概述
国内外的石化企业都是集中建设一批生产装置，形成大型石化工业区。在区内，炼油装置为“龙头”，为石化装置提供裂解原料，如轻油、柴油，并生产石化产品；裂解装置生产乙烯、丙烯、苯、二甲苯等石化基本原料；根据需求建设以上述原料为主生产合成材料和有机原料的系列生产装置，其产品、原料有一定比例关系。如要求年产30万吨乙烯，粗略计算，约需裂解原料120万吨，对应炼油厂加工能力约250万吨，可配套生产合成材料和基本有机原料80~90万吨。由此可见，建设石化工业区要投入大量资金，厂区选址适当，不但要保证原料和产品的运输，而且要有充分的电力、水供应及其他配套的基础工程设施。各生产装置需要大量标准、定性的机械、设备、仪表、管道和非定型专用设备。制造机械设备涉及材料品种多，要求各异，有些重点设备高速超过50米，单件重几百吨；有的要求耐热1000°C，有的要求耐冷-150°C。有些关键设备需在国际市场采购。所有这些都需要冶金、电力、机械、仪表、建筑、环保各行业支持。 石化行业是个技术密集型产业。生产方法和生产工艺的确定，关键设备的选型、选用、制造等一系列技术，都要求由专有或独特的技术标准所规定，如从国外引进，要支付专利或技术诀窍使用费。因此，只有加强基础学科，尤其是有机化学、高分子化学、催化、化学工程、电子计算机、自动化等方面的研究工作，加强相关专业技术人员的培养，使之掌握和采用先进科研成果，再配合相关的工程技术，石化工业才有可能不断发展，登上新台阶。
技术原理
蒸汽系统优化和热量利用（合理安排锅炉负荷，优化蒸汽系统运行方案；实施装置间热联合；低温位热源优化利用；低温油罐改为高温油罐）
一、提高蒸汽品位
一般来说，蒸汽的应用在生产和生活中，主要有三种用途：一是利用蒸汽直接或间接进行加热；二是得用蒸汽推动汽轮机做功，将热能转换成机械能；三是通过蒸汽加湿器对空气进行加湿。而一般化工厂中最常用的功能就是利用蒸汽直接或间接进行加热。对于蒸汽的加热应用，应使用饱和蒸汽进行加热，因为饱和蒸汽可以在瞬间释放出所含有的巨大蒸汽潜热，变成冷凝水，并在换热器内换热面的表面产生激烈的汽水湍流，大大提高了换热系数，进而提高了换热效率。蒸汽的品位直接决定了传热效率。为了提高蒸汽的品位，对于现有蒸汽系统，优化蒸汽品质主要可以从以下几个方面入手。
1. 安装合适的疏水装置。
干度较低的湿蒸汽不适宜加热，由于蒸汽中的水分增加，冷凝水会在换热器壁面的表层中形成水膜，增加了传热阻力，从而降低了换热效率。因此，必须及时除去蒸汽中凝结水。所以，在蒸汽的加热应用中，保证蒸汽的干度，提升蒸汽的品质是至关重要的。蒸汽干度通常要求>0.95，如果冷凝水没有及时的排除，不仅会影响蒸汽的品质和传热效率，有时还会造成严重的水锤，导致设备的损坏。合适，高效，并能随时监控的疏水装置是解决蒸汽中冷凝水的有效方法。应该注意的是不仅用汽设备要装疏水阀，总管分汽缸上都应该装，以减少蒸汽在输送时的能耗，提高蒸汽品位。
2．及时消除泄漏
据统计，杜绝泄漏可省蒸汽达30％。一个7.5mm的小孔，在0.6Mpa蒸汽系统中，一年漏汽达880t，折合人民币13万元（蒸汽价格150元/吨）。因此在化工生产中，必须及时做好设备检修工作，消灭泄漏点，以减少能源浪费。
3．做好保温工作
蒸汽管道没有保温，不仅损失热量，同时降低了蒸汽品位，造成浪费，如仅10m长一段DN25管道，若通0.6Mpa蒸汽，在没有保温情况下，一年热量损失相当于42吨蒸汽。在保温时要选择导热系数小、容质轻，有一定坚固性的耐温、耐湿材料，且要有保护层和合理厚度。
4. 安装汽水分离器
在用汽设备前安装汽水分离器是保证蒸汽干燥的最好办法。汽水分离器能最大限度地除去蒸汽中的冷凝水和夹带的小水滴，一般能使蒸汽的干度达到0.98以上，能有效地提高蒸汽的品质和传热效率，使蒸汽的潜能获得充分的利用，从而节省单位做功时蒸汽的用量。
5. 安装排空气阀
由于蒸汽系统在停车启动阶段或运行不稳定时，系统中难免会有空气进入，蒸汽中的空气会严重影响蒸汽的品质，影响蒸汽换热效率。于是在蒸汽系统的最高点和设备中易集聚空气的位置安装自动排空气阀是很有必要的。
二、冷凝水回收利用
冷凝水回收及其热量的利用，是蒸汽供热系统中节约能源的生要组成部分，提高蒸汽系统的冷凝水回收率对提高企业蒸汽系统的经济性具有重要意义。通过蒸汽换热设备所排出的冷凝水，如果不回收或回收量很少，则不仅浪费大量的软化水，而且还将损失大量热量。冷凝水损失，通常约占蒸汽本身热量的12%~15%，如果包括疏水阀漏气，则可达20%~50%或更高。因此回收冷凝水，对提高能源利用率，节约燃料和减少软化水的处理费用，具有非常重要的意义。为提高冷凝水回收率，必须正确选择冷凝水的回收系统，合理地进行设计和安装。
目前我国很多企业凝结水回收率很低，原因主要有以下几个方面：
(1)存在大量关于蒸汽疏水阀选型、安装等方面的认知问题及疏水阀本身质量等问题，致使间接用汽设备无法正常疏水，或影响加热，或漏汽严重；
(2)未能彻底解决凝结水对水泵的汽蚀、水击、气塞等问题，或通过开放式方法回收，闪蒸降温的损耗十分普遍；
(3)不同用汽设备产生的凝结水压力不同而出现的高低压共网问题未能得到根本解决，使得各蒸汽用户不得不选择单独排放，从而造成了凝结水资源不能进行有效综合利用。
冷凝水的余热利用方式一是利用水-水热交换器将饱和（或过热）冷凝水冷却降温回收利用冷凝水的热量，用以提高水温度；其二是设置二次蒸发器或闭式冷凝水箱，分离过热冷凝水的二次蒸汽，根据压力不同，可将二次蒸汽直接接入低压蒸汽管网或通过喷射加压器将二次蒸汽升压，送入中压蒸汽管网，回收利用二次蒸汽的潜热。化工企业的冷凝水系统，过去大多采用开式系统，蒸汽在设备中放热变成冷凝水后，经疏水阀后直接排入冷凝水管网，依靠疏水阀背压将冷凝水送至常压的冷凝水箱，直接放掉产生的二次蒸汽，热能浪费严重。近年大多改用闭式系统，将用热设备的各种压力的高温冷凝水依靠背压或蒸汽冷凝水自动泵先引入专门的二次蒸发箱，在箱内分离出二次蒸汽并被利用。闭式冷凝水回收系统的二次蒸汽和冷凝水的余热被充分利用，同时也减少腐蚀，保护环境，提高了管道和设备的使用年限。
较先进回收系统为无泵背压式回收，通过疏水器和合理的回收管道形成疏水器回收系统。该系统结构简单、安全可靠、无需动力、投资少、收效高，全封闭式，可100％杜绝跑、冒、滴、漏，是实实在在的高效节能，效益十分可观。
三、输汽主管优化
很多工厂进行蒸汽节能改造后，达到了很好的效果，蒸汽用量也比以前少了很多，有些工厂甚至节能达到了原蒸汽用量的一半以上。可是这些节能措施实施后，还有一个很大的节能环节却往往被忽视，那就是蒸汽输送主管的优化节能。
很多化工厂在设计时，一般都是在锅炉房附近或者在外部供热管网接入工厂后，设计一个分气缸，将蒸汽按各个车间的需求减压后送往各用户。实际上这是一个很大的能量浪费。一般蒸汽系统的设计应尊偱“高压输送，低压使用”的原则，高压输送蒸汽有以下优点：一是蒸汽管道口径小，热损失少，产生的冷凝水少；二是通过减压后在用汽设备点可以得到更加干燥的蒸汽，提高蒸汽的热效率；三是蒸汽管道的安装费用，支撑费用，人工费用，隔热费用都会减少。低压使用蒸汽有以下的优点：一是压力降低时可以提供蒸汽中更大比例的潜热；二是减压后不仅可以使蒸汽的干度提高，还可以减少冷凝水所含的热量，以减少二次蒸汽产生的量，提高蒸汽中热量利用的效率。虽然很多工厂在设计之初已经定型，对整个系统进行大的改造投资过于巨大而且在生产过程中对生产的影响过大，实行起来有很大的难度。但是即使对于本身存在设计问题的蒸汽主管输送系统，同样也有对主管进行改造和优化的有效措施。如在流量允许的条件下对并行的数条管道进行合并，减少输送主管的数量以减少管路的热量损失；对节能量较大的主管进行管道缩径，高压输送蒸汽，到用汽车间再进行减压使用等。
2.4.3燃料系统优化（干气脱硫后作加热炉燃料，自备电站实施焦代油和煤代油）
炼油
对炼油企业进行系统节能改造，包括：炼油生产全厂能量系统优化，含装置改造、热联合、热力系统优化、节能燃烧器等；催化裂化过程能量优化，含回收余热、热进料、减少生焦量、利用再生烟气能量、优化换热等；常减压过程能量优化，含优化流程、控制过汽化率、减少加热能耗、干式减压蒸馏、热联合等；蒸汽动力系统能量优化，含热电联产、凝结水回收、管网保温、安全控制等。
乙烯
对乙烯企业进行系统节能改造，包括：乙烯生产全厂能量系统优化，含优化原料、燃气轮机－发电机－裂解炉联合、优化蒸汽管网、提高收率、先进控制技术等；乙烯裂解炉节能优化，含更换短炉管、改造对流段等；低品位热量利用，含增设空气预热设施等。
合成氨
采用原料路线优化、回收发生炉煤气、回收造气炉余热、造气煤渣循环流化床锅炉、燃气轮机－空压机联合循环、联醇或二甲醚多联产、蒸汽自给或热电联产等技术对有条件的合成氨生产企业进行全厂系统节能改造；应用干粉煤加压气化、变压煤气化、多段炉碎煤气化、高效新型催化剂、新型转化炉管、新型烧嘴、高效换热器、新型保温材料等新技术对合成氨生产装置进行节能示范改造。
钢铁
钢铁企业能量系统优化工程包括：建立钢铁生产能源管理中心；建立炼铁高炉专家操作系统；建立副产煤气高效燃烧控制系统；原料准备工序系统节能工程；转炉炼钢综合节能工程；高效连铸连轧系统节能工程。主要推广技术有：高炉大型化、转炉大型化、利用废钢和二次资源、合理利用国内矿石、减少煤气放空量、蓄热式燃烧技术、干法熄焦技术、动力系统节能技术等。
国内发展和应用现状
石化、化工、钢铁行业2004年共耗能5亿多吨标准煤，约占我国耗能总量的27%，能源利用效率与国际先进水平相比有较大差距，节能潜力较大。
从能量系统优化的角度分析，炼油、乙烯、合成氨和钢铁等行业在系统用能方面存在以下主要问题：
1、具备热联合或热集成条件的装置（或生产单元）孤立运行，致使系统总体用能不合理。
2、部分企业蒸汽管网布置不合理，蒸汽配送与装置不匹配，凝结水没有回收，管网和设备的保温性能差，运行参数控制不准确，致使蒸汽损耗大。
3、部分企业余热、余压未能利用，致使一些换热网络、生产系统和装置能耗水平相对落后。
4、由于生产建设滚动式发展，部分企业公用工程系统未进行整体能量系统优化设计，致使企业供能系统效率低。
5、尚未采用模拟优化软件或先进控制技术，系统或装置的运行管理相对落后。
国外发展和应用现状
美国钻机从2005年的2026台套上升至2006年的2298台套，增加了272台套；在此期间，由于淘汰及向国外流动等因素减少了119台套，故实际净增391台套。
加拿大2006年也开创了石油钻机增加的新纪录，从2005年的741台套上升至2006年的799台套。
除西欧外全球2006年石油钻机的使用率均有所提高，其中非洲高达99%，比2005年提高26%；独联体2006年石油钻机的使用率为96%；拉丁美洲2006年石油钻机的使用率也达到921%，较2005年提高6%。
2006年加拿大石油钻机的使用率从2005年的74.22%（拥有741台套，使用550台套）上升至2006年的83.73%（拥有799台套，使用669台套），亦是2002年以来的峰值。
供应商信息
天津史凯孚轴承贸易有限公司
大连元利科技发展有限公司
济南法恩试验仪器有限公司
东莞佳润润滑油有限公司
天津方泉泵业有限公司
鸿晟泰轴承有限公司
天津市亚诺化工设备有限公司
经典案例
镇海炼化节水减排成效显著
镇海炼化公司所处的宁波市水资源形势不容乐观，人均水资源占有量不及全国的2/3，资源性、水质性和工程性缺水并存，而单位产值的水耗高于全国平均水平。企业要可持续发展必须提高水污染防治和水资源综合利用水平，从节约用水、重复用水、污水回用等方面进行全方位挖潜。镇海炼化公司在中国石化总部和各级政府部门的指导帮助下，在清洁生产与节水减排方面进行了积极的探索与实践，并取得了较好的成效。
采用先进的清洁工艺和节水工艺，实现增产不增污，这是镇海炼化重要举措之一。为减少直接与油气工艺介质接触的用汽量和注水量，镇海炼化公司三套常减压装置全部采用干式蒸馏，催化裂化提升管中用干气代替部分蒸汽汽提。这些措施使得装置规模扩大后高浓度含硫污水的产生量没有相应增加。
在采用装置间高度热联合的同时要减少装置冷却设备，镇海炼化通过高温蜡油、渣油无水冷出装置和常减压、催化、加氢裂化、减粘、沥青等装置的热联合以及催化——气分余热回收等措施，减少冷却设备。
有专家认为，空冷设备的广泛应用可以代替水冷设备，为此，公司积极开发和应用汽轮机空冷技术。如在新建300万吨/年柴油加氢和180万吨/年蜡油加氢装置中采用空冷技术，基本不采用水冷设备，减少水冷设备的蒸发损失与飞溅损失。设备管理水平提高了，就能延长装置开工周期，削减污水产生量。
加强水污染源头的监控，削减污水及其污染物的产生量和排放量，这是镇海炼化重要举措之二。严格操作管理依然是一项不可忽略的措施，对仍出现用新鲜水冲洗地面情况的单位执行严格的经济责任制考核，有效地杜绝新鲜水的浪费现象。
为提倡节约，镇海炼化将原排入下水系统的凝结水通过技术改造，全部进入凝结水回收系统或清净废水系统。不断完善废水的清污分流，对锅炉排污水、冷却器排污水等水质较好的作用，因原先设计不合理而进入污水系统的排放点，进行整改后可以引入清净废水系统或进行回收利用。
镇海炼化还结合炼油生产工艺实现污水的串级使用、重复循环使用，使催化裂化装置分馏塔的含硫污水串级使用于富气洗涤水的注水，既可取代软化水，又可减少20t/h的含硫污水量。开好含硫污水汽提装置，就可进一步扩大汽提净化水回用范围，就以提高污水的重复利用量。
污水分流的举措，可以将含硫污水、碱渣污水、无机废碱液、含碱污水、高浓度含油污水和低浓度含油污水进行彻底分流，并实现专线输送、专罐贮存、分质限量处理。
为了最终实现外排污水的回用，镇海炼化认为必须提高外排污水水质。他们做了多方面的工作：
一级处理系统方面：一是用螺旋泵代替易加重乳化的离心泵提升隔油池进水；二是停用后处理的砂滤池，消除了含大量生物粒子的砂滤池反冲洗废水对一级处理系统的冲击；三是含大量表面活性剂的碱渣污水单独处理，避免了大水量的低浓度污水的乳化；四是浮选采用与研究单位合作专门开发研制的ZB系列高分子有机絮凝剂。
生物处理系统方面：一是采用PLC自控系统运行的间歇批序式活性污泥法（SBR）新工艺，处理高浓度污水；二是将原设计浸没型纤维束填料床的生物脱氮工艺处理炼油污水的A/O池推流式流态改造为完全混合式流态。
坚持创新创效，加快水污染治理技术进步，公司利用扩建800万吨/年炼油改造工程（第二步）配套的污水处理改扩建工程的契机，实现了污水处理模式的创新。
从石化行业用水分布状况看，循环冷却水占生产总用水量的80%~90%，循环冷却系统的补充水占企业新鲜水用量的30%~70%，由此可见，石化行业节水减排的着眼点应放在循环冷却水系统。
削减循环冷却水系统的补充水量的主要途径是，一是以空冷设备替代水冷设备以减少蒸发和飞溅损失；二是提高循环冷却水浓缩倍数；三是开辟循环冷却水系统的补充水的”新水源”。
伴随着高效缓蚀剂、高效杀菌剂和粘泥控制等循环冷却水水质稳定技术的发展，近年来，循环水补充水的水质要求已有所放宽。同时，废水生物处理技术的发展，外排污水的净化深度和稳定度有较大提高。
镇海炼化通过对国内外回用实例的调查发现，回用废水用作循环冷却水系统的补充水，最具有影响因素的污染物分别为悬浮物、COD和NH3-N。而在循环冷却水系统的补充水水质要求放宽后，一般认为达标排放的废水仅需通过低成本的适度处理，使废水中的COD＜50mg/l、NH3-N＜8mg/l、悬浮物＜10mg/l、石油类＜2mg/l，再经水质稳定处理后，就可以回用于循环水。
镇海炼化在利用现有生化设施，将排放水COD、NH3-N指标控制在可回用标准内以后，由于要做工作的仅是如何降低其悬浮物浓度，因此，公司首先把其他单位污水回用前必须采用深度处理工序定位为适度处理，收到了良好效果。
某工厂的一条蒸汽输送管线缩径前后的节能效果进行计算示例：
某车间原蒸汽在减压站从1.4Mpa（表压）蒸汽减压至0.3Mpa（表压）后经主管输送至车间，主管长度为400米，口径DN150，设计最大输送蒸汽流量为：2000kg/h。通过一系列的节能优化措施后，该车间的最大用汽量减少到了800kg/h，以高压输送为原则，将1.4Mpa（表压）的蒸汽直接输送到车间用户后再减压至0.3Mpa（表压）。经计算选用主管口径为DN40。通过计算得DN150，0.3Mpa（表压）的蒸汽主管道运行光管热损失为970W/m；DN40，1.4Mpa（表压）的蒸汽主管道运行光管热损失为520W/m，假设环境平均温度为20oC，管道保温效率为80%，该蒸汽系统全年操作时间为8000小时，则每年可节约的蒸汽量为：
(970-520)*400*8000*3600*20%=1.04*1012J/年=1.04*109KJ/年.
折算为蒸汽用量为：532吨/年
直接经济效益约8万元/年。（蒸汽价格150元/吨）
当然，蒸汽主管的改造必然是基于全厂或某个车间取得很好的节能效果后才能够采取而且是有效的，在改造过程中也需要进行严格的工艺计算，选择合理的管道口径和节能方案，否则将会影响原工艺的稳定性，进而影响生产的正常的进行。
参考文献
[1]常绪才，董绍平，江萍.镇海炼化节水减排管理[J].中国石油企业，2007，（5）：77—81.
[2]廖谟圣，杨本灵.世界石油设备发展的新特点及机遇与挑战[J].石油矿场机械，2007，36（9）：2—9.
[3]贺平，孙刚。供热工程[M] 中国建筑工业出版社 1993
[4]陈小红.化工生产中蒸汽节能技术[J].节能技术，2002，20（2）：34—36.
[5]杨昱.工业蒸汽冷凝水的回收与利用[J].今日科苑，2007，（16）：116—117.