پالایش نفت و گاز در مسیر ورود به عصر جدیدی است؛ دورانی که نه تنها نوسانهای تقاضای جهانی و فشارهای ناشی از نظارتهای زیستمحیطی و اهداف کربنزدایی، تحول در پالایش نفت و گاز را میطلبد، بلکه هوشمندسازی عملیات پالایشگاهها برای به بیشینه رساندن عملکرد بهینهی تجهیزات از مشخصههای آن است.
کارشناسان میگویند که انتظار دارند ظرفیت پالایشگاههای جهان که برپایهی اعلام ادارهی اطلاعات انرژی امریکا در سال ۲۰۲۳ حدود ۱۰۳.۵ میلیون بشکه در روز بوده تا سال ۲۰۲۸ بین ۲.۶ تا ۴.۹ میلیون بشکه در روز افزایش یابد.
کارشناسان میگویند که انتظار دارند ظرفیت پالایشگاههای جهان که برپایهی اعلام ادارهی اطلاعات انرژی امریکا در سال ۲۰۲۳ حدود ۱۰۳.۵ میلیون بشکه در روز بوده تا سال ۲۰۲۸ بین ۲.۶ تا ۴.۹ میلیون بشکه در روز افزایش یابد.
صرف نظر از رخدادهای منطقهای مانند وقوع جنگ تحمیلی امریکا و اسرائیل با ایران در بهار 2026، انتظار میرود در سالهای پیش رو بیشترین رشد برنامهریزی شده را در مناطق خاورمیانه و آسیا- اقیانوسیه، بهویژه در چین و هند شاهد باشیم و با افزایش ظرفیت پالایشگاهها و همزمانی آن با عصر دیجیتال، بهزودی تعمیر و نگهداری پالایشگاهها به عامل تمایز راهبردی تعیینکنندهای تبدیل میشود.
واقعیت این است که اکنون پالایشگاهها در سراسر جهان با مشکلاتی مثل زیرساختهای فرسوده، کمبود نیروی کار، افزایش هزینههای عملیاتی و افزایش آسیبپذیری در برابر تعطیلیهای برنامهریزی نشده دست به گریبانند. در مقالهای که در سال ۲۰۲۴ در مجلهی جهانی «تحقیقات و بررسیهای پیشرفته» منتشر شد، آمده است: «صنعت تعمیر و نگهداری پالایشگاههای نفت و گاز به شدت به زیرساختهای فرسوده برای استخراج، حملونقل و فرآوری هیدروکربنها متکی است». در عین حال، تقاضای جهانی برای محصولات پتروشیمی، سوختهای حمل و نقل و روغنهای ویژه در بازارهای نوظهور رو به افزایش است.
در چنین شرایطی اپراتورهای نفت و گاز برای باقی ماندن در خط مقدم رقابت، باید زمان خرابی تجهیزات و توقف تولید را محدود کنند، طول عمر مفید تجهیزات، داراییها و بطور کلی قابلیت اطمینان را در شرایطی تضمین کنند که به استانداردهای جهانی انتشار گازهای گلخانهای روز به روز پایبندی بیشتری نشان دهند. اینجاست که تعمیر و نگهداری هوشمند پالایشگاههای نفت و گاز که نظارت دیجیتال را با رویکرد دادهمحور و از طریق تجزیه و تحلیل پیشبینیکننده، هوش مصنوعی، رباتیک و همزادهای دیجیتالی و موارد دیگر ارائه میدهد، ضروری میشود.
واقعیت جدید: چرا مدلهای تعمیر و نگهداری سنتی دیگر کافی نیستند؟
تعمیر و نگهداری پالایشگاهها دهها سال بود که به بازرسیهای دورهای، نظارت فیزیکی و مداخلات برنامهریزیشده متکی بود. با این حال، پالایشگاههای مدرن بسیار فراتر از روشهای مرسوم عمل میکنند. با افزایش پیوستهی تعداد پالایشگاهها در سالهای اخیر، سامانههای تعمیر و نگهداری مدرن یکپارچهتر شدهاند.
تجهیزات فرسوده و افزایش ریسکهای خرابی
بسیاری از پالایشگاههای ایران و بسیاری از کشورهای جهان، دهها سال پیش ساخته شدهاند و اکنون بسیار فراتر از طول عمر طراحی اولیهی خود فعالیت میکنند. این امر احتمال خرابی تجهیزات، خوردگی و توقفهای غیرمنتظره در مسیر تولید را افزایش میدهد.
بسیاری از پالایشگاههای ایران و بسیاری از کشورهای جهان، دهها سال پیش ساخته شدهاند و اکنون بسیار فراتر از طول عمر طراحی اولیهی خود فعالیت میکنند. این امر احتمال خرابی تجهیزات، خوردگی و توقفهای غیرمنتظره در مسیر تولید را افزایش میدهد.
صنعت متالورژی چند دهه پیش، سامانههای کنترل قدیمی و جایگزینسازی سرمایههای ثابتی که به تعویق افتاده، احتمال توقفهای برنامهریزی نشده را افزایش میدهد. بروز هر حادثه میتواند خسارتهای چند میلیون دلاری بهدنبال داشته باشد و بر اشتغال محلی و حتی نرخهای مالیاتی تأثیر قابل توجهی بگذارد. اکنون ارتقای شیوهها و حرکت به سمت شیوههای مدیریت مبتنی بر شرایط برای کاهش ریسک و حفاظت از توان عملیاتی ضروری است.
شکاف مهارتها و جمعیتشناسی نیروی کار
پالایشگاهها و صنعت نفت و گاز روزبهروز فرسودهتر میشوند. این بخش اکنون به مهندسان و تکنسینهایی با مهارتهای دیجیتال نیاز دارد. زیرا در مدتی که سامانههای پیشرفته نظارت دیجیتال در لایههای مختلف پالایشگاهها پیادهسازی میشوند، شکاف در تواناییهای نیروهای موجود با آنچه مورد نیاز است عیان میشود. تجزیه و تحلیلهای اخیر صنعت نفت و گاز، کمبود نیروهای مستعد ورودی را در پی بازنشستگی کارکنان مسنتر و باتجربهتر نشان میدهد.
تجزیه و تحلیلهای اخیر صنعت نفت و گاز، کمبود نیروهای مستعد ورودی را در پی بازنشستگی کارکنان مسنتر و باتجربهتر نشان میدهد.
در میان نیروهای جوان کنونی، کارکنانی که مهارتهای علوم داده، ابزاردقیق و بازرسی از راه دور را همزمان داشته باشند، کم تعدادند. این تغییر جمعیتی، هزینههای نیروی کار را برای تعمیرات افزایش میدهد، استخدام کارکنان در زمان تعطیلی کارخانهها را پیچیده میکند و وابستگی به ارائه دهندگان خدمات شخص ثالث و اتوماسیون را برای حفظ دانش سازمانی و حفظ عملیات ایمن افزایش میدهد. بنابراین، در چنین شرایطی در اولویت قراردادن برنامههای بازآموزی راهبردی و انتقال دانش در میان کارکنان پالایشگاهها بسیار مهم هستند.
استانداردهای سختگیرانهی ایمنی، زیستمحیطی و عملیاتی
نهادهای نظارتی در سراسر جهان خواستار ارائهی گزارشهای دقیقتر از جانب پالایشگاهها در خصوص آخرین وضعیت انتشار گازهای گلخانهای و حوادث هستند و انتظار دارند اقدامات قابل اثبات برای کاهش ریسک، از جمله پیگیری دقیق و مستند برنامههای تعمیر و نگهداری انجام شود. در ایالات متحده، برنامهی گزارش گازهای گلخانهای آژانس حفاظت از محیط زیست، دریافت گزارش از میزان انتشار دیاکسیدکربن پالایشگاه و دادههای مرتبط با آن را الزامی میکند. تأکید بر ارائهی این نوع گزارشهای دقیق و انتظارات و الزاماتی که پس از بررسی آنها ایجاد میشود، بار عملیاتی پالایشگاهها را افزایش میدهد.
اینها در حالی است که نهادهای نظارتی و بازارها به کاهش قابل اثبات نشتیها، مشعلسوزی و بهبود تولید انرژی در پالایشگاهها واکنش مثبت میدهند. بنابراین برنامههای مدرن تعمیر و نگهداری که نشتیها را کاهش میدهند، زمان تعمیرات را کوتاه میکنند و انتشار گازهای گلخانهای را کاهش میدهند، نه تنها اقدامات انطباقی، بلکه تمایزهای راهبردی برای اپراتورها محسوب میشوند.
ظهور نگهداری هوشمند پالایشگاههای نفت و گاز
نگهداری هوشمند، قابلیت نوپدیدی است که در جریان آن، فناوریهای پیشرفته، تجزیه و تحلیل و اتوماسیون با هم ترکیب میشوند.
نگهداری هوشمند، قابلیت نوپدیدی است که در جریان آن، فناوریهای پیشرفته، تجزیه و تحلیل و اتوماسیون با هم ترکیب میشوند.
این امر مدیریت داراییها را از یک رشته اقدامات واکنشی به مجموعهای از برنامههای پیشبینیکننده، بلادرنگ و مبتنی بر بینش ایجاد شده از داده محوری تبدیل میکند.
تجزیه و تحلیل پیشبینیکننده و تجویزی
با گسترش هوشمندسازی، اپراتورهای پالایشگاهها به جای منتظر ماندن برای مواجهه با خرابی تجهیزات و انجام عملیات تعمیر و نگهداری پس از بروز اشکال، هوشمندتر عمل میکنند. اکنون سامانههای پیشبینیکننده، خرابی تجهیزات را پیش از آنکه رخ دهند تشخیص میدهند و انجام تعمیرات دستگاهها را از قبل برای پیشگیری از توقف تولید امکانپذیر میکنند. در پالایشگاهها، یک ساعت خرابی میتواند تا صدها هزار دلار هزینه داشته باشد. بنابراین کاهش زمان خرابی دستگاهها، استفاده از این فناوری پیشگامانه را مقرون به صرفه میکند. مدلهای پیشبینیکننده از دادههای ارتعاش، ناهنجاریهای فشار، الگوهای خوردگی و خرابی تاریخی برای پیشبینی بروز مشکلات استفاده میکنند. از سوی دیگر با استفاده از «تجزیه و تحلیل تجویزی» انجام اقدام بهینه، استفاده از قطعات یدکی مناسب و زمانبندی دقیق توصیه میشود. این تحول مهمی است که خاموش شدن کمپرسورها، پمپها، واحدهای تقطیر و مبدلهای حرارتی را کاهش چشمگیری میدهد. [i]
اینترنت اشیاء صنعتی و نظارت بیدرنگ
اینترنت اشیاء صنعتی (IIoT) از طریق حسگرهای خود که دادههایی نظیر دما، لرزش و نشت خوردگی را بیدرنگ دریافت و تحلیل میکنند، نشان داده است راهحل مفیدی برای نظارت و کنترل بر عملکرد تجهیزات است. اهمیت بکارگیری نظارت بیدرنگ در واحدهای پرخطری مانند کراکرهای کاتالیزوری و سامانههای تصفیه هیدروتریت، روزبهروز بیشتر احساس میشود. اینترنت اشیاء صنعتی همچنین دادههایی در مورد نظارت مداوم بر انتشار گازهای گلخانهای ارائه میدهد و رعایت آخرین قوانین انتشار گازهای گلخانهای را از جانب دولتها آسانتر میکند.
اینترنت اشیاء صنعتی همچنین دادههایی در مورد نظارت مداوم بر انتشار گازهای گلخانهای ارائه میدهد و رعایت آخرین قوانین انتشار گازهای گلخانهای را از جانب دولتها آسانتر میکند.
بسیاری از اپراتورها اکنون از دادههای حسگر پالایشگاه در پلتفرمهای ابری برای نظارت بر مراکز عملیات متمرکز استفاده میکنند.
رباتیک و پهپادها برای بازرسی
استفاده از رباتها و پهپادها برای بازرسیهای ایمنتر و سریعتر مشعلهای پالایشگاه، دیگهای بخار، مخازن و خطوط لوله، مناطقی که به طور سنتی نیاز به داربست، خاموشی یا ورود به فضای محدود دارند، بسیار ضروری است. برای مثال، فلایابیلیتی گزارش میدهد که پهپاد ایلیوس[ii] آن، بازرسیهای مخازن شناور تولید، ذخیرهسازی و تخلیه را برای تکسو[iii] از 7 تا 10 روز در هر مخزن به دو روز کاهش داده است. در جای دیگر، رباتهای خزنده، آزمایش غیرمخرب خوردگی زیر عایق را بدون جدا کردن عایق انجام میدهند. این ابزارهای هوشمندتر با کاهش هزینههای عملیاتی و محدود کردن خطرات برای نیروی کار، میزان کارایی را افزایش میدهند.
همزادهای دیجیتالی برای بهینهسازی داراییها
پالایشگاهها میتوانند از طریق همزادهای دیجیتالی، نگهداری و ارزیابی شوند. این فناوری با رویکردی پیشبینانه و پیشگیرانه از دادههای بیدرنگ حسگرها برای شبیهسازی عملکرد، تشخیص خرابیها و آزمایش برنامههای تعمیر و نگهداری زمینی استفاده میکند، بهرهوری انرژی را افزایش میدهد و ریسک عملیاتی را از طریق مدلسازی بهتر کاهش میدهد. شرکت بزرگ نفت و گاز بیپی (بریتیش پترولیوم) گزارش داده است که در نخستین سال استفاده از راهکارهای همزاد دیجیتالی، 30 هزار بشکه نفت بیشتر تولید کرده است. پالایشگاهها با بهرهگیری از همزادهای دیجیتالی میتوانند توالیهای خاموشی را بررسی کنند و تغییرات عملکرد یا پیکربندی تجهیزات را پیش از انجام تنظیمات در شرایط واقعی، به صورت مجازی شبیهسازی کنند و هزینههای آزمون و خطا را کاهش دهند.
پلتفرمهای مشارکتی مبتنی بر ابر
پلتفرمهای ابری بومی، این قابلیت را دارند که گزارشهای تعمیر و نگهداری، گردشهای کاری بازرسی، اسناد پیمانکاری و تغییرات مهندسی را در سراسر شبکههای پالایشگاهی جهان یکپارچه کنند. سامانههای مدیریت تعمیر و نگهداری مبتنی بر ابر، امکان پیشبرد سریعتر کارها را مهیا میکنند و دستیابی به دید کلان نسبت به تیمها و بهویژه در مدیریت دارائیها را بهبود میبخشند. پلتفرمهای ابری همچنین امکان ارائه گزارشهای گوناگون را به شکل متمرکز مهیا میکنند؛ این موضوع اکنون امری بسیار حیاتی است زیرا رگولاتورها برای افشای مکرر اطلاعات زیستمحیطی و ایمنی به شرکتهای نفتی فشار زیادی وارد میکنند.
اکنون پالایشگاههای نفت و گاز خود را در نقطهای میبینند که «نوسازی» برای آنها، کلید پاسخگویی به تقاضای فزاینده در بازار برای نفت خام در عین تعهد به پایداری زیستمحیطی است. با توجه به نوسانات بازار، افزایش تقاضا برای ایمنی و افزایش هزینههای عملیاتی در صنعت، بازنگری در رویکرد پالایشگاهها در زمینهی تعمیر و نگهداری امری ضروری است. بکارگیری هوش مصنوعی، همزادهای دیجیتالی، حسگرهای اینترنت اشیا صنعتی، تجزیه و تحلیلهای پیشبینیکننده و رباتیک، آینده نزدیک برای این صنعت است؛ شرکتهایی که زودتر این فناوریها را بپذیرند و پیادهسازی کنند، برنده میدان رقابت خواهند بود.
