化学工业与能源问题

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1、化 学工 业与能 源问 题张若民随着世界范围人口的不断增长,能源供应紧张和环境污染的严重,这是构成了对当代社会的三大挑战。能源是社会发展的物质基础,能源的开发和利用,大大地推动了人 类社会的进步和发展。能源消费水平是衡量国民经济发展和人民生活水平的一个指标。近十儿年来,人类社会的高速现代化,有赖于能源的大规模开发和 利用。(一)我国能源的开发 和利用的现状一九七 五年,我国一次能源开发量仅次于美国、苏联、沙特阿拉伯,居 世 界第四 位。一九七九年我国能源的消费总量(不包括农村非商品能源)达5.6 8亿吨标准煤,居世界第三位。然而,按人口平均能源消耗量仅为0.6吨/人,如果加上 农村非商品能源2

2、.9亿吨标准煤,也不到0.9吨/ 人。故与工业发达 国家相比,差距较大,如美国为1 2.8吨标准煤/人,苏联为6.6吨/人,西德为6.3吨/人,日本4.7吨/人;同时也低于世 界人口平均能源消耗量2.3吨标准煤/人的水平,在发展中国家中属于中等偏低水平。因此,要实现四个现代化,势必要增加能源的开发数量。据初步估算,到本世纪末,我国要达到每人平均一千美元生产值的小康水平,全国总的能源消耗量,每千元生产值的能耗以1.6吨计,则约需1 6 z 0亿吨标准煤的商品能源,也就是说从现在起,每年增加能源产量6一7肠,看来是很难达到的。因此,除了开发新的能源以外,必须改变现在能源的使用方式,大力开展节能工作

3、。据统计,世界能源的平均利 用效 率,18 60年仅10.或肠,到1 9 50年也只有2 8.1肠,随着近代科学技术的进步,能源 又日趋紧张,工业发达国家的能源利用率又有进一步提高。到了七十年代,日本的能源利用率57肠,美国为 5 1 肠,欧洲共同体国家为 4 2 呱,我 国能源利用率仅约3 0 呱,比工 业发达国家要低7 0一9 0 肠。我 国发电厂每度电煤耗为 4 53克,热效率为2 7.1肠,日本每度电煤耗33 3克,热效率为36.7物。我国重点钢铁工业,平均吨钢的可比能耗约1.4吨标准煤,而日本为。,7 3吨标准煤,其它工业发达国家为1吨左右。我 国19 7 9年合成氨平均能耗约为2.

4、7吨标准煤,折合为1,9 00万大卡,而日本吨氨能耗仅90 0万大卡,折标准煤为1.2 7 吨,能耗要比 日本高一倍挂零。从这些事例说明,我国能源利用 水平是比较低的。我国在近年内,根据资源特点,对煤 炭、石油等能源工业要进行调整,同时能源开 发项目的建设周期长,为此,一次能源的产量在1985年前不可能有大量增加,而国民经济又要以一定速度持续发展,面临这种能源短缺的形势,如何解决供需矛盾?不外乎采取开源与节流二个途径。最近提出我国的 能源方针是:“实行开发和节约并重,近期要把节能放在优先的地位;大力开展以节能为中心的技术改造和结构改革。”这个方针完全符合我国实际情况。我们要把目光集中到节能上来

5、,实行以节能为 中心的技术改造和结构的改革,不仅是解决能源间题的重大政策,而且是实现现代化的重大 措施。其次,为了保护环境,也要求进行节能。我国目前一年烧煤6亿吨,产生煤灰1.2亿吨,烟尘2 0 00万吨,有害气体50:1 2 0 0万吨,都漂浮在全国城乡,很多节能措施可以减轻污染的作用。同时,随着设备的更新改造,生产工艺的改革,热电联合生产,城市煤气化等等措施,也可逐步提高能量利用率,实际上也是生产和生活的逐步现代化的过程。我 国能源的耗量,1 9 75年已超过日本、西德的水平,但国民总产值仅为日本与西德的50肠或更低;因此,降低能耗的潜力是很大的。在工业能源消费中占1 8.8肠(19 76

6、)2,我国国民经济的各个部门中,化学工业的能耗仅次于冶金工业,是第二大用户。19 78年化工能耗 占我国能源生产总量的11.6肠,电耗占全国发电量的1 6.8肠,占工业用电量的2 6.0 4肠。最近两年我国化学工业的能耗(全民化工企业)如下:年份 (万 吨)(亿度)(万吨)天然气(亿 米3) 97848 40:9了 95049”标准一 竺竺.8,。0670143,616,86 9(二)化学工业是能 耗的主要部门化学工业是采用化学方法实现物质转换的过程,其中也伴随着能量 的变化。约有4 0 肠的产品不需要进一步加工,可以直接进入市场,约有6 0肠产品作为重工业和轻工业原料和材料,经过进一步加工成

7、多种工业制品与消费品后,再进入市场。目前化学工业有二十儿个行业,数万个品种,应用范围渗透到国民经济各个部门。我省现有十五个化工行业,产品42 0 种。在世界范围 内,化学工业的发展速度日 益突出,产值在国民经济总产值中也是名列前茅。世界平均化工产值在国民生产总产值的比例如下f工,:,。! 9 5。一1196。一197D197 9产值百分比14.5.56。0能源既是化学工业的原料,又是它的燃料和动力;因此,能源对于化学工业比其它工业部门更具重要性。例如西欧共同体化学工业耗能源总计为16 4xl沪吨标准煤,其中作为 原料消费 的占5 2肠,作为能源消费的占48肠。化学工 业在能源总消费中占13.5

8、肠,19 78年我国化工万元产值耗能折标准煤为1 7.64吨,1 979年 为16.5 7吨,下降了4.5 6肠。我省1979年全省煤炭耗量95 0万 吨(其中电网发电25 0万吨,省内用煤70 0万吨)、耗 电79亿度。化学工业耗煤1 88.6 1 万 吨,占省内用煤量的2 6.9 4 肠,耗电量 1 8.6 5亿度,占全省用电量的2 3.6肠,此外还耗燃料油9.1万吨,以上三项共耗能量折算 煤22 4万 吨3 。1978年我省化学工业耗煤16 4.6万吨,耗电1 6.6 0 亿度,燃料油1 1.5 6 万吨,共折标准煤为1 93万吨。故1979年能耗比上一 年上升3.9肠。19 78年我省

9、化工总产值为1 2.3 21亿元,2979年为1 2.46亿元。由此推算,19 78年我省化工万元产值耗能折标煤为1 5.6 7吨,19了 9年万元产值能耗折标煤为1 7.9 8吨。我省1979年能耗上升的主要原因是由于新建七个小氮肥厂上马,医药工业的产值又未计算在内之故,基本上接近于全国化工能耗的水平,但是我省耗电量较大,平均每元 产值197 9年为1.5度,全国化学工业为1.0 4 度。我省工业总产值1949年为6.6亿元,1979年为14 9.4亿元,平均年递增率为1 0.9呱。石油化工总产值为1 2.4 6亿元,占全省工业总 产值的8.3 4肠(除去炼油产值1.4 1亿元,则化工 为7

10、.4肠),从194 9一1 97 9年石油化工每年递增2 8 肠,超过全省工业递增率1 0.9呱,也超过了全国化工递增率2 0.7肠。1 9 7 0至1 9 79年的十年中,石 油化工 总产值增长1 20.9 5% (其中化工为1 05.0 6肠,炼油为463.0 5肠),化工年平均递增1 0.7 7肠,炼油为1 9.7 7肠。化学工业是能源最大消费部门之一,能源是国民经济发展的基础,是化学工业的原料,燃料和动力的源泉。因此,这三者在发展速度上有一定的依存关系,不同时期会出现一些不同的变化。国外工业发达国家化学工业的增长速度,大体上是国民经济和能源增长速度的一倍,其间比例的关系,大体上为1,1

11、:2。196D1970年主要国家的增长速度比较t4,i能翩挂国民经济裤咸 国名4总产值! %,美国4642186苏联!59,6上幸牛二州三上井华兰 坚军1毕-竺斗一竺一卜 华牛一登国乡“ 三 竺些竺一由于1 97 3年爆发能源危机,严重地冲击了资本主义世界的经济和化学工 业,结果是能源消费增长缓慢,国民经济增长 速度下降,化学工业亦相应地减缓了发展速度。从197 0一1 979年来看,国民经济增 长速度大于能源供应的增长,而化学工业又大于国民经济的增长速度,其 中苏联受到影响较少,基本上仍能维持原来的比例。1 970一1 9 7 9年主要国家增长速 度比较(平均增长率肠)4 。!能洲国民洲化犷

12、全耸送上扮益竺匕一二匕一上兰二一兰二卫一兰二- 西德。124化工生产能源消耗大,节约潜力也大,从儿个主要产品单耗来看,我国目前与国外先进水平相比差距十分悬殊。除 合成 氨以外,化工行业中耗能较大的产品为烧碱、电石、黄磷等。我国每吨烧碱能耗折标准煤2 0 吨多,而国外目前是1.21.3吨,每吨烧碱约差8 00公斤标准煤,比国外高6 7 肠;电石每吨电耗为3 6 203 9 00度,约比国外高20肠,黄磷每吨 电耗为1 7.36 2度,综合能耗为9.6 8 吨标煤/ 吨,要比国外高30肠;全国小合成氨平均吨氨两煤耗为42 7 1公斤,电耗为15 62度。而 我省平均两煤 耗为1757公斤,电耗 为

13、1 2 5 5度;如果全国小合成氨产量以7 50万 吨计,能耗达到我省目前水平,可以节约标准煤63 4万吨。但我省两煤耗最高的仍达3.2吨,电耗最大的为18 2 7度,说明节能潜力还是很大的。再如炼油厂的常减压装置,每炼一吨原油,国内平均能耗为2 5万大卡,国外先进水平是1 3 万大卡,儿乎相差一倍。聚氯乙烯国内能耗为899 0万大卡/ 吨,美国先进水平为25 6 0万大卡/ 吨,约差3.5倍之多,高压聚乙烯我国为539 0万大卡/ 吨,美国为32 7 5万大卡/ 吨,相差1.6 5倍,聚丙烯及聚苯乙烯的能耗相差更大,当前我国比美国要高1 2.8和3 9倍之多。由此可见,化工节能潜力是可观的。

14、我国化工生产能耗高的原因很多,主要有下列几个方面:(1)管理水平低经历后,企业管理混乱,不讲经济效果,跑、冒、滴、漏严重,长流水、长跑气、长明灯到处都有,消耗不计量,经济不核对。这方面的能耗,有的厂竟占4 05 0 肠之多,足见浪费十分惊人。粉碎“四人帮”后,通过整顿和加强企业管理,收到较好效果,但是“浮财”还很大。例在全国小氮肥的两煤耗,落后 的厂要多耗二倍以上的能耗;烧碱19 7 8年的电耗,要比历史最好的水平高29 0度;电石则要 高35 0度;黄磷高4000度。仅以上三种产品,通过努力可以做到的,一年内就多耗电1 0亿多度。我省1978年烧碱耗电量要比历史最好水平高28 5 度,电石高

15、56 1度,黄磷高338 0度。我省仅这三种产品,多耗电就达6千多万度电。由此可见,通过管理,还可节约大量的能源。再者产品质量差、合格率低,也是浪费能源,如含PZO。1 2 1 8肠 的普钙能耗几乎相等,而含P:O。1 8 肠要比 1 2肠的有效成份高5 0呱,同时由于未按经济规律办事,多数企业的节能工作,没有和 企业及职工的经济利 益挂起勾来,影响调动广大职工的节能积极性。(2)工艺技木落后,设备陈旧我国虽然建立起一批比较先进的生产装置,产品的能耗,有的已经达到或接近世界先进水平,但大量装置仍是五十 年 代的 水平,设备陈旧、工艺落后、效率低、能耗高。例如 重油制合成氨原料气,常压比加压多耗

16、能量3 0一4 0 肠,我国化工 厂常用的锅炉,体积大,热效率仅6 0一7 0 肠,而国外已达8 09 0肠的水平。生产过程的余热和能量综合利用不充分或者根本未加利用。我省衙州化工厂的十二种重点产品的工艺大多还是五十年代的水平,其中六十年代的占1 5 肠,五十年代的占4 2肠,四十年代的占3 3肠,个别的还有三十年代的。例如以煤为原料制合成氨和乙炔路线生产聚氯乙烯是四十年代的,隔膜法电解制碱是五十年代以前的水平。大部分企 业设备陈旧落后,更新速度慢,能耗大,污染严重,有的集体所有制小厂,还停留在三十年代前的手工作坊的水平。其次,我省大部分化工 厂均系小型厂,由于规模小,容器表面热损大、因散热面积是随容积增大而减少(体积增大是立方 关系,而面积增大是平方关系),例如容积放 大2 7倍时,表面 积仅增加9倍。炉子的效率一有效传热/燃料热值。我 国工业炉的效率一般为5070呱,而小型炉仅2 060肠,散热面的热损也是影响热效率的主要因素之 一。同时,因规模小,