代玉戈

摘要：石油加工過程的二氧化碳排放強度較高，在中國政府碳達峰、碳中和的政策背景下，煉油行業(yè)面臨提供低碳高效綠色燃料產品以及全面降低加工過程中碳排放量的巨大壓力。煉廠減少碳排放最有效的措施是降低加工過程中的燃料消耗，用清潔能源代替現有熱源等。本文結合油田新能源業(yè)務發(fā)展的目標，分析了幾點煉化總廠減少碳排放量最便捷的有效途徑，為煉廠發(fā)展建言獻策。

關鍵詞：碳排放、減排途徑、煉油行業(yè)、新能源

一、煉廠面臨的減排壓力和機遇

氣候變化是人類面臨的全球性問題，隨著各國二氧化碳排放，溫室氣體猛增，對生命系統(tǒng)形成威脅。在這一背景下，世界各國以全球協(xié)約的方式減排溫室氣體，我國由此提出2030年碳達峰和2060年碳中和的目標。今年兩會上，碳達峰、碳中和被首次寫入政府工作報告，我國承諾2030年前，二氧化碳的排放不再增長，達到峰值之后逐步降低。

煉廠是能源行業(yè)的碳排放大戶，石油加工過程技術復雜，需要高溫、高壓，本身消耗大量能源，二氧化碳排放強度較高。煉油行業(yè)既為社會提供化石能源，又是溫室氣體排放的重要行業(yè)。2019年，中國石油煉油行業(yè)因加工原油而排放二氧化碳約1.7億噸，占總排放量的1.65%。我國煉油行業(yè)面臨提供低碳高效綠色燃料產品以及全面降低加工過程中碳排放量的巨大壓力。煉廠減少碳排放最有效的措施是降低加工過程中的燃料消耗，用清潔能源代替現有熱源等。同時，考慮到玉門油田所在地具有豐富的風光資源，并且擁有完善的供配電網絡，目前已建成的第一座分布式光伏電站，年可發(fā)電170萬千瓦時，今后還將有更大的發(fā)電潛力。因此，用清潔的“綠電”代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石燃料的消耗，提高電氣化率，不僅是玉門油田煉化總廠減少碳排放最便捷的有效途徑，還能借此提升設備儀表的自動化率。

二、減少碳排放的有效措施

首先探討如何降低加工過程中的燃料消耗，以作者所在的250萬噸/年常減壓蒸餾裝置為例。常減壓作為煉廠的龍頭裝置，也是全廠瓦斯消耗的大戶，兩具加熱爐熱負荷分別為23MW（常壓爐）和11MW（減壓爐），目前全部由廠供瓦斯燃燒供熱，總瓦斯消耗量平均為3200Nm3/h，經過長期的改造和優(yōu)化，加熱爐的熱效率已達到93%上下，繼續(xù)提升的空間不大。若以電磁加熱器替代現有燃氣火嘴，可以充分利用油田光伏電站產生的電能，大幅降低由瓦斯燃燒造成的碳排放，同時富裕出的瓦斯經過氣體分離可為我廠“減油增化”提供原料，或外輸東鎮(zhèn)用氫企業(yè)提高我廠利潤。通過查閱最近兩年高壓瓦斯化驗分析結果，主要組分如下表1，其中的氫氣、乙烯、丙烯經過分離，可作為高附加值化工產品的原料，總體積含量占瓦斯組分一半以上。

目前，玉門油田已在采油作業(yè)區(qū)接轉站通過電磁加熱器替代燃氣加熱爐，優(yōu)選“綠電”獲取方案，提高電氣化率，減少化石燃料消耗，以此降低碳排放量。通過與技術人員溝通，作者了解到電磁加熱器的加熱主體為棒式往復式管狀結構，由鐵磁性熱載棒體和鋼套管與高強度法蘭組合焊接加工而成，根據管網中來液量及預設的上下限控制溫度，自動控制加熱器工作狀態(tài)。相較傳統(tǒng)的燃氣型火嘴，電磁加熱器具有溫度控制更加精確、調節(jié)過程快速、無加熱爐閃爆和人員氣體中毒風險等優(yōu)點。一經采用不僅提高了電氣化率，大幅降低碳排放量;還可降低崗位工作量，提高裝置的本質安全。

接下來探討如何用清潔能源代替現有熱源。常減壓車間目前使用廠供1.0Mpa蒸汽，一部分蒸汽由總廠向水電廠外采，外采蒸汽是利用煤炭燃燒發(fā)熱產生的，僅常減壓車間每年的蒸汽消耗量就有約20000噸。減少蒸汽用量就減少了碳排放量。蒸汽主要有兩種用途：一是在冬季為部分管線伴熱，防止管線凍凝;二是作為蒸汽噴射器的驅動蒸汽，在減壓塔頂部獲得真空。冬季管線伴熱可以通過改造，在管線外部纏繞發(fā)熱電阻絲，通電發(fā)熱來為管線伴熱，這樣還可以根據環(huán)境溫度，靈活控制發(fā)熱量來節(jié)省電量。雖然前期投資較大，但一經改造，后續(xù)可為煉廠節(jié)省許多外采蒸汽成本，使用光伏發(fā)電產生的“綠電”，即可達到減少碳排放的目的。

常減壓車間的減壓塔頂部，設有三級抽真空系統(tǒng)，減頂油氣經過減頂增壓器和增壓器冷凝器、減頂一級抽空器及一級抽空器冷凝器，減頂氣到機械真空泵抽真空。若全部改為電動機械真空泵，可完全代替目前的動力蒸汽，能更精確地調節(jié)至所需真空度，提高電氣化率的同時還能減少塔頂含硫污水的產生量。根據查詢到目前已經成熟可用的技術以及其他煉廠的經驗，現列出將蒸汽伴熱改為電伴熱、蒸汽抽真空系統(tǒng)改為全部用電動機械真空泵的可行性分析，如下表2.

三、總結

煉廠的碳排放總量和強度與原油性質、流程配置、產能規(guī)模、管理水平密切相關。我廠著眼于長遠可持續(xù)發(fā)展，需要建立以碳減排為導向的內外配套政策以及科學合理的業(yè)績考核體系，助推玉門油田的節(jié)能減排目標。以上措施以常減壓車間為例，作者從個人參加油田舉辦的《新能源與煉化業(yè)務融合發(fā)展技術研討培訓班》后的分析思考出發(fā)，結合能查到的文獻資料，并與油田采油單位技術人員討論學習后寫下以上減排措施的探究，部分觀點難免出現瑕疵紕漏，還請指正。