1、第 卷第 期 年 月广 州 化 工 .基于 的乙烯装置能效与环境效率综合评价郑朝洋（中化泉州石化有限公司，福建 泉州）摘 要：根据某企业 年乙烯装置月生产数据，包括能源输入指标及输出指标，通过 综合分析法对输出的能源效率指标（乙烯生产量）及环境效率指标（排放量）进行综合评价，得出评价系数，通过综合评价系数及能源输入指标得出一组最优月生产数据为石脑油（）、燃料（.）、蒸汽（.）、水（.）、电力（.）和乙烯（.）、（.）。提出方法为企业下年度选取月生产数据，提高能源效率及环境输出效率提供了一种高效、便捷的方法。关键词：综合分析法；能源效率；环境输出效率中图分类号：文献标志码：文章编号：（）（，）：
2、，（）（），（），（.），（.），（.），（.）（.），（.）.，.：；及 的氧化物大量排放成为全球变暖的主要因素，提高能源利用率及环境效率，减少 的氧化物排放在世界各国处于高度战略地位。由于乙烯工业规模大、流程复杂、工艺流程参数繁多，还受技术、企业管理水平等众多因素影响，因此对乙烯工业进行能源效率及环境效率评价及分析是必要的。近年来，研究者们提出了许多建模方法来评价能源利用率及环境效率。尤其是利用，朱群雄等用模型 结合 主元分析方法对乙烯生产中的数据进行降维，耿志强提 出 了 一 种 基 于 模 糊 数 据 集 的 交 叉 模 型，通过基于改进 交叉模型的马奎斯特指数获得了乙烯生产过程中的性
3、能改进的方向和原因，在 模型分类的研宄中，侯翔等将常用的 模型进行了系统的分析和归纳给出了 的最具代表力的四个基本模型、和。以往石化能效评价中，主要基于 模型进行的改进及扩展，其它数学模型相关应用及研究较少，并且只是对单一的能源效率或者环境效率进行研究，缺乏对能源效率及环境效率的综合评价。随着当前环境恶化条件下，十四五提出的碳中和，碳大峰更加坚定了能源结构调整的力度，致力于生产规模稳定条件下，提高能源效率及碳排放的减少措施势在必行，本文根据某石化有限公 年生产数据，结合 模型，对乙烯装置的能源效率及环境效率进行评价，得出最优生产数据，以达到节能减排、指导生产的作用。乙烯装置能效及环境效率分析对
4、乙烯装置工作流程进行能源和环境效率评价，要掌握整个乙烯装置的工作流程、能效输入指标、环境效率输出指标及生产产出指标。.乙烯装置能效分析在乙烯行业中，不同企业采用的能效分析界定和计算方法不同。参照行业标准 和 ，对乙烯能效分析边界界区，如图 所示。乙烯装置生产过程具有多输入多输出的特性，乙烯装置生产乙烯界区包括：（）生产原料热裂解；（）分流和压缩；（）产物分离和回收等三个主要步骤，即从裂解原材料进入乙烯装置开始到输出产品为止。影响乙烯装置在生产过程主要的能源输入指标包括：原料、循环水、工业用水与锅炉用水、电、超高压蒸汽、高压蒸汽和低压蒸汽、空气、氮气及燃料，其中氮气和空气输入量比重非常小，在能源
5、输入指标中去除空气及氮气的影响，总结影响乙烯装置生产能源效率输入指标为：原料、蒸汽、燃料、水力和电力。广 州 化 工 年 月图 乙烯能效分析边界界区.乙烯装置环境效率分析工业生产过程总会产出希望和非希望产物，乙烯装置生产过程中，主要产生的期望产物包括乙烯、丙烯、丁二烯、氢气、甲烷、裂解汽油等，也会产出一些非期望物质，例如全球变暖罪魁祸首、有毒物质 等，这些非期望物质在生产过程中不可能完全消除，并且会破坏生态环境，造成空气、水源等环境污染。为了简化研究，我们把乙烯作为期望产出，作为非期望产出，生产过程中尽可能产出更多的乙烯，排放更少的，提升能源及环境效率。根据以往的研究，我们将能源输出指标及环境
6、效率输出指标单位同意换算为。基于 的能效及环境效率综合评价整个乙烯装置生产过程涉及多输入多输出，因此要对整个生产过程进行综合评价，综合评价过程就是通过数学模型，将多个评价指标“整合”成一个整体性的综合评价指标。.模型建立 评价作为一种基于理想方案相似性顺序的优选技术被广泛应用于各个领域范围内。本文利用 多指标评价模型对乙烯装置产物乙烯和 排放量进行综合评价。基本步骤是，将某石化公司 年乙烯装置月生产数据同趋化和无量纲化，将乙烯生产量同趋化后评价指标中最大值为正理想值，最小值为负理想值，并且根据熵值法确定乙烯生产量和排放量的权重系数，然后计算评价指标中各值与正、负理想值之间的距离、，最后根据 多
7、指标评价公式计算出评价指数，如果 越接近，说明此月份评价效果越显著；反之 越接近，说明此月份评价效果越差。.评价指标的同趋化基于本文的输出指标 排放量具有望小特征，乙烯产量有望大特征，需要将 极小型转化为极大型，乙烯产量无需处理，极小转型化为极大型公式为：（）式中：第 个输出指标值 第 个输出指标转换值.评价指标的无量纲化当各项评价指标都为客观值时，可采用公式（），乙烯产量和 排放量经过同趋化后属于客观值。（）式中：第 个输出指标，第 个月份客观值 第 个输出指标，第 个的月份无量纲化后的数值.权重系数的确定熵值法是根据输出指标的数值提供的信息量大小来确定权重系数的方法，当输出指标提供的信息量
8、越大时，其熵值也就越大，反之，熵值也就越小。首先计算各输出指标熵值公式为：（）（）取 （）；为第 项输出指标，第 个评价对象的比重，根据本文研究特性，取。然后计算第 项输出指标的差异系数：（）最后计算第 项输出输出指标的权重系数：（）.、的计算 （）（）（）（）式中：同趋化后的正理想值（最大值）同趋化后的负理想值（最小值）.综合输出评价指数计算（）式中：、分别为第 个的月份无量纲化后的数值与正理想值、负理想值之间的距离。.数据处理如表 所示为某石化公司 年生产数据，按月统计出相应的能源输入指标，输出指标乙烯产量及 排放量，为了后续简化计算量，能源输入指标单位为，输出指标为万。表 某企业某年生产
9、数据 指标时间能源输入指标（吨）输出指标 万吨石脑油燃料蒸汽水电力乙烯 月.月.月.月.月.月.月.月.月.月.月.月.第 卷第 期郑朝洋：基于 的乙烯装置能效与环境效率综合评价 经过对 排放量及乙烯生产量的同趋化、无量纲化，权重系数、的计算，得出最终的输出指标 综合评价表，如表 所示。其中乙烯产量权重为.，权重系数为.。表 输出指标 综合评价表 指标时间能源输入指标（吨）输出指标 万吨综合评价石脑油燃料蒸汽水电力乙烯 月.月.月.月.月.月.月.月.月.月.月.月.综合评价结果分析及方法有效性验证经过各项数据得出的输出指标综合评价值 越大表明能源效率及环境效率越高，经过对比表 中综合评价值，
10、年九月份和七月份的综合评价值最高为.，表明七月份及九月份综合比较比其他月份能源及环境效率越高，如表 所示。表 综合评价最优月份 月份能源输入指标输出指标综合评价值石脑油燃料蒸汽水电力乙烯 月.月.通过综合评价值 我们可以反向验证 综合评价法能效及环境效率的可行性，通过 月份及 月份输出指标与其他月份输出指标作比较，月份及 月份乙烯产量比最大乙烯产量小.万吨，排放量为最小值.万吨，比其他月份排放量小很多，因此 综合评价法对乙烯装置能效及环境效率具有有效性。结 论在乙烯工业生产中能源输入占整个生产投入资金的 左右，因此，在能源效率及环境效率较优情况下，较少能源投入是每个企业增强收益率的一种有效手段
11、，如表 所示，两个月份乙烯生产量，排放量一致，我们可以根据能源输入各项指标的投入量大小选定最优能源输入指标，因此我们综合对比分析得出 月份各项能源输入指标是最优的。最优一组能源输入指标和输出指标为：石脑油（）、燃料（.）、蒸汽（.）、水（.）、电力（.）和乙烯（.）、（.）。根据某企业 年的月生产数据，包括能源输入指标及输出指标，通过 综合评价法对能源效率（乙烯产量）和环境效率（排放量）进行综合评价，得出综合评价值 的值越大，表明能源效率及环境效率越高，然后通过对比能源输入值，得出企业月最佳生产数据，可根据此月数据作为企业下一年按月的最佳生产数据，既可以提高能源效率及环境效率，也可以为企业提高
12、生产效益，指导企业稳定生产。参考文献朱群雄，陈希，贺彦林，等.基于 的乙烯装置能效分析化工学报，（）：.陈亚勋.基于 的乙烯工业能源和环境效率评价研究北京：北京化工大学，.，：侯翔，马占新，赵春英.数据包络分析模型评述与分类内蒙古大学学报（自然科学版），（）：.耿志强，朱群雄，顾祥柏.基于关联层次模型的乙烯装置能效虚拟对标及应用化工学报，（）：.魏永，李建文，郭亮亮，等.基于 的 数据质量评估方法研究大地测量与地球动力学，（）：.车应田，刘泓滨，火寿平.和 在复杂曲面塑料件分级注射成型中的应用塑料工业，（）：.吴群红，和沛森，高力军，等.公立医院规制失效关键节点筛选研究中国卫生政策研究，（）：.
