一、化工工业过程节能的意义和原则
目前，我国化工企业的能量有效利用率平均仅为35%左右，不但与世界先进国家同类企业的指标差距很大，而且在国内先进企业与落后企业之间的指标差距也相差20%甚至一倍还多。
化工工业存在的能量损耗，主要是因为在生产过程完成之后，有些能量被产品带走，而有些能量被废弃。虽然随着科学技术的发展，这种能量废弃越来越小，但一般不可能为零。化工工业过程的节能技术的一个主要方面就是考虑将被排出的能量回收反复使用，直到再无使用价值，再行废弃。在此基础上，形成的节能原则主要有两条：一是减少不可逆过程有效能损失；二是减少有效能废弃。相应地，化工节能应遵循的基本观点大体有以下几种：按质用能观点、连续生产观点、系统能耗观点、经济效益观点和发展动态观点等。
从过程上分，化工工业节能大体可分为三个阶段：第一是加强本文世纪论文网提供管理阶段，第二是设备改进阶段，第三是新技术开发阶段。目前，在日、美等发达国家，操作管理方面的问题已基本解决，重点是新技术开发和设备改进。而我国的大多数化工企业，一方面管理的问题还没有完全得到解决，依靠改善管理，节能潜力仍然不小。同时，开展第二阶段和第三阶段的节能改进，前景当然更为可观。本文主要从第三阶段，也就是化工工业过程出发，对常用节能技术加以介绍。
二、化工工业一般节能措施
一般来说，化工工业过程节能，都要从改进工艺条件，降低工艺总用能入手。而工艺总用能又可分为热能、蒸汽能和流动能三种形式。
1.降低用热工艺总用能
改进流程采用新的节能型工艺流程是降低用热工艺总用能的一个重要方面。如炼油行业的常减压蒸馏装置，把初馏塔、常压塔的过气化油直接抽出，绕过加热提温设备，使用热工艺总用能减少。另外，还可以采用改进催化剂，使反应温度和压力降低、减小回炼比、回流比等措施。
2.减少用汽工艺总用能
加强管理汽提蒸汽，改进操作，减少吹汽量。具体地说，许多汽提用汽可以考虑用重沸器代替，可用适宜的低温热代替加热、伴热用汽；催化裂化U型管松动汽可以用松动风代替，塔底吹汽可以用惰性气体代替等。另外，当管线输送过程中不需伴热时，完全可以不用伴热。这些过程都是减少用汽工艺总用能的有效措施。
3.减少动力工艺总用能
在动力工艺能节能方面，首先要注意降低机泵的裕量，减少调节阀节流损失。必要时要采用调速装置节约扬程，避免过多的节流损失；而对于系统管线中各节流阀，应该在保证调节质量的前提下尽量降低压强；对管线系统进行最优化设计，降低沿程流阻；缩短工艺路线。另外，减少反应系统未转化原料的循环量，也可有效减少动力工艺总用能。
三、化工工业过程节能新技术的特点及效果
下面以石油化工行业为例，对化工过程的节能新技术的特点和效果进行简单分析。
1.原油梯级蒸馏节能技术及效果
目前，在石油化工行业，原油的常减压蒸馏流程虽然相对比较成熟，但是也存在着突出的问题，就是原油加工过程的能耗难以降低。其中最重要的根源在于蒸馏过程的不可逆加热和冷却造成。采用梯级蒸馏节能理论和技术可以避免这一现象。其主要关键技术包含梯级加热和梯级减压两方面。采用梯级加热技术汽化原油，减少其不可逆性，及时将汽化后的物料分离出来；采用梯级减压，可以分批把轻组分拔出，从而使不同的物料可以在不同的压力下实现汽化，从而降低原料的加热温度，实现压力与温度的耦合，大幅度降低原油加工过程的能耗。如果按全国每年加工3.4亿吨原油计算，仅此一项技术每年可节约资金15.9亿元，减排温室气体124万吨。从而使我国的常减压蒸馏技术的能耗水平达到世界领先水平的行列。
2.流程重构和热耦合优化技术及效果
目前，国内催化裂化吸收稳定系统中，存在着能耗过高、干气不干、稳定塔分离能力不够、汽油烯烃含量高、汽油切割不清晰等突出的缺点。采用流程重构和热耦合优化，可以实现热资源得以充分利用，大幅度节约能耗。该项技术的主要改进体现在流程重构，减少循环流股和不可逆过程、余热回收、低能耗轻汽油切割技术等方面。经过试验，在150万吨/年催化裂化装置上推广使用，在能耗方面可以节约20%左右，相当于一年节约1.5万吨标准油的能耗量，折合人民币近亿元，温室气体可以减排4.68万吨左右。
3.差压耦合精馏节能技术及效果
化学工业中能耗最大的一个单元过程就是精馏过程。存在精密、精馏、高能耗等突出特点，为了优化这一工艺过程，通过对热耦合过程进行模拟、工业化开发，可以实现新型差压低能耗精馏技术，既在同一个蒸馏塔内或者多个关联的塔中同时实现热量的匹配与集成。调节操作压力，在组成不变时，使每座精馏塔的操作压力改变，压力高时温度就高、压力低时温度就低，可以将高压塔蒸汽作为低压塔的热源，实现热能的自动耦合或匹配，达到降耗节能的目的。
差压热耦合精馏技术则是把原流程中的单塔精馏改为两个或多个精馏塔并联，进料和产品采出同时进行。当其中一个塔压力降低时，另外的塔压力升高，塔内压力的不同可以实现温度高的塔顶蒸汽成为温度低的那一个塔的重沸器热源，实现两塔或塔的热耦合，实现节能的目的。以50万吨/年苯乙烯装置为例，采用分塔差压蒸馏技术进行流程计算，可以节省能量30％以上。
四、结论
化工工业过程的节能技术，从理论上说，是有规律可循的。着手对化工工艺过程进行节能改进时，应先从工艺能源使用和回收环节上进行考虑，当这两个方面的改进确定后，还要从全局出发考虑单元与系统之间的优化。这也是化工行业节能改进的重要特点之一。
目前，我国化工企业的能量有效利用率平均仅为35%左右，不但与世界先进国家同类企业的指标差距很大，而且在国内先进企业与落后企业之间的指标差距也相差20%甚至一倍还多。
化工工业存在的能量损耗，主要是因为在生产过程完成之后，有些能量被产品带走，而有些能量被废弃。虽然随着科学技术的发展，这种能量废弃越来越小，但一般不可能为零。化工工业过程的节能技术的一个主要方面就是考虑将被排出的能量回收反复使用，直到再无使用价值，再行废弃。在此基础上，形成的节能原则主要有两条：一是减少不可逆过程有效能损失；二是减少有效能废弃。相应地，化工节能应遵循的基本观点大体有以下几种：按质用能观点、连续生产观点、系统能耗观点、经济效益观点和发展动态观点等。
从过程上分，化工工业节能大体可分为三个阶段：第一是加强本文世纪论文网提供管理阶段，第二是设备改进阶段，第三是新技术开发阶段。目前，在日、美等发达国家，操作管理方面的问题已基本解决，重点是新技术开发和设备改进。而我国的大多数化工企业，一方面管理的问题还没有完全得到解决，依靠改善管理，节能潜力仍然不小。同时，开展第二阶段和第三阶段的节能改进，前景当然更为可观。本文主要从第三阶段，也就是化工工业过程出发，对常用节能技术加以介绍。
二、化工工业一般节能措施
一般来说，化工工业过程节能，都要从改进工艺条件，降低工艺总用能入手。而工艺总用能又可分为热能、蒸汽能和流动能三种形式。
1.降低用热工艺总用能
改进流程采用新的节能型工艺流程是降低用热工艺总用能的一个重要方面。如炼油行业的常减压蒸馏装置，把初馏塔、常压塔的过气化油直接抽出，绕过加热提温设备，使用热工艺总用能减少。另外，还可以采用改进催化剂，使反应温度和压力降低、减小回炼比、回流比等措施。
2.减少用汽工艺总用能
加强管理汽提蒸汽，改进操作，减少吹汽量。具体地说，许多汽提用汽可以考虑用重沸器代替，可用适宜的低温热代替加热、伴热用汽；催化裂化U型管松动汽可以用松动风代替，塔底吹汽可以用惰性气体代替等。另外，当管线输送过程中不需伴热时，完全可以不用伴热。这些过程都是减少用汽工艺总用能的有效措施。
3.减少动力工艺总用能
在动力工艺能节能方面，首先要注意降低机泵的裕量，减少调节阀节流损失。必要时要采用调速装置节约扬程，避免过多的节流损失；而对于系统管线中各节流阀，应该在保证调节质量的前提下尽量降低压强；对管线系统进行最优化设计，降低沿程流阻；缩短工艺路线。另外，减少反应系统未转化原料的循环量，也可有效减少动力工艺总用能。
三、化工工业过程节能新技术的特点及效果
下面以石油化工行业为例，对化工过程的节能新技术的特点和效果进行简单分析。
1.原油梯级蒸馏节能技术及效果
目前，在石油化工行业，原油的常减压蒸馏流程虽然相对比较成熟，但是也存在着突出的问题，就是原油加工过程的能耗难以降低。其中最重要的根源在于蒸馏过程的不可逆加热和冷却造成。采用梯级蒸馏节能理论和技术可以避免这一现象。其主要关键技术包含梯级加热和梯级减压两方面。采用梯级加热技术汽化原油，减少其不可逆性，及时将汽化后的物料分离出来；采用梯级减压，可以分批把轻组分拔出，从而使不同的物料可以在不同的压力下实现汽化，从而降低原料的加热温度，实现压力与温度的耦合，大幅度降低原油加工过程的能耗。如果按全国每年加工3.4亿吨原油计算，仅此一项技术每年可节约资金15.9亿元，减排温室气体124万吨。从而使我国的常减压蒸馏技术的能耗水平达到世界领先水平的行列。
2.流程重构和热耦合优化技术及效果
目前，国内催化裂化吸收稳定系统中，存在着能耗过高、干气不干、稳定塔分离能力不够、汽油烯烃含量高、汽油切割不清晰等突出的缺点。采用流程重构和热耦合优化，可以实现热资源得以充分利用，大幅度节约能耗。该项技术的主要改进体现在流程重构，减少循环流股和不可逆过程、余热回收、低能耗轻汽油切割技术等方面。经过试验，在150万吨/年催化裂化装置上推广使用，在能耗方面可以节约20%左右，相当于一年节约1.5万吨标准油的能耗量，折合人民币近亿元，温室气体可以减排4.68万吨左右。
3.差压耦合精馏节能技术及效果
化学工业中能耗最大的一个单元过程就是精馏过程。存在精密、精馏、高能耗等突出特点，为了优化这一工艺过程，通过对热耦合过程进行模拟、工业化开发，可以实现新型差压低能耗精馏技术，既在同一个蒸馏塔内或者多个关联的塔中同时实现热量的匹配与集成。调节操作压力，在组成不变时，使每座精馏塔的操作压力改变，压力高时温度就高、压力低时温度就低，可以将高压塔蒸汽作为低压塔的热源，实现热能的自动耦合或匹配，达到降耗节能的目的。
差压热耦合精馏技术则是把原流程中的单塔精馏改为两个或多个精馏塔并联，进料和产品采出同时进行。当其中一个塔压力降低时，另外的塔压力升高，塔内压力的不同可以实现温度高的塔顶蒸汽成为温度低的那一个塔的重沸器热源，实现两塔或塔的热耦合，实现节能的目的。以50万吨/年苯乙烯装置为例，采用分塔差压蒸馏技术进行流程计算，可以节省能量30％以上。
四、结论
化工工业过程的节能技术，从理论上说，是有规律可循的。着手对化工工艺过程进行节能改进时，应先从工艺能源使用和回收环节上进行考虑，当这两个方面的改进确定后，还要从全局出发考虑单元与系统之间的优化。这也是化工行业节能改进的重要特点之一。
