智能化技术在炼化一体化项目增值创效中的应用
炼化产业是关乎我国民生和国家安全的支柱性产业。到目前2022年来看，随着工业技术的发展、供需产业结构的变化以及国内外竞争环境的愈演愈烈，炼化企业面临着巨大的挑战，如国际原油价格宽幅波动，资源不平衡与劣质化趋势凸显；安全、环保要求日趋严格，在提高石油产品质量且向清洁化和低碳化转变的同时，还要控制各种污染物的排放，致使企业的投资和生产成本大幅攀升；石化产品需求不平衡，部分石化产品过剩，而高端石化产品缺口仍然很大等。炼化一体化是炼化行业发展中应对这些挑战的必然选择，是着力于从宏观经济层面去提升炼油和石化工业的整体竞争力，促使炼化企业的高效发展，其有着丰富的技术内涵和发展特点。传统生产管理模式难以满足炼化一体化的规模化、集约化发展的管理要求，然而随着智能化技术的进步，破解了精细化管理的难题，为炼化一体化的硬扩展配备了优良的软系统且必将成为炼化一体化企业管控的有力抓手和工具，进一步促进炼化一体化项目安全、绿色、集约、效益等综合效能的释放。
本文首先介绍了炼化一体化发展的内涵，剖析了其发展特征和运营及管理中面临的问题，然后阐述了智能化技术在炼化一体化项目中的积极作用和应用实效，最后结合建设经验提出了“智能炼化一体化”的建设思路和基本技术架构，并总结了智能化建设的实施要点和建议。
2 炼化一体化发展的内涵
十多年前，我国的炼油、化工企业规模普遍偏低且独立，呈现出“多、小、散、乱”的分布格局，这导致单位产品的成本高、能耗高、安环治理费用高、储运费用高以及供需链条协调不畅等问题，并随着竞争环境的加剧、效益的下降促使炼化企业不得不走上提质增效、产业转型升级的道路。随着焦化、加氢、催化裂化、重整等技术的进步，给予了炼油和化工装置“直接牵手”的必要技术条件。
炼化一体化是指将炼油和化工装置在有限的地域内实现集约发展，进而实现资源的节约和有效利用，这也是国家经济发展由资源消费型向循环经济型、资源节约型和环境友好型转变的必然要求。炼化一体化不仅是从技术经济层面的发展优化策略，而且具有更加丰富的技术内涵：上下游原料互供、优化利用一体化；总平面布置一体化；公用工程/辅助设施一体化；物流储运一体化；消防、安全、应急一体化：环境保护一体化；管理服务一体化等。然而，这些一体化不是简单的罗列和组合，而是有机的整体技术集成，最终实现资源的高效优化配置与利用。
3炼化一体化的发展特征和面临的问题
炼化一体化模式经过多年的发展已从初级的以单供原料为主的松散型提升为全面互供的紧密型，大大降低了建设和生产成本，增强了对市场的适应性，延伸了石油资源价值链，提高了经济效益和企业的抗风险能力。炼化一体化是对炼油和化工装置的硬扩展且发生了质的变化，呈现出与之不同的鲜明特征和面临的问题：
①集群化、大型化、规模化特征愈发明显。
这直接导致设备的数量、种类成倍增加，且约東条件更加复杂，运维难度更大，当非计划宕机发生时影响范围也更广。如何实现海量、多种类设备的有效监管？如何制定科学的装置维检修计划，成为保证装置“安、稳、长、满、优”稳定生产的基本问题；
②上下游的工艺技术集成度更高，各装置间的物料/能量供给、操作控制、协调统一的耦合关系更加复杂。炼化一体化要求对原料的适应性更强，并能充分榨取每个分子的价值，因此如何根据原料、市场等因素快速地制定和调整生产计划，并实现上下游系列装置的快转、快投、快稳，使生产更加机动灵活，成为发挥炼化一体化潜能的核心问题；
③为了发挥出一体化优势，集约化和共享化程度更高。公用工程的集约化是炼化一体化的重要特征之一，但由于炼化一体化装置生产的灵活性，所有装置的操作条件和负荷随之变化更加频繁且复杂，因此水、电、气、汽等公用工程的消耗也是动态变化的，再加上装置间的产品和能量互供的耦合关系，使得公用工程的保供和有效节能降耗变得异常复杂。如何实现公用工程的智能集约是炼化一体化优化资源、增值创效的关键问题；
④安全、环保风险密度大，影响面、危害程度更广更大。如何监控和管理这种高密度的风险、防范于未然也是炼化一体化企业必须高度重视的问题；这些问题都属于“人、机、料、法、环”生产要素的精细化管理、动态优化配置的范畴。但由于炼化一体化的高度集约化发展，使其变得异常复杂，如不采用先进的管控手段和方法，必将降低炼化一体化项目的竞争力和效能的发挥。
4智能化对推动炼化一体化发展的积极作用
炼化一体化完成了生产装置和技术的硬扩张，就像一部高度集成、硬件配置优良的超级计算机。而只有优良的硬件仍然无法释放出其优越的性能，还需为之配备优良的软件系统才能发挥出硬件系统的最大能力。随着IT技术的发展，掀起了第四次工业革命。工业互联网、大数据、云技术、人工智能等大大增加了“数据、算力、算法”的能力，并形成了以智能化为核心的应用技术。智能化技术为破解炼化一体化所面临的复杂管控问题提供了一把利剑，并将在推动其深化转型升级和增值创效中发挥积极的作用。
①智能设备管理。炼化一体化项目中，设备的数量、种类十分巨大，仅仅依靠人工点巡检不仅工作量巨大而且很难及时发现和定位设备问题。因此，结合了物联网、大数据等先进的T技术，突出设备管理的3P先进理念，实时自动采集海量的设备状态数据，并采用数据和模型驱动的双轮驱动模式，在线分析设备的健康状况，预测设备故障，分析、挖掘、规避设备故障影响因素，以及设备全生命周期管理和装置整体维检修计划评估等，进而解决非计划宕机、带病运行或过度维修，甚至安全事故等重大问题，建立科学维保、降本增效的智能化、精细化设备管理体系，以保证“安、稳、长、满、优”的运行要求。
②智能能源管控。炼化一体化项目由于目标产品的动态调整以及装置间的产品和能源互供的耦合关系，导致水、电、气、汽、煤等公用工程的消耗在时间和空间维度上也是动态变化的。因此，利用智能化技术建立能源管控模型，实时监控能源消耗数据，分析能源消耗特征，实现由粗放型保供向精细化保供转变，同时有的放矢地节能降耗，达到公用工程动态集约的优化平衡，降低生产成本、提高效益。另外，通过对重点设备和装置能耗的分析，挖掘更深层次的问题。
③智能安环监管。大型炼化一体化的高度集中，致使安全、环保的风险更加集中、危害程度更大、关联危害更广，更应加强其安全和环保的监管。智能化技术为安环的监管提供了有力的工具，通过在线视频监控、人员定位、周界报警、事故推演、安环与应急和生产系统联动等智能化应用，从事后管理向事前预测、事中控制转变，增强了管控能力，降低安环风险。
④智能优化技术。分子炼油技术是在分子尺度上对原油进行加工评价，准确预测产品性
质，据此优化工艺流程和操作条件，以“宜油则油、宜烯则烯、宜芳则芳”的优化原则提升每个分子的价值。RTO/APC是针对目标产品，充分考虑成本、约束条件、安全等因素，利用数据处理、参数整定、稳态判定、模型校正、优化模型求解、先进控制等技术，将优化的操作参数设定值自动下发给APC系统，由其实现稳定的闭环优化控制。分子炼油和RTO/APC优化技术为整个生产流程（原油采购一排产一优化控制一产品输出)提供了的动态优化手段增强了上下游系列装置的快转、快投、快稳的“灵活性”和对原油市场波动。
智能化基础构架
结语
目前，在全球大型炼化一体化项目的浪潮下，大炼化完胜小炼化并完成淘汰和进化，已初步形成新的炼化行业格局，但不久的将来炼化行业将迎来更深层次的变革，竞争重心将从对规模的追逐转向对精细化管控、增值创效的能力上来。“智能炼化一体化(Intelligent-Integration ofrefining and chemical industry)”是在硬扩展的基础上为其配备优良的软系统，实现了管控能力的赋能升级，必将助推炼化一体化项目整体跃升
