构建“未来炼厂”，正当时！
伴随着世界经济、社会的悄然巨变，各大市场的需求日新月异。因此，在石油化工行业，炼厂的运行与生产目标也必须与时俱进，才能抢占先机。受市场对高价值石化产品需求增长和现代炼化工艺技术的推动，“未来炼厂”将采用比过去更精确的方式管理碳氢分子。“未来炼厂”应是何种面貌？怎样改善工艺才能更大限度提升原油的价值？如何用智能互联的解决方案，优化运营环境，提升炼厂效益？都是很值得探讨的问题。
石化产品：未来炼厂的重地
随着第三次能源革命的推进，电气化会越来越成为主流，汽油和柴油的需求量增长减弱，长期可能会减少需求。但是生活水平的提升，特别是发展中国家人们生活水平的提高，带来了下游化学品需求旺盛，我们可以看到，将原油以更高的比例转化为石化产品，找到一条原油制化学品的长期盈利路径是炼厂转型的关键。这些年，国有和民营千万吨级大型炼厂建设如火如荼，这是当下最流行的炼化一体化工厂。
那么，“未来炼厂”会发展成什么样？其趋势一就是原油转化路线的变化。将原油转化成越来越多的石化产品，甚至完全转化成石化产品将是“未来炼厂”最重要的愿景和转型方向。
此外，“未来炼厂”在运行上也有明显的智能化趋势。流程工业是自动化技术应用较早、发展业已成熟的工业类型，在典型的流程工业——石油化工领域中，我们会用感知系统、DCS、人机界面、先进控制等为工厂赋能。而在未来，炼厂的过程互联、资产互联、人员互联和企业互联将被提上日程，为打造真正的智能工厂和无人工厂奠定基础。
从自动化到智能化，再到无人化运营，万变不离其宗，改造的目的就是提升企业的运营效率，实现盈利更大化。
因此，在霍尼韦尔看来，“未来炼厂”要满足三个条件：装置灵活性，“炼化一体化”集约化，及智能互联。
炼化一体化：原油转化路线的优化
想要改头换面，炼厂需要从根本的原油转化工艺上下功夫。当然重要的前提是，要保证在更高的碳氢效率下生产产品，以避免浪费。举例来说，改造过程中，炼厂可以将炼焦流程改为浆态床加氢裂解，就可把燃料油（fuel oil）消耗掉，在此基础上，还能把以生产柴油为主的加氢裂解，改造成以生产汽油和液化石油气为主的加氢裂解，就可以把柴油利用起来；最后，如果在汽油的石脑油装置里加上芳烃装置，就能把苯和对二甲苯抽提出来，直接产出化工产品。
现有炼厂——通过改造走向未来
不仅如此，炼厂利用甲烷的甲基化，还能生产更多的对二甲苯。如果将液化石油气统一进行分离，就能利用丙烷脱氢制得丙烯，用蒸汽裂解来生产乙烯。使用霍尼韦尔UOP MaxEneTM装置，我们还可以把直链烷烃从异构烷烃以及环烷烃分离出来，异构烷烃以及环烷烃通过连续重整生成更多的芳烃；而直链烷烃作为蒸汽裂解生产乙烯装置的原料可以增加烯烃产率。
无油品炼化工艺示意图
这样，炼厂就被改造成生产清洁汽油和化工产品的一条链了。未来，在各项专业技术的改进成熟后，还有望将炼厂改造为无油品产出的工厂。不过截止现在，社会对汽油和柴油的需求量仍然很大，全生产石化产品的炼厂还不是目前的主流。
从多产油品到多产石化产品
在了解炼厂的生产原理和规律后，技术人员又如何将现有多产油品的炼厂改造成多产石化产品的工厂呢？举个例子，炼厂如果有以生产汽油为主的催化裂化（FCC）装置，我们可以将其改造成多产丙烯的模式，由FCC出来的C4+烯烃也可以通过烯烃裂解来更进一步增产丙烯和乙烯；在炼厂添加芳烃抽提和二甲苯装置，则可以完成重整从生产高辛烷值汽油到生产芳烃的改造。如果我们将炼厂的重油装置改为加氢裂解的UNIFLEXTM装置，就可以将95%以上的碳回收成轻油，这些轻油可以通过裂解反应生产石化产品的原料。催化裂化的循环油由于本身含有芳环也可以用来直接去生产芳烃。
此外，炼厂还有一个改造方向，那就是改变现有的产品结构。例如将煤油和柴油通过低压加氢裂解，生产重石脑油和LPG用于生产芳烃和烯烃；让LPG中的丙烷分离，利用PDH生产丙烯；还可以让石油焦通过气化装置生产氢气或者合成气，最终产出石化产品。
当然，还有不得不提的分子炼油技术，它能够更大程度地利用原油。比如霍尼韦尔UOP的MaxEneTM，可以把直链和异构的石脑油分离出来，分别用来生产烯烃和芳烃，同时提高烯烃和芳烃的产率。如果炼厂不需要芳烃，则可以通过逆向异构化把异构烷烃转化成直链烷烃，从而为烯烃裂解装置提供更多的优质原料，提高产率。
炼厂的智能互联转型
除了原油转化工艺的升级，炼厂向智能化、互联化的转型同样重要。说到底，智能化的最重要目的，就是给产线带来更加安全、更加有效的设备使用以及工厂效益更大化的操作。霍尼韦尔因为有能源化工行业全球领先的工艺技术供应商和授权商（UOP）以及全球领先的流程工业自动控制解决方案的供应商（HPS），因此，在开发智能工厂解决方案时具有天然优势，霍尼韦尔以设备互联、过程互联、人员互联、企业互联为基础的智能工厂解决方案结合化工过程的原理与数据科技，为炼厂和化工厂提供真正带来经济效益的智能解决方案，连接知识与数据。
在生产过程和设备关联的基础上，霍尼韦尔智能工厂解决方案能够部署在云端或当地数据中心，为客户提供基于设备与过程的智能分析，该解决方案把炼油流程的实时机理模型，运用到了智能工厂里面，帮助客户更加直观、高效地了解工厂的操作优化路径。
互联工厂：实时模型、专业知识和可视化分析，助力实现智能运营
可视化的界面能告知使用者，在当前的情况下绩效指标的情况，接近报警状况的指标也显示得非常清晰。更重要的是，系统能够提出工厂的很多潜在机会，例如提出某特定的装置的改造，并量化改造能产生的效益。帮助运营者进一步了解工厂，挖掘炼厂智能化运营的潜力。
未来已来，在炼厂转型的当下，“未来炼厂”指出了油品的演进方向，和降低企业生产成本、增强资本效益、以及对监管和竞争的响应能力。“未来炼厂”要能实现操作和改造的灵活性，以应对短期、以及未来10年或20年后的市场变化。霍尼韦尔UOP和HPS助力您大步流星迈向“未来炼厂”，抢占时代先机，在风云变幻的全球能源市场立于不败之地。
周麓波 博士
霍尼韦尔特性材料和技术集团亚太区首席技术官
周麓波先生主要负责霍尼韦尔特性材料和技术集团在高增长地区的技术开发战略制定。同时，他还负责该集团在印度和中国研发团队的管理。
周麓波先生曾在炼油、石化和天然气加工等多个领域从事技术和产品的开发，其中多项技术和产品与环境保护有关。目前，他拥有41项美国专利。
周麓波先生拥有清华大学的应用化学学士学位和美国德克萨斯A&M大学的化学工程博士学位。
