一种石化企业生产阶段产品碳足迹计算方法、装置及设备

技术领域

本发明涉及节能减排计量技术领域，具体涉及一种石化企业生产阶段产品碳足迹计算方法、装置及设备。

背景技术

为应对全球气候变化的严峻挑战，中国已郑重向国际社会承诺：力争2030年实现碳达峰，努力争取2060年实现碳中和。碳中和引发全球生产和消费巨变，推动所有企业碳核算与持续减排。碳足迹指的是由企业机构、活动、产品或个人引起的温室气体排放的集合。通常所有温室气体排放用(CO

CN107451387A公开了一种石化产品碳足迹的计量方法。所述方法包括：获取石化产品碳足迹的全生命周期过程得到的石化产品的碳足迹模型；根据全生命周期过程、石化产品生产工艺以及单元装置温室气体排放建立碳足迹计量模型；获取所述碳足迹计量模型中所需要参数的数值和数量并计算石化产品全生命周期的碳排放量。该方法在于解决单一石化产品全生命周期的碳足迹核算问题，但无法同时实现全厂范围内多种产品碳足迹的快速识别，另一方面，该方法在核算时需对产品生产过程中涉及的所有单元装置物质流、能量流等进行详尽的分析，对不同组分和不同生产工艺进行十分繁复的追溯，石化行业生产流程复杂，极易造成计算繁琐、数据遗漏、计算结果存在偏差等问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明目的之一在于提供一种更加高效准确的石化企业生产阶段产品碳足迹计算方法，可实现全厂范围内多种石化产品碳足迹的快速计算，本发明另一目的还在于提供石化企业产品碳足迹计算装置及设备。

本发明第一方面在于提供一种石化企业生产阶段产品碳足迹计算方法，包括以下步骤：

S1获取全厂生产装置的物料平衡数据，提取每套装置进出料类型及数量，将不同装置产出的同一类中间产品进行归类，归入一个原料池；

S2计算每个原料池的碳排放系数；

S3按照生产流程将各原料池进行连接，确定各原料池比例系数；

S4计算石化企业生产阶段产品碳足迹。

进一步，S1中所述生产装置为炼油生产及化工生产的所有装置，包括诸如常减压蒸馏装置、催化裂化装置、焦化装置、加氢裂化装置、渣油加氢装置、柴油加氢装置、柴油加氢改质装置、S-ZORB装置、聚乙烯装置、聚丙烯装置、对二甲苯装置以及裂解装置等中的一种或多种。

进一步，S2中所述原料池的碳排放系数计算方法包括：

S21计算每套单元装置的温室气体排放量；

计算公式为：

e

式中，q

S22计算中间产品的碳排放系数；

计算公式为：

E

式中，e

S23计算原料池碳排放系数；

计算公式为：

E

式中，E

进一步，S21中所述单元装置能源消耗量包括新鲜水、循环水、除盐水、除氧水、电、蒸汽、燃料气、天然气、氮气、工业风等中的一种或几种能源或物质的消耗量。

进一步，S21中所述能源碳排放因子为固定值，具体为新鲜水0.0002tCO

进一步，S22中对同一单元装置的中间产品的温室气体排放按质量比例进行分配，则单元装置的排放系数即为各中间产品的碳排放系数。

进一步，S3中所述原料池比例系数用a表示，其确定方式为：若下游原料池仅与一个上游原料池相连接，则该上游原料池的比例系数为1，若下游原料池与多个原料池相连接，则上游原料池比例系数按所有上游原料池的质量比重分配。

进一步，S4计算产品碳足迹公式为：

F＝∑(E

式中，E

本发明另一方面在于提供一种用于实现前述石化企业产品碳足迹计算方法的计算装置。

进一步，所述计算装置包括：

数据提取及原料池构建模块，用于获取生产装置的物料平衡数据，提取每套装置进出料类型及数量并根据生产装置进出料平衡数据，归类建立原料池模型；

碳排放系数计算模块，用于根据单元装置能耗及加工量数据，计算原料池碳排放系数；

生产流程连接及比例系数确定模块，用于根据各原料池上下游关系，建立原料池连接流程图并根据目标产品生产情况，确定原料池的比例系数；

碳足迹计算模块，用于计算石化企业生产阶段产品碳足迹。

进一步，该计算装置的数据提取及计算过程可参见前面具体计算方法过程。

本发明第三方面在于提供一种石化企业生产阶段产品碳足迹的计算设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于前述碳足迹计算方法的计算程序，所述计算程序配置为实现前述计算方法的步骤。

本发明提供的方法可以快速准确实现石化企业生产阶段产品碳足迹核算。采用“原料池”的方式对数据进行归类，将原本复杂繁琐的对单个装置的追溯过程模块化，同时避免复杂数据解析造成的偏差，本发明提供的方法计算过程更加简洁、高效、准确。

附图说明

图1为本发明实施例中采用的石化企业产品碳足迹的计算方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中所示的石化产品生产工艺流程示意图；

图3为本发明石化企业产品碳足迹的计算装置示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明方案进行进一步阐述。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种石化企业生产阶段产品碳足迹计算方法，所述方法包括如下步骤：

S1获取石化企业全部生产装置的物料平衡数据，提取每套装置进出料类型及数量，将不同装置产出的同一类中间产品进行归类，归入一个原料池；

本实施例中所涉及的生产装置包括常减压蒸馏装置、催化裂化装置、焦化装置、加氢裂化装置、渣油加氢装置、柴油加氢装置、柴油加氢改质装置、S-ZORB装置。由于涉及装置较多，此步骤以常减压蒸馏装置为例进行物料平衡分析，其它装置同此方法相同。

根据企业年度生产装置流程报表，得到常减压蒸馏装置的物料平衡数据如下：

依照同样的方法给出各装置的物料平衡数据，将不同装置产出的同一类中间产品进行归类，归入一个原料池；本实施例中根据各装置物料平衡数据，将各装置产出中间产品归为8个原料池，具体如下：

原料池A：常减压蒸馏装置产出的1458983t柴油料，焦化装置产出的182716t柴油料，催化裂化装置产出的581581t柴油料，渣油加氢装置产出的325400t柴油料归入原料池A。

原料池B：常减压蒸馏装置产出的1480451t蜡油，焦化装置产出的219533t蜡油归入原料池B。

原料池C：常减压蒸馏装置产出的1020395t渣油归入原料池C。

原料池D：将常减压蒸馏装置产出的960931t航煤料归入原料池D。

原料池E：将催化裂化装置产出的1858679t汽油料归入原料池E。

原料池F：将柴油加氢装置产出的1493971t柴油产品，加氢裂化装置产出的244691t柴油产品，柴油加氢改质装置产出的339481t柴油产品归入原料池F。

原料池G：柴油加氢改质装置产出的271051t汽油产品，S-ZORB装置产出的1587681t汽油产品归入原料池G。

原料池H：将柴油加氢装置产出184061t航煤产品，加氢裂化装置产出的197592t航煤产品，航煤加氢装置产出的569718t航煤产品归入原料池H。

S2计算每个原料池的碳排放系数；

由于此步骤计算公式较多，且各原料池计算方法基本相同，此步骤以原料池A为例进行计算方法说明，计算过程包括：

S21计算每套单元装置的温室气体排放量；

第一步，根据S1，确定原料池A所包括的单元装置为常减压蒸馏装置、焦化装置、催化裂化装置及渣油加氢装置。

第二步，计算以上四个装置的温室气体排放量。

由于各装置计算方法基本相同，此步骤以常减压蒸馏装置为例进行计算过程的说明。

计算公式为：

e

式中，q

进一步，式中所述单元装置能源消耗量包括新鲜水、循环水、除盐水、除氧水、电、蒸汽、燃料气、天然气、氮气、工业风等中的一种或几种能源或物质的消耗量。

进一步，式中所述能源碳排放因子为固定值，具体为新鲜水0.0002tCO

常减压蒸馏装置的年能源消耗量如表1所示

表1常减压蒸馏装置能源消耗数据清

进一步，常减压蒸馏装置的温室气体排放量为：

e

进一步，用同样的方法计算得到焦化装置、催化裂化装置及渣油加氢装置的温室气体排放量分别为90181tCO

S22计算中间产品的碳排放系数；

计算公式为：

E

式中，e

进一步，常减压蒸馏装置的中间产品为航煤料、柴油料、蜡油、渣油等，其中间产品的碳排放系数为：

E

进一步，焦化装置的中间产品为柴油料、蜡油等，其中间产品的碳排放系数为：

E

进一步，催化裂化装置的中间产品为柴油料、汽油料等，其中间产品的碳排放系数为：

E

进一步，渣油加氢装置的中间产品为柴油料、汽油料等，其中间产品的碳排放系数为：

E

S23计算原料池碳排放系数；

计算公式为：

E

式中，E

进一步，由S1知，原料池A包括常减压蒸馏装置产出的1458983t柴油料，焦化装置产出的182716t柴油料，催化裂化装置产出的581581t柴油料，渣油加氢装置产出的325400t柴油料，合计2548680t柴油料。

进一步，计算原料池A的碳排放系数为：

E

进一步，按照S2所述，以同样方法计算得原料池B的碳排放系数为0.05849tCO

S3按照生产流程将各原料池进行连接，确定各原料池比例系数；

按照生产流程将各原料池进行连接，如图2所示，并确定各原料池比例系数。

进一步，S3中所述原料池比例系数用a表示，其确定方式为：若下游原料池仅与一个上游原料池相连接，则该上游原料池的比例系数为1，若下游原料池与多个原料池相连接，则上游原料池比例系数按所有上游原料池的质量比重分配。

进一步，原料池A的上游原料池为原料池B和原料池C两个，则原料池B的比例系数为a＝1699984/2720379＝0.62，原料池C的比例系数为a＝1020395/2720379＝0.38，其余原料池均仅与一个上游原料池连接，因此原料池A、原料池D、原料池E、原料池F、原料池G、原料池H的比例系数均为1。

S4计算产品生产阶段的碳足迹，计算公式为：

F＝∑(E

式中，E

进一步，计算柴油产品生产阶段的碳足迹为：

F＝0.05849×0.62+0.03392×0.38+0.07522×1+0.1587×1＝0.2831tCO

进一步，计算汽油产品生产阶段的碳足迹为：

F＝0.1451×1+0.1082×1＝0.2533tCO

进一步，计算航煤产品生产阶段的碳足迹为：

F＝0.03392×1+0.07508×1＝0.109tCO

实施例2

本发明实施例，如图3所示，提供一种石化企业产品碳足迹的计算装置，该计算装置包括：

数据提取及原料池构建模块，用于获取生产装置的物料平衡数据，提取每套装置进出料类型及数量并根据生产装置进出料平衡数据，归类建立原料池模型；

碳排放系数计算模块，用于根据单元装置能耗及加工量数据，计算原料池碳排放系数；

生产流程连接及比例系数确定模块，用于根据各原料池上下游关系，建立原料池连接流程图并根据目标产品生产情况，确定原料池的比例系数；

碳足迹计算模块，用于计算不同石化产品的碳足迹结果。

由于碳足迹计算过程及有益效果已经在前面的实施例中进行了记载和说明，因此可以相互参照，在此不再过多赘述。

实施例3

本实施例提供了一种石化企业产品碳足迹的计算设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于石化企业产品碳足迹的计算方法的石化企业产品碳足迹计算程序，所述计算程序配置为实现前述石化企业产品碳足迹的计算方法的步骤，并实现相同的技术效果。

本发明实施例可以通过软件程序的方式来实现，即，通过编写用于实现图1所对应的碳排放计算方法中的各个步骤的软件程序(及指令集)，所述软件程序存储于存储设备中，存储设备设于计算机设备中，从而可以由计算机设备的处理器调用该软件程序以实现本发明实施例的目的。