设清 洁低碳、安全高效的能源体系，提高能 源供 给保障能力的决心 全球石油化工行业宏观环境 · 国际能源署数据显示，全球能源需求与 2020 年相比 2021 年将增长 4.6%, 包括石 油、 火电和天然气在内的能源均保持增长 · 全球可再生能源发电量尤其是太阳能光伏 发电和风能发电同比保持较高的增长率 · 多国相继确立碳中和目标，能源消费未来 更加偏重于可再生能源，在过渡阶段将更 术赋能员工，塑造数字化思维理念及价值观 IDC ◎IDCI 8 石油石化行业数字化转型应从业务、技术和组织三个方面展开 石油石化企业转型三大方面 来源：石化盈 科， 2021 对 于 我 国 的 石 油 石 化 企 业 ， 短 期 内 在 现 有 业 务 中 推 行 数 字 化 转 型充满了机遇和挑战。企业应当从信息化基础、技术成熟 度、增长潜力、从核心业务切入几个维度考量业务场景 转型的优先级。 IBM Watson IoT 平台。该平台帮助生产企业对 海上 钻井平台上的数据进行分析，并为管理者提 出合 理建议，优化海上能源作业 2017 年，沙特阿美壳牌合资炼厂与 SAP 合作， 将 SAP 解决方案广泛的应用在其炼厂生产运营 中。 SASREF 实现了更高效地实时监控资产、降低了停 2021 年，法国能源巨头道达尔与微软宣布将 建立新的战略伙伴关系，计划将微软的 Azure

• 提升跨板块供应链的可视性 • 提升供需数据的洞察 业务挑战： • 新技术的应用导致现代企业 系统数目增多 • 环境压力迫使提升油品质量 • 在亚洲新建炼油厂增加，带 来的竞争加剧，给现有炼厂 运营带来压力 提升重点： • 建设统一的 IT 架构 • 提高产品质量，应对低成本 运营带来的竞争 业务挑战： • 随着企业规模扩大，设备数 量增多，洞察企业设备资 产 并合理统一调配成为挑战 数据管理 技术支撑 • 由 MES 、能 源管理等系统 支撑，基本满 足能源管理、 生产计划等业 务能力 • 系统重复建设， 炼化板块不同 企业使用系统 版本不同，导 致系统交互能 力弱 • 炼厂操作人员 要随时识别信 息是否有效和 准确，缺乏用 户友好界面 • 应用软件没有 实现数据和信 息的高度集成 和共享 • 数据的收集， 管理，与分析 不能做到完全 实时，自动化 • 厂区在线分析 备自修复 规则自动化 可执行信息 优化生产 移动应用 及 RFID 应用于炼厂 大数据应用 于战略分析 虚拟现实 LEVEL 2 控制层 LEVEL 3 生产执行层 LEVEL 4 经营管理层 LEVEL 1 设备层 应用系统置 于云平台， 系统可在不 同区域使用 利用实时数据， 建立三维虚 拟炼厂场景 炼化板块应用架构蓝图规划—— 即时协同与万物互联 即时协同 连

第 2 章 钢铁行业碳中和技术展望 识别， 根据企业实际需求开发集监控预警、调度指 令、生产实绩、生产计划、数据分析、历史信息、 基础配置等功能的智能管理系统，能够将炼铁 - 炼 钢工序紧密衔接， 及时预判铁钢界面铁水调运， 实 现对铁水运输过程的规范化、精细化、智能化管理。 通过铁钢轧界面铁水智能调度系统，能够使铁水温 降减少 38% ，加热炉能耗降低 冶炼周期仅 31 分钟，电耗稳定保持在 300 千瓦时 / 吨以下，CO2 排放减 少 约 30% 3 Sharc 电炉 （竖井电炉） 2020 年 10 月投产 河钢石钢新区 石钢环保搬迁项目炼钢工程采用两台由德国西马克公司设计的 SHARC 电 炉，是国内首个双竖井电炉。两台 SHARC 电炉设计年产能将超过 200 万 吨钢液，出钢到出钢时间为 45 这也意味着， 高炉低碳 冶 炼是规模化实现中国钢铁工业低碳的首要路 径。高 炉喷吹氢气技术是钢铁行业实现高炉低碳 冶炼的重 要技术手段之一，国内外高炉富氢冶炼 技术的研究 与实践主要是将焦炉煤气、天然气、 化工尾气或 水电解氢气等气体通过高炉各风口 喷入高炉炉膛 内， 作为还原剂和热源， 参与铁矿 石的还原以及供 热， 减少焦炭和煤粉的消耗， 从 而实现高炉低碳冶 炼。相比于长流程工艺， 采用 高炉喷吹氢气技术吨

耗均低于定额值 50%以上，达到国内行业内同类装置领先水平。 图 3 青岛炼化能效变化情况 2.2 运行情况 青岛炼化属于能源加工转换型企业，年综合能源消耗量约 140 万吨标准煤， 主要能源消耗有炼厂干气、石油焦、热力、电力、催化烧焦等，占比 90%。电力 主要为加工转化时自产自用，部分外购补充。动力中心热电联产装置按照“以汽 定电”的运行模式，自产热力在保证各装置生产需要的前提下，剩余热力用于发 号），炼油领域的能效指标“单位能量因数 综合能耗”的标杆水平是“7.5 千克标准油/吨•能量因数”，青岛炼化自 2008 年投产 后，始终低于该标杆水平，已连续 12 年保持全国原油加工行业第一名。青岛炼 化节能降碳重点举措如下： 2.3.1 运用体系思维管理节能 青岛炼化全体员工集思广益、大胆创新、同心协作、高效执行，在思想上形 成高度统一的节能意识，在行动上不折不扣地抓落实。高度重视节能节水降碳体 个方面制定了近 40 项碳达峰行动措施，分解落实责任单位和完成时间，按月 跟踪推动每项措施，确保碳达峰工作有序开展。针对催化烟气中低浓度二氧化碳 的回收利用，与相关科研单位研究并实施制备拟薄水铝石技术的工业应用。开展 产品全生命周期碳足迹核算和评价分析研究，开发与应用碳足迹核算软件，以国 际化大宗石化产品航空煤油作为试点，从原料获取、运输、生产、销售和使用等 5 个阶段对其全生命周期碳足

试 点 园 区 积 极 探 索 适 合 我 国 国 情 的 工 业 园 区 低 碳 管 理 模 式 ， 提 高 可 再 生 能 源 消 费 占 比 ， 加 快 钢 铁 、 建 材 、 有 色 、 石 化 和 化 工 等 重 点 用 能 行 业 低 碳 化 改 造 ， 培 育 了 一 批 低 碳 型 企 业 ， 试 点 园 区 碳 排 放 强 度 达 到 同 类 园 区 先 进 水 平 ， 起 术 开 发 区 之 一 。 近 年 来 ， 天 津 开 发 区 始 终 坚 持 大 力 发 展 实 体 经 济 的 宗 旨 ， 产 业 结 构 不 断 优 化 ， 共 有 电 子 、 汽 车 、 石 化 三 个 产 值 超 1000 亿 级 产 业 和 装 备 、食 品 两 个 超 500 亿 级 产 业 ； 战 略 性 新 兴 产 业 也 加 速 聚 集 ， 成 立 了 滨 海 新 区 云 煤 炭 产 业 为 起 点 、 源 头 和 基 础 ， 电 力 产 业 为 核 心 枢 纽 和 “ 发 动 机 ” ， 物 流 作 为 运 输 桥 梁 ， 带 动 铁 合 金 、多 晶 硅 、电 石 、PVC、烧 碱 、煤 化 工 和 天 然 气 化 工 为 竞 争 力 终 端 的 产 业 格 局 。 园 区 各 产 业 之 间 共 生 耦 合 ， 已 经 实 现 了 产 业 大 循 环 和

高炉转炉节能和能效提升技术 13 第 2 章 钢铁行业碳中和技术展望 识别，根据企业实际需求开发集监控预警、调度指 令、生产实绩、生产计划、数据分析、历史信息、 基础配置等功能的智能管理系统，能够将炼铁 - 炼 钢工序紧密衔接，及时预判铁钢界面铁水调运，实 现对铁水运输过程的规范化、精细化、智能化管理。 通过铁钢轧界面铁水智能调度系统，能够使铁水温 降减少 38%，加热炉能耗降低 30% 以上。 ② 排放量占比最大的工序，这也意味着，高炉低碳冶 炼是规模化实现中国钢铁工业低碳的首要路径。高 炉喷吹氢气技术是钢铁行业实现高炉低碳冶炼的重 要技术手段之一，国内外高炉富氢冶炼技术的研究 与实践主要是将焦炉煤气、天然气、化工尾气或 水电解氢气等气体通过高炉各风口喷入高炉炉膛 内，作为还原剂和热源，参与铁矿石的还原以及供 热，减少焦炭和煤粉的消耗，从而实现高炉低碳冶 炼。相比于长流程工艺，采用高炉喷吹氢气技术吨 ，提高了生产效率， 冶炼周期仅 31 分钟，电耗稳定保持在 300 千瓦时 / 吨以下，CO2 排放减少 约 30% 3 Sharc 电炉 （竖井电炉） 2020 年 10 月投产 河钢石钢新区 石钢环保搬迁项目炼钢工程采用两台由德国西马克公司设计的 SHARC 电 炉，是国内首个双竖井电炉。两台 SHARC 电炉设计年产能将超过 200 万 吨钢液，出钢到出钢时间为 45 min，特别是

化石能源按品种分为：煤品、油品、天然气三大类。按现行 能源统计体系，煤品包括原煤、洗精煤、其他洗煤、煤制品、煤矸 石、焦炭、焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、其他煤气、其他焦化 产品；油品包括原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、石脑油、润滑 油、石蜡、溶剂油、石油沥青、石油焦、液化石油气、炼厂干气、 其他石油制品；天然气包括气态天然气、液化天然气。原煤应进一 步细分为无烟煤、炼焦烟煤、一般烟煤、褐煤。

化石能源按品种分为：煤品、油品、天然气三大类。按现行 能源统计体系，煤品包括原煤、洗精煤、其他洗煤、煤制品、煤矸 石、焦炭、焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、其他煤气、其他焦化 产品；油品包括原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、石脑油、润滑 油、石蜡、溶剂油、石油沥青、石油焦、液化石油气、炼厂干气、 其他石油制品；天然气包括气态天然气、液化天然气。原煤应进一 步细分为无烟煤、炼焦烟煤、一般烟煤、褐煤。

、硫含量、酸值、 15 ～ 540℃ 馏出量 及水含量等各项指标 已投企业 镇海炼化、茂名石化、金陵石化、 北海炼化、大连石化、广西石化、 石油化工研究院 燕山石化（常减压装置先控）、独山子石 化（催化裂化原料分析）、九江石化（离 线、正在调试） 原油快评系统构建与关键技术  近红外快评新技术 传统透射式检测探头 原油污染后  重质油沉积，严 重影响透射率，  谱图失真，性质 1. 校核变量成百上千个 2. 计划调度软件平台多，接口程序需自主开发 石 脑 油 品 油 成 C5~180℃ C5~205℃ 传统的炼化过程 >205℃ C5~205℃ 计划调度需求及难点 品 油 成 90~170℃ 未来炼化过程—基于分子的精细管理 C5~90℃ LPG 、石脑 油 ... 干气 异构 烷烃 正构 烷烃 吸附分离 计划调度需求及难点 应用的精度 计划调度优化关键技术 炼油过程原料表征 1 基于机理与运行信息相融合的炼油过程建模 2 计划调度优化平台开发 4 Delta-Base 结构代理模型 3 计划调度优化关键技术 炼厂原料组成 VS 实沸点 （ 0F ） 关键技术一：炼油过程原料分子表征 直馏瓦斯油 催化汽油 直馏蜡油 计划调度优化关键技术 关键技术一：炼油过程原料分子表征 分子矩阵方法（ MTHS

B/S 架构各类应用系统， 实现对不同部门业 务和流程的支撑 知识共享 智能感知 中国实际上 只处在集成 化阶段 2 . 1 中国油气信息化发展历程 目 前 ， 国 际 先 进 石 油 石 化 行 业 信 息 化 进 程 进 入 智 慧 化 阶 段 ， 但 中 国石油石化行业信息化进程实际上只到集成化阶段，个别油气进入智 慧化起步阶段，与国际先进水平相比还存在较大差距(如下图所示) 订，发布了发布了第三版(97 版)中国石油天然气总公司《油气 勘 探、开发数据库逻辑字典》。97 版数据字典在全国各油气并没有 得到 普遍的使用。 1999 年 10 月中国石油行业重组，形成了中国石油，中国石 化， 中国海油三大石油公司的格局，其中中国石油和中国石化形成了 上下 游一体化的互相竞争局面，胜利油气等划入中石化。 同时，无线网络开始兴起，由于各油气基层采油厂矿都是地处偏 僻野外， 计 的一套先进的数据模型，也是实现了勘探开发一体化的石油数据模 型， 其体系架构具有明显的分层结构，层次逻辑关系非常清晰。 改造后的 EPDM 模型继承了 EDM 模型的优点，并结合了中国 石 油的实际情况和应用特点，同时向集成化的方向发展。 ⑤ 第五阶段，物联网与智慧化时代(2010-): 物联网技术的兴起为生产现场智慧感知创造了条件，而计算智慧 的应用为智慧分析与决策提供了技术支持，开创了智慧化的新时代。