《電子技術(shù)應(yīng)用》
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未來煉油廠之設(shè)想

2016-12-18

  作為全球煉油行業(yè)的資深總監(jiān),,MARCELO CARUGO 與來自艾默生各部門的專家團(tuán)隊(duì)一起,領(lǐng)導(dǎo)煉油項(xiàng)目的進(jìn)行,。CARUGO 在煉油和石化行業(yè)積累了 30 年的豐富行業(yè)經(jīng)驗(yàn),。其專業(yè)領(lǐng)域包括利用相關(guān)技術(shù)提高煉油廠的盈利能力、優(yōu)化運(yùn)營,、改善法規(guī)遵從性和可靠性,。Carugo 先生擁有荷蘭 NUFFIC 電子工程碩士學(xué)位,以及布宜諾斯艾利斯大學(xué)的電子工程學(xué)位,。

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  試圖對 2026 年的全球煉油市場行情進(jìn)行預(yù)測是不現(xiàn)實(shí)的,。我們唯一能夠確定的就是市場的不確定性。電動車、替代能源和人工智能的發(fā)展,、市場波動的加劇,、政治不確定性以及發(fā)展中國家人民生活水平的不斷提高,這些趨勢只是將會影響未來幾年煉油行業(yè)發(fā)展的部分因素,。我們僅僅能夠推測,,這種空前的變化速度將會給未來 10 年帶來顯著影響。

  由于我們無法預(yù)測未來,,所以煉油商需要未雨綢繆,,以應(yīng)對“未知”帶來的挑戰(zhàn)。換言之,,未來的煉油廠要時刻準(zhǔn)備著“面向未來”,。

  圍繞以下三個基本運(yùn)營和業(yè)務(wù)目標(biāo),我們可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo):

   靈活性,。未來的煉油廠可以在燃油和石油化工產(chǎn)品種類之間快速切換,,以便充分響應(yīng)市場需求并抓住市場機(jī)遇。

   可靠性,。到 2026 年,,具有最佳運(yùn)營績效的標(biāo)桿煉油廠將基本實(shí)現(xiàn)無停工運(yùn)營。

   共享智能化,。未來成功的煉油廠降簡化業(yè)務(wù)流程并實(shí)現(xiàn)自動化,,企業(yè)將能夠跨設(shè)施實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識共享及共同決策。

  如果能夠成功做到以上三點(diǎn),,2026年的煉油廠將可以輕松應(yīng)對技術(shù)發(fā)展,、市場變化和全球事件帶來的各種挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

  靈活性,。在今后 10 年里,,追求業(yè)務(wù)靈活性很有可能成為區(qū)分成功企業(yè)與失敗企業(yè)的標(biāo)尺。

  今后,,具有最佳運(yùn)營績效的標(biāo)桿煉油廠將能夠抓住稍縱即逝的機(jī)會,,而不是由于無法及時響應(yīng)而錯失良機(jī)。如果業(yè)務(wù)主管掌握了從原油來源到煤氣泵之間所有過程的整合數(shù)據(jù)分析,,那么就可以根據(jù)市場需求實(shí)時確定原料和產(chǎn)品種類,。如果管理人員能夠在線訪問供應(yīng)鏈數(shù)據(jù),適時庫存將成為“新常態(tài)”,。

  要完成這些目標(biāo),,需要應(yīng)對大量的新挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)之一是如何設(shè)計相關(guān)生產(chǎn)設(shè)施,,使之能夠處理各種來源的不同原油(包括最重和腐蝕性最強(qiáng)的原油)。為保證能及時響應(yīng)市場變化,迅速切換產(chǎn)品種類,,可能需要讓某些工藝裝置處于熱待機(jī)狀態(tài),,以避免其啟動和關(guān)閉過程造成的時間浪費(fèi)。這樣操作還可以降低風(fēng)險,,因?yàn)樗矐B(tài)操作是導(dǎo)致安全事故的最常見原因,。

  不過,使工廠前端獲得更大的靈活性還不足以確保在所有市場獲利,。煉油廠應(yīng)成為可在多種目的之間自由轉(zhuǎn)換的設(shè)施,,助力滿足全球?qū)w維和塑料的需求,而不僅局限于生產(chǎn)燃油,。通過小批量制造品類豐富的中間產(chǎn)品,,并迅速從燃油轉(zhuǎn)換為石化產(chǎn)品,業(yè)內(nèi)操作人員職能將更加多樣化,。而為了處理所有這些輸出流,,獨(dú)立的煉油廠可能需要多達(dá) 50,000 個額外的數(shù)據(jù)點(diǎn),并且為適應(yīng)不同的工藝條件,,每個數(shù)據(jù)點(diǎn)都需要能夠輕松地重新組態(tài),。

  可靠性。如果煉油行業(yè)最終能夠解決可靠性差的問題,,那么停工及隨之而來的高成本問題將成為過去式,。例如,“熱檢修”可以避免由于維修或更換部件而導(dǎo)致的工藝裝置停車,。通過重新設(shè)計閥門和其他設(shè)備,,可以更容易地查看易磨損部件,工作人員在現(xiàn)場即可原位完成檢修,,避免了中斷生產(chǎn),。

  專用的在線資產(chǎn)可靠性網(wǎng)絡(luò)是另一個具有發(fā)展前景的領(lǐng)域。這些網(wǎng)絡(luò)將為操作人員在整個設(shè)施上布設(shè)一個虛擬的“感知穹頂”,,以便為他們提供執(zhí)行基于實(shí)際工況的遠(yuǎn)程維護(hù)策略所需的信息種類和信息數(shù)量,。憑借自我診斷設(shè)備和早期報警管理的協(xié)助,維護(hù)管理人員在較遠(yuǎn)的地方也能提前了解異常,,預(yù)防會影響產(chǎn)能的停產(chǎn)或混亂狀況的發(fā)生,。

  如今,普通的煉油廠配備持續(xù)資產(chǎn)健康狀態(tài)監(jiān)測方案的資產(chǎn)百分比不足其總資產(chǎn)的 20%,。不過,,由于成本經(jīng)濟(jì)的無線技術(shù)的不斷發(fā)展,此范圍將在10年內(nèi)快速擴(kuò)展到60%,。微傳感器甚至能夠漂浮在產(chǎn)品內(nèi)部,,在工藝裝置之間傳輸即時的質(zhì)量讀數(shù),。

  共享智能化。煉油廠的組織架構(gòu)也會發(fā)生根本性變化?,F(xiàn)場工作人員能在未來10 年內(nèi)縮減 50%,。很快,工作人員就只會在執(zhí)行特定人工任務(wù)時才會到達(dá)現(xiàn)場,。而決策者(管理層,,業(yè)務(wù)運(yùn)營、可靠性,、工程和整合部門)能夠遠(yuǎn)程地鏈接到一個或多個工廠,,通過一個單獨(dú)、集中式的操作中心指揮整個煉油體系,。

  此外,,自動化將會持續(xù)改變許多傳統(tǒng)上由人工操作的常規(guī)作業(yè)。借助帶有平視顯示功能的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭盔,,維護(hù)人員可以有效地將控制室人員帶入現(xiàn)場,。無人機(jī)將用于查找短時排放/泄漏、搜索故障位置以及識別難以到達(dá)區(qū)域的管道和容器完整性問題,。

  這些創(chuàng)新通過識別即將發(fā)生的潛在問題,,減少工人在危險區(qū)域停留的時間,從而為煉油行業(yè)的安全性帶來巨大影響,。其他進(jìn)展可能還包括:

   化學(xué)工程方面的突破可能會實(shí)現(xiàn)催化劑的不斷再生,,從而保持生產(chǎn)過程持續(xù)運(yùn)行。

   機(jī)器的學(xué)習(xí)功能可能會讓工廠能夠“吸收”操作人員的知識并針對不斷變化的條件即時做出調(diào)整,。

   隨著科技的進(jìn)步,,某一天煉油商可能會實(shí)現(xiàn)工藝程裝置的自動啟動和關(guān)閉,免去人工介入,,進(jìn)一步增加安全性,。

   煉油廠也許很快就能回收產(chǎn)生的幾乎所有廢棄物,而新的碳回收和固碳方法可能會永久性地改變生產(chǎn)商應(yīng)對法規(guī)遵從性的方式,。到 2026 年,,廢氣火炬和廢水傾排池可能會被時代所棄。

  這些進(jìn)步也許看起來難以想象,,但事實(shí)是,,大多數(shù)實(shí)現(xiàn)這些未來愿景所需的知識和技術(shù)如今都已出現(xiàn)。例如,,信息技術(shù)近幾年所取得的發(fā)展已能夠允許企業(yè)遠(yuǎn)程訪問大量數(shù)據(jù)并充分利用專業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),,而不受地域的限制。因此,,煉油商正在開始充分利用大數(shù)據(jù)分析結(jié)果和新的協(xié)作技術(shù)整合其業(yè)務(wù)運(yùn)營方式,。

  此外,,在人性化設(shè)計方面所取得的最新進(jìn)展讓從操作變得更加簡單,對現(xiàn)場專家的需求也更好了,;無線儀表的使用在業(yè)內(nèi)更加廣泛,,并且一些煉油商正開始雇傭遙控?zé)o人機(jī)來收集所需的測量數(shù)據(jù),。

  想要在2026年的市場占領(lǐng)一席之地,,煉油商應(yīng)馬上開始采用和整合這些創(chuàng)新技術(shù),等待和觀望只會失去縣級,。而要想在面對未知與不確定時更好地發(fā)展,,通常意味著運(yùn)營人員要敢于挑戰(zhàn)現(xiàn)狀。在重塑煉油的世界形勢下,,克服阻力力求改變將變得更加關(guān)鍵,。

  畢竟,就像有人說的那樣,,未來屬于那些愿意今天做出準(zhǔn)備的人,。


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