数字转型与智造升级: 从两大热点看石化行业高质量发展之变

——2025年全国石油和化工行业科技创新大会观察

2025-07-07 14:14:33 作者:刘雅文 杨晓宇 来源:《中国石油和化工》杂志
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  ​在构建新发展格局、推动经济高质量发展的战略进程中,石化行业作为国民经济支柱产业,正面临从“规模扩张”向“质量跃升” 转型的关键攻坚期。在近日于大连举行的2025全国石油和化工行业科技创新大会上,政产学研用各界展开深度研讨,为破解产业链 “卡脖子” 难题、构建自主可控的现代化产业体系凝聚共识。作为国家战略产业,石化行业如何在“双碳”目标与全球竞争格局中找准定位?本刊聚焦数智技术和装备创新等领域,通过政策视角、数据支撑和案例解析,呈现行业以创新驱动破局、向“绿色化、智能化、高端化”的进阶之路。

数智技术重塑行业发展竞争力

□ 记者 刘雅文

  当前,化工行业数字化转型已从技术应用层面升级为驱动产业变革的核心引擎。2025年全国石油和化工行业科技创新大会上,来自行业龙头企业、科研院所的代表们,以丰富的实践案例与前沿技术探索,勾勒出一幅“数据驱动、智能引领、生态协同”的行业转型新图景。从油气勘探开发的智能突破到化工安全生产的数字革新,从工业大模型的深度应用到自主可信计算的安全筑基,数智技术正全方位重构行业价值链条,推动传统产业向绿色化、智能化、高端化跃迁。

勘探开发:智能技术破解行业深层痛点

  在油气上游领域,数字化转型正从单点技术应用向全流程智能决策演进,有效破解了勘探开发过程中的效率、成本与安全难题。大庆油田勘探开发研究院企业技术专家吴钧在论坛上展示的“油博士”大语言等模型及配套应用智能场景,构建了覆盖地质建模、油藏分析、生产调控的一体化智能体系。例如,基于机器学习的井筒大数据智能分析应用可综合应用地质工程数据,将地质问题转化为数据科学计算问题,采用层次标定法建立数据大表,以正判率、绝对平均误差为评价指标对算法和参数进行自动优化,不断提升页岩油并筒大数据评价效果。

  同样在智能勘探领域,中国石油勘探开发研究院信息技术首席专家龚仁彬分享了80亿参数地震解释大模型,利用海量油气地震勘探数据,通过深度神经网络算法,训练形成了具有构造解释、缝洞体预测、岩性识别等地震智能解释功能的AI大模型,目前模型参数达到80亿规模。地震解释大模型直接面向找油找气的核心业务,在油气人工智能平台(E8)上开发了基于大模型的走滑断裂识别、缝洞体预测、生物礁滩相识别、河道识别、火山岩识别等应用场景,在油气田勘探实践中取得了较好的应用效果,显现出良好的发展前景,成为大模型行业落地应用的典范。

安全生产:数字孪生与智能防控构建安全屏障

  开发生产环节智能化转型的实用价值更加直观。“深海一号”的远程遥控生产系统堪称典范,截至目前已成功完成4次台风远程遥控生产,总计遥控生产235小时(10天),有效避免产量损失天然气7850万立方米,凝析油768立方米,减少人员复产工作144人工天,已累计实现效益超2亿元人民币。

  中控技术股份有限公司带来的时间序列大模型TPT(Time Series Proficient Transformer)成为论坛技术亮点。作为专注于工业核心场景的大模型,TPT可实现装置工艺参数预测与预警、设备健康评估等关键功能。在氯碱行业应用中,TPT对电解槽电压异常的早期预警避免了联锁停车事故;在常压塔塔顶温度操作优化中,将油品切换调整时长缩短1~1.5小时,年减少原油加工损失超200万元。其独特的“预训练+微调”机制,使一个模型即可覆盖装置所有工艺参数的实时预测,预警准确率达99%。

未来展望:数字化筑牢安全底座

  面对数字化转型的深层挑战,沈昌祥院士强调了自主可信计算的重要性。他指出,大模型在带来效率提升的同时,也面临数据安全、算法偏见等风险,需构建基于可信计算3.0的主动免疫防护体系。该体系已在工业控制系统中应用,通过可信验证机制,实现从开机到应用程序启动的全程可控,为行业数字化筑牢安全底座。

  对于未来发展,与会专家一致认为,多模态大模型融合、全业务链智能化是重要方向。中国石油勘探开发研究院副院长吕伟峰提出,需推动数据标准统一与跨域融合,构建“智能勘探—智能开发—智能生产”的全链条生态。中国海油则计划深化“海能”人工智能模型应用,拓展智能贸销、低碳技术融合场景,推动海上油田群的全域智能化管理。

  从大庆油田的智能井场到“深海一号”的遥控平台,石油和化工行业的数字化转型正以“润物细无声”的方式重塑着每个生产环节。这场变革不仅是技术的升级,更是思维模式、管理体系与产业生态的全面重构。当数据成为新的生产要素,当智能成为标准配置,一个更高效、更安全、更绿色的现代化石油和化工产业体系正在加速形成,为保障国家能源安全、推动经济高质量发展注入强劲动能。

石化装备锚定高端绿色升级

□ 杨晓宇

  当前,在数字化转型、绿色低碳发展与产业链自主可控的战略驱动下,我国石化装备产业正经历从“规模扩张”向“质量跃升”的深刻变革。在2025年全国石油和化工行业科技创新大会上,与会专家一致认为,“十五五”,通过突破超高压装备技术瓶颈、构建工业软件自主生态、布局氢能装备新赛道,石化装备行业将逐步形成具有国际竞争力的高端装备产业体系,为保障国家能源安全、推动“双碳”目标落地提供坚实的装备支撑与技术保障。

政策领航:筑牢安全绿色根基

  国家政策为化工装备行业发展锚定航向。《关于全面加强危险化学品安全生产工作的意见》明确提出防控系统性安全风险,为石化装备的安全升级提供了根本遵循。《关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展的指导意见》则为行业发展锚定了清晰目标:到2025年,构建起自主创新能力强、结构布局合理、绿色安全低碳的高质量发展格局。

  此外,《关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》着重强调构建绿色低碳循环发展经济体系,进一步为石化装备行业的绿色变革注入强大动力。在政策的持续激励下,石化装备企业积极响应,在安全保障、绿色制造、技术创新等方面持续发力,全力推动行业向高质量发展迈进。

创新突围:国产装备百花齐放

  “十三五”和“十四五”期间,石油化工行业的重大装备研制与开发按下“加速键”,我国石化装备制造的自主创新能力正与日俱增,关键技术不断取得重大突破,重大装备国产化捷报频传。

  据与会专家介绍,千万吨级炼油装置、百万吨级芳烃装置、百万吨级乙烯及其下游装置、百万吨级PTA装置、大型煤化工和天然气化工等装置中的主要核心技术装备,相继实现国产化,装备性能指标基本达到世界同类设备的先进水平,煤气化技术及装备更是处于世界领先地位,国产DCS也已在大型炼化一体化装置中得到应用。例如,单系列1500万~2000万吨/年炼油装置装备国产化率高达95%以上,100万~165万吨/年乙烯装置装备国产化率达到90%,装备综合技术水平达到国际先进,部分更是领先全球。值得注意的是,国产装备的可靠性也取得跨越式提升,设备完整性管理全面普及,炼厂普遍实现“四年一修”,部分迈向“五年一修”里程碑。

  从工艺装置分类视角审视,我国石化装备技术在多个领域亮点频现。在压缩机组方面,国内外总体技术水平基本持平。中小型压缩机组国产化率近乎100%,大型机组国产化率达80%以上;工业炉技术大型化和标准化稳步推进,工业炉智能化控制技术发展迅速,成果初显,还完成了废塑料裂解工艺包和废塑料裂解电加热炉开发及工程设计;在石化装备技术数字化和智能化方面,开发了以裂解炉为核心的乙烯装置在线实时优化技术(RTO),并在中科炼化上线运行,在国内炼化领域首次实现了完全自主可控技术构建的乙烯裂解炉在线优化系统,成功打破国外技术垄断,解决了“卡脖子”难题。

  不仅如此,我国石油石化装备在海外市场也崭露头角。从工具、零配件到技术附加值更高的成套装备,中国制造的石化装备正逐步赢得国际市场的认可。国产加氢反应器等高端装备已打入东南亚、中东等市场,国产工业炉整炉装备进入东南亚、中东,国产压力容器进入马来西亚等。

  不过,与会代表也提出目前装备行业发展仍面临一些挑战。其中,基础工业软件长期被国外垄断的问题尤为突出。硬件、算法、模型等基础研究储备不足,严重制约了装备数字化、智能化的发展进程。这也为从业者提出了一个重要课题。

未来征途:锚定智能化、高端化与绿色化

  数字化和智能化将是“十五五”化工装备关键发展方向之一。与会专家表示,数智化设计平台在我国石油化工装备领域的应用尚处初级阶段,急需在设计过程的数字化、智能化和自动化,以及装备设计、工艺优化、性能仿真等方面加大建设力度。研发国产的过程仿真、计算及设计、物性数据库等工业软件刻不容缓,这对于保障我国石油化工产业链的自主可控和安全稳定意义重大。

  在专家看来,“十五五”高端装备制造是必争之地。专家指出,目前我国超高压聚乙烯/EVA核心装备,如超高压压缩机、超高压反应器、超高压换热器等,仍存在技术瓶颈。比如,我国超高压压缩机被国外垄断,尚无国产化设备制造及使用业绩,国内在高于250MPa的超高压静设备设计、制造经验以及标准方面均有所欠缺。实现这些高端装备的国产化对提升我国石化行业竞争力至关重要。

  当前,智能仪表仍依赖进口,控制系统的核心关键技术面临国产化“卡点”,发展智能监测与运维系统,提升装备智能化水平,实现自维护、自适应和自进化的高级智能阶段,是行业发展的必然趋势。

  绿色低碳则是发展必然要求。专家指出,随着炼化工程规模不断扩大,蒸汽消耗量激增与绿色低碳发展要求的矛盾日益突出,深入探索并优化大型机组汽改电技术,成为响应国家“双碳”战略、推动行业绿色低碳转型的重要举措;在大型煤化工项目中,采用闭式循环冷却方式效果显著,推进高效闭式冷却塔的规模化应用将产生可观的社会效益。此外,研发CCUS装备技术,提升国产适用于CCUS系统的超高压二氧化碳压缩机性能;研究工业炉节能降碳技术,减少石化行业二氧化碳排放;开展在役特种设备的寿命预测及运行安全可靠性评估,建立科学规范的工业化寿命预测评价体系,推动行业标准化进程,都是实现绿色低碳发展的重要任务。

  “十五五”装备领域的新兴增长点在哪?这个问题备受关注,专家普遍认同新能源装备将是一个新增长点。其中,氢能又受到格外关注,与会专家强调,储氢容器和材料研发至关重要。储氢材料和储氢容器的研究与工业应用是氢能利用的关键,需加快建立完善的国家标准和行业标准;开发深冷液氢用钢工程技术,对推动低温液态储氢技术发展、实现大型储氢设备国产化意义重大;开展加氢站用管道材料及成套管道组成件技术研发,可为加氢站建设提供技术支撑。

  展望未来,我国石化装备行业将在政策支持、技术创新的驱动下,以数字化、智能化、大型化、高端化、绿色低碳化为发展方向,不断攻克技术难题,提升产业竞争力,在保障国家能源安全、推动经济高质量发展的征程中续写新的辉煌篇章。