□ 本刊記者 鄧 穎 通訊員 鄭京禾
“根據(jù)項(xiàng)目開發(fā)的軟件測算,空分能耗較之前降低了3%。”九江石化煤制氫運(yùn)行部副經(jīng)理謝運(yùn)旺說。他說的是九江石化參與的“廣域協(xié)同的高端大規(guī)??删幊套詣?dòng)化系統(tǒng)及應(yīng)用”項(xiàng)目,該項(xiàng)目于2021年底榮獲2020年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。這是繼2019年度該公司獲得兩項(xiàng)國家科技獎(jiǎng)勵(lì)之后,連續(xù)第二年再次榮獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)。
一直以來,九江石化緊跟科技創(chuàng)新步伐,不斷向科技高峰攀登,既扮演科研項(xiàng)目的“出題人”,又當(dāng)好合作項(xiàng)目的管理者,積極在新裝置建設(shè)、新產(chǎn)品開發(fā)等方面發(fā)力,開發(fā)應(yīng)用了一批具有國內(nèi)先進(jìn)水平的新工藝、新技術(shù),實(shí)現(xiàn)了科技成果向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化。
“常減壓那邊把RTO當(dāng)成了寶貝,這個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施效果確實(shí)不錯(cuò)。”九江石化生產(chǎn)經(jīng)營部計(jì)劃室副主任王偉笑著說。RTO項(xiàng)目上線運(yùn)行以來,常減壓裝置一直運(yùn)行平穩(wěn)。
九江石化煉油二部技術(shù)人員在探討增強(qiáng)催化劑使用效果、延長使用周期的操作問題。譚壯 攝
RTO項(xiàng)目也叫煉油全程在線實(shí)時(shí)優(yōu)化項(xiàng)目,是業(yè)內(nèi)首個(gè)成功打通經(jīng)營優(yōu)化層面與現(xiàn)場操作層面技術(shù)壁壘的優(yōu)化項(xiàng)目,打破了國外的技術(shù)壟斷。該項(xiàng)目由九江石化和浙江中控技術(shù)股份有限公司共同承擔(dān)研究開發(fā),成功將國外先進(jìn)的優(yōu)化及控制技術(shù)引入到國內(nèi)煉油領(lǐng)域,極大地拓展流程模擬應(yīng)用范圍,成功打通在線分析數(shù)據(jù)、模擬優(yōu)化、先進(jìn)控制等不同系統(tǒng)在線協(xié)調(diào)運(yùn)行的閉合回路,開煉油裝置優(yōu)化控制一體化先河,為提高石化行業(yè)自動(dòng)化水平及智能制造水平提供寶貴案例參考。該項(xiàng)目建立九江石化原油分子數(shù)據(jù)庫、分子級機(jī)理模型、數(shù)據(jù)整定模型及全局優(yōu)化模型,并實(shí)現(xiàn)RTO和APC聯(lián)動(dòng)。
RTO就是實(shí)時(shí)過程在線優(yōu)化管理,APC系統(tǒng)就是先進(jìn)控制系統(tǒng)。如果把APC比作大腦,把RTO比作自動(dòng)控制,那么合起來就是“無人駕駛”。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),九江石化先解決原料在線分析問題,通過統(tǒng)籌測算,率先在國內(nèi)實(shí)施了在線核磁分析技術(shù),將原先5天左右原油分析時(shí)間壓縮為10分鐘,有效解決了常減壓裝置原料在線實(shí)時(shí)分析問題。之后,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)不斷攻克RTO與APC匹配、價(jià)格測算量大等難題,通過離線數(shù)據(jù)分析,通過反復(fù)討論、測算最優(yōu)價(jià)格,尋求最優(yōu)數(shù)據(jù)匹配,再將日常經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)固化到機(jī)理模型中?,F(xiàn)在只要在RTO項(xiàng)目里輸入目標(biāo)口令,系統(tǒng)就會自動(dòng)測算,選擇合適的原油品種和加工方式,對不同位號的溫度、壓力提出目標(biāo)調(diào)整值,傳導(dǎo)到現(xiàn)場DCS畫面中,并通過APC系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整。
該項(xiàng)目通過優(yōu)化裝置切割方案,降低裝置能耗3%至5%,年增效益2400余萬元;同時(shí)提升了生產(chǎn)智能化水平與協(xié)同優(yōu)化能力,助力技術(shù)國產(chǎn)化;通過優(yōu)化操作降低能耗,為早日實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰與碳中和提供了可行性的方案。這一優(yōu)化方法已在中國海油大榭石化連續(xù)重整裝置工業(yè)應(yīng)用,中國石化揚(yáng)子石化與齊魯石化常減壓裝置、鎮(zhèn)海煉化連續(xù)重整裝置,中國石油長慶石化連續(xù)重整及催化裂化裝置也在推廣應(yīng)用。
2019年,由中國石化石油化工科學(xué)研究院、九江石化等聯(lián)合開發(fā)研究,并實(shí)施工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的活性相定向構(gòu)建及復(fù)雜反應(yīng)分級強(qiáng)化的柴油高效清潔化關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目榮獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。
柴油占油品消費(fèi)總量的40%,是重要的交通運(yùn)輸燃料,給人類生活帶來極大便利的同時(shí),其中的硫和多環(huán)芳烴燃燒形成的排放物也會污染人類賴以生存的大氣環(huán)境,這對柴油清潔化過程發(fā)揮核心作用的加氫技術(shù)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
針對傳統(tǒng)加氫技術(shù)難以兼顧超深度脫硫和芳烴高效飽和的難題,中國石化石油化工科學(xué)研究院、九江石化等單位聯(lián)合立項(xiàng),以高效生產(chǎn)低硫低芳烴清潔柴油為主要目的,致力于共同研究解決柴油的清潔化生產(chǎn),既脫硫,又確保芳烴的飽和度。從2013年的工業(yè)試驗(yàn)開始,不斷摸索研究,創(chuàng)新提出了通過優(yōu)先脫除氮化物實(shí)現(xiàn)雙重目標(biāo)的“一箭雙雕”理念,發(fā)明了活性相定向構(gòu)建及復(fù)雜反應(yīng)分級強(qiáng)化的柴油高效清潔化關(guān)鍵技術(shù),形成了達(dá)到國際先進(jìn)水平的高活性高穩(wěn)定性柴油加氫催化劑、柴油高效清潔化生產(chǎn)工藝。
2017年3月,九江石化團(tuán)隊(duì)將2號加氫裝置作為企業(yè)柴油質(zhì)量升級的首套改造裝置,應(yīng)用了新一代RTS加氫技術(shù)和加氫催化劑RS-2100。
九江石化的原料中二次柴油比例長期高達(dá)50%以上。如何能讓高活性、高穩(wěn)定的RS-2100型催化劑在2號加氫裝置得到最好的應(yīng)用?他們嚴(yán)格管控原料,嚴(yán)格控制二次加工柴油干點(diǎn)在350攝氏度以下;優(yōu)化一反R2501、二反R2502反應(yīng)溫度,在產(chǎn)品質(zhì)量可控的前提下,降低冷氫的注入、降低二反溫度、控制二反溫升不超過10攝氏度,充分保留催化劑活性,為裝置長周期生產(chǎn)保留余地。將裝置循環(huán)氫壓縮機(jī)C2501負(fù)荷調(diào)整至歷史最高,利用最大的氫油比以保證脫硫率和催化劑長周期;提高廢氫排放量,以最大的能力提高循環(huán)氫的純度,從而提高反應(yīng)氫分壓,促進(jìn)脫硫反應(yīng)深度。
截至2021年4月全廠大檢修前,該裝置滿負(fù)荷生產(chǎn),一直運(yùn)行狀態(tài)良好,穩(wěn)定性好,即使在滿負(fù)荷的操作條件下加工50%的二次汽柴油,催化劑的活性損失遠(yuǎn)小于1攝氏度/月。
RTS工藝解決了工業(yè)裝置難以長周期高效兼顧超深度脫硫和多環(huán)芳烴深度飽和的難題,實(shí)現(xiàn)了柴油清潔化過程的低成本、高效率、長周期運(yùn)行,為九江石化柴油質(zhì)量快速升級提供了有力技術(shù)支撐。目前該柴油清潔化關(guān)鍵技術(shù)已在國內(nèi)24套工業(yè)裝置上實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用,總加工能力超過4000萬噸/年,年經(jīng)濟(jì)效益約9億元,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
2021年8月4日,九江石化煤制氫運(yùn)行部會議室里,龐剛勞模創(chuàng)新工作室正式授牌,標(biāo)志著九江石化第8個(gè)勞模創(chuàng)新工作室正式成立。
一枝獨(dú)放不是春,百花齊放春滿園。近年來,為發(fā)動(dòng)全員科技創(chuàng)新,九江石化堅(jiān)持實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略,完善體制機(jī)制,搭建平臺,鼓勵(lì)創(chuàng)新,做實(shí)產(chǎn)學(xué)研用,成果豐碩?!笆濉逼陂g九江石化被評為集團(tuán)公司創(chuàng)新型企業(yè);先后榮獲國家級科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)3項(xiàng),省部級科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)12項(xiàng),行業(yè)協(xié)會科技獎(jiǎng)勵(lì)4項(xiàng),授權(quán)專利16項(xiàng),其中發(fā)明專利12件,10件計(jì)算機(jī)軟件登記取得軟著證書。
他們堅(jiān)持科技創(chuàng)新和制度創(chuàng)新雙輪驅(qū)動(dòng),持續(xù)完善科技管理制度體系,強(qiáng)化科技活動(dòng)評價(jià)考核,提升科技決策與科技管理水平;建立科技貢獻(xiàn)專家、優(yōu)秀青年科技人才、優(yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)評選制度,激勵(lì)員工創(chuàng)先爭優(yōu)。強(qiáng)化項(xiàng)目負(fù)責(zé)人制管理,深化開放創(chuàng)新,發(fā)揮產(chǎn)學(xué)研合作有效機(jī)制作用,充分利用社會科技資源,依托科研院所、重點(diǎn)大學(xué)等開展科技項(xiàng)目合作研究,建立“產(chǎn)學(xué)研用”一條龍集智創(chuàng)新聯(lián)盟,持續(xù)推進(jìn)“綠色低碳”“智能工廠”核心競爭優(yōu)勢,建設(shè)千萬噸級綠色智能一流煉化企業(yè)。
該公司整合內(nèi)外資源,搭建各類科創(chuàng)平臺。
搭建院士平臺,原始創(chuàng)新取得可喜成果。國家自然科學(xué)基金委重大項(xiàng)目—煉油生產(chǎn)過程全局優(yōu)化運(yùn)行的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目以綜合評價(jià)為“特優(yōu)”通過結(jié)題驗(yàn)收;虛擬制造系統(tǒng)持續(xù)完善提升和深化應(yīng)用,累計(jì)完成優(yōu)化方案170個(gè),增加效益5737萬元,形成發(fā)明專利5件、軟著2件,發(fā)布論文12篇。智能工廠提升—煉油虛擬制造推廣應(yīng)用項(xiàng)上線,實(shí)現(xiàn)7套裝置操作優(yōu)化功能、9套裝置性能評估功能及其報(bào)表功能,年增效約750萬元。
塑造“青字”平臺,挖掘創(chuàng)新創(chuàng)效能力。以創(chuàng)新方法為指引,著力青年人才培養(yǎng),為企業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展增添力量。組織煉油運(yùn)行部以《提高催化裂化裝置汽油辛烷值》《提高催化裂化穩(wěn)定汽油辛烷值》等4個(gè)項(xiàng)目參加2021年中國創(chuàng)新方法大賽(企業(yè))江西區(qū)域賽并均獲決賽三等獎(jiǎng)。