中科炼化建成了石化领域首个乙烯装置数字孪生体。

　　1月5日，中科炼化乙烯装置裂解气液相干燥器根据再生周期，需要进行再生操作。化工一部当班主操陈洪登一键输入再生目标温度和时间后，全流程智能控制系统精准调整优化过程，实现了一键式全自动再生。

　　“原本需要24个小时手动完成的再生过程，现在只需要输入目标值便可自动完成，极大地减轻了操作人员的劳动强度，提高了工作效率。”陈洪登掩饰不住内心的自豪。这是中科炼化乙烯装置全流程智能控制系统应用中的一个实例。

　　全流程智能控制系统通过实施多回路同步控制、干燥器顺序控制等优化，大幅降低了操作工操作强度，显著提高了装置智能化操作水平，装置日常操作量减少了90%以上。同时，装置平均自控率由投用前的98.44%提升至99.50%以上，大大提升了乙烯装置整体的控制精度。

　　全球首套 数字孪生

　　“2024年9月数字孪生智能乙烯工厂所有子课题上线以来，乙烯装置指标在中国石化集团公司‘比学赶帮超’先进榜已连续三个月排名第一。数智化建设赋能装置智能生产，让我们尝到了实实在在的甜头!”1月7日，中科炼化化工一部经理黄文周在开年第一次部务会上高兴地说。

　　2022年初，数字孪生智能乙烯工厂入选中国石化“十条龙”科技攻关项目。中科炼化为组长单位，石化盈科、工程建设公司、安工院、北化院、中国中化天华院等为参与单位，承担了课题的攻关任务。经过两年多的时间，该项目完成了需求确认、详细设计、开发实施、测试验证、质控检查、上线应用等阶段性工作。2024年4月，项目在中科炼化全面上线运用，标志着中国石化在中科炼化建成了石化领域全球首套自主的数字孪生智能乙烯工厂。

　　该项目多项应用取得了创新突破，研究形成了数字孪生智能乙烯工厂内涵和总体架构，提出了“成套技术成果的软件化、工程建设交付的数字化、石化工厂运营的智能化”的数字孪生智能乙烯工厂一体化实施路径，突破了数字孪生智能乙烯工厂建设关键核心技术，首次实现了乙烯装置工艺、设备、操作、安全、环保全域智能运行，大大提高了装置的智能化运行水平。

　　基于数字孪生、5G技术等建设的沉浸式操作培训系统、乙烯碳足迹智能核算系统等信息化新技术手段，在中科炼化乙烯装置得到了应用，信息化技术在流程工业应用中提高到了一个全新的水平。

　　“中科炼化数字孪生智能乙烯工厂，是数字化交付的一个显著成果，树立了石化行业乙烯装置智能化关键技术研发及工业应用标杆，推动了石化产业智能化生态建设。”中科炼化信息中心经理蔡荣生表示。

　　提前预警 运行可靠

　　2024年11月20日，裂解炉辐射炉膛安全监控报警显示7号裂解炉第4组炉管个别温度点高于报警值。

　　内操陈津明通过控制系统红外检查发现炉膛内火焰燃烧状态不好，通过红外测温显示炉膛内第4组燃烧有翻卷迷雾等现象。现场进一步查验，发现该炉第4组燃烧砖有损坏情况，火焰直扑炉管。专业技术人员随即对该组燃烧器进行了调整处理。

　　数字孪生智能乙烯工厂，通过裂解炉辐射炉膛安全监控、裂解炉设备异常工况预警与报警、动静设备性能在线计算、阀门内漏诊断等技术对设备异常进行提前预警，推动了设备管理由事后检修向预知维护转变，有效提升了设备运行的可靠性。

　　在乙烯装置配电间，轨道巡检机器人每天智能巡检1134个点位，监控电流、电压、断路器运行状态以及配电室温度和湿度等情况，实现了乙烯装置配电设备全天候巡检、配电室异常状况的监测预警，对故障的早期预警准确率达90%以上，有效降低了由于配电柜设备突发故障导致的乙烯装置非计划停工。

　　实时监控 保障安全

　　在中科炼化的乙烯装置中，直接作业环节的智能化安全管控、突发事件预警与应急联动、机器人综合应用及智能巡检等技术得到了广泛应用，大幅提高了现场安全生产智能化管控水平。

　　2024年10月24日，化工一部安全工程师李彬收到了安全生产实时监测系统发来的预警短信：“一名施工人员在乙烯装置蒸汽凝液系统作业时未佩戴安全帽，存在违章行为。”他立即到现场督促整改，对施工单位进行停工教育。

　　直接作业环节的智能化安全管控技术，在高危作业安全管控中能有效降低员工的违章违规行为，有效减少消除人的不安全行为和物的不安全状态，防范事故发生和减少事故损失。

　　2024年11月30日，李彬收到了智能巡检机器人报警信息提醒，显示现场有可燃气介质泄漏。经现场核实发现，为操作人员在采集乙烯样品时触发接头松动。李彬及时对操作人员进行了提醒。“平时这种情况很难发现，但巡检机器人能够发现人工难以发现的隐患。”李彬说。

　　机器人智能巡检技术，实现了乙烯装置冷区仪表读数识别、设备温度异常检测、气体泄漏机器识别，实现了隐患排查以及设备监测的“智能化、精细化、信息化”。

　　在线优化 精准创效

　　2024年10月，在实现全流程智能控制的基础上，中科炼化将在线优化系统与智能控制系统联动实现了闭环。在线实时优化系统以装置原料、产品和公用工程等价格为基础，通过实时优化调整乙烯装置的关键参数，提高了装置高附加值产品收率，实现了装置效益的最大化。

　　“在保证安全平稳生产的前提下，装置效益最大化是我们的追求。每天，我都会查看在线优化系统，掌握装置增效优化方向，以便调整装置生产。”化工一部工艺室高级主管谭伟洪说，“比如，当前丁二烯、苯产品价格高。在线优化系统显示，通过降低石脑油深度调整，提高加氢尾油加工量，效益会更好。在特定的优化条件下，我们就会调整原料结构及裂解炉深度以实现效益最优。”

　　在线优化系统每2小时优化一次计算数据，相当于给乙烯装置装上了一个超强大脑，朝着效益最大化方向，实时优化调整关键参数。

　　2024年4月项目投用以来，中科炼化乙烯装置燃动能耗、产量、损失率等指标取得了历史最优水平，显示了该项目显著提高了乙烯装置的资源高效利用、生产控制优化、设备可靠运行和安全环保低碳水平。同时，项目攻克了核心工业软件国产化难题，有力支撑了乙烯生产过程安全、平稳、高效运行，实现了乙烯生产的提质增效，为企业带来了可观的经济效益。

　　责任编辑：郑 丹