勾勒化工行业的未来工厂--2012石油化工工程国际论坛成功召开

2012石油化工工程国际论坛成功召开

作者:郭宁 文章来源:PS《流程工业》 发布时间:2013-03-13
2012年11月29~30日,由德国弗戈工业媒体集团旗下PROCESS《流程工业》杂志主办的2012(第二届)石油化工工程国际论坛在上海紫金山大酒店成功举办.


嘉宾讨论如何提高工程、运营和维护效率,(由左至右)中国石化齐鲁分公司胜利炼油厂自动化信息所副所长苏耀东先生,福陆公司过程工艺技术高级总监C.C. Shen先生,德国艾瑞阀门中国区总经理Neil Hirst 先生,拜耳技术工程(上海)有限公司技术开发部总监Hans-Joachim Leimkuehler博士,前壳牌公司项目总监,惠生工程公司高级顾问Frans Van Gunsteren博士

化工行业的未来工厂是什么样子的?是大型的?是模块化的?是灵活的?还是柔性的?或者具备以上所有特点?在2012年由PROCESS《流程工业》举办的石油化工工程国际论坛上,来自业内的200余位专业人士与演讲嘉宾一起,就上述问题进行了讨论,发表了各自的观点。模块化、一体化、灵活性和柔性化被认为是未来工厂的重要特征。与此同时,在中国石油化工企业实现转型的关键时期,如何兼顾效率、安全和环保是企业实现可持续发展需要解决的重要课题。

2012年11月29~30日,由德国弗戈工业媒体集团旗下PROCESS《流程工业》杂志主办的“2012(第二届)石油化工工程国际论坛”在上海紫金山大酒店成功举办。论坛汇集了中石油、中石化、福陆、惠生工程、拜耳技术服务、杜邦、挪威船级社、上海自动化仪表研究院、北京化工研究院、中国机械动力技术协会、艾瑞阀门、横河电机和艾默生等企业和机构的多位专家,就如何打造高效、安全和环保型的未来工厂与听众分享了他们的观点和经验。

会议的大会主席,来自惠生公司的Frans Van Gunsteren博士用提问的方式拉开了论坛的帷幕:未来的化工厂是什么样子的?如何最优化生产流程?石化工程行业未来的发展方向是怎么样的?他希望在为期两天的会议中,能够为这些问题找到答案。


图1 大会主席,来自惠生公司的Frans Van Gunsteren博士用提问的方式拉开了论坛的帷幕:未来的化工厂是什么样子的?

处于转型期的石化产业

来自中国石油规划总院的张福琴副总工程师在宏观层面,就炼化行业的发展现状和未来发展热点进行了分析。她表示在“十二五”期间,我国炼油能力将进一步增加,2015年原油加工能力控制在6.5亿t以内,成品油产量达到3亿t左右;乙烯产能达到2600万t左右。此外,炼油布局也将进一步完善,“我国炼油布局主要遵循靠近油源、靠近市场、靠近沿海沿江的原则,原油一次加工能力主要集中在华北、东北和华南地区,2011年这三大地区分别占全国炼油能力的28%、20%和17%,合计占65%。由于沿海地区经济基本完成工业化,总体增速会放缓。中西部地区仍处于工业化中期,增速度将快于沿海。”


图2 张福琴副总工程师介绍,“十二五”期间我国炼油和乙烯生产能力都将进一步提升

在节能增效方面,张福琴认为,将继续优化乙烯原料结构,推动原料的轻质化,支持乙烯生产企业进行节能改造,实现生产系统能量的优化利用,到2015年,乙烯综合能耗降至857千克标准煤/吨(600千克标油/吨)。在芳烃生产方面,将注重优化操作流程,实现蒸汽能级的合理利用。通过降低加热炉有效负荷、提高加热炉热效率等措施,降低加热炉燃料消耗量。推广新型高效催化剂(吸附剂),提高装置能源利用效率和经济效益。对于合成材料及单体,如对聚乙烯、聚丙烯、己内酰胺、丙烯腈、乙二醇等生产装置,将开展针对性的节能技术改造,降低蒸汽、水、原料的消耗量,提高装置能效水平。研发和生产节能环保型合成树脂、合成橡胶、合成纤维的新产品、新牌号。


图3 Hans-Joachim Leimkuehler博士(BTES)表示,如何使产品适合于未来,将是化工企业实现可持续发展的关键

炼化一体化工厂的优势

在化工行业转型的关键时期,大型化和一体化无疑将成为未来石化装置的建设趋势。炼化一体化项目究竟有哪些优势?美国福陆公司过程技术高级总监 C.C. Shen 先生认为,对于炼油行业,目前实现持续运营的关键驱动因素是更为严格的产品规格、全球减排和运营效率;对于石化行业,目前可营利地开展运营的关键驱动因素包括满足全球市场需求,寻找具有优势的原料,降低能源消耗以及灵活地应对各种变化。炼油和石化工厂的整合在满足这些驱动因素方面提供很多优势。全球的整合趋势表明,综合协同效应能够带来利益并增加运营的净价值。企业可通过适当的综合规划,在多个商业周期中持续地实现投资回报最大化。


图4 茶歇时间,听众在展示区内了解最新的产品和技术

他表示,世界级综合项目面临众多挑战,其中包括技术选择、项目阶段、资源管理和物流/ 施工规划方面的挑战。由于项目规模大,从初始规划到设计、施工和启动,每个项目阶段都面临诸多错综复杂的事物和挑战。总之,多家承包商在全世界各个地方同时执行多项任务。大型项目经验和系统的项目执行是确保以最佳总拥有成本使项目提前圆满完工的关键因素。


图5 听众了解艾瑞阀门带来的最新三偏心阀门技术

石化项目大型化的发展趋势也对大型项目管理模式的选择提出了挑战。Frans Van Gunsteren博士认为项目管理模式的选择取决于很多因素。他列举了其中七个关键因素,包括业主关系、技术选择、项目所在地区、新建还是改建工程、业主项目管理能力、进度压力、合作或者外包的可选择性。他认为在选择管理模式前,首先应该确定项目面临的核心问题。他例举了新加坡、中海壳牌南海石化、抚顺炼油和BASF在重庆的MDI四个主要石化项目在工程管理模式上的选择和实践。他强调,项目前期需要根据项目执行者的详细方案来选择项目管理模式,并与所有利益相关方来检查模式。最后,他亦根据代尔夫特工业大学所开展的研究情况介绍复杂项目PII和简单项目PI之间的管理差异。


图6 齐鲁石化苏耀东所长分享了齐鲁石化在控制系统的应用和维护方面的经验

模块化的未来工厂

拜耳技术工程(上海)有限公司技术开发部总监Hans-Joachim Leimkuehler博士的演讲题目是“未来工厂”。他在演讲中引用了达尔文适者生存理论中重要的一句话,“令我惊奇的是,最终幸存下来的物种,并不是最大的,最强壮和最快的,而是最适应的。”他认为,如何使产品适合于未来,将是化工企业实现可持续发展的关键。


图7 Neil Hirst先生介绍了艾瑞阀门推出的最新产品ZETRIX 三偏心阀门

他表示,未来大型化工厂仍将保持最经济的生产方式。但对于小型和中型规模的化工企业来说,标准化、模块化和集成式的平台,将能够使工厂更加灵活而高效的适应未来的变化。拜耳联合欧洲多家企业一直致力于F3工厂模型的研究,F3代表着灵活、快速和未来。创新型工艺强化技术包括微反应技术、新型溶剂、离子液体和流动化学技术等,将在实现这一挑战型目标的过程中扮演重要的角色。在生产平台的标准化方面,研究小组已经可以利用模块化的工艺设备组建成集装箱式的工厂,在位于勒沃库森的化工园区内,未来工厂的研究中心INVIT已经开始对外展示最新的集装箱式工厂。


图8 张诚修博士(杜邦)表示,在安全管理中需要一个模型,把HSE和PSM管理中的技术流程与运营能力相结合

安全不是1+1=2

石化行业作为高风险的行业,在生产过程中涉及的物料危险性大,工艺技术复杂,运行条件苛刻,容易出现突发灾难性事故。在经历了高速发展之后,中国石化工业也进入了事故频发的密集期,随着企业装置大型化、生产规模化发展,自动化程度更高、连续性更强,个别化工事故就会牵一发而动全身、影响到全局。化工技术的快速发展也决定了设备安装成本高昂、装置资本密集,一件石化事故通常会给企业和社会带来巨大经济损失。因此,提升风险控制能力在当今石化行业的关键发展时期显得尤为重要。


图9 来自DNV的风险管理高级咨询师李奇先生对工艺安全管理的核心目的进行了生动的描述——将工艺留在管线或设备里

来自杜邦可持续解决方案的张诚修博士认为,在安全管理中需要一个模型,把HSE和PSM(工艺安全)管理中的技术流程与运营能力相结合,并把这些能力应用到企业资产管理上,实现持续提升资产的利用率,降低运营成本。真正的卓越运营应该超越单个计划,如HSE、PSM或生产计划,对各种计划进行全面管理。要想成功地全面管理,同时解决由于业务领域的差异和复杂构成而造成的业务流程标准化难题,企业内部各个核心领域的专家们,包括运营专家、安全管理人员、维护和设备可靠性总监,以及管理人员等,必须共同参与管理模式设计,开发出一个适用于企业所有资产的广泛应用模型。为各种不同业务职能建立标准化管理方法便于知识能力和管理监督的集中,同时又通过灵活实施,让不同运营环境下的各个业务部门能够应用相同的知识和标准。石油和化工企业要实现卓越运营,需要在企业内部进行整体文化转型。态度决定结果。观念先行、文化先行,企业才能真正有决心和意愿开始改变现状,做到综合、全局、系统化的资产管理。有远见的企业领导者才能引领企业实施综合资产管理的短期计划,同时制定实现卓越运营的长期计划。


图10 横河电机北京研究开发中心胡荣才博士分享了无线技术在石化行业的应用经验

来自DNV的风险管理高级咨询师李奇先生对工艺安全管理的核心目的进行了生动的描述——将工艺留在管线或设备里。“在石化行业的安全事故统计中,职业安全事故减少了很多,但是重大事故没有减少,我们需要对重大事故进行有效的控制 。”他认为未来工艺安全管理的方向是屏障管理,包括设备屏障、过程屏障和人员屏障。屏障管理的实施步骤包括识别设施的重大风险源;逐一识别该重大风险源的关键安全控制措施和其薄弱环节,确认其差距;制定相关的改进计划,并予以实施。可以利用HAZOP、LOPA、SIL等评估方法。HAZOP是系统、详细地对工艺过程和操作进行检查,以确定过程的偏差到最终不希望后果之间的屏障措施。LOPA和SIL评估方法是基于风险进行分析,根据确定的风险可接受标准,确定其等级,评估每一个保护屏障的风险降低能力。


图11 Dieter Ulrich先生(BTES)认为预处理是化工废水处理的关键

告别谈“化”色变

高污染、有毒有害已经成为了石化化工行业在普通百姓心目中的形象,针对PX等一系列的群众抗议事件已经把化工行业推向了风口浪尖。提高化工行业的环保和资源综合利用水平,打造绿色型工厂已经迫在眉睫。

如何告别谈“化”色变?北京化工研究院尹洧教授认为应该大力推进清洁生产技术,从源头遏制污染。使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施,从源头消减污染,提高资源利用效率,减少或避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放,以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。他介绍了一些典型的清洁生产工艺,包括合成氨原料气净化精制技术——双甲新工艺,合成氨气体净化新工艺——NHD技术,天然气换热式转化造气新工艺及换热式转化炉,水煤浆加压气化及NHD气体净化制合成气,磷酸生产废水封闭循环技术,磷石膏制酸联产水泥,利用硫酸生产高,中温余热发电,气相催化法联产三氯乙烯,四氯乙烯,利用蒸氨废液生产CaCl2,NaCl产品。


图12 来自云天化的听众非常关注工程项目安全管理的话题

拜耳技术工程(上海)有限公司下游工艺技术开发部总监Dieter Ulrich分享了拜耳在化工废水处理方面的经验。他认为,预处理是化工废水处理的关键,主要的挑战并不是去找到一个能够使用的工艺,而是找到能够实现处理目标的最高效的工艺。谈到未来废水处理的难点,Ulrich先生表示主要有三方面,有机有害化合物的处理,高盐度废水处理和水循环利用。

结语

在两天的会议中,与会观众和嘉宾就如何实现高效、安全和可持续的未来型化工厂进行了热烈的讨论。在会议中,炼化项目朝着大型化的方向发展,下游化工项目朝着模块化,标准化方向发展的思路得到与会者的普遍认同。如何更系统的提高工厂的安全性,是与会者最为关注的话题,未来将会有更多的讨论和实现。在环保方面,实现清洁生产和绿色型工厂是化工企业的理想目标,但达成目标还有很长一段路要走。

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