2023年10月10日，習近平總書記來到九江石化視察，指出要再接再厲，堅持源頭管控、全過程減污降碳，大力推進數(shù)智化改造、綠色化轉(zhuǎn)型。勉勵我們堅定不移走新型工業(yè)化道路，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

王子宗
中國石油化工集團有限公司副總工程師

　　習近平總書記重要指示精神高瞻遠矚、高屋建瓴、飽含期待、語重心長，是我們推動高質(zhì)量發(fā)展的思想旗幟、動力源泉和行動指南。我們認真學習貫徹習近平總書記視察九江石化重要指示精神，加快企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，打造綠色智能工廠。2024年4月，全球首座數(shù)字孿生智能乙烯工廠—中科煉化智能乙烯工廠上線運行，去年年底項目通過驗收，截至2025年3月中旬，累計增效5000多萬元。

　　該工廠的運行標志著我國在石化工廠數(shù)字孿生技術(shù)、工業(yè)軟件國產(chǎn)化及智能設備制造等關鍵領域取得重大突破，成為乙烯工業(yè)自主智能制造技術(shù)發(fā)展的里程碑，為我國石化行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化升級提供了示范，將有效推動石化產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

　　*本文刊登于《中國石油和化工》雜志2025年3月刊*

　　牢記囑托、感恩奮進

　　建設世界一流智能乙烯工廠

　　石油化工事關國計民生。作為石化工業(yè)的基石，乙烯產(chǎn)能代表了一個國家石化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平。其衍生產(chǎn)品涵蓋塑料、化纖、橡膠等全產(chǎn)業(yè)鏈體系，支撐著農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通、醫(yī)療等國民經(jīng)濟關鍵領域的發(fā)展。中國石化歷經(jīng)40年持續(xù)攻關，基于自主研發(fā)的CBL裂解技術(shù)已建成裂解爐超過210臺，總乙烯生產(chǎn)能力超過2000萬噸/年。其中，中科煉化30萬噸/年氣體裂解爐不僅是國產(chǎn)CBL技術(shù)的首次工業(yè)化應用，更以單爐規(guī)模全球最大、綜合性能指標國際領先的突破，實現(xiàn)了國產(chǎn)裂解技術(shù)從跟跑到領跑的歷史性跨越。

　　如何在工藝、設備國產(chǎn)化的基礎上，實現(xiàn)信息技術(shù)的國產(chǎn)化，做到全面自主可控，打造世界一流智能工廠，成為我們建設數(shù)字孿生智能乙烯工廠的目標和方向。我們堅決把習近平總書記重要指示精神轉(zhuǎn)化為加快打造世界一流、邁向世界領先的自覺行動，勇敢面對乙烯裝置復雜過程機理與嚴苛運行要求的雙重挑戰(zhàn)，以智能乙烯工廠建設為抓手，通過工藝創(chuàng)新與人工智能深度融合，構(gòu)建起覆蓋資源統(tǒng)籌、控制優(yōu)化、資產(chǎn)管理及安全管控等領域的數(shù)字孿生智能工廠，在裝置全生命周期管理、生產(chǎn)能效提升等方面形成創(chuàng)新突破，為行業(yè)走新型工業(yè)化道路，推進高質(zhì)量發(fā)展提供了可復制的模版。

　　自主可控、創(chuàng)新發(fā)展

　　實現(xiàn)三大技術(shù)突破

　　乙烯作為典型的流程工業(yè)裝置，在數(shù)智化改造、綠色化轉(zhuǎn)型過程中需要解決多學科過程機理知識數(shù)字化沉淀。數(shù)字孿生智能乙烯工廠深度融合新一代信息通信技術(shù)與乙烯工藝，通過成套技術(shù)軟件化封裝、工程建設數(shù)字化交付及工業(yè)數(shù)據(jù)混合建模修正，構(gòu)建基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字孿生體系，提升智能化運營水平。在技術(shù)研發(fā)過程中，我們堅持自主可控，堅持創(chuàng)新發(fā)展，堅定不移地走新型工業(yè)化道路。通過多學科技術(shù)攻關，提出智能工廠總體架構(gòu)與實施路徑，突破工藝—設備—安

　　全—IT協(xié)同壁壘，研發(fā)了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心工業(yè)軟件及智能裝備，實現(xiàn)了三大技術(shù)突破。

　　技術(shù)突破一：構(gòu)建數(shù)字孿生智能工廠體系。首創(chuàng)“成套技術(shù)成果軟件化、工程建設交付數(shù)字化、石化工廠運營智能化”三位一體實施路徑，定義行業(yè)首個數(shù)字孿生智能工廠架構(gòu)標準，實現(xiàn)全流程數(shù)字孿生系統(tǒng)自主化建設。

　　技術(shù)突破二：攻克核心軟硬件技術(shù)壁壘。自主研發(fā)邊緣計算平臺，支持涵蓋石油化工相關產(chǎn)業(yè)的工業(yè)物聯(lián)協(xié)議解析120余種;構(gòu)建多維度數(shù)字孿生模型，突破國外反應模型封鎖;研制3類9種智能監(jiān)測裝備，分析監(jiān)測乙烯工廠運行狀態(tài)的軟硬一體化智能設備，形成體系化技術(shù)解決方案。

　　技術(shù)突破三：建立成套智能運營技術(shù)。創(chuàng)新研發(fā)了裝置在線實時優(yōu)化及智能控制軟件，模型收斂率96.9%;研發(fā)了關鍵設備監(jiān)控及故障預警技術(shù)，電氣設備故障早期預警率超過90%;開發(fā)了基于風險演變?nèi)^程的鏈式安全防控技術(shù)，全流程典型工藝異常診斷準確率超過94%，降低DCS內(nèi)操人員勞動強度60%;研究開發(fā)了節(jié)能減排的在線監(jiān)測管控技術(shù)，實現(xiàn)乙烯裂解爐NOx排放濃度預測提前15分鐘，模型預測誤差≤5%。

　　深化應用、提質(zhì)增效

　　推進企業(yè)數(shù)智化和綠色化轉(zhuǎn)型

　　通過智能乙烯工廠的深化應用，提升了工作效率，增加了經(jīng)濟效益，推進了企業(yè)安全環(huán)保水平的提升。經(jīng)測算，年增效5000萬元以上。具體成效如下：

　　實現(xiàn)過程控制由平穩(wěn)控制向?qū)崟r優(yōu)化轉(zhuǎn)變：自主研發(fā)的裂解反應模型實現(xiàn)全原料/全爐型收率精準預測與實時智能尋優(yōu)，替代了國外軟件，雙烯收率提升0.315個百分點;全流程智能控制系統(tǒng)突破多變量協(xié)同前饋控制技術(shù)，自控率由投用前的98.44%提升至99.50%以上;碳三加氫智能優(yōu)化使丙烯選擇性提升14.6個百分點，年增產(chǎn)丙烯1318噸。

　　實現(xiàn)設備管理由事后檢修向預知維護轉(zhuǎn)變：通過智能預警系統(tǒng)實現(xiàn)裂解爐異常工況預測與根源分析，預測潛在異常工況，為操作人員提供指導;建立爐膛安全動態(tài)監(jiān)控體系，確保裂解爐的長周期安全運行，提高了爐管壽命和裂解爐在線率;通過實時監(jiān)控換熱器污垢系數(shù)、儀表偏差和塔盤分離效率，提前發(fā)現(xiàn)設備運行異常。人工智能診斷引擎實現(xiàn)核心設備故障預警準確率90%、診斷率87%，同步構(gòu)建電氣設備智能運檢系統(tǒng)，集成閥門內(nèi)漏在線診斷技術(shù)形成從預警預判到精準處置的全鏈路保障機制，有效降低非計劃停工風險與物料損耗。

　　實現(xiàn)安全防控由事后處置向事前預警轉(zhuǎn)變：通過新型水質(zhì)/烯烴泄漏檢測技術(shù)實現(xiàn)急冷區(qū)COD與丙烯精餾塔頂烯烴快速檢測，快速識別裝置異常工況，提升預警水平，有效降低生產(chǎn)檢修成本;智能安全管控系統(tǒng)約束高危作業(yè)行為偏差，防范事故發(fā)生，減少事故損失;全流程智能監(jiān)控、預警、報警及處置技術(shù)，實現(xiàn)工藝異常溯源分析，縮短異常工況響應和處置時間;突發(fā)事件預警與應急聯(lián)動技術(shù)使火災誤報率降低50%，形成“監(jiān)測—決策—處置”應急閉環(huán)，提高了企業(yè)應急救援效率。

　　實現(xiàn)作業(yè)模式由人工操作向人機協(xié)同轉(zhuǎn)變：部署智能巡檢機器人集群，集成防爆型氣體泄漏探測模塊(200m距離/0.25m2泄漏5秒識別)與電氣設備全息感知單元(故障識別>90%)，構(gòu)建“儀表識別—缺陷預警—環(huán)境監(jiān)控”立體巡檢網(wǎng)絡;同步開發(fā)裂解爐智能操作系統(tǒng)，實現(xiàn)升溫/投料等核心工藝自動化(人工操作頻次降低60%以上)，通過參數(shù)優(yōu)化控制增加了效益，形成“智能巡檢—精準操控—價值創(chuàng)造”的人機協(xié)同新范式。

　　實現(xiàn)節(jié)能減排由指標監(jiān)測向源頭減排轉(zhuǎn)變：創(chuàng)新應用模型驅(qū)動型節(jié)能技術(shù)實現(xiàn)分離系統(tǒng)能效動態(tài)優(yōu)化，節(jié)省分離單元和三機能耗;通過裂解爐NOx智能預測與低氮燃燒調(diào)控實現(xiàn)煙氣達標排放，支撐企業(yè)減污增效;同步構(gòu)建堿液濃度實時監(jiān)控—廢堿減排聯(lián)動體系，廢堿排放減少19%;結(jié)合碳足跡智能核算技術(shù)精準追蹤工藝碳排放強度，形成“能耗監(jiān)控—污染防控—資源循環(huán)—碳排管理”四位一體的綠色生產(chǎn)閉環(huán)。

　　中科煉化智能乙烯工廠的建成投運，實現(xiàn)了乙烯裝置的智能運行，打造了世界一流、行業(yè)領先的乙烯裝置卓越運營新能力。這不僅實現(xiàn)了單點技術(shù)的突破，更重要的是構(gòu)建了覆蓋“工藝研發(fā)—工程建設—生產(chǎn)運營”全生命周期的智能制造體系，形成了可遷移、可擴展的數(shù)字化轉(zhuǎn)型方法論。這項凝聚著中國石化技術(shù)積淀的突破性成果，既是對“發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力”戰(zhàn)略的生動詮釋，也是對全球流程工業(yè)智能化轉(zhuǎn)型路徑的創(chuàng)造性回答，更為我國石化行業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化升級的復雜進程中，樹立了極具參考價值的典范，為推動石化產(chǎn)業(yè)向高端化、智能化、綠色化高質(zhì)量發(fā)展提供了堅實的技術(shù)支撐與實踐藍本，有望引領行業(yè)發(fā)展新方向。可以預見，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的發(fā)展，智能乙烯工廠將得到不斷升級，具備更強的自學習、自適應、自控制、自優(yōu)化和自決策能力，推動石化產(chǎn)業(yè)向更智能、更高水平邁進。我們將牢記囑托、感恩奮進，沿著總書記指引的方向，披荊斬棘、勇毅前行，以數(shù)字引擎驅(qū)動石化產(chǎn)業(yè)升級，在構(gòu)建現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系的征程中譜寫中國制造的壯麗篇章。