人工智能技术在石化产业中应用势在必行的调查分析报告

国急需研发石化行业链的人工智能控制技术，作出我国需在石化产业中迅速推广普及人工智能技术的判断。【关键词】石油化工数字技术产业革命人工智能应用前景与展望中图分类号：C915 文献标识码：B1石油其产业概况石油化学工业是在石油炼制工业的基础上

进入到“二元论”的新纪元。⑴石油炼制的工艺 完善则与汽车工业的发展以及第一次世界大战

密切相关，19世纪20年代初，由于二者对汽油

发展而形成的，通常以石油炼制过程产生的各种

石油馄分、炼厂气、油田气、天然气等为原料， 的需求大幅度提高，以至于前期传统的石油蒸馆 工艺已不能满足需求，为生产汽油为目的的从较

重的馆分油或重油生产汽油的热裂化技术因此

通过石油常压减压蒸馆、催化裂解、重整、萃取、

分离、蒸汽转化、氧化合成等步骤，得到油品、

桂、氨、醇、醛、酸及其它环氧化合物，这些产 品为能源、农药、化肥、助剂、涂料、染料、溶

应运而生，随后，40年代催化裂化技术也得以 研发成功，50年代，钳重整技术以及加氢技术

剂、橡胶、医药、合成材料....等等产业链提供原料，其终产品直接关系到国计民生的发展。

随着催化重整技术得以出现并发展，此后，加之 分子筛催化剂以及其他加工技术的辅助，现代石

油炼制技术得以形成。但是中国虽作为最早发现

石油化学工业又称石化产业，是化学工业重要组

成部分，它在我国国民经济发展中有重要作用，

是我国支柱产业部门。和利用石油的国家之一，近代石油炼制工业却是 是在中华人民共和国成立后，随着大庆油田的开

2石化产业的发展历程石化产业的发展与石油与天然气勘探开发

发和原油产量的增长才得到迅速发展，与世界石

油炼制发展历程相较已是发展甚晚。直至经过

49年至52年的三年恢复，全国原油产量才大幅 提升，至1965年，更是建成加氢裂化等13套装

生产、石油炼制和油品销售以及石化产品生产的

发展历程密不可分，它的发展之路体现的不仅是 石化产业过往的前进历程，也为石化专业人员就

石化产业未来发展方向与新技术运用提供了思 考与探索的经验背景。置以缩小了国内外差距，后我国在炼油、产品加

工等方面均步步提升，随着技术的革新，效率也

达到更高水平。3石化产业现状分析近年来，伴随着经济和科技的高速发展，我

国石化产业规模发展迅猛、但有些技术参数指标

在石油与天然气勘探开发生产方面，1979

年中国煤成气理论的出现对于我国石化产业而

言是个重要的转折点，使得石油勘探从“一元论”

-8-宁波化工人工智能技术在石化产业中应用势在必行的调查分析报告与国外同行相比仍有落后。石油化工作为我国传 统的支柱性基础性产业，其装备、生产工艺以及

自动化水平都在一定期间内得到显著提升，甚至

部分工业的装备水平超过了发达国家。2015年， 国际化工引领者巴斯夫、埃克森美孚、杜邦的总

资产回报率分别为&39%, 6.49%以及6.41%。囱

然而,同期的我国石化产业的总资产平均回报率

却仅为1.4%,这一差距是对我国石化产业效益

前景展望的沉重打击，我们也因此就如何保障传

统石化产业的高效持续发展与技术改进方案存

在的可能进行了深刻的反思。同在强调环保、

安全、可持续发展、与人工智能与互联网科技在

各行业迅速获得应用的国际大环境之背景下，传 统的石化产业面临的一系列急需改变的问题。3.1炼油产能过剩我国的炼油加工能力大大提高，从2000年 的2.81亿吨到2017年底，加工能力已达&15亿

吨每年。如此巨大的增长幅度在扣除出口因素后,

国内炼油产能仍然过剩。由于先进技术与装备在 我国炼油行业普及不足，一些工厂的设备没有得

到更新、技术落后；炼油产业中存在技术水平偏

低的落后产能，造成一些企业生产效益低下；另

外相交油品需求来说，传统产能存在一定的过剩。

这些难以满足炼油产业良好发展的要求。3.2国内石油矿藏资源有限和海外采购原油存在

安全风险如今国内开采石油的难度不断加大，生产成 本随之上升，导致我国对外部原油依存度提高，

据相关预测估计我国对外部原油依存度从2012

年的59.1 %到2020年将达到70%=由于国际大 国对海外原油的争夺与控制，我国获取海外原油

资源的难度加大，存在无法保障供应海外原油、 供应不能稳定的安全风险。3.3国际石化行业竞争激烈，国内石化产业需要

2019年第4期技术升级改进我国有相当多的石化产品，作为化学工业原

料，仍然依赖进口，比如二甲苯，苯乙烯和乙二

醇等等。另外还有一些以石化产品为原料的高端

技术工业产品，国内供给不足，也需要进口。近

些年来，国际垄断行业巨头、跨国公司依靠产品

独特品质或依靠原料便宜的产品价格优势，入驻

中国市场，给国内同类石化厂家带来一定的具有

冲击性的影响。在国际地区贸易保护与技术壁垒保护森严

的环境下，如何确保满足我国国内对石化产品的

需求，我国的石化产业需要在原料供应短缺、成 本偏高的现况下、外围市场紧逼的严峻形势下,

加快技术改进升级。4与人工智能技术结合成石化产业转型新契机从现状来看，我国石化企业制造工艺的技术

优化程度与国际石化企业相比较，还存在不小的 差距。人工智能技术正在经贸与另外一些产业链

局部生产环节中逐步得到应用，采用人工智能技 术的厂家在规模、效益、效率、产品质量管控等

层面获得了突飞猛进的巨大的提升，产业因而此 显得生机蓬勃前景广阔。相信人工智能技术的运

用也会成为我国石化产业转型升级的重要手段 和重要途径。目前，国外一些石化企业也已意识到采用人

工智能技术的重要性与紧迫性。为了抢占机遇、

尽快实现弯道超车、夺取与巩固行业里的领先地

位，近几年来，国外一些石化企业一直都在紧锣

密鼓地研究人工智能技术在化工企业应用的可

行方案、努力开发与化工企业生产相结合的人工

智能控制技术。这对我国石化企业下定决心开发 与采用适用的人工智能技术，无疑是一种挑战,

也是鞭策与激励。鉴于国际产业严峻形势的逼迫与我国独有

宁波化工-9 -宁波化工 Ningbo Chemical Industry的集众人力量办一件大事的优势，我国率先研发

出石化企业人工智能应用技术、并在石化产业进

行推广普及，这是可以展望的。5社会对“人工智能+石化产业”的前景预期为深入了解人们对将人工智能应用于石化

行业未来前景的看法，本研究采取以问卷调查为 主、文献调查为辅的方法进行了调研。问卷调查

范围主要在宁波市的各个加油站以及居民中进 行，针对不同的年龄段以及不同的职业人群分别

抽样调研。本次调研回收线上有效问卷32份，

发放线下问卷60份，回收有效问卷47份，有效

率为87.3%o在调查过程中我们发现大多数人对于石化

行业发展的现状是十分看好的，并且均认为石油

化工是我们生活中不可或缺的一部分。但其中也

有部分从事与石油化工相关行业的人觉得石化

行业的发展情况不太乐观，经我们实地调研时发

现在加油站的工作人员认为虽然石油已成为现

代生活必不可少的一部分，但是它的发展前景并

不是那么的乐观。由于石油的需求越来越大，石油的开采效率 却没有得到同步的提高，石油的相关装置设计、 建造、安装过程中的协调性不够也降低了效率。

经文献调查：近些年，随着中国经济与科学技术

的高速发展，石油化工装置朝集成化发展，各装

置的处理量逐年增加，装置中的大型设备及超大

构架数量愈来愈多，在新建装置中广泛应用。但

是，随着环保、规划的要求愈发严格，新建装置

的整体建筑面积却逐年减少，同样规模的装置建

筑面积相当于20年前同规模装置占地面积的三

分之二。⑷借此，问卷中所提出的人工智能是 否应用以及应用前景是否具可期待性的问题得

到社会广大群众的肯定。问卷中其一数据体现如下：-10 -宁波化工2019年第4期人工智能在石油化工上的应用前景5 9 I

■前景较好■不宜适用 壬

■不清楚图表1问卷调查中显示大多数人认为将人工智能

与石油化工结合应用前景较好，这一举措会使石 油的勘探更为容易、石油相关工作人员减轻工作 难度，并将成为未来石化行业发展的一个必然趋

势。从目前各个领域来看，随着科学技术的发展，

虽前行道路曲折、面临挑战难杂，但人工智能的 运用依旧将成为必然的发展趋势。人工智能不仅

使生活更加便利，各个技术更加成熟，在对事物

的应用上也更具有效率，且为油气资源开发需要,

同时降低油气开发中人员的使用，减少人员伤亡,

提高效率，墨西哥湾漏油事故后，挪威国家石油 公司估算，人工智能的引入可将海上钻井平台的

工人数量减半，并使工作效率提高25%。冈6人工智能与石化产业结合应用之展望2017年，中国石油和化工人工智能联盟在

上海成立了，此举标志着我国石油行业与人工智

能的结合研究开始走向正规化、实用化，石化产 业人工智能技术创新与应用将不断受到促进与

推广，预示了石化产业生产管理智能化新趋势的

形成及石化产业人工智能时代的开启。6.1构建石化行匹酚化、全智能化的人机一

体化智能系统当今社会进入了人工智能技术与应用飞速 发展的时代，预计越来越多的人工岗位被人工智

能替代。据调查研究显示，现在大部分企业的人 工智能技术普及程度并不高、企业生产管理智能

化覆盖面十分狭窄。有些采用智能化程序管理的

智能自动识别、自动操作的程度还不高、有待深

人工智能技术在石化产业中应用势在必行的调查分析报告化。经调查了解，即使在一些配置了预防安全事 故自控控制系统的生产车间里，在生产过程中，

人们仍需要与智能设备一道工作才能实现目标

任务，即需要人工监督者站在仪表监视器面前参 与对整个生产过程进行数据读取、分析、监督和 控制，以确保生产安全。造成某些智能技术不能 实现完全智能化的原因是，当面对复杂的思考过 程时，智能机器还是缺少程序设置范围外的判断

和决策的能力，智能设备系统还是缺少人脑所具

有的发散思维及驾驭复杂因素时的宏观掌控分 析与推理能力。特别是石化生产企业，规模相对

较大、生产流程较长、关键控制节点较多、需要

控制的参数变量庞杂，要完成整个石化生产过程

的全程的人工智能化的自动生产操作，还需要把 更多的人脑识别系统技术、仿生技术、更深层次 全自控系统融合进人工智能系统中，并与大数据 控制中枢一道构成程序化、全智能化的人机一体

化智能系统。6.2人工智能技术助力石化产业转型升级随着人工智能的兴起，与人工智能加快融合

是石化行业打好翻身仗寻求新发展来的一个好

时机。首先，人工智能技术应用于石化产业，石

化行业利用人工智能技术可以有效控制生产过 程，优化流程工艺，提高生产效率，降低能耗和

物料消耗。其次，未来的人工智能安全预防与控

制技术还可以帮石化企业预防风险规避生产事

故，做好安全生产管理；例如，让智能机器替代 人们来巡查安全隐患、预报安全风险，保障石化

装置安全运行，预防安全事故。参考文献［1］ 戴金星，黄士鹏，刘岩.廖凤蓉.中国天然气勘探开发

60年的重大进展［JJ.石油与天然气地质.2010.31 (6).［2］ 钱锋，杜文莉，，钟伟民.石油和化工行业智能优化制

造若干问题及挑战［JJ.自动化学报.2017(6).［3］ 常素青.人工智能应用于石化行业的思考［JJ.经贸实2019年第4期6.3以人工智能技术为基础构建大石化产业勰人工智能技术在各石化生产企业的投入应 用后，可进一步与物联网、区块链、物流产业链

进行技术融合，通过数据共享，构建成全国或某

一大地区的大石化产业联盟；依托石化产业联盟

或中国石油和化工人工智能联盟平台优势，可以

依据产能、需求、市场舆情、国际环境的终端情 报分析结果，合理协调石化产业布局、均衡调配

产能配置、输出信息共享、打造满足企业间物料

产品供需需求的物料快捷通道、加强企业间互通

与协作发展，避免产能配置浪费、降低能源消耗、

减少资源浪费，推动我国石化产业向规模集约、 产能精准投放、产品向更低成本的方向发展，保

障石化产业向可持续发展的良性方向发展，增加 我国石化产业在国际市场中的竞争力，有助于进 一步做大做强我国的石化事业。7结语我国传统的石化行业面临资源消耗大、控制

流程繁杂、结构冗余、成本较大的弊端，另在国

际贸易往来与企业间的国际竞争中，外国大石化

企业因储油资源丰富生产成本相对较低也对我 国石化企业构成一定的威胁。随着人工智能与网

络互联技术在工业化生产中的开始研发与投入 运用，各产业可能面临前所未有的颠覆性的爆发

式的革新。企业或者不能适应新状态而衰落，或 者因融合新科技成果走向新的更大的辉煌。2017

年中国石油和化工行业人工智能联盟成立，这也 预示这人工智能技术在我国石化产业中应用势

在必行，前程广阔，美好前景可期。践.2017(23):180.［4］ 王岩.石油化工装置模块化技术应用［J］.《当代化工》 2019年8期［5］ 尹建，张琴，谷重山.中国油气智能化的发展与思考 ［JJ.《中国石油和化工标准与质量》2019年7期宁波化工-11 -