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以“智”提质,赋能精细化工产业逐绿焕新

2024-08-19褚民勇

信息化建设 2024年5期

我国精细化工产业应当顺应经济社会数智化、绿色化发展趋势,积极把握数字化发展机遇,利用数字技术增强自主创新研发能力,逐步实现高端专用化学品国产化替代,奋力推进炼化业务转型升级,为精细化工产业高质量发展夯实基础

当下,我国经济社会发展已经进入全面绿色转型的关键时期,随着原材料成本不断上升、环保要求逐渐提高、行业标准日趋严格,化工产业转型升级迫在眉睫。在这样的背景下,精细化工产品中的专用化学品作为化工生产过程中的重要辅助用品,将在提高化工产业生产质效,推动精细化工产业减污降碳等方面发挥出重要作用。基于此,积极利用数字化技术,加快精细化工产品创新和研发,加强精细化工产品生产和监测,提升精细化工产业创新活力,对推动石化产业在新时代新背景下的可持续发展具有重要意义。其中,炼化装置专用化学品(下称“专用化学品”)作为精细化工产品的一个重要品类,在有效提高炼化装置的生产效率和生产质量,确保化工生产的安全、绿色、高效方面发挥着重要作用。

专用化学品助力石油化工产业高质量发展

随着经济社会发展与自然环境问题之间的矛盾日益突出,我国提出了“能耗双控”和“双碳”目标,大力推进产业转型升级,实现经济社会发展与生态保护相协调。在“能耗双控”不断完善和“双碳”目标稳健推进的背景下,能源清洁替代和电能替代加速发展,这意味着原油加工过程中的成品油占比将逐年下降,精细化工产品占比将逐年增长,炼化一体化、降油增化、绿色低碳、智能高效成为石化产业发展的必然趋势。

使用合适的专用化学品,可以显著提升炼化装置的生产效率,有助于提高化工产品质量稳定性,并减少废弃物排放。可见,专用化学品在石化生产中的重要性不言而喻,提高精细化工产业自主创新能力,增强高端聚合物和专用化学品等产品供给能力,是延长石油化工产业链、实现石油化工产业高质量发展的关键一环。

随着我国化工产业炼化一体化、降油增化、绿色化发展的步伐不断加快,对专用化学品的性能、环保性、上下游关联性也提出了更高要求。在炼化技术和工艺持续更新和改进、行业标准和环保要求不断规范和提高的发展背景下,专用化学品也随之朝着多功能化、高效化和环保化的方向发展,而这一过程在数字技术的推动和支持下,取得了显著的进步。

数字技术赋能精细化工产业高质量发展

通过探索数字技术在专用化学品研发与改进中的创新应用,不仅有助于专用化学品向多功能化、高效化和环保化方向发展,还有助于为精细化工产业当中的其他细分领域提供借鉴经验,最终推动精细化工产业高质量发展。

在产品研发方面,企业基于数字技术可以对现有的各类专用化学品的应用效果和作用机理进行模拟和分析,从中找出可以优化的关键环节或多功能耦合的设计思路,并在此基础上对单功能的专用化学品(如缓蚀剂、阻聚剂、分散剂、破乳剂等)进行创新、对多功能的专用化学品进行研发,从而提升单功能专用化学品的性能,以及研发出多功能专用化学品,使得专用化学品能够更好地服务于炼化装置,提高炼化装置的生产效率和质量稳定性,延长炼化装置的正常运行周期,扩大炼化装置的产能产量,同时减少炼化装置的废弃物排放,降低炼化装置的能源资源消耗,实现炼化装置经济效益和环境效益“双提升”。杭化科技在这方面展开了诸多实践。如利用数字技术准确分析公司现有专用化学品的应用效果和作用机理,并成功研发出以新型氟碳表面活性剂为主要成分的多功能耦合专用化学品。该创新产品充分利用氟碳链所具有的疏水疏油性和抗黏附作用,辅以抗氧化剂、自由基捕捉剂、链终止剂等功能组分,在金属表面吸附后会形成一层低表面能氟碳化合物膜,能够有效抑制碳氢类聚合物、焦油等聚集体在炼化装置表面黏附与结垢,从而起到良好的防腐蚀或缓蚀作用。

在产品改进方面,难以精确评价专用化学品在炼化装置中的应用效果,一直都是其性能提升的重要限制因素。受限于炼化装置介质成分复杂、专用化学品添加浓度相对介质而言极低和专用化学品单一有效成分残留浓度可能仅为痕量等因素,专用化学品实时浓度监测存在较大难度。因此,多数情况下专用化学品的应用效果都是相关人员凭借经验进行评价和调整,只依靠间接的传质传热等指标来判断专用化学品的优劣往往存在滞后效应,给炼化装置的精确操作带来诸多不便,同时也给专用化学品的改进带来更多挑战。但在数字化时代,企业可以利用现代传感技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术等先进技术和专用分析软件等智能化工具对炼化装置运行过程中的专用化学品以及物料中的专用化学品残留量进行实时、精确的监测,从而为专用化学品的改进与管理提供科学依据。在加强专用化学品在线监测方面,杭化科技基于数字化技术,开发了以在线自动分析仪器为核心的专用化学品实时浓度在线监测系统,通过在新型专用化学品主要有效成分中添加标记物,就能够提高检测系统对残留化学品的敏感性,从而实时监测化学品在介质中的残留浓度,进而帮助公司对配方进行优化,以便研发出更加有效、环保的专用化学品,更好地服务于化工生产活动。

目前,我国自主研发的部分专用化学品尚无法满足炼化装置多方面的防护和促进需求,并且许多高端专用化学品被国外先进企业所垄断,致使我国化工产业面临专用化学品供应紧张、成本居高不下等问题,在一定程度上限制了我国化工产业高质量发展。为此,我国精细化工产业应当顺应经济社会数智化、绿色化发展趋势,积极把握数字化发展机遇,利用数字技术增强自主创新研发能力,逐步实现高端专用化学品国产化替代,奋力推进炼化业务转型升级,为精细化工产业高质量发展夯实基础。

(作者单位:浙江杭化科技股份有限公司)