2025炼油行业节能降碳先进技术汇编

国家能源局能源节约和科技装备司中国石油和化学工业联合会2025.2 目录 一、中国石化工程建设有限公司烟气轮机节能技术....................1二、中 国 石 化 工 程 建 设 有 限 公 司 芳 烃 低 温 热 发 生 蒸 汽 及 高效 利 用技 术..............................................................................8三、中 国 石 化 工 程 建 设 有 限 公 司 炼 油 加 热 炉 绿 色 节 能 降 碳成 套 技 术.................................................................................16四、中国石化胺液脱硫系统节能与长周期稳定运行技术..........22五、中国石化低氮强化燃烧技术..................................................28六、中国石化新型催化裂化高效汽提器......................................35七、中国石化催化裂化副产10兆帕等级高压蒸汽成套技术....40八、中国石化大连石油化工研究院氢气资源优化技术..............51九、中国石化广州工程公司LQSR节能型硫磺回收尾气处理技术..........................................................................................55十、中国石油规划总院蒸汽动力系统在线模拟优化软件..........62十一、中 国 科 学 院 大 连 化 物 所 重 油 浆 态 床 加 氢 解 构 全 转化 技 术.................................................................................72十二、中国石化工程建设有限公司重整生成油分壁塔技术......85十三、中国石化废塑料连续热解技术..........................................90十四、中 国 石 油 大 学 （ 华 东 ） 渣 油/原 油 分 级 气 相 脱 氢 裂解 制 化 学..........................................................................99 一、中国石化工程建设有限公司烟气轮机节能技术 1.基本情况 1.1背景 烟气轮机技术是中国石化工程建设有限公司（以下简称SEI）的专有技术，自1978年首台国产烟气轮机在抚顺石油二厂催化裂化装置投用，至今已经46年。在此期间，伴随着一代又一代催化裂化技术的发展，随着原料重质化和劣质化、产品高附加值和清洁化，工艺技术的进步带来了催化剂技术的不断进步和各类助剂的不断涌现，烟气轮机技术的发展也不断面临新的挑战和技术瓶颈。 在这样的科技发展潮流中，烟气轮机技术紧跟石化高质量发展的要求，不断增强技术适应性、提升能量回收效率、提高机组运行周期，持续发挥其在装置节能降耗中的重要作用，形成了新一代的高效节能、绿色低碳的烟气轮机技术。 迄今为止，SEI已经完成了约300台烟气轮机的设计及应用，其中在役烟气轮机约210台，占据国际60%以上的市场，具备广阔的市场空间。烟气轮机技术从能效水平、装备规模、运行稳定性等多个方面综合评估处于国际领先水平。 烟气轮机技术十分契合《产业结构调整指导目录（2024年本）》、《绿色低碳转型产业指导目录（2024年版）》等政策文件对于推广余热余压回收技术的要求，最新发布的《炼油行业节能降碳专项行动计划》也明确提出“推广高效催化裂化烟气轮机等先进技术装备”。 1.2原理 烟气轮机是一种透平机械，在装置的节能降耗中发挥着重要作用。带压高温烟气首先在静叶中进行膨胀将热能转换为动能，然后在动叶中继续膨胀并推动主轴旋转，将动能转换为机械能，其输出的能量用来直接驱动主风机或电机，从而达到回收能量的目的。烟气轮机机组型式包括烟气轮机发电机组、烟气轮机+压缩机+电动/发电机三机组、烟气轮机+汽轮机+压缩机+电动/发电机四机组，其中三机组以及四机组这种气-电双驱或者汽-气-电三驱同轴机组配置型式更是极大提高了能源利用效率。 1.2.1烟气轮机参数及特点 （1）烟气温度：650～730℃（2）介质含催化剂：易结垢、高冲蚀、高磨损（3）介质含微量SO2：硫腐蚀 （4）转速：3500～10000rpm 烟气轮机结构及特点： （1）支撑方式：悬臂式 （2）轮盘级数：单级、双级 （3）进气方式：轴向进气径向排气 （4）壳体型式：垂直剖分 1.2.2烟气轮机技术难点及特点 烟气轮机在高温环境下运行，烟气中含有催化剂颗粒，结垢、冲蚀、磨损等导致的烟气轮机稳定性和效率下降一直是困扰机组运行的难题。此外，随着装置运行周期的增长，工艺运行工况的改变会导致工艺参数与烟气轮机设计参数不匹配，从而使得部分烟气需要放空或者烟气轮机在非高效区运行。尤其是随着装置规模趋向大型化，机组综合效率的少量提升就会带来相当大的经济效益。因此，烟气轮机的长周期安全稳定运行和高效节能对于烟气轮机的开发来说是目前最为重要的两个方向，提升烟气轮机设计点及变工况运行效率、增强防结垢及抗冲蚀磨损能力、提高机组稳定性及运行周期是烟气轮机节能降碳的主要思路。 针对上述情况，SEI不断总结提升完善“烟气轮机节能技术”，不仅可以应用在新烟气轮机的设计中，也可以用来对烟气轮机进行快速节能改造，适应催化类装置工艺技术发展和变化的同时，也可以拓宽应用到其它各类装置的余热余压回收利用中。 1.3工艺流程及技术特点 1.3.1技术方案 （1）开发高效马刀叶型：有效调整等压线的分布形状，控制径向压力梯度和横向压力梯度，抑制附面层分离。 （2）开发叶根保护技术：更好的保护动叶叶根，提高叶根的强度。（3）优化烟气轮机反力度：选择沿叶高方向合理的级反力度，减小跨音速激波的影响。（4）开发带导流板的高效排气机壳：由于烟气轮机的悬臂结构限制，轴向扩压段无法加长，因此开发了带有导流板的高效排气机壳。（5）开发防结垢流道结构：合理地安排动、静叶栅的焓降分配，开发可以减缓催化剂结垢现象的流通结构。（6）开发静叶吹扫技术：开发吹扫装置，能够在线定期通入吹扫气体，利 用垢样与叶片的热膨胀系数差别使垢样从叶片上脱落。 （7）开发高效气封结构：开发新型复合密封，优化密封的进气形式，减少催化剂粉尘的集聚堵塞。（8）优化叶片振动特性：通过对叶片进行共振及谐共振分析，合理优化动静叶片参数，得到最佳的共振裕度。（9）抗失稳转子设计：通过转子结构及轴承优化设计，降低转子振动敏感性。 1.3.2应用效果 （1）降低叶片振动应力，提高转子稳定性，烟气轮机强度储备和稳定性高；（2）提升流场均匀度，减小流动损失、扩压损失和余速损失，降低蒸汽消耗，烟气轮机整机效率高；（3）减弱结垢条件，催化剂不易在叶片上沉积，减少了烟气轮机磨损和腐蚀，烟气轮机运行安全性高；（4）可以通过快速、低成本的局部改造实现烟气轮机的高效长周期运行。 1.4.技术装备的知识产权和获奖情况 1.4.1知识产权情况 1.4.2获奖情况 2.运行情况及应用效果 现有烟气轮机的系列能够满足80～480万吨/年催化裂化/催化裂解类装置的烟气能量回收要求，最大回收功率35000kW。新设计的单级烟气轮机效率从78%提升至82%，双级烟气轮机效率从81%提升至85%，烟气轮机可以实现连续4年的长周期稳定运行；对于长周期运行的烟气轮机，针对运行工况与设计参数不匹配、叶片结垢、冲蚀等问题，通过局部快速改造也可以实现高效长周期运行。 烟气轮机技术为SEI完全自主知识产权，烟气轮机设备本身可以实现100%的国产化，其中直径1250mm的烟气轮机轮盘已经完成国产化攻关，即将进行验收和工业应用，直径1380mm的烟气轮机轮盘由于没有依托项目，尚未有国产化应用案例，但是技术上已经完成储备。 烟气轮机技术及装备无特殊新增投资。 烟气轮机技术广泛应用于FCC、CPP、DCC、RTC等各类炼油装置，并已经拓展应用于煤化工、合成气、硝酸等各类装置，后续也可以拓宽应用于更多类似 余热余压能量回收利用的场景。 2.1应用案例一 中国石油兰州石化分公司YL-33000A型烟气轮机。 兰州石化分公司YL-33000A型烟气轮机于2003年投用，机组采用了烟气轮机+汽轮机+压缩机+电动/发电机四机组型式，气-汽-电三驱的机组配置能够高效的回收烟气和装置蒸汽的能量。 该烟气轮机是世界最大型的烟气轮机之一，至今已经平稳运行21年。 2.2应用案例二 中国石化青岛炼油化工有限责任公司290万吨/年催化裂化装置YL-24000A型烟气轮机改造。 青岛炼化公司290吨/年催化裂化装置于2008年5月开车投产，装置再生烟气能量回收系统配置型式为三机组，其中烟气轮机型号为YL-24000A，经过几年的运行，设备部分部件高温老化裂纹变形，动叶顶部冲刷增大，静叶结垢速率快，轴密封蜂窝孔容易堆满催化剂，烟气轮机回收功率越来越低，电机耗功明显增大等。2019年大修前机组耗电甚至达到10000kW以上。 该烟气轮机采用中国石化工程建设有限公司的烟气轮机节能技术进行节能改造，根据新的工艺参数，重新进行气动设计，主要改造内容如下： (1)更换新型动叶片(叶身喷涂长城33号耐磨涂层)。 (2)更换新型静叶组件(静叶片、静叶环体及静叶蜂窝，叶身喷涂长城33号耐磨涂层)。 (3)新制静叶吹扫流道衬环。 (4)改造高效排气壳体(在壳体内增设高效导流支撑板)。 (5)更换轴承箱体、箱盖。 (6)更换径向止推轴承座。 (7)更换烟气轮机与风机之间联轴器（轻型）。 该改造项目2019年8月份完成并投用，2020年11月通过中石化总部鉴定。 3.效益分析 3.1应用案例一 中国石油兰州石化分公司YL-33000A型烟气轮机，2012年企业出具技术应用证明中核算的经济效益如下： （1）YL-33000A型烟气轮机于2003年8月23日投入运行，截至2011年 12月31日累计使用66240小时。 （2）经过8年运行，YL-33000A型烟气轮机的平均输出功率达到32800kW，每年可节电25977.6万度，折合减排二氧化碳（按0.61kgCO2/度）15.846万吨/年；按照当地动力电价0.56元／度计算，每年可节电14547.5万元。 （3）经过8年运行，YL-33000A型烟气轮机目前累计节约动力电为214315.2万度，折合减排二氧化碳（按0.61kgCO2/度）130.732万吨。按照动力电价0.56元／度计算，累计节电120016.5万元。 3.2应用案例二 中国石化青岛炼油化工有限责任公司290万吨/年催化裂化装置YL-24000A型烟气轮机改造。 中石化鉴定证书及“用户应用情况报告”中改造效益如下： （1）改造后经过16个月的运行，烟气轮机的输出功率和绝热效率、蒸汽耗量、机组振动没有明显变化，机械性能稳定。 （2）改造后前后轴承振动值下降至26-34μm，提高了机组运行稳定性。 （3）改造后烟气轮机回收功率提升2766kW，每年运行时间按照8400小时计 算 ， 年 度 折 合 节 电 为2766×8400=2323.44万 度 ， 折 合 减 排 二 氧 化 碳 （按0.61kgCO2/度）1.417万吨/年。 （4）电费按照0.5元/度计算，该项目综合年经济效益合计为2323.44万度×0.5元/kW·h=1161.7万元。 （5）本次改造项目投资850万，投资回收期365×850/1161.7=267天。 4.突出亮点 （1）烟气轮机技术在装置的节