煉化實(shí)驗(yàn)室發(fā)展趨勢(shì)展望

衛(wèi)玉磊

中國(guó)石油廣西石化公司 廣西 欽州 535008

近年來(lái),得益于分析技術(shù)的發(fā)展和分析標(biāo)準(zhǔn)的更新,分析設(shè)備智能化程度提高,煉化實(shí)驗(yàn)室也出現(xiàn)管理技術(shù)+分析操作的扁平化管理結(jié)構(gòu),人均分析效能不斷提升。本文從分析設(shè)備的發(fā)展方向、實(shí)驗(yàn)室管理方式的調(diào)整轉(zhuǎn)變、信息化技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)室功能布局方面淺談煉化實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展趨勢(shì)。

一、分析設(shè)備的發(fā)展方向

1.煉化分析設(shè)備的類型和特點(diǎn)。煉化分析項(xiàng)目多,主要集中在物性分析和組成分析,設(shè)備普遍體型小,但對(duì)精度要求較高。物性分析主要有餾程、閃點(diǎn)、密度、飽和蒸汽壓、冰點(diǎn)、氧化安定性等,組成分析主要是用色譜對(duì)碳二十以下的烴類含量分析和硫化氫、一氧化碳等小分子無(wú)機(jī)氣體分析,以及以硫、氮含量為代表的含量分析。

2.分析儀器智能化。近年技術(shù)進(jìn)步更加明顯,出現(xiàn)一些典型的“傻瓜”式分析儀器,僅需放入樣品按照儀器提示步驟啟動(dòng)然后記錄數(shù)據(jù)即可。煉油實(shí)驗(yàn)室油品分析項(xiàng)目較多,本文僅對(duì)餾程、閃點(diǎn)、密度、冰點(diǎn)等幾個(gè)項(xiàng)目簡(jiǎn)單說(shuō)明分析設(shè)備的智能化應(yīng)用。安東帕新研制的自動(dòng)油品餾程儀充分運(yùn)用光學(xué)技術(shù),對(duì)裝樣量不再苛求100ml,操作上按照步驟分析完成操作即可。安東帕的粘度儀、PHASE的冰點(diǎn)儀、梅特勒的密度儀、HERZOG的飽和蒸汽壓等智能化儀器的使用,操作條件基本上儀器控制,極大縮減分析人員手動(dòng)參與分析的工作量,減少了誤差幾率,分析數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)手動(dòng)比對(duì)是完全符合要求的,只要做好設(shè)備的期間核查工作,可以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

3.近紅外和核磁等先進(jìn)分析技術(shù)的推廣應(yīng)用。由于高強(qiáng)度光源、低散射光柵和固態(tài)高靈敏度探測(cè)器的出現(xiàn),以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,促使近紅外光譜技術(shù)達(dá)到使用階段,通過(guò)測(cè)定C-H、N-H、O-H等基團(tuán)信息測(cè)定為基礎(chǔ),用于煉化樣品分析。核磁共振技術(shù)讓處于外磁場(chǎng)中的自旋氫核接受一定頻率的電磁波,當(dāng)輻射能量恰好等于自旋核兩種不同去向的能量差時(shí),處于低能態(tài)的自旋核產(chǎn)生共振,吸收電磁波躍遷到高能態(tài),這種現(xiàn)象稱為核磁共振。核磁共振技術(shù)近兩年在煉廠化驗(yàn)室使用已經(jīng)較為成熟。這兩種方法都呈現(xiàn)一次分析時(shí)間短、分析項(xiàng)目多、節(jié)約耗材和安全環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。更為關(guān)鍵的是,先進(jìn)分析技術(shù)的應(yīng)用對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理方式產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

二、實(shí)驗(yàn)室管理方式的調(diào)整轉(zhuǎn)變

1.現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的管理特點(diǎn)。雖然隨著分析儀器智能化一定程度減少了用人數(shù)量,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,但受分析項(xiàng)目較多的制約,一般情況下人員數(shù)量較多。同時(shí)煉廠扁平化運(yùn)行模式的普及,各二級(jí)單位取消科室建制,近年新建煉油實(shí)驗(yàn)室比較典型的管理模式如下,管理+技術(shù)+操作或操作外包+維修外包。因?yàn)閮x器智能化程度提高,對(duì)維修隊(duì)伍的專業(yè)性要求高,為減少人員配置和培訓(xùn)周期,維修外包是新建實(shí)驗(yàn)室的趨勢(shì)。

2.技術(shù)進(jìn)步對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理的影響。技術(shù)進(jìn)步對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理主要有兩方面的影響:一是人員數(shù)量的優(yōu)化造成管理結(jié)構(gòu)的變革;二是先進(jìn)技術(shù)對(duì)操作條件的精確控制減少了人分析經(jīng)驗(yàn)在其中的部分作用。近紅外和核磁共振技術(shù)在油品分析上的優(yōu)勢(shì),基本上可以完全承擔(dān)起中間餾分分析,預(yù)計(jì)可以減少30%以上的工作量,所以實(shí)驗(yàn)室人員結(jié)構(gòu)優(yōu)化空間巨大,必將對(duì)實(shí)驗(yàn)室管理方式產(chǎn)生巨大影響。同時(shí)技術(shù)進(jìn)步對(duì)操作條件的精確控制相對(duì)減少了人員專業(yè)的限制和分析經(jīng)驗(yàn)的培養(yǎng),為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部職能調(diào)整奠定了基礎(chǔ)。

3.信息化技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用和發(fā)展展望。信息化技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室主要是數(shù)據(jù)信息化管理,主要數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳和原始記錄臺(tái)賬的自動(dòng)生成,減少人員手工原始記錄和數(shù)據(jù)系統(tǒng)錄入,個(gè)別實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了部分功能。個(gè)人認(rèn)為最好的信息化應(yīng)用途徑是數(shù)據(jù)自動(dòng)從儀器上傳到電子化原始記錄臺(tái)賬,經(jīng)過(guò)員工確認(rèn)審核后,自動(dòng)上傳到數(shù)據(jù)平臺(tái)(LIMS系統(tǒng)),可以大量節(jié)約手工書(shū)寫(xiě)時(shí)間和中間轉(zhuǎn)錄時(shí)間,保守估計(jì)節(jié)約人力20%以上。同時(shí)隨著各個(gè)企業(yè)對(duì)提質(zhì)增效工作的重視,實(shí)驗(yàn)室成本管理信息化也是大勢(shì)所趨。

4.未來(lái)實(shí)驗(yàn)室管理特點(diǎn)和人員素養(yǎng)的要求。根據(jù)以上所述,預(yù)測(cè)未來(lái)實(shí)驗(yàn)室的特征是,信息化管理+專業(yè)化維保+高精度儀器操作,管理結(jié)構(gòu)完全可以扁平化到管理+操作的程度,核心是培養(yǎng)操作領(lǐng)軍人員。同時(shí)對(duì)人員的素養(yǎng)不是降低了,而是綜合素質(zhì)要求更高了,需要了解分析基本原理、分析技術(shù)特點(diǎn)和信息化操作應(yīng)用能力。預(yù)測(cè)十年內(nèi)人均分析效能至少比現(xiàn)在提高50%以上。

三、濕度較大地區(qū)實(shí)驗(yàn)室功能布局的一些思考。經(jīng)過(guò)對(duì)一些煉化實(shí)驗(yàn)室的觀察和思考,認(rèn)為在煉化實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該滿足“房間負(fù)壓,建筑整體正壓”的功能下,還應(yīng)考慮一下布局。

1.考慮屋頂強(qiáng)排風(fēng)功能。房間內(nèi)難免會(huì)有氣體擴(kuò)散,靠通風(fēng)廚形成的負(fù)壓很難及時(shí)排除氣體氣味,需要短時(shí)大風(fēng)量的強(qiáng)排風(fēng)設(shè)施。

2.考慮大量氣體鋼瓶排樣的防爆通風(fēng)廚。分析完成后鋼瓶?jī)?nèi)的殘余氣體需要通過(guò)通風(fēng)廚排放,有機(jī)易燃?xì)怏w容易發(fā)生閃爆事故,需要單獨(dú)設(shè)置防爆通風(fēng)廚。

3.考慮功能區(qū)的分布和需求。洗瓶間、封樣室、試劑庫(kù)房等功能區(qū)應(yīng)考慮合理布局和功能需求。樣品轉(zhuǎn)輸應(yīng)避開(kāi)正門(mén)位置,單獨(dú)設(shè)立側(cè)門(mén)。

4.濕度較大地區(qū)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)設(shè)計(jì)成封閉結(jié)構(gòu),而且過(guò)道在建筑外側(cè),過(guò)道新風(fēng)可以實(shí)現(xiàn)給房間補(bǔ)風(fēng)和隔絕外部高濕度空氣的功能。