我國精細化工產業應當順應經濟社會數智化、綠色化發展趨勢,積極把握數字化發展機遇,利用數字技術增強自主創新研發能力,逐步實現高端專用化學品國產化替代,奮力推進煉化業務轉型升級,為精細化工產業高質量發展夯實基礎
當下,我國經濟社會發展已經進入全面綠色轉型的關鍵時期,隨著原材料成本不斷上升、環保要求逐漸提高、行業標準日趨嚴格,化工產業轉型升級迫在眉睫。在這樣的背景下,精細化工產品中的專用化學品作為化工生產過程中的重要輔助用品,將在提高化工產業生產質效,推動精細化工產業減污降碳等方面發揮出重要作用。基于此,積極利用數字化技術,加快精細化工產品創新和研發,加強精細化工產品生產和監測,提升精細化工產業創新活力,對推動石化產業在新時代新背景下的可持續發展具有重要意義。其中,煉化裝置專用化學品(下稱“專用化學品”)作為精細化工產品的一個重要品類,在有效提高煉化裝置的生產效率和生產質量,確保化工生產的安全、綠色、高效方面發揮著重要作用。
專用化學品助力石油化工產業高質量發展
隨著經濟社會發展與自然環境問題之間的矛盾日益突出,我國提出了“能耗雙控”和“雙碳”目標,大力推進產業轉型升級,實現經濟社會發展與生態保護相協調。在“能耗雙控”不斷完善和“雙碳”目標穩健推進的背景下,能源清潔替代和電能替代加速發展,這意味著原油加工過程中的成品油占比將逐年下降,精細化工產品占比將逐年增長,煉化一體化、降油增化、綠色低碳、智能高效成為石化產業發展的必然趨勢。
使用合適的專用化學品,可以顯著提升煉化裝置的生產效率,有助于提高化工產品質量穩定性,并減少廢棄物排放。可見,專用化學品在石化生產中的重要性不言而喻,提高精細化工產業自主創新能力,增強高端聚合物和專用化學品等產品供給能力,是延長石油化工產業鏈、實現石油化工產業高質量發展的關鍵一環。
隨著我國化工產業煉化一體化、降油增化、綠色化發展的步伐不斷加快,對專用化學品的性能、環保性、上下游關聯性也提出了更高要求。在煉化技術和工藝持續更新和改進、行業標準和環保要求不斷規范和提高的發展背景下,專用化學品也隨之朝著多功能化、高效化和環保化的方向發展,而這一過程在數字技術的推動和支持下,取得了顯著的進步。
數字技術賦能精細化工產業高質量發展
通過探索數字技術在專用化學品研發與改進中的創新應用,不僅有助于專用化學品向多功能化、高效化和環保化方向發展,還有助于為精細化工產業當中的其他細分領域提供借鑒經驗,最終推動精細化工產業高質量發展。
在產品研發方面,企業基于數字技術可以對現有的各類專用化學品的應用效果和作用機理進行模擬和分析,從中找出可以優化的關鍵環節或多功能耦合的設計思路,并在此基礎上對單功能的專用化學品(如緩蝕劑、阻聚劑、分散劑、破乳劑等)進行創新、對多功能的專用化學品進行研發,從而提升單功能專用化學品的性能,以及研發出多功能專用化學品,使得專用化學品能夠更好地服務于煉化裝置,提高煉化裝置的生產效率和質量穩定性,延長煉化裝置的正常運行周期,擴大煉化裝置的產能產量,同時減少煉化裝置的廢棄物排放,降低煉化裝置的能源資源消耗,實現煉化裝置經濟效益和環境效益“雙提升”。杭化科技在這方面展開了諸多實踐。如利用數字技術準確分析公司現有專用化學品的應用效果和作用機理,并成功研發出以新型氟碳表面活性劑為主要成分的多功能耦合專用化學品。該創新產品充分利用氟碳鏈所具有的疏水疏油性和抗黏附作用,輔以抗氧化劑、自由基捕捉劑、鏈終止劑等功能組分,在金屬表面吸附后會形成一層低表面能氟碳化合物膜,能夠有效抑制碳氫類聚合物、焦油等聚集體在煉化裝置表面黏附與結垢,從而起到良好的防腐蝕或緩蝕作用。
在產品改進方面,難以精確評價專用化學品在煉化裝置中的應用效果,一直都是其性能提升的重要限制因素。受限于煉化裝置介質成分復雜、專用化學品添加濃度相對介質而言極低和專用化學品單一有效成分殘留濃度可能僅為痕量等因素,專用化學品實時濃度監測存在較大難度。因此,多數情況下專用化學品的應用效果都是相關人員憑借經驗進行評價和調整,只依靠間接的傳質傳熱等指標來判斷專用化學品的優劣往往存在滯后效應,給煉化裝置的精確操作帶來諸多不便,同時也給專用化學品的改進帶來更多挑戰。但在數字化時代,企業可以利用現代傳感技術、自動測量技術、自動控制技術、計算機應用技術等先進技術和專用分析軟件等智能化工具對煉化裝置運行過程中的專用化學品以及物料中的專用化學品殘留量進行實時、精確的監測,從而為專用化學品的改進與管理提供科學依據。在加強專用化學品在線監測方面,杭化科技基于數字化技術,開發了以在線自動分析儀器為核心的專用化學品實時濃度在線監測系統,通過在新型專用化學品主要有效成分中添加標記物,就能夠提高檢測系統對殘留化學品的敏感性,從而實時監測化學品在介質中的殘留濃度,進而幫助公司對配方進行優化,以便研發出更加有效、環保的專用化學品,更好地服務于化工生產活動。
目前,我國自主研發的部分專用化學品尚無法滿足煉化裝置多方面的防護和促進需求,并且許多高端專用化學品被國外先進企業所壟斷,致使我國化工產業面臨專用化學品供應緊張、成本居高不下等問題,在一定程度上限制了我國化工產業高質量發展。為此,我國精細化工產業應當順應經濟社會數智化、綠色化發展趨勢,積極把握數字化發展機遇,利用數字技術增強自主創新研發能力,逐步實現高端專用化學品國產化替代,奮力推進煉化業務轉型升級,為精細化工產業高質量發展夯實基礎。
(作者單位:浙江杭化科技股份有限公司)