,进料规模86万吨/年,同步配套塔内件、控制方案成套设计。

  2.效果:应用后对比传统双塔工艺,再沸器总负荷降低30.4%,综合能耗下降15%;年节约标煤2354吨,年CO2减排6262吨;设备购置费降低20%,占地减少50%,年节能经济效益1165.6万元。

  对全厂节能贡献:重整装置精馏工序是装置主要耗能环节,分壁塔显著降低再沸器中压蒸汽消耗,削减全厂蒸汽管网负荷,减少锅炉燃料消耗;既可用于新建重整装置,也可用于存量装置扩能节能改造。

  (三)案例3:延迟焦化装置,炼油加热炉绿色节能降碳成套技术

  1.应用方案:成套集成高效空气预热器、新型耐火隔热衬里、低NOx-CO燃烧器、BMS智能控制系统、炉体漏点封堵;在企业160万吨/年延迟焦化加热炉实施改造,更换空气预热器、烟风道挡板阀、新型看火门,精准控制炉膛氧含量1%~1.5%。

  2.效果:应用后,加热炉热效率提升至95%以上,排烟温度控制≤80℃;装置节约能量1.55MW,年CO2减排3174吨,年节能收益403万元;项目投资800万元,投资回收期1.88年。

  对全厂节能贡献:加热炉燃料占炼厂总燃料消耗50%~80%,延迟焦化加热炉热效率提升直接削减全厂燃料气消耗,同步降低NOx、CO及CO2排放,属于炼油装置通用性核心节能技术,推广覆盖面广。

  (四)案例4:硫磺回收装置,LQSR节能型硫磺回收尾气处理技术

  1.应用方案:采用低温加氢催化剂,将加氢反应器入口操作温度降至200℃~240℃,取消传统在线炉、气-气换热器、电加热器和管式加热炉等加热方式,利用装置自产中压过热蒸汽完成尾气加热;在企业2×7万吨/年硫磺回收装置实施应用,优化催化剂级配,保障总硫回收率。

  2.效果:应用后,以2×7万吨/年硫磺回收装置测算,对比传统在线炉加热工艺,年节约标煤785吨;对比管式炉加热路线年节约标煤2159吨;装置投资降低约20%,装置能耗下降30%以上,烟气SO2排放满足特别排放限值小于100mg/Nm3。

  对全厂节能贡献:取消尾气处理单元高耗能加热设施,减少全厂燃料气消耗;兼顾环保达标与节能,适配炼油、煤化工新建及改造硫磺回收装置,实现减污降碳协同。

  (五)案例5:胺液脱硫装置,胺液脱硫系统节能与长周期稳定运行技术

  1.应用方案:集成胺液杂质全组分分析平台、SDMP抗堵抑发泡塔盘、SDKC高选择性脱硫剂、SDIM胺液净化设备,上线智能化管理优化平台;企业实施塔盘、脱硫剂、净化设备改造,依托平台开展胺液系统智能诊断优化。

  2.效果:应用后,CO2共吸率降低20%以上,剂耗下降40%,系统整体能耗下降10%;企业项目年操作费用降低1290.24万元;多家企业合计年创效2789.64万元。

  对全厂节能贡献:千万吨级炼厂胺液系统能耗约占全厂能耗8%;技术降低溶剂再生蒸汽消耗,减少全厂蒸汽消耗,同时保障酸性气、液化气净化系统长周期平稳运行,规避非计划停工带来的额外能耗损失。

重点公用工程节能降耗案例

  (一)案例1:蒸汽动力系统在线模拟优化软件

  1.应用方案:B/S架构国产化软件,搭建锅炉、汽轮机、减温减压器、换热器全单元机理模型,支持离线建模、在线接入实时生产数据,自动开展系统诊断、成本核算、碳排放计算、运行工况优化;选取500万吨/年燃料型炼厂建模应用,识别减温减压浪费、锅炉低效、透平匹配不合理、除盐水预热不足等瓶颈,输出可落地操作优化方案指导现场调整。

  2.效果:应用后,企业年燃动能耗成本降低840万元,年节约标煤4256吨,年CO2减排13850吨;软件可识别系统内大量减温减压能量损失,在不新增重大硬件投资前提下,依靠模型诊断+操作优化实现显著效益。

  对全厂节能贡献:蒸汽动力系统是炼厂最大公用工程,普遍存在高能低用、管网匹配失衡问题。该数字化工具可以挖掘存量系统固有节能潜力,适配大、中、小型各类炼油企业,是低成本开展公用工程系统优化的重要工具。

  (二)案例2:汽轮机通流改造

  1.应用方案:保留汽轮机汽缸本体、土建基础,更新转子、隔板,优化通流叶片,1#改造采用冲动式热力设计与结构设计;3#改造采用全反动式、“多级数、小熔降”设计;企业对炼油1#、3#汽轮机实施改造,1#抽凝式改造为抽背式;3#抽汽背压式机组更新全套通流组件,利旧外壳与基础,压低改造投资。

  2.效果:应用后,1#机组供电标煤耗由294.5g/kWh降至147.11g/kWh,年节约标煤25221吨,年效益2774万元,投资回收期0.37年;3#机组供电标煤耗由204.06g/kWh降至151.04g/kWh,年节约标煤9360吨,年效益1029万元,投资回收期1.57年。

  对全厂节能贡献:汽轮机是自备电厂核心装备,提升汽轮发电机组效率直接降低锅炉燃煤消耗,减少全厂化石能源消费和碳排放;适合国内大量老旧汽轮机组存量升级改造。

  (三)案例3:芳烃低温热发生蒸汽及高效利用技术

  1.应用方案:回收芳烃精馏塔顶150~175℃冷凝低温热,通过高效蒸汽发生器产出低压蒸汽,配套国产化大型蒸汽螺杆压缩机提升蒸汽压力等级,替代3.5MPaG高压蒸汽的减温减压过程;在企业100万吨/年芳烃装置开展改造应用。

  2.效果:应用后,企业一期项目产出1.2MPaG蒸汽103.6t/h,芳烃装置能耗下降47.2kg标油/t对二甲苯;截至2023年,已投运装置合计年节能量13.44万吨标油,年CO2减排23.26万吨;对比蒸汽发电路线,同等工况能耗降低53%,投资节省44%。

  对全厂节能贡献:回收芳烃装置大量废弃低温余热,产出不同压力等级工艺蒸汽,替代高品位蒸汽减温减压,降低全厂锅炉产汽负荷,削减燃料消耗;该技术可拓展应用到炼厂其他精馏装置低温热回收。

  (四)案例4:氢气资源优化技术

  1.应用方案:基于氢夹点理论建立氢网机理模型,覆盖制氢、用氢、回收、输配全流程;开展加氢装置耗氢操作优化、富氢气体膜分离回收、氢气管网压力匹配;企业实施重整氢梯级利用,增设膜分离回收单元、扩能轻烃回收、改造压缩机,优化管网调度。

  2.效果:应用后,企业外购煤制氢由20000Nm3/h降至4500Nm3/h,新增回收氢气7300Nm3/h,折合制氢装置年碳减排5.5万吨。千万吨级炼厂完成系统优化改造,预计年节氢节能效益2500万元以上,年降碳10万吨以上。

  对全厂节能贡献:氢气系统是炼厂第二大成本消耗单元,制氢工序能耗高;通过回收富氢尾气压减化石制氢负荷,降低制氢炉燃料消耗,减少全厂碳排放,同时保障氢气供应安全。

  (五)案例5:废塑料连续热解RPCC技术

  1.应用方案:分为预处理-RDC梯级减容液化脱氯-热解-后处理单元;针对农膜、聚烯烃混合废塑料,实现快速液化深度脱氯,油相脱氯率>99.9%,热解产物送入炼厂现有装置加工;企业万吨级示范项目,原料为新疆废地膜塑料,规模3.51万吨/年,装置能耗0.17kg标油/kg废塑料。

  2.效果:应用后,与焚烧处置路线对比,预计年减少CO2排放78750吨;预计年利润增加29712万元;预计年降碳225万吨CO2。热解油作为原料进入炼厂,降低原油对外依存度。

  对全厂节能贡献:属于循环经济公用配套技术,把废塑料转化为炼油原料,替代部分原油资源;相比焚烧大幅削减碳排放;依托现有炼厂装置实现化学循环,拓展炼厂原料来源,助力低碳转型。

重点设备节能降耗案例

  (一)案例1:催化裂化烟气轮机(透平能量回收设备)

  1.应用方案:针对催化裂化装置再生高温带压烟气,采用新一代马刀型动、静叶片,配置静叶吹扫、高效排气壳体、抗冲蚀涂层,优化转子振动特性;机组采用三机组/四机组同轴布置,烟气先在静叶膨胀,再推动动叶旋转,将烟气热能-压力能转化为机械能驱动主风机。企业YL-24000A烟机大修改造,完成全套叶片、壳体、轴承升级。

  2.效果:应用后,改造后烟机回收功率提升2766kW,年节电2323.44万度,折合年CO2减排1.417万吨;单级烟机效率提升至82%,双级烟机效率提升至85%,可以实现连续4年长周期运行。

  对全厂节能贡献:烟气轮机是催化装置核心能量回收大型转动设备,直接回收高温烟气能量,减少电机用电负荷;大型催化装置烟机运行好坏直接决定装置用电水平,对全厂电力消耗影响显著,存量改造投资低,回收期短。

  (二)案例2:炼油加热炉(管式加热炉)

  1.应用方案:成套技术集成高效空气预热器、新型低NOx-CO燃烧器、复合耐火衬里、智能BMS控制系统、炉体漏风封堵;针对加热炉排烟露点腐蚀难题,实现烟气深度余热回收;在企业70万吨/年航煤加氢装置加热炉改造落地,更换空气预热器、完善自动控制系统,控制炉膛氧含量1%~1.5%。

  2.效果:应用后,加热炉热效率由92%左右提升至95%以上,排烟温度≤80℃;该项目节约能量0.8MW,年CO2减排1638吨,年节能收益208万元。100MW热负荷加热炉改造,年节约燃料2224吨标油,CO2减排约6300吨。

  对全厂节能贡献:加热炉耗能约占装置总耗能50%~80%,提升其热效率可直接降低全厂燃料消耗;提升加热炉热效率直接降低全厂燃料消耗,同步削减NOx、CO、CO2排放,是炼厂覆盖面最广的关键耗能设备。

  (三)案例3:大型蒸汽汽轮机

  1.应用方案:不改动汽轮机基础和汽缸壳体,更新转子、隔板叶片,采用优化的叶型,提升通流效率,优化轴封减少蒸汽泄漏;企业1#抽凝汽轮机改造为抽背式机组,优化蒸汽做功梯级利用,实现“先发电、后供工艺蒸汽”。

  2.效果:应用后,1#机组改造后供电标煤耗从294.5 g/kWh下降到147.11 g/kWh,年节约标煤25221吨,年效益2774万元;3#机组供电标煤耗由204.06 g/kWh降至151.04 g/kWh,年节约标煤9360吨。

  对全厂节能贡献:汽轮机是自备热电厂核心动力设备,承担发电同时为工艺装置供给不同等级蒸汽;汽轮机通流效率直接决定锅炉蒸汽能量利用水平,改造后显著降低全厂燃煤消耗,是公用工程大型关键耗能设备。

  (四)案例4:高效汽提器(催化裂化汽提设备)

  1.应用方案:新型催化裂化高效汽提器,采用改进盘-环挡板导流构件,提高催化剂床层填充率,延长催化剂停留时间,汽提蒸汽分段分级进料,提升油气置换效率;在企业140万吨/年重油催化裂化装置实施改造,采用新型盘环式挡板等高效内构件,挡板喷涂耐磨合金层。

  2.效果:应用后,汽提蒸汽用量由5.16 kg/t剂降至4.3 kg/t剂,每小时节约蒸汽1075 kg,年节约蒸汽9030吨;焦炭氢含量下降29%,年减少标煤消耗1161吨,年CO2减排3000吨以上。

  对全厂节能贡献:汽提器属于催化裂化核心反应-再生系统设备,降低汽提蒸汽消耗直接减少蒸汽管网消耗,降低锅炉产汽负荷;同时降低再生器烧焦负荷,减少再生烟气CO2排放。

  (五)案例5:蒸汽螺杆压缩机(低温热升压设备)

  1.应用方案:针对芳烃精馏塔顶150℃~175℃低温冷凝热,用高效换热器产生低压蒸汽,通过国产化大型蒸汽螺杆压缩机提升蒸汽压力,替代传统3.5MPaG蒸汽减温减压;在企业第三代芳烃装置工业应用,回收精馏塔顶低温热产出1.95MPaG蒸汽72.5 t/h供给装置重沸器热源。

  2.效果:应用后,对比蒸汽发电方案,能耗降低33kg标油/tPX;九江、福建两套装置合计年节能量13.44万吨标油,年CO2减排23.26万吨;设备国产化率100%。

  对全厂节能贡献:蒸汽螺杆压缩机是低温余热提质利用的关键动设备,把原本废弃的低温热转化为可用工艺蒸汽,规避高品位蒸汽减温减压造成的巨大损失,显著降低全厂锅炉燃料消耗,提升全厂能量利用水平。

研究结论和建议

  (一)结论

  1. 我国炼油行业节能降碳潜力巨大,不能单一依靠单点设备改造,工艺装置改造、公用工程系统优化、管理创新三者必须协同推进。

  2. 国内已经形成一批国产化成熟成套技术,烟气轮机、加热炉成套节能技术、分壁塔、氢气系统优化、汽轮机通流改造等均有大量工业案例,投资收益良好,具备大规模推广条件。

  3. 存量炼厂主要短板集中在低温热资源浪费、蒸汽系统高能低用、氢网调度不合理,系统类优化项目往往硬件投入低,但节能降碳收益突出。

  4. 炼油企业应当立足自身装置实际,统筹硬件改造、数字化管控、新能源与循环经济技术,分批次对标能效标杆实施技术升级。

  (二)建议

  1. 政策层面落实《炼油行业节能降碳专项行动计划》与三年攻坚行动,强化能效监察,完善技术推广目录,加大系统优化类改造政策与投融资支持。

  2. 技术推广优先选择回收期短的成熟国产化技术,重点推进烟机提效、加热炉升级、分壁塔精馏、低温余热提质利用;推广蒸汽、氢气系统数字化模拟优化,挖掘存量系统潜力。

  3. 全厂统筹坚持能量“温度对口、梯级利用”,优先开展跨装置热集成,减少高能低用,优化蒸汽管网压力等级,充分回收各类余热余压资源。

  4. 数字化建设,推广蒸汽动力、氢气系统在线监测优化平台,建立全厂能效对标评价体系,持续跟踪装置能耗与碳排放。

  5. 管理创新,借鉴企业“渐进追赶”能源管理模式,管理节能与技术改造并重;适度布局光伏、绿电、废塑料化学循环,推动炼油企业由传统燃料型向低碳化工型转型。


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