進(jìn)入“十二五”以來(lái)，石化行業(yè)節能工作面臨的壓力越來(lái)越大，行業(yè)總能耗還在不斷上升，而企業(yè)能耗下降的趨勢卻在放緩;同時(shí)，化工行業(yè)特別是新型煤化工行業(yè)發(fā)展遭遇的水資源瓶頸也凸顯出來(lái)。如何在已經(jīng)取得的節能節水成果上，繼續挖掘出新的潛力，實(shí)現高效、低碳、綠色發(fā)展，是石化行業(yè)面臨的一個(gè)重大課題。

　　對此，一些業(yè)內人士提出，在單個(gè)單元節能已經(jīng)幾乎無(wú)潛可挖的形勢下，系統優(yōu)化在提升節能節水效率上的作用開(kāi)始凸顯出來(lái)。把信息技術(shù)與石化行業(yè)深度融合，對企業(yè)進(jìn)行整體系統優(yōu)化，將成為挖掘行業(yè)節能節水潛力的重要抓手。

　　節能剩的都是“硬骨頭”

　　石化行業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，也是用能耗能的主要產(chǎn)業(yè)之一。我國石化行業(yè)從“十一五”開(kāi)始加強了節能節水減排工作，經(jīng)過(guò)幾年的努力，行業(yè)的節能工作取得了明顯的成效。據中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì )統計，“十一五”期間，全行業(yè)萬(wàn)元工業(yè)增加值能耗降低了20%，實(shí)現了國家規劃的目標。而進(jìn)入“十二五”以來(lái)，情況發(fā)生了一些變化。前3年全行業(yè)萬(wàn)元工業(yè)增加值能耗累積下降只有5.5%。其中，石油化工下降4.5%，化學(xué)工業(yè)下降11.4%，距離“十二五”分別下降18%和20%的節能目標還有較大差距。2013年，石化行業(yè)綜合能源消費量初次突破5億噸標準煤，達到5.01億噸標準煤，比上一年增長(cháng)6.1%。

　　石化聯(lián)合會(huì )會(huì )長(cháng)李勇武在2013年度石油和化工行業(yè)重點(diǎn)耗能產(chǎn)品能效領(lǐng)跑者發(fā)布會(huì )上曾表示，目前石油和化工行業(yè)節能形勢十分嚴峻，節能的成本越來(lái)越高。“十一五”時(shí)期，行業(yè)的平均單位節能量投資為2382元/噸標煤;而“十二五”前3年，單位節能量投資保持在3000元/噸標煤以上。行業(yè)節能已進(jìn)入啃“硬骨頭”的攻堅階段。

　　中國化工報記者在采訪(fǎng)中了解到，化工行業(yè)主要的節能途徑有3條：一是推廣優(yōu)質(zhì)技術(shù)，相關(guān)節能技術(shù)以及設備的應用，可以有效地降低能源消耗;二是通過(guò)加強系統管理實(shí)現能源的梯級利用，減少能源消耗;三是結構節能，通過(guò)淘汰落后產(chǎn)能，對新建產(chǎn)能把好準入關(guān)，嚴格限制新上高能耗項目，控制行業(yè)總能耗的增加。按照這樣的思路，在國家節能減排政策的推動(dòng)下，前幾年行業(yè)內的大多數企業(yè)在容易節能的領(lǐng)域中做了充分的工作，應用了大量的節能設備和工藝，并完善了節能管理工作，同時(shí)淘汰了一批高耗能的落后產(chǎn)能。

　　許多企業(yè)表示，目前能做的節能工作他們都已經(jīng)做了，無(wú)論是工藝上、技術(shù)上、設備上，還是公用工程或管理上，各環(huán)節、各單元的節能工作都已經(jīng)做得差不多了，剩下的就是一些“硬骨頭”，未來(lái)節能任務(wù)目標的完成難度會(huì )越來(lái)越大。“該做的我們都做了，再要大幅度降低能耗不是一件容易的事，‘十二五’的節能目標讓我們感到壓力很大。”一位煉化企業(yè)的負責人不無(wú)憂(yōu)慮地表示。

　　石化聯(lián)合會(huì )節能與低碳發(fā)展處處長(cháng)李永亮也表示，用較少投入就能產(chǎn)生較大節能量的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去了。通用的節能技術(shù)目前在石化行業(yè)中的應用已經(jīng)很普遍，未來(lái)其應用空間將越來(lái)越小，行業(yè)節能潛力也隨之變小。而且，節約同樣的能源，比如節能1萬(wàn)噸標準煤，之前的投入是3000萬(wàn)元的話(huà)，現在的投入可能會(huì )增加到4000萬(wàn)元，甚至5000萬(wàn)元。“隨著(zhù)節能工作的深入，節能的難度會(huì )越來(lái)越大。”李永亮說(shuō)。

　　低廉水價(jià)將一去不復返

　　如果說(shuō)石化行業(yè)的節能形勢不容樂(lè )觀(guān)，那么節水的形勢就更為嚴峻。“事實(shí)上，我國石化行業(yè)的水危機比石油危機更甚。石油沒(méi)有了，還可以有其他的替代品，煤炭、風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能都可以作為接續能源，而水資源是唯一的，無(wú)可替代!”全國化工節能(減排)中心秘書(shū)長(cháng)王武表達了他對水資源緊缺的擔憂(yōu)。

　　公開(kāi)數據顯示，我國是認定的水資源緊缺的國家之一。我國人口占世界人口的22%，而水資源只有世界的8%，我國人均水資源占有量是世界人均水資源占有量的1/4，位列世界第121位。隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，水資源緊缺的形勢還將進(jìn)一步加劇。

　　2012年，國務(wù)院就發(fā)布了《關(guān)于實(shí)行最嚴格水資源管理制度的意見(jiàn)》，提出以水資源配置、節約和保護為重點(diǎn)，強化用水需求和用水過(guò)程管理，嚴格控制用水總量，全面提高用水效率，嚴格控制入河湖排污總量的要求。水利部還會(huì )同10個(gè)部門(mén)組建了最嚴格水資源管理制度考核工作組，加強對水資源的管理，制定了考核工作實(shí)施方案，并于今年3月啟動(dòng)了水資源管理制度考核工作。被稱(chēng)為“水十條”的《水污染防治行動(dòng)計劃》也正在緊鑼密鼓地制定中。水作為百姓生活和工農業(yè)生產(chǎn)必不可少的緊缺資源，受到了前所未有的重視。

　　石化行業(yè)屬于高度依賴(lài)水資源的一個(gè)行業(yè)，大多數的化工生產(chǎn)都離不開(kāi)蒸汽、循環(huán)水、冷卻水;同時(shí)，石化企業(yè)產(chǎn)生的廢水如果得不到有效處理，直接排放，不僅會(huì )浪費大量的水資源，還會(huì )帶來(lái)嚴重的環(huán)境污染問(wèn)題。節約用水、減少廢水排放是石化行業(yè)面臨的又一重要課題。

　　“目前一些石化企業(yè)對于節水工作不夠重視，主要是因為用水成本低，多用少用對企業(yè)的生產(chǎn)成本影響并不大。但今后企業(yè)享受低廉水價(jià)的日子將一去不復返，階梯水價(jià)的全面實(shí)施將增加石化企業(yè)的用水成本。同時(shí)，國家實(shí)行的最嚴格水資源管理制度也會(huì )大幅增加企業(yè)的排污成本，石化企業(yè)的節水意識必須加強。”王武表示。

　　“新型煤化工產(chǎn)業(yè)面臨的水資源制約更為嚴峻。我國煤炭資源與水資源呈逆向分布，新型煤化工項目大多集中在西部地區，環(huán)境容量非常有限，大部分地區排污總量已經(jīng)用完。煤化工產(chǎn)品的單位水耗和廢水排放量如果降不下來(lái)，大規模發(fā)展煤化工就沒(méi)有優(yōu)勢可言。而且煤化工企業(yè)排放的廢水中COD含量一般在5000毫克/升左右，氨氮在200~500毫克/升，是一種典型的含有難降解有機化合物的工業(yè)廢水。若控制不好，排放后將對環(huán)境造成嚴重的危害。”中國過(guò)程系統工程專(zhuān)業(yè)委員會(huì )副主任楊友麒對中國化工報記者說(shuō)。

　　近日被曝光的騰格里沙漠工業(yè)廢水污染事件，引發(fā)了強烈反響，工業(yè)企業(yè)在沙漠中隨意排污的行為遭到社會(huì )各界的強烈譴責。這再一次給西部地區的新型煤化工企業(yè)敲響了警鐘，如果不能給廢水找到一個(gè)好的去處，煤化工的發(fā)展前景堪憂(yōu)。

系統優(yōu)化方可破解瓶頸

　　采訪(fǎng)中記者了解到，石化企業(yè)的節能工作首先是從對單個(gè)工藝單元進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化入手，其次是各個(gè)子系統的優(yōu)化，包括裝置間的熱聯(lián)合，再次就是全局 的能量系統優(yōu)化。在節能工作進(jìn)入啃“硬骨頭”的攻堅階段后，能量系統優(yōu)化技術(shù)的作用更加凸顯，成為石化企業(yè)節能增效的最主要手段之一，也是企業(yè)實(shí)現效益最 大化的必由之路。

　　一直從事石油化工生產(chǎn)過(guò)程智能建模、控制與優(yōu)化的應用基礎研究和工程技術(shù)開(kāi)發(fā)的華東理工大學(xué)副校長(cháng)錢(qián)鋒對系統優(yōu)化在石化行業(yè)中發(fā)揮的作用認識更 為深刻和透徹。他認為：“系統優(yōu)化利用不僅僅可以降低企業(yè)的能耗，同時(shí)可以實(shí)現資源的高效利用，通過(guò)系統優(yōu)化可以使物質(zhì)和能源利用最大化，從而實(shí)現石化行 業(yè)高效、低碳、綠色發(fā)展目標。”

　　錢(qián)鋒告訴中國化工報記者：“我國石化行業(yè)的能耗水平與優(yōu)質(zhì)水平相比存在著(zhù)較大的差距，其中原油加工、乙烯和合成氨的平均能耗高于優(yōu)質(zhì)水 平的15%~25%。中石油、中石化兩家企業(yè)2012年煉油綜合能耗分別為57.3千克標油/噸和64.1千克標油/噸，而優(yōu)質(zhì)水平為40千克標油 /噸。按照2013年我國的原油加工量4.79億噸計算，如果達到40千克標油/噸的能耗水平，每年就能節省991.5萬(wàn)噸標油，減少二氧化碳排放 3529萬(wàn)噸。”

　　同樣的，我國的乙烯工業(yè)平均能耗為595.5千克標油/噸，而已達到500千克標油/噸，相差20%左右。差距還不僅僅體現在與優(yōu)質(zhì)水平的比較上，即使是在同類(lèi)企業(yè)的比較中能耗水平也是良莠不齊，比如同期引進(jìn)的同類(lèi)乙烯裝置之間的能耗差異達到12%。

　　“我國的乙烯裝置大多是從引進(jìn)的，硬件水平與相當，為什么我們就達不到優(yōu)質(zhì)的節能水平呢?我認為主要是思維方式和管理水平上的差 異。目前，的石化項目缺乏的是支撐化工過(guò)程整體運行行為的系統優(yōu)化方法和優(yōu)質(zhì)軟件，而歐美等工業(yè)發(fā)達國家早已經(jīng)開(kāi)始了信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為主導的由 傳統制造向智能制造的轉型。智能化管理是現代企業(yè)實(shí)現高效發(fā)展的重要基礎。”錢(qián)鋒表示。

　　錢(qián)鋒介紹說(shuō)，系統優(yōu)化是智能制造的具體體現。近幾年，歐美等國掀起了一股從傳統制造業(yè)向智能制造轉型的熱潮。老牌制造業(yè)強國德國在2013年推 出工業(yè)4.0戰略，旨在通過(guò)利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )空間虛擬系統相結合的手段，促使制造業(yè)向智能化轉型。工業(yè)4.0戰略被德國學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界稱(chēng)為以智能制 造為主導的第四次工業(yè)革命。美國也于2011年啟動(dòng)優(yōu)質(zhì)制造合伙計劃，主導和參與者不僅有石油化工行業(yè)的龍頭企業(yè)杜邦、陶氏、?？松梨?、BP、殼牌等公 司，還有頂級信息技術(shù)供應商，如IBM、霍尼韋爾、艾斯本、艾默生等公司，其目的也是實(shí)現化工過(guò)程的智能化管理，占領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)。我國也緊隨潮 流提出了兩化融合的概念，希望通過(guò)信息化和工業(yè)化深度融合，改造提升傳統產(chǎn)業(yè)。

　　以煉化企業(yè)為例，通過(guò)實(shí)施能量系統優(yōu)化和智能化管理，企業(yè)可以對煉化工藝過(guò)程物料及能量實(shí)施軟件核算、數字化管理。通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)參數，可以全面 推進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品效益和節能減排最大化。其中，軟件核算對煉化工藝過(guò)程物料及能量數據進(jìn)行系統分析，準確預測產(chǎn)品質(zhì)量、收率的變化情況，確保裝置工藝流程達到 在線(xiàn)實(shí)時(shí)優(yōu)化;通過(guò)數字管理控制能源，企業(yè)可大幅度降低能耗，優(yōu)化煉化生產(chǎn)全過(guò)程，降低生產(chǎn)成本，提高市場(chǎng)競爭實(shí)力。

　　記者從兩大石油公司了解到，2009年以來(lái)，中石化對茂名石化等4家煉油企業(yè)進(jìn)行了全廠(chǎng)能量系統優(yōu)化，目前每年節能量達到40多萬(wàn)噸標煤;中石油運用煉化能量系統優(yōu)化技術(shù)后，2013年實(shí)現節能量20萬(wàn)噸標煤，增效3.17億元。

　　系統優(yōu)化可以為節能釋放巨大的空間，節水也不例外。楊友麒告訴中國化工報記者，以中石化、中石油為代表的石化企業(yè)，從2003年開(kāi)始，使用過(guò)程系統工程方法進(jìn)行節水減排的技術(shù)改造，10年來(lái)已經(jīng)使煉油廠(chǎng)的噸原油煉制耗水下降50%以上。

　　基于石化企業(yè)節水的經(jīng)驗，楊友麒對于消除新建煤化工企業(yè)的高水耗頑疾也充滿(mǎn)了信心。他表示：“煤化工的高水耗很大程度上是工程設計不成熟、缺乏 水網(wǎng)絡(luò )系統的集成優(yōu)化造成的。通過(guò)成熟水網(wǎng)絡(luò )系統集成優(yōu)化技術(shù)，使一個(gè)大型煤化工企業(yè)的水耗大幅度下降不會(huì )是有可能的。我們曾經(jīng)對某煤化工公司節水減排技 術(shù)改造提出了14項技改項目，這些措施到位后，公司新水用量從1796噸/時(shí)下降到515噸/時(shí)，節水率達到71.32%，噸烯烴耗水量下降至7噸/時(shí)， 每年可節省新鮮水量1257萬(wàn)噸，產(chǎn)生的效益為9449.96萬(wàn)元。”

　　日前，晉煤金石公司60萬(wàn)噸合成氨項目一套中水回用裝置打通流程，每天可對循環(huán)水系統補水1000余噸。