摘要：化工企業(yè)面臨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭，亟須通過精細(xì)化管理提升競(jìng)爭力。分析了化工企業(yè)精細(xì)化管理的內(nèi)容、必要性和難點(diǎn)，提出了工藝優(yōu)化控制、加強(qiáng)供應(yīng)鏈管理和設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)等策略。通過某煤化工企業(yè)的實(shí)踐案例，展現(xiàn)了精細(xì)化管理在提升產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗成本、改善經(jīng)濟(jì)效益等方面的顯著成效，證明了精細(xì)化管理是化工企業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。

關(guān)鍵詞：化工企業(yè)；精細(xì)化管理；工藝優(yōu)化控制

化工行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，在我國工業(yè)體系中占據(jù)著舉足輕重的地位。然而隨著市場(chǎng)競(jìng)爭的日益激烈，化工企業(yè)面臨著諸多挑戰(zhàn)，如何在確保安全、環(huán)保、高質(zhì)量的前提下，提升生產(chǎn)效率、降低運(yùn)營成本，已成為擺在化工企業(yè)面前的重大課題［1］。精細(xì)化管理作為一種先進(jìn)的管理理念和方法，通過對(duì)生產(chǎn)過程各個(gè)環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)把控和持續(xù)優(yōu)化，可以有效提升化工企業(yè)的綜合競(jìng)爭力。

1化工企業(yè)精細(xì)化管理難點(diǎn)分析

化工企業(yè)在推進(jìn)精細(xì)化管理的過程中，面臨著諸多技術(shù)難點(diǎn)和挑戰(zhàn)，生產(chǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化與控制便是其中之一［2］。化工生產(chǎn)過程通常涉及高溫、高壓、易燃易爆等極端工況，工藝參數(shù)的優(yōu)化與控制直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)安全［3］。以乙烯裂解制乙烯為例，裂解爐溫度、進(jìn)料速率、裂解深度等參數(shù)的微小波動(dòng)，都可能導(dǎo)致產(chǎn)品收率下降或者焦炭堵塞加劇。但由于裂解過程的高度非線性和強(qiáng)耦合特性，工藝參數(shù)的優(yōu)化面臨著模型難以準(zhǔn)確構(gòu)建、在線檢測(cè)手段有限等諸多挑戰(zhàn)。原料質(zhì)量的波動(dòng)也給精細(xì)化管理帶來困擾。由于化工原料種類繁多、來源復(fù)雜，批次間質(zhì)量差異較大，給下游生產(chǎn)帶來諸多不確定性。如在PTA生產(chǎn)中，對(duì)二甲苯原料中對(duì)二甲苯含量、硫含量等指標(biāo)的波動(dòng)，將直接影響催化劑活性和使用壽命，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本。但由于缺乏快速、準(zhǔn)確的原料質(zhì)量在線檢測(cè)手段，難以實(shí)現(xiàn)原料質(zhì)量的精細(xì)化管控。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)警也是一大技術(shù)難題，化工裝置普遍存在工況惡劣、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長等特點(diǎn)，設(shè)備故障和異常會(huì)直接威脅生產(chǎn)安全和產(chǎn)品質(zhì)量［4］。然而，受限于在線監(jiān)測(cè)技術(shù)和預(yù)警模型的局限性，當(dāng)前大多數(shù)化工企業(yè)仍主要依靠定期巡檢和事后維修等被動(dòng)方式來應(yīng)對(duì)設(shè)備問題，預(yù)見性不足，反應(yīng)滯后，難以滿足精細(xì)化管理的要求。

2化工企業(yè)精細(xì)化管理策略探究

2.1建立精細(xì)化工藝控制標(biāo)準(zhǔn)與操作規(guī)程

針對(duì)化工生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)優(yōu)化與控制難度大的問題，建立精細(xì)化工藝控制標(biāo)準(zhǔn)與操作規(guī)程是一項(xiàng)行之有效的策略。通過開展全流程工藝診斷，識(shí)別關(guān)鍵控制點(diǎn)和影響因素，進(jìn)而建立覆蓋生產(chǎn)全過程的工藝控制標(biāo)準(zhǔn)體系，明確各工藝參數(shù)的控制范圍、監(jiān)測(cè)頻次和調(diào)整策略，可顯著提升工藝過程的精細(xì)化管理水平。以PVC聚合工藝為例，通過對(duì)聚合溫度、壓力、助劑用量等參數(shù)的精準(zhǔn)控制，結(jié)合在線粘度監(jiān)測(cè)和自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)，可有效改善產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，提高產(chǎn)品合格率。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化操作規(guī)程，通過流程再造和標(biāo)準(zhǔn)化，簡化操作步驟，減少人為干預(yù)，從而降低因操作失誤引發(fā)的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。需要注意的是，工藝標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程的建立需要生產(chǎn)、工藝、質(zhì)量等多部門通力協(xié)作。在充分論證和驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，形成可操作、易執(zhí)行、可考核的精細(xì)化管理依據(jù)［5］。同時(shí)，要加強(qiáng)過程監(jiān)督和績效評(píng)估，通過數(shù)據(jù)分析和持續(xù)改進(jìn)，動(dòng)態(tài)優(yōu)化工藝標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程，以適應(yīng)工藝條件和外部環(huán)境的變化。例如，在合成氨生產(chǎn)中，通過工藝模型和優(yōu)化算法，對(duì)不同原料、催化劑和負(fù)荷工況下的最佳操作參數(shù)進(jìn)行模擬仿真和優(yōu)化，形成一套自適應(yīng)的工藝控制策略，可在確保安全和產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)能耗和物耗的最小化，提升生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

2.2加強(qiáng)供應(yīng)鏈管理與原料質(zhì)量把控

化工企業(yè)原料種類繁多，質(zhì)量波動(dòng)大，會(huì)直接影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。加強(qiáng)供應(yīng)鏈管理，實(shí)現(xiàn)原料質(zhì)量的精細(xì)化把控，是化工企業(yè)提升競(jìng)爭力的重要舉措。供應(yīng)商準(zhǔn)入與評(píng)價(jià)是供應(yīng)鏈管理的基礎(chǔ)。建立完善的供應(yīng)商準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)和績效評(píng)價(jià)體系，從供貨品質(zhì)、交付表現(xiàn)、服務(wù)水平等多維度對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行綜合評(píng)估，優(yōu)選合格供應(yīng)商，對(duì)不合格供應(yīng)商予以淘汰，可有效降低原料質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。例如，在環(huán)氧樹脂生產(chǎn)中，雙酚A和環(huán)氧氯丙烷等關(guān)鍵原料質(zhì)量直接決定產(chǎn)品性能。通過制定嚴(yán)格的原料質(zhì)量規(guī)范，采用第三方檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)審核等方式，對(duì)供應(yīng)商的工藝水平、質(zhì)量控制、倉儲(chǔ)物流等進(jìn)行全面評(píng)估，篩選優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商，并建立長期戰(zhàn)略合作關(guān)系，可顯著提升原料質(zhì)量的穩(wěn)定性。原料質(zhì)量在線檢測(cè)也是精細(xì)化管理的重要手段。傳統(tǒng)的離線檢測(cè)難以滿足生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)控制的需求，引入在線近紅外、激光拉曼等快速檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)原料關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并與DCS生產(chǎn)控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，根據(jù)原料波動(dòng)情況動(dòng)態(tài)調(diào)整工藝參數(shù)，可有效降低原料質(zhì)量波動(dòng)對(duì)生產(chǎn)的影響。此外，通過大數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量管理新工具，對(duì)不同批次、不同供應(yīng)商的原料質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，建立質(zhì)量預(yù)警機(jī)制和溯源體系，可實(shí)現(xiàn)原料質(zhì)量問題的快速識(shí)別、診斷和改進(jìn)，從源頭上控制原料質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

2.3實(shí)施設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)與全生命周期管理

化工裝置普遍存在工況苛刻、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間長等特點(diǎn)，這使得設(shè)備故障和異常風(fēng)險(xiǎn)高，因而急需建立完善的預(yù)測(cè)性維護(hù)體系和全生命周期管理機(jī)制。傳統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)多以事后檢修為主，難以避免非計(jì)劃停工事件，進(jìn)而造成較大生產(chǎn)損失。通過在關(guān)鍵設(shè)備部署振動(dòng)、聲發(fā)射等在線監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，并融合歷史維修數(shù)據(jù)和失效模式分析，構(gòu)建設(shè)備健康評(píng)估模型和剩余壽命預(yù)測(cè)算法，便可精準(zhǔn)掌握設(shè)備健康狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障征兆，實(shí)現(xiàn)從“被動(dòng)修復(fù)”到“主動(dòng)預(yù)防”的維護(hù)模式轉(zhuǎn)變。比如在大型壓縮機(jī)組上應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，通過對(duì)振動(dòng)、溫度、壓力等多源傳感器信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，準(zhǔn)確識(shí)別軸承、葉輪等關(guān)鍵部件的磨損程度，提前預(yù)警潛在故障風(fēng)險(xiǎn)，可將非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間降低60%以上，顯著提高設(shè)備運(yùn)行效率［6］。同時(shí)，全生命周期管理是設(shè)備精細(xì)化維護(hù)的必然要求。通過構(gòu)建設(shè)備信息管理平臺(tái)，整合設(shè)計(jì)、采購、施工、運(yùn)維等全生命周期數(shù)據(jù)，并應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，挖掘設(shè)備故障發(fā)生規(guī)律和影響因素，形成設(shè)備全生命周期風(fēng)險(xiǎn)畫像，為設(shè)備選型、備件管理、檢修策略優(yōu)化等提供決策支持。如在乙烯裝置空冷器管束的選型中，傳統(tǒng)多采用國外通用產(chǎn)品，存在管束結(jié)垢、腐蝕加劇等問題。通過對(duì)不同材質(zhì)、結(jié)構(gòu)管束的全生命周期成本進(jìn)行對(duì)比分析，優(yōu)選適合裝置工況特點(diǎn)的國產(chǎn)化替代產(chǎn)品，可有效降低管束故障頻次，延長使用壽命，節(jié)約檢修和備件成本。

3化工企業(yè)精細(xì)化管理實(shí)踐案例

3.1企業(yè)概況

轄區(qū)內(nèi)的A公司是一家大型煤化工企業(yè)，擁有年產(chǎn)20萬t合成氨、40萬t尿素的生產(chǎn)能力。近年來，面對(duì)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭和日趨嚴(yán)格的安全環(huán)保要求，公司亟需推行精細(xì)化管理，提升生產(chǎn)運(yùn)營效率和產(chǎn)品質(zhì)量。然而受限于生產(chǎn)工藝復(fù)雜多變、原料質(zhì)量波動(dòng)大、設(shè)備管理水平不足等因素，公司在精細(xì)化管理推進(jìn)過程中遇到諸多困難。以合成氨裝置為例，由于工藝參數(shù)優(yōu)化不到位，裝置平均氨產(chǎn)率僅為1 650 Nm3/h，與設(shè)計(jì)產(chǎn)能相差8.3%。而原料煤的揮發(fā)分、灰分等指標(biāo)波動(dòng)范圍達(dá)到±15%，嚴(yán)重影響氣化爐運(yùn)行穩(wěn)定性。同時(shí)，關(guān)鍵設(shè)備空壓機(jī)組平均無故障運(yùn)行時(shí)間（MTBF）低于5 000 h，與國際先進(jìn)水平差距明顯。

3.2精細(xì)化管理方案與成效

針對(duì)A公司面臨的精細(xì)化管理難題，協(xié)助A公司組建了一支跨部門的精細(xì)化管理項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，從工藝優(yōu)化、原料管控、設(shè)備管理3個(gè)方面入手，制定并實(shí)施了一套系統(tǒng)的精細(xì)化管理方案。在合成氨裝置工藝優(yōu)化方面，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過開展全流程工藝診斷，識(shí)別出影響產(chǎn)率的關(guān)鍵參數(shù)，如氣化溫度、氧碳比、汽醇比等，并利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立了氣化工藝優(yōu)化模型。通過對(duì)不同煤種、負(fù)荷工況下的最佳操作參數(shù)進(jìn)行模擬仿真和動(dòng)態(tài)優(yōu)化，形成一套自適應(yīng)的工藝控制策略，使裝置氨產(chǎn)率提升至1 850 Nm3/h，接近設(shè)計(jì)產(chǎn)能。在原料管控方面，公司建立了完善的煤質(zhì)管理體系，從源頭把控煤炭品質(zhì)。通過在冶金焦等主要供應(yīng)商處設(shè)置駐廠煤質(zhì)監(jiān)察員，對(duì)入廠煤炭實(shí)施全指標(biāo)檢測(cè)，將揮發(fā)分、灰分等關(guān)鍵指標(biāo)波動(dòng)控制在±5%以內(nèi)。同時(shí)，采用在線激光拉曼光譜儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煤粉中硫含量等微量元素，并與工藝優(yōu)化模型聯(lián)動(dòng)，動(dòng)態(tài)調(diào)整配煤方案，有效降低了原料波動(dòng)對(duì)生產(chǎn)的影響。在設(shè)備管理方面，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了設(shè)備全生命周期管理平臺(tái)，集成設(shè)計(jì)、采購、運(yùn)維等數(shù)據(jù)，并采用振動(dòng)、溫度等在線監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)控關(guān)鍵設(shè)備的健康狀態(tài)。通過應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)設(shè)備剩余壽命，提前制定檢修計(jì)劃，使關(guān)鍵設(shè)備的平均無故障時(shí)間（MTBF）提升至8 500 h以上。同時(shí)，優(yōu)化備件管理策略，建立備件多級(jí)庫存管理制度，并引入3D打印技術(shù)，實(shí)現(xiàn)備件的快速供應(yīng)，降低備件庫存資金占用30%以上。

通過實(shí)施以上精細(xì)化管理方案，A公司各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均得到大幅改善，生產(chǎn)運(yùn)營效率和產(chǎn)品質(zhì)量顯著提升，經(jīng)濟(jì)效益也得到明顯改善。2022年，公司合成氨、尿素裝置產(chǎn)能利用率達(dá)到105%以上，產(chǎn)品一次合格率穩(wěn)定在99.5%以上，綜合能耗下降8%，實(shí)現(xiàn)利稅總額同比增長25%，展現(xiàn)了精細(xì)化管理推動(dòng)化工企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的巨大潛力。

4結(jié)語

化工企業(yè)推行精細(xì)化管理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要從工藝、原料、設(shè)備等多維度協(xié)同發(fā)力，并將數(shù)字化、智能化等新技術(shù)充分融入各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)。A公司的實(shí)踐表明，精細(xì)化管理可顯著提升關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，是化工企業(yè)降本增效、提質(zhì)增效的有效途徑。

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作者簡介：高寶杰，男，山東鄒平人，注冊(cè)安全工程師，本科，研究方向：危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理。