技术简介及技术特点

石化行业作为高耗能行业之一，其加工过程能耗成本占总生产成本的40%~60%，因此，加工过程节能降耗是减少碳排放、提高能效的关键。石化企业除包含以“龙头”装置常减压为代表的分离系统以外，还涉及催化重整、催化裂化、加氢裂化、延迟焦化等反应体系复杂且工况变化频繁的反应装置，是全厂能耗的重要组成部分。

“双碳”战略的推进和全面落实，“能耗”双控指标的严控，均促使节能降碳成为石化行业发展的主旋律。因此，石化企业需要进行全方位升级，积极拥抱数字化及智能化为上下游赋能，以绿色低碳为导向的石化行业反应装置模拟优化是炼油过程技术创新与突破的重要抓手和必然趋势。基于工艺机理、流程模拟与数据驱动技术，为炼厂反应装置建立单模式、多模式及协同模式下的模拟模型，充分发挥多样化、定制化建模优势，构建能量流驱动物质流、物质流产生或影响能量流的动态关联模型，促进基于生产效率、产品品质提高，加工能耗、碳排放降低的生产运行优化。

图1  炼油反应装置建模方案

应用效果&经济效益

针对其他类型反应装置的实际应用验证表明，通过开展反应装置模拟及优化，可有效提高能源利用效率，降低加工过程碳排放，实现2%~15%的装置综合能耗降低。

技术推广应用情况

目前已协助多家炼厂开展反应装置模型建设、装置运行诊断、海量历史数据挖掘、多情景工况优化、节能增效潜力分析等工作。以某500万吨/年重油反应装置应用为例，结合大数据处理与分析技术，进行数据分析与挖掘，分析操作变量与产品分布和装置能耗间的交叉影响，为反应装置运行优化、节能降耗提供理论与数据基础，最终实现装置能耗降低近10%，CO₂减排总量约2.39万吨/年。