工欲善其事，必先利其器。加快开发和推广能源利用效率高、污染物排放少的新技术、新工艺是推进节能减排，实现产业结构升级的不二之选。本文汇集了国家“十一五”期间，重点开发的节能减排实用技术和工艺。如在原油加工和乙烯生产中使用的能源系统优化技术；在氮肥行业推广污水“零排放”技术和合成氨节能改造综合技术；硫酸行业推广的中、低温热能回收技术；氯碱行业推广的干法乙炔技术；黄磷行业推广的尾气综合利用技术等，希望能为企业的节能改造提供选择和参考。

乙烯生产

乙烯裂解炉空气预热技术

乙烯裂解炉空气预热技术巧妙地运用液体火箭发动机上的热能技术，将循环利用工厂排放蒸汽和废液的双向节能新工艺成功用于乙烯裂解炉上。这项技术由北京航天动力研究所开发成功，在我国乃至世界都属首创。

其节能方法是在乙烯裂解炉底部燃烧器上增设空气预热节能装置，该装置利用循环系统释放的热蒸汽加热炉内空气，实现能源的二次使用，同时可减少对循环水降温的能耗，达到双向节能降耗的目的。装置完全靠内部循环过程完成热量的转移，不需要消耗额外的动力。

经过几年的技术推广和持续改进，该技术已经在乙烯装置上实现了由点到面的推广，中石化85%的乙烯装置已使用了该技术，并在新建乙烯项目上进行推广；中石油的四大乙烯工程成功实施获得好评后，也已具备广泛推广的条件。随着在裂解炉上应用的逐渐成熟，目前，该技术已经可以在工业炉等其他设备上应用。

裂解炉管强化传热技术

由中科院金属所发明的“乙烯裂解炉管强化传热技术”，在中石化系统乙烯裂解炉中进行了10余年的工业试验和推广应用。采用该技术可降低炉管外壁温度20~50℃，大幅度延长炉管使用寿命，减少大修次数，可节约维修成本数亿元，明显减少裂解炉管结焦，延长二次烧焦的时间间隔，减少烧焦费用上亿元。如在中石化系统全面推广该技术，预计可提高乙烯生产能力7%以上，每年可多产70万t乙烯，提高乙烯收率0.6%以上，每年可节约原料油17万t。

乙烯裂解炉管强化传热技术不仅可以用于乙烯裂解装置，还可以用于各种管式加热炉，如炼油工业中的各种加热炉，各种输气、输油管线加热炉和各种高压锅炉等。目前中石化已有100多万吨乙烯装置使用了该技术。预计未来几年，全国800万t乙烯装置将全部采用该技术。

氮肥行业

联合气化工艺

联合气化法生产合成氨，是采用纯氧气化、富氧气化和空气气化中的至少两种气化技术，联合应用于合成氨生产的新工艺。该工艺主要解决采用壳牌的干粉煤气化技术生产合成氨的工艺中存在的，气化装置出口一氧化碳高达60%以上、硫氧化碳含量高导致变换工艺难度增加的问题，同时降低了化肥生产的氧气消耗。它还可应用于纯氧气化技术生产合成氨新装置，以及采用这类技术的合成氨装置增产、节能和降低成本的技术改造。

该工艺有效地降低了合成氨装置的投资和生产成本，大大提高了化肥企业的经济效益。就产能为1500t氨/日的装置而言，如果采用壳牌/恩德炉联合气化法生产合成氨，装置总投资可减少1亿元，每年可降低成本约0.25亿元；若采用壳牌/灰融聚联合气化法生产合成氨，虽然总投资增加了2亿元左右，但经济效益却可以增加1.5亿元/年。

水冷器清洗技术

在合成氨工厂，半水煤气压缩机就如人体的心脏，其作用是把原料气加压送至净化后再送到合成工段。其中水冷器的冷却效果好坏，直接影响压缩机的打气量、电耗，甚至关乎压缩机的长周期和安全运行。由于半水煤气中含有煤焦油、粉尘等杂质，同时压缩机在运行时还要对气缸注油润滑，容易在出口冷却器中结炭形成硬质垢，使得清洗作业非常困难，影响工业生产。

对此，大多数厂家采取碱水煮、氨水泡、高压蒸汽吹、水冲等方法进行清理，其结果都不够理想。由石油和化学工业规划院教授级高工邰学林发明的TH-1清洗技术，具有清洗操作简单、无腐蚀、溶液可多次使用、无污染、成熟可靠等优点，彻底解决了压缩机水冷器的清洗问题，同时可应用于各种油冷器的清洗。据悉，我国每年需要清洗的水冷器换热面积在30万m3以上，借助该成果进行清洗，不仅效果理想，还可以产生1亿元/年以上的经济效益。

合成氨/尿素生产水洁净回用技术

合成氨/尿素生产水洁净回用技术由福建智胜化工股份有限公司开发，总投资1173万元。通过2年多实施，该技术已在造气废水治理、含氨废水提浓、尿素工艺冷凝液深度水解、原水净化处理、循环冷却水系统改造、废水在线监测系统建设、造粒塔粉尘回收治理等方面取得了较好的效果，每年可节省近百万元的一次水用量，节电90万kWh，减排污水187.9万t、氨氮118t、COD236.6t、尿素粉尘404t，每年可产生经济效益564万元。企业通过综合治理，对生产过程中废气、废渣等吃光榨净，年可降低生产成本1600万元以上。

该技术完成了精炼再生气回收技术的研究和装置建设，具有多方面的优势：回收利用再生气中的氨、CO等有效成分，解决了合成氨精炼工序喷头开孔技术问题，提高了铜液再生效率；系统加氨量减少，节约用氨约0.26kg/tNH3；完成了尿素残液低压二氧化碳气提水解技术的引进及创新应用；采用1.1MPa低压蒸汽水解、二氧化碳气提、三位一体的水解—解吸塔结构和高效传质塔内件等创新技术，使残液排放浓度中的尿素≤3.0×10-6、氨≤5.0×10-6，可以替代国外的低压深度水解技术。

此外，智胜化工还完成了尿素造粒塔粉尘回收技术的研究和装置建设，解决了高效雾化、除尘设施除垢等关键技术问题，年可回收尿素约360t；采用混凝、沉降与过滤为一体的高效污水净化技术，实现了造气、脱硫工序除尘冷却水的闭路循环；采用自主研发的自控装置，解决了原造气洗气塔无气用水的问题,减少用水量约20%，冷却水循环使用率达99%以上。

硫酸行业

硫酸低温热能回收技术

在硫酸生产过程中，从含硫原料到生成硫酸的每一步反应都是放热反应。国内硫酸企业基本回收了燃烧和转化反应所释放的热量，但对于占总放热30%~40%的低温热能，回收利用却几乎为空白，而引进国外成套技术和装备投资巨大，导致企业无法采用这项节能措施。

针对这一问题，中石化南京设计院成功开发出低温热能回收技术，并实现了材料和设备全部国产化。该院于2007年10月在南化集团建成了试验装置，目前运行状况良好，各项技术参数都达到了设计要求，成功完成了工业化试验。

该技术采用先进的检测、控制技术，装置正常运行时操作全部自动化。它采用两塔吸收，高、低温吸收分开，可根据生产企业的实际情况灵活操作，同时有利于保证吸收效率和控制酸雾指标，确保整套硫酸装置的安全运行。对于老厂改造，可只建高温吸收塔系统，原一吸塔循环系统可用作低温吸收塔系统。对于新建装置，高、低温吸收可在同一塔内分段进行。

这套低温热回收系统包括高温吸收塔、高温循环酸泵、蒸汽发生器、混合器、给水加热器等。利用这项技术，每生产1t硫酸可以多副产0.4~0.5t低压蒸汽。

氯碱行业

干法乙炔技术

目前，国内企业由电石到乙炔的生产工艺基本均为湿法乙炔生产技术，而湿法乙炔技术无论从运行效率还是环保角度都表现出诸多弊端，严重制约了电石法PVC的长期健康发展。由山东寿光新龙电化集团和北京瑞思达化工设备公司联合开发的干法乙炔制聚氯乙烯新技术有效的解决了这一难题。

干法乙炔发生是用略多于理论量的水以雾态喷在电石粉上使之水解，产生的电石渣为含水量4%~10%的干粉末；粗乙炔中水蒸气分压约为0.078MPa；反应温度气相为90~100℃，固相温度为95~100℃；水与电石的比例约为1.2；反应热由水汽化带走，经由非接触式换热器传给循环水（没有溶解损失）；电石的水解率大于99.5%。据承担示范生产的寿光新龙电化集团副总经理杨秀岭介绍，该技术耗水量仅为原来的1/10，耗电量低，污染零排放。同时，干法乙炔技术所产生的电石渣可以用来制砖、水泥和作为漂白剂。近两年的运行表明，按10万吨/年聚氯乙烯计算，新工艺产品收率比原工艺提高2.5%，年节约成本近千万元。

聚氯乙烯母液水处理与回收新技术

聚氯乙烯母液废水是聚氯乙烯生产过程中的主要废水，其回收利用潜力较大。杭州水处理技术研究开发中心和四平昊华化工有限公司成立了联合攻关小组，通过大量试验，将膜分离技术和工业水处理技术组合，开发出了聚氯乙烯母液水处理与回收新技术，实现了聚氯乙烯母液废水最优化回收。

在四平昊华化工有限公司的示范装置上，优化回用技术给出了满意的效果：控制废水排放直至减少到零。经过该系统处理后，65%的回用水达到回釜水指标，可用于聚合釜工艺入釜水；其余回用水可用于循环冷却水系统补充水，实现聚氯乙烯母液废水零排放。由于运行成本较低，应用该技术还可以大大降低聚氯乙烯的生产成本，实现了回收树脂和热能的综合效益。以年产20万t聚氯乙烯规模计算，每年将节约成本500余万元，其中不包括循环水回用的效益以及排污费减少带来的效益。 据测算，该技术如果在国内氯碱行业推广，每年将减排废水0.4亿m3，减排化学需氧量1.6万t，并节约水资源0.4亿m3。

黄磷行业

热法磷酸热能利用技术

热法磷酸热能利用技术由云南省化工研究院主持，清华大学、浙江大学、江苏工业学院共同开发成功，并获得2008年度国家技术发明二等奖。

该技术针对热法磷酸生产过程中热能利用不合理现象，采用具有余热回收装置的燃烧塔——特种燃烧炉，回收黄磷燃烧过程中产生的热量。该装置可以回收黄磷燃烧过程中所产生的热量并产生饱和蒸汽，实现热能回收。每燃烧1t黄磷产生0.5MPa（表压）的饱和蒸汽4.8t以上；热能回收利用率55%以上。装置不仅能解决热法磷酸生产中所需外部供给的热量问题，而且还可以外供大部分蒸汽，减少了循环水消耗，省掉专用的燃煤锅炉，达到节约能源，降低生产成本的目的。

图2 水冷器清洗技术

该技术生产过程中黄磷燃烧采用普通空气，不需要进行空气干燥及相应的干燥设备，降低了设备投资和生产成本。此外，该技术还解决了高温腐蚀性气体对材质的腐蚀问题，能长周期稳定地生产高品质磷酸和蒸汽，热回收率达到65.2%，不仅突破了国外文献报道的使用普通自然空气理论回收率63%的极限，也高于国外利用干燥空气的实际热能利用率。

这项新技术与传统热法磷酸生产技术相比，节能减排效果非常显著，可减少循环冷却水量60%，减少循环酸量50%，水化塔P2O5吸收率提高30%。采用该技术新建同等规模生产装置，可减少投资20%；对原有传统生产装置进行改造，可提高生产能力30%以上。

二氧化碳回收技术

大连理工大学开发的精制二氧化碳专利技术现已列入国家级重大科技成果推广计划。采用该技术回收工业废气中的二氧化碳，既有利于控制温室气体排放，又可创造新的利润源，经济效益和环保效益显著。

该技术的工艺路线为：环氧乙烷尾气经第一分水器分水后，进入压缩机加压冷却，进入第二分水器分水后再进入干燥器，干燥后的物料经液化进入闪蒸器闪蒸，在闪蒸罐底部即可得到工业级二氧化碳产品。在这个过程中，分水器排放出来的微酸性冷凝水可以回收再利用；在干燥器和吸附床的再生气排放口排放的再生废气中，只含有微量的可燃气体，符合高空排放标准；装置所用的固体吸附剂和干燥剂每5年可再生活化一次，重新装填使用。因此，整个工艺流程十分环保，二氧化碳回收率可达到90%以上。

从乙二醇排放气中回收乙烯

扬子石化烯烃厂与南京工业大学联合开发的变压吸附回收乙二醇装置氧化反应系统排放气中乙烯技术（简称PSA技术），节能成效显著。

乙二醇装置的环氧乙烷排放气和催化裂化干气一般直接被燃烧，这些排放气中含有乙烯，如此烧掉既浪费了宝贵的乙烯资源，又会对环境产生影响。扬子石化烯烃厂与南京工业大学从2004年起，针对乙二醇装置排放尾气回收技术，联合开发出改进吸附剂并实现工业生产，之后形成了回收乙烯工业装置技术方案和可行性报告，并于2007年9月建成我国首套350Nm3/hr变压吸附回收排放气中乙烯的装置。

工业运行数据测定表明：该变压吸附装置投入少，运行费用低，操作方便，显著提高了乙烯资源的利用率。尾气中乙烯的回收率>98%，氮气和氩气的脱除率≥92%。据不完全统计，该装置年回收乙烯的经济效益可达数千万元。

胶液凝聚新技术

大庆石化公司自主研发的胶液凝聚节能新技术解决了大庆石化顺丁橡胶装置物耗、能耗高和环境污染问题，年节约生产成本约1400万元，后处理尾气排放减少50%。

长期以来，大庆石化公司8万吨/年顺丁橡胶装置，一直采用通用等压技术和水析法分离聚合物与溶剂。为保障胶液凝聚效果，生产必需在较高的凝聚温度和较低的操作压力下进行，导致吨胶消耗蒸汽10吨以上，高耗能成为制约装置优化生产的主要矛盾。另外，顺丁橡胶生产的能耗、物耗主要来自凝聚过程，其中溶剂消耗大部分在后处理过程中直接排入大气。

为了最大限度降低装置耗能和减少废气排放，大庆石化进行了顺丁橡胶装置凝聚生产新工艺的探索和工业化尝试。经过近两年的不断摸索，科研人员成功开发出预凝聚工艺生产流程，确定了差压凝聚优化节能方法。2007年9月，凝聚节能生产新技术在顺丁橡胶装置进行了工业化试验。试验结果显示，该节能技术使装置吨胶降低溶剂油消耗10.77kg，降低蒸汽消耗1.01t，后处理尾气排放降低50%，年可节约生产成本约1400万元。目前该项技术在大庆石化已正式用于工业生产。