構建“未來煉廠“
，正當時

 　　前言：伴隨著世界經濟、社she會hui的de悄qiao然ran巨ju變bian，各ge大da市shi場chang的de需xu求qiu日ri新xin月yue異yi。因yin此ci，在zai石shi油you化hua工gong行xing業ye
，煉lian廠chang的de運yun行xing與yu生sheng產chan目mu標biao也ye必bi須xu與yu時shi俱ju進jin，才cai能neng搶qiang占zhan先xian機ji。受shou市shi場chang對dui高gao價jia值zhi石shi化hua產chan品pin需xu求qiu增zeng長chang和he現xian代dai煉lian化hua工gong藝yi技ji術shu的de推tui動dong，“未來煉廠”將采用比過去更精確的方式管理碳氫分子。“未來煉廠”應是何種麵貌?怎樣改善工藝才能更大限度提升原油的價值?如何用智能互聯的解決方案

，優化運營環境，提升煉廠效益?都是很值得探討的問題。

　　文/周麓波 博士 (簡介附在文後)

　　石化產品：未來煉廠的重地

　　在曆史上，能源已經經曆了兩次革命
，第一次是瓦特的蒸汽機革命，第二次是發生在19世紀末的內燃機革命，以燃燒液體燃料產生動力為主線
，汽油、柴chai油you是shi第di二er次ci能neng源yuan革ge命ming後hou的de標biao誌zhi性xing產chan品pin
，因yin此ci，目mu前qian在zai全quan球qiu能neng源yuan市shi場chang上shang，煉lian油you廠chang發fa揮hui著zhe舉ju足zu輕qing重zhong的de作zuo用yong
，因yin為wei在zai煉lian油you廠chang
，原yuan油you大da部bu分fen被bei用yong來lai生sheng產chan燃ran料liao油you，即ji汽qi油you、chaiyouhezhongranliaoyoudeng
，yijifudaishaoliangdeshihuachanpin
，qiyouhechaiyouweineiranjitigongranliao，zhezhongyiranliaoyouweizhudechuantonglianchangshifenchangjian。raner，suizhedisancinengyuangemingdetuijin
，dianqihuahuiyuelaiyuechengweizhuliu，qiyouhechaiyoudexuqiuliangzengchangjianruo，changqikenenghuijianshaoxuqiu。danshishenghuoshuipingdetisheng，tebieshifazhanzhongguojiarenmenshenghuoshuipingdetigao，dailailexiayouhuaxuepinxuqiuwangsheng。womenkeyikandao，jiangyuanyouyigenggaodebilizhuanhuaweishihuachanpin，zhaodaoyitiaoyuanyouzhihuaxuepindechangqiyinglilujingshilianchangzhuanxingdeguanjian。

　　這些年，國有和民營千萬噸級大型煉廠建設如火如荼
，“煉化一體化”項目裝置紛紛矗立。在新設計的煉化一體化煉廠裏

，50%～70%的原油正在轉化成石化產品，其中包括常見的“三烯三苯”(乙烯
、丙烯、丁二烯;苯、甲苯、二甲苯)
，再用這些原料去製造各種高分子材料，滿足社會生活的方方麵麵，這是當下最流行的煉化一體化工廠。

　　那麼
，“未來煉廠”會發展成什麼樣?其趨勢一就是原油轉化路線的變化。將原油轉化成越來越多的石化產品，甚至完全轉化成石化產品，將是“未來煉廠”最重要的願景和轉型方向。

　　此外，“未來煉廠”在運行上也有明顯的智能化趨勢。流程工業是自動化技術應用較早、發展業已成熟的工業類型，在典型的流程工業——石油化工領域中，我們會用感知係統、DCS、人機界麵、先進控製等為工廠賦能。而在未來，煉廠的過程互聯、資產互聯

、人員互聯和企業互聯將被提上日程，為最終打造真正的智能工廠和無人工廠奠定基礎。

　　congzidonghuadaozhinenghua

，zaidaozuizhongdewurenhuayunying，wanbianbuliqizong，gaizaodezuidamudejiushitishengqiyedeyunyingxiaolv，shixianyinglizuidahua。tongshi，zairiyichengshudehuanbaozhengceyingxiangxia，qiyedetanxiaolv
、能耗、水管理
、二氧化碳排放管理、氫氣生成效率等，也都是“未來煉廠”的重要指標。因此，在霍尼韋爾看來，“未來煉廠”要滿足三個條件。

　　第一點就是要滿足裝置的靈活性，煉廠在改造過程中
，隻有保障裝置的靈活性，才能滿足不斷變化的原料和市場需求;第二點
，煉廠要滿足“煉化一體化”集約化，產能逐漸向終端化工品轉移，始終瞄準價值鏈最大化的目標前進;第三點，毋庸置疑，“未來煉廠”需要滿足智能互聯的要求

，利用數字化技術利器，讓裝置運行始終保持最佳狀態
，以更低的投入和運營成本實現更高的產品收率。

　　煉化一體化：原油轉化路線的優化

　　想xiang要yao改gai頭tou換huan麵mian，煉lian廠chang需xu要yao從cong根gen本ben的de原yuan油you轉zhuan化hua工gong藝yi上shang下xia功gong夫fu。當dang然ran最zui重zhong要yao的de前qian提ti是shi
，要yao保bao證zheng在zai最zui高gao的de碳tan氫qing效xiao率lv下xia生sheng產chan產chan品pin，以yi避bi免mian浪lang費fei。舉ju例li來lai說shuo，改gai造zao過guo程cheng中zhong，煉lian廠chang可ke以yi將jiang煉lian焦jiao流liu程cheng改gai為wei漿jiang態tai床chuang加jia氫qing裂lie解jie，就jiu可ke把ba燃ran料liao油you(fuel oil)消耗掉，在此基礎上
，還能把以生產柴油為主的加氫裂解，改造成以生產汽油和液化石油氣為主的加氫裂解

，就可以把柴油利用起來;最後，如果在汽油的石腦油裝置裏加上芳烴裝置，就能把苯和對二甲苯抽提出來，直接產出化工產品。

　　現有煉廠——通過改造走向未來

　　不(bu)僅(jin)如(ru)此(ci)

，煉(lian)廠(chang)利(li)用(yong)甲(jia)烷(wan)的(de)甲(jia)基(ji)化(hua)，還(hai)能(neng)生(sheng)產(chan)更(geng)多(duo)的(de)對(dui)二(er)甲(jia)苯(ben)。如(ru)果(guo)將(jiang)液(ye)化(hua)石(shi)油(you)氣(qi)統(tong)一(yi)進(jin)行(xing)分(fen)離(li)，就(jiu)能(neng)利(li)用(yong)丙(bing)烷(wan)脫(tuo)氫(qing)製(zhi)得(de)丙(bing)烯(xi)，用(yong)蒸(zheng)汽(qi)裂(lie)解(jie)來(lai)生(sheng)產(chan)乙(yi)烯(xi)。使(shi)用(yong)霍(huo)尼(ni)韋(wei)爾(er)UOP MaxEne裝置，我們還可以把直鏈烷烴從異構烷烴以及環烷烴分離出來，異構烷烴以及環烷烴通過連續重整生成更多的芳烴;而直鏈烷烴作為蒸汽裂解生產乙烯裝置的原料可以增加烯烴產率。

　　無油品煉化工藝示意圖

　　這zhe樣yang

，煉lian廠chang就jiu被bei改gai造zao成cheng生sheng產chan清qing潔jie汽qi油you和he化hua工gong產chan品pin的de一yi條tiao鏈lian了le。未wei來lai
，在zai各ge項xiang專zhuan業ye技ji術shu的de改gai進jin成cheng熟shu後hou，還hai有you望wang將jiang煉lian廠chang改gai造zao為wei無wu油you品pin產chan出chu的de工gong廠chang。不bu過guo截jie止zhi現xian在zai，社she會hui對dui汽qi油you和he柴chai油you的de需xu求qiu量liang仍reng然ran很hen大da，全quan生sheng產chan石shi化hua產chan品pin的de煉lian廠chang還hai不bu是shi目mu前qian的de主zhu流liu。

　　升級方法論：抓住效率的核心

　　在了解煉廠的生產原理和規律後
，技術人員又如何將現有多產油品的煉廠改造成多產石化產品的工廠呢?舉個例子
，煉廠如果有以生產汽油為主的催化裂化(FCC)裝置，我們可以將其改造成多產丙烯的模式，由FCC出來的C4+烯烴也可以通過烯烴裂解來更進一步增產丙烯和乙烯;在(zai)煉(lian)廠(chang)添(tian)加(jia)芳(fang)烴(ting)抽(chou)提(ti)和(he)二(er)甲(jia)苯(ben)裝(zhuang)置(zhi)
，則(ze)可(ke)以(yi)完(wan)成(cheng)重(zhong)整(zheng)從(cong)生(sheng)產(chan)高(gao)辛(xin)烷(wan)值(zhi)汽(qi)油(you)到(dao)生(sheng)產(chan)芳(fang)烴(ting)的(de)改(gai)造(zao)。如(ru)果(guo)我(wo)們(men)將(jiang)煉(lian)廠(chang)的(de)重(zhong)油(you)裝(zhuang)置(zhi)改(gai)為(wei)加(jia)氫(qing)裂(lie)解(jie)的(de)UNIFLEX裝置，就可以將95%以yi上shang的de碳tan回hui收shou成cheng輕qing油you，這zhe些xie輕qing油you可ke以yi通tong過guo裂lie解jie反fan應ying生sheng產chan石shi化hua產chan品pin的de原yuan料liao。催cui化hua裂lie化hua的de循xun環huan油you由you於yu本ben身shen含han有you芳fang環huan也ye可ke以yi用yong來lai直zhi接jie去qu生sheng產chan芳fang烴ting。

　　此外

，煉廠還有一個改造方向，那就是改變現有的產品結構。例如將煤油和柴油通過低壓加氫裂解，生產重石腦油和LPG用於生產芳烴和烯烴;讓LPG中的丙烷分離，利用PDH生產丙烯;還可以讓石油焦通過氣化裝置生產氫氣或者合成氣，最終產出石化產品。

　　當然
，還有不得不提的分子煉油技術，它能夠最大程度地利用原油。比如霍尼韋爾UOP的MaxEne
，可ke以yi把ba直zhi鏈lian和he異yi構gou的de石shi腦nao油you分fen離li出chu來lai，分fen別bie用yong來lai生sheng產chan烯xi烴ting和he芳fang烴ting，同tong時shi提ti高gao烯xi烴ting和he芳fang烴ting的de產chan率lv。如ru果guo煉lian廠chang不bu需xu要yao芳fang烴ting


，則ze可ke以yi通tong過guo逆ni向xiang異yi構gou化hua把ba異yi構gou烷wan烴ting轉zhuan化hua成cheng直zhi鏈lian烷wan烴ting，從cong而er為wei烯xi烴ting裂lie解jie裝zhuang置zhi提ti供gong更geng多duo的de優you質zhi原yuan料liao
，提ti高gao產chan率lv。升sheng級ji的de方fang法fa不bu一yi而er足zu，霍huo尼ni韋wei爾erUOP可以給煉廠進行初步評估來探討煉廠升級的機會，根據裝置的規模和設備的極限提供最省錢和高效的改造建議。

　　煉廠的智能互聯轉型

　　除了原油轉化工藝的升級
，煉廠向智能化
、互聯化的轉型同樣重要。說到底
，智能化的最重要目的，就是給產線帶來更加安全
、更加有效的設備使用以及工廠效益最大化的操作。霍尼韋爾因為有能源化工行業全球領先的工藝技術供應商和授權商(UOP)以及全球領先的流程工業自動控製解決方案的供應商(HPS)，因此，在開發智能工廠解決方案時具有天然優勢
，霍尼韋爾以設備互聯、過程互聯
、人員互聯、企qi業ye互hu聯lian為wei基ji礎chu的de智zhi能neng工gong廠chang解jie決jue方fang案an結jie合he化hua工gong過guo程cheng的de原yuan理li與yu數shu據ju科ke技ji，為wei煉lian廠chang和he化hua工gong廠chang提ti供gong真zhen正zheng帶dai來lai經jing濟ji效xiao益yi的de智zhi能neng解jie決jue方fang案an，我wo們men的de互hu聯lian是shi連lian接jie知zhi識shi與yu數shu據ju的de解jie決jue方fang案an。

　　在(zai)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)和(he)設(she)備(bei)關(guan)聯(lian)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)，霍(huo)尼(ni)韋(wei)爾(er)智(zhi)能(neng)工(gong)廠(chang)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)能(neng)夠(gou)部(bu)署(shu)在(zai)雲(yun)端(duan)或(huo)當(dang)地(di)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)
，為(wei)客(ke)戶(hu)提(ti)供(gong)基(ji)於(yu)設(she)備(bei)與(yu)過(guo)程(cheng)的(de)智(zhi)能(neng)分(fen)析(xi)，該(gai)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)把(ba)煉(lian)油(you)流(liu)程(cheng)的(de)實(shi)時(shi)機(ji)理(li)模(mo)型(xing)，運(yun)用(yong)到(dao)了(le)智(zhi)能(neng)工(gong)廠(chang)裏(li)麵(mian)，幫(bang)助(zhu)客(ke)戶(hu)更(geng)加(jia)直(zhi)觀(guan)、高效地了解工廠的操作優化路徑。

　　互聯工廠：實時模型、專業知識和可視化分析，助力實現智能運營

　　keshihuadejiemiannenggaozhishiyongzhe，zaidangqiandeqingkuangxiajixiaozhibiaodeqingkuang，jiejinbaojingzhuangkuangdezhibiaoyexianshidefeichangqingxi。zuizhongyaodeshi，xitongnenggoutichugongchangdehenduoqianzaijihui，lirutichumoutedingdezhuangzhidegaizao
，binglianghuagaizaonengchanshengdexiaoyi。bangzhuyunyingzhejinyibulejiegongchang，wajuelianchangzhinenghuayunyingdeqianli。

　　循環經濟，開創美好未來

　　綠色
、低碳、智能化，這是近年來石化化工行業發展的熱詞。2020年9月，習主席在七十五屆聯合國大會的發言中提出“中國爭取在2060年前實現‘碳中和’”的承諾。作為傳統能源生產商和碳排放大戶
，煉廠無疑也與綠色經濟深度綁定，那麼，如何做到碳減排，最終達到“碳中和”的目標?

　　首先
，我們需要用更多可再生資源替代煉廠原料。霍尼韋爾一直積極活躍在循環經濟的前線，例如霍尼韋爾UOP Ecofining™ 工藝，能夠用植物油
、動物脂肪、藻類油
、地(di)溝(gou)油(you)等(deng)可(ke)再(zai)生(sheng)原(yuan)料(liao)
，通(tong)過(guo)加(jia)氫(qing)和(he)異(yi)構(gou)化(hua)裝(zhuang)置(zhi)，生(sheng)產(chan)出(chu)綠(lv)色(se)柴(chai)油(you)和(he)綠(lv)色(se)航(hang)煤(mei)。這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)也(ye)為(wei)現(xian)有(you)煉(lian)廠(chang)的(de)改(gai)造(zao)升(sheng)級(ji)提(ti)供(gong)了(le)機(ji)會(hui)
，柴(chai)油(you)加(jia)氫(qing)裝(zhuang)置(zhi)可(ke)以(yi)很(hen)容(rong)易(yi)改(gai)造(zao)成(cheng)Ecofining™裝置
，通過升級改造從可再生原料生產綠色柴油和綠色航煤。這種改造比建新裝置要節省30%～50%投資成本。值得一提的是，綠色柴油的十六烷值非常高(值為75～90)，這是生物柴油(值為50～65)、原油煉製柴油(值為40～55)無法企及的。此外
，低溫的流動性、氧化的穩定性等方麵，綠色柴油的表現也都遠超生物柴油。

　　dangran，chuleyuanliaodekezaishenghua，ziyuandexunhuanliyongyeshilianchangzhuanxingdezhongtouxi。yinci，xiangshixiantanzhonghedediergeguanjiandian
，jiushihuagongchanpindexunhuanliyong。liru
，zhongguomuqianmeiniandefeisuliaodagaizai6000萬噸左右，其中1/3采用物理回收再利用，1/3是填埋，1/3則用來焚燒發電。其中，填埋在中國這種土地資源稀缺的國家有很大挑戰，焚燒發電對環境的汙染較大，經濟效益也不高。霍尼韋爾UOP開(kai)發(fa)的(de)廢(fei)塑(su)料(liao)化(hua)學(xue)循(xun)環(huan)技(ji)術(shu)，能(neng)夠(gou)利(li)用(yong)低(di)溫(wen)熱(re)裂(lie)解(jie)來(lai)生(sheng)產(chan)循(xun)環(huan)塑(su)料(liao)油(you)，這(zhe)種(zhong)塑(su)料(liao)油(you)是(shi)一(yi)種(zhong)很(hen)好(hao)的(de)裂(lie)解(jie)原(yuan)料(liao)生(sheng)產(chan)烯(xi)烴(ting)，根(gen)據(ju)計(ji)算(suan)，如(ru)果(guo)廢(fei)塑(su)料(liao)回(hui)收(shou)成(cheng)本(ben)不(bu)是(shi)太(tai)高(gao)，化(hua)學(xue)循(xun)環(huan)技(ji)術(shu)處(chu)理(li)廢(fei)塑(su)料(liao)的(de)經(jing)濟(ji)回(hui)報(bao)率(lv)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)25%
，這說明循環經濟也可以帶來效益。霍尼韋爾UOP為廢塑料化學循環開發了模塊化的裝置，這些模塊化裝置可以保證投資工期短
，運行過程中無汙染。

　　未來已來

，直麵轉型挑戰

　　實踐告訴我們

，“煉化一體化”是shi傳chuan統tong煉lian廠chang走zou向xiang未wei來lai煉lian廠chang的de必bi經jing之zhi路lu。但dan在zai改gai造zao過guo程cheng中zhong，煉lian廠chang和he技ji術shu供gong應ying商shang也ye麵mian臨lin著zhe諸zhu多duo挑tiao戰zhan。首shou先xian
，我wo們men要yao考kao慮lv各ge煉lian廠chang的de複fu雜za性xing，由you於yu各ge個ge廠chang的de原yuan料liao不bu同tong，生sheng產chan單dan元yuan的de組zu成cheng、shengchandemubiaoyebutong，yinci，jishugongyingshangyaoyoufengfudelianyouyushihuagongyikaifaheshengchandejingyanhezhongduokegongkehuxuanzedejishujiejuefangan，zhiyouzheyang，jishugongyingshangcainengyulianchangyiqidachengchenggongdegaizao。

　　第(di)二(er)點(dian)是(shi)變(bian)化(hua)性(xing)。市(shi)場(chang)變(bian)化(hua)莫(mo)測(ce)，各(ge)煉(lian)廠(chang)隨(sui)著(zhe)市(shi)場(chang)情(qing)況(kuang)的(de)變(bian)化(hua)也(ye)會(hui)調(tiao)整(zheng)目(mu)標(biao)，這(zhe)要(yao)求(qiu)技(ji)術(shu)供(gong)應(ying)商(shang)要(yao)與(yu)煉(lian)廠(chang)建(jian)立(li)緊(jin)密(mi)聯(lian)係(xi)，通(tong)過(guo)長(chang)期(qi)合(he)作(zuo)來(lai)提(ti)供(gong)客(ke)戶(hu)利(li)益(yi)最(zui)大(da)化(hua)的(de)技(ji)術(shu)
，最(zui)終(zhong)幫(bang)助(zhu)煉(lian)廠(chang)實(shi)現(xian)改(gai)造(zao)。

　　第三個是技術的全麵性。技術改造除了反應器以外
，下遊的分離過程改造也很重要
，除了增加石化產品以外，煉廠還要考慮能耗
、排放、gaizaoshebeidezhandideng
，zheduijishugongyingshangquanmiandejishunengliyouhengaodeyaoqiu，dangran，yeyeyaoqiujishugongyingshangyoufengfudegaizaojingyan，keyichulibutonggouchenghebutonggaizaomubiaodelianchang。

　　第四點是科學性。現在

，越來越多的煉廠注重最終產品的生產，因此煉廠的改造需要最大限度地將原油中的碳、氫qing原yuan子zi轉zhuan化hua到dao產chan品pin中zhong去qu

，以yi實shi現xian效xiao率lv最zui大da化hua，這zhe要yao求qiu技ji術shu供gong應ying商shang從cong分fen子zi煉lian油you的de角jiao度du出chu發fa，科ke學xue設she計ji並bing安an排pai不bu同tong組zu分fen將jiang去qu何he種zhong最zui終zhong產chan品pin。綜zong上shang所suo述shu

，一yi個ge合he適shi
、可靠的技術合作夥伴至關重要。

　　未來已來，在煉廠轉型的當下，“未來煉廠”指出了油品的演進方向，和降低企業生產成本
、增強資本效益、以及對監管和競爭的響應能力。“未來煉廠”要能實現操作和改造的靈活性
，以應對短期、以及未來10年或20年後的市場變化。霍尼韋爾UOP和HPS助力您大步流星邁向“未來煉廠”
，搶占時代先機
，在風雲變幻的全球能源市場立於不敗之地。 5e 　 作者： 周麓波 博士