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《中国煤化工》
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榆能化公司总经理李伟:首个煤气油共炼项目为何能一枝独秀
作者:陈继军 马扬 | 来源:《中国石油和化工产业观察》杂志  | 时间:2020-11-30

引 言

    截至10月底,陕西延长中煤榆林能源化工有限公司(简称榆能化公司)靖边煤气油综合利用项目(简称靖边煤气油共炼项目)已运行了5年。作为全球首个煤气油综合利用示范项目,靖边煤气油共炼项目一直受到业内关注。尤其启动项目步入商业化运营后,装置的运行状况、盈利能力、能耗水平更成为各方关注焦点。因为该项目不仅关乎项目投资方的利益,也是对煤化工、天然气化工、石油化工能否对接耦合以及对接耦合后能否通过碳氢互补,实现资源高效利用、节能减排,推动项目竞争力与盈利能力提升等设想的全面检验。为此,记者近日专访了榆能化公司总经理李伟。


李  伟

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司总经理

    高级工程师,长期从事煤化工技术管理、战略规划、生产实践,具有丰富的大型煤化工项目建设和生产经营管理经验,先后担任陕西渭河煤化工集团公司技术开发部副部长、西安科伟化工有限责任公司副总经理、陕西新兴煤烯怪有限公司总经理助理、陕煤集团规划委副主任,现任陕西延长中煤榆林能源化工有限公司总经理,参与开发的煤气油综合利用技术分别获陕西省科学技术一等奖、中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖。


    记者:业内都非常关心靖边煤气油共炼项目5年来的运行情况。

    李伟:靖边煤气油共炼项目位于陕西省榆林市靖边县东北部10公里处的靖边能源化工园区内,占地总面积7平方公里,由陕西延长石油(集团)有限责任公司与中煤能源股份有限公司共同出资建设。启动项目概算总投资约275亿元,主要包括年产180万吨甲醇、60万吨甲醇制烯烃、150万吨渣油催化热裂解、120万吨聚烯烃、9万吨甲基叔丁基醚等8套装置,同时配套有公用工程、引水管线、铁路、渣场等辅助设施。

   项目以煤和天然气联合制甲醇,继而生产烯烃。这部分烯烃与渣油催化热裂解生产的烯烃一同进入下道工序,生产聚烯烃或烯烃衍生品。主要产品包括:60万吨聚乙烯、60万吨聚丙烯、9万吨甲基叔丁基醚、22万吨裂解石脑油、7万吨裂解重油、20万吨轻柴油、3万吨碳五、14万吨混合碳四、4万吨丁烯-1、5万吨硫酸铵、2万吨硫磺等。启动项目于2011年3月正式开工建设;2013年7月开始陆续中交,2014年7月打通流程并一次试车成功;2015年8月正式转入商业运营。


   记者:5年来启动项目运营效果如何?

   李伟:两个满意:一个是经济效益,另一个是环保效果。

   经济效益方面:

   项目转入商业化运营的第一年,就实现销售收入39.21亿元,实现净利润1.64亿元。随着消漏补缺工作的完成和优化开发工作的推进,项目盈利能力持续增强。2016年,生产聚烯烃104.48万吨,实现销售收入89.87亿元、净利润8.4亿元;2017年,生产聚烯烃116万吨,实现销售收入111.61亿元、净利润11.49亿元;2018年,生产聚烯烃111.81万吨,实现销售收入123.92亿元、净利润11.47亿元;2019年,生产聚烯烃122.69万吨,实现销售收入122.52亿元、净利润7.65亿元;今年1~9月,生产聚烯烃85.45万吨,实现销售收入71.01亿元。

   环保效果方面:

   靖边煤气油共炼项目的节能减排与环保效果同样显著。据中国石油和化学工业联合会组织的72小时现场标定考核,靖边煤气油共炼项目吨甲醇综合能耗1.2吨标煤、水耗1.78吨。与煤制甲醇先进值相比,吨甲醇综合能耗、水耗分别下降15.5%和70.33%,能源转化效率提高16.88%,碳资源利用率提高17.74%,二氧化碳、废渣、二氧化硫减排幅度分别达60.38%、61%和59%。与同等规模的煤经甲醇制烯烃项目相比,每年可减排二氧化碳282万吨、废渣27万吨、二氧化硫75万吨。不仅如此,靖边煤气油共炼项目还通过多级膜法分离与多效蒸发结晶等工艺技术集成开发创新,解决了部分盐资源化利用和高浓盐水处理的瓶颈难题,在现代煤化工领域率先实现工业废水近零排放,年减少新鲜水用量500万吨。


   记者:近几年,现代煤化工项目的竞争力与经济性普遍受到质疑,能耗与环保效果更广遭诟病。在这种情况下,靖边煤气油共炼项目为何能一枝独秀?

   李伟:我的体会,一个项目,尤其是投资巨大现代煤化工项目的成败,主要取决于4个阶段的15个环节:

   (一)第一阶段

   项目前期阶段的方案设计与技术工艺选型;

   (二)第二阶段

   项目建设阶段的施工质量、工程进度、现场管理、设备采购、安装、检验把关、生产准备;

   (三)第三阶段

   装置试车前后的“三查四定”、隐患排查、消漏补缺;

   (四)第四阶段

   商业化运营后的持续改进、工艺优化、科学管理、产品升级和市场开发。

   这些过程环环相扣,任何一个环节出了问题,都会影响项目预期效果、经济效益与节能环保效果。庆幸的是,靖边煤气油共炼项目在这4个阶段中,管控好了每一个环节。


   记者:能否具体谈谈?

   李伟:就拿方案设计来说,靖边煤气油共炼项目最初计划建设年产180万吨煤制甲醇、60万吨甲醇制烯烃。大家都知道,单一煤化工项目水耗大、能耗高、排放多,再加上我们这个项目用的减压渣油不仅难以高效处理,而且处理后产品附加值低、经济效益差。正是考虑到这些因素,集团公司才提出建设全球首个煤气油综合利用示范项目的设想。即以延长石油集团靖边炼油厂所产的减压渣油为原料,经催化热裂解生产烯烃的同时,副产干气与煤气化、天然气氧化产生的合成气一道生产甲醇,并经甲醇生产烯烃,烯烃再与渣油催化热裂解产生的烯烃混合,生产聚烯烃及其他化工产品。这一方案不仅实现煤化工、天然气化工、石油化工的对接耦合,还有效弥补了传统煤制甲醇合成气中碳多氢少和天然气制甲醇合成气氢多碳少的不足,同时充分利用了渣油催化热裂解副产的富氢干气,使甲醇合成装置的碳氢达到最佳配比,氢气和一氧化碳等反应组分能够最大限度地转化为目标产品甲醇,从而大幅减少资源浪费和污染物排放,有效克服单一煤化工项目弊端,为实现良好经济效益与节能环保效果打下基础。

   在工艺技术选型方面,靖边煤气油共炼项目遴选了14项国内外先进、成熟且经大量工业化验证的技术,通过柔性设计,使其高度集成耦合匹配。其中,煤气化采用西北化工研究院多元料浆加压气化技术,甲醇制烯烃采用中科院大连化物所甲醇制低碳烯烃核心技术,天然气转化与甲醇合成采用英国戴维公司技术,甲醇洗采用德国林德公司技术,催化裂解工艺(DCC)装置反再系统采用石油化工科学研究院和中国石化工程建设公司共同开发的催化裂解工艺,乙丙烷裂解炉及烯烃分离系统采用美国石伟公司工艺,高密度聚乙烯装置采用瑞士英力士公司的淤浆环管聚合工艺(INNOVENE S),线性低密度聚乙烯装置采用美国联碳公司的乌尼泊尔(UNIPOL)气相流化床聚乙烯生产工艺,两条聚丙烯生产线则分别采用了可生产聚丙烯均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物的中国石油化工集团公司第二代环管聚丙烯工艺技术,以及英力士公司气相法聚丙烯专利技术等等。由于本着先进、成熟、实用且经过工业化验证这一原则对各项工艺技术遴选,我们有效规避了选择不当的风险,为项目实现安稳长满优运行提供了技术支撑。

   像靖边煤气油共炼项目这类大型煤化工项目,所需各类设备多达数万台套,现场施工及监管人员最多时上万人,有近百个施工单位在现场忙碌,交叉作业难以避免。为确保项目建设严谨有序、高水平推进,在延长石油集团系统内,我们首次采用了业主主导的联合项目管理团队(IPMT)管理模式,聘请全球著名项目管理团队——阿美科福斯特惠勒工程有限公司与业主一道进行现场管理。在现场,外方总负责人可以行使榆能化公司副总经理的权力,统一调度、协调、监管,下设的各专业小组,拥有与中方相关部门相同的监管权和处罚权。靖边煤气油共炼项目还组建了自己的专业化团队,指导外方团队进行现场管理,最大限度地尊重对方的意见。这种充分授权、内外联合的管理模式,不仅引进了先进的、国际化的管理团队和理念,锻炼了榆能化公司自己的队伍,也因签订的是阶段性交钥匙合同,规避了长臂管辖和工程总包存在的管理线长、难度大、死角多、费用高等弊端。靖边煤气油共炼项目又将有些单元分包给富有经验的承包方,做到了让专业团队做专业的事情,较好地实现了“四大控制”。

   在设备采购环节,靖边煤气油共炼项目本着对项目、投资方负责的态度,在全球范围内择优选择,公开招标选择高性价比设备和装备,严格把好从采购到调试运行的各个关口。为确保安装质量,靖边煤气油共炼项目创造性地采用工程总包与第三方检测结合模式,强化过程质量管控,项目建设质量总体可控。

   在试车期间,靖边煤气油共炼项目成立了统一的调度指挥机构和十几个专业开车“保镖队”,试车过程中遇到的任何问题,都能迅速组织人员,从工艺设计、设备质量、操作规范、工艺参数、防范措施等多方面梳理分析,使问题得以很快解决,确保试车工作的顺利进行。

步入商业化运营后,针对聚烯烃通用料市场同质化竞争激烈、利润微薄的现状,靖边煤气油共炼项目迅速调整工作思路,把工作重点放在开发市场、优化工艺参数、开发差异化高附加值新产品上,很快收到实效。


   记者:您认为这个煤气油共炼项目5年来最宝贵的经验是什么?

   李伟:一是解放思想,大胆创新。无论煤化工、石油化工还是天然气化工,此前基本是独立发展、自成体系。靖边煤气油共炼项目首次提出了煤气油综合利用的概念并加以实施,验证了煤化工、石油化工、天然气化工完全可以集成耦合、煤气油完全可以综合利用。

   二是对于投资几十上百亿的煤化工项目,既不能因追求高大上而选择尚未经工业化应用验证的所谓“世界领先”“国内领先”技术或设备,也不能因片面追求设备国产化率而放弃国外优良设备,应根据项目自身需要,用全球视野,公开、公平、透明地遴选技术工艺并进行设备招标采购。

   三是在设计方案、技术工艺造型确定后,作为3种或多种不同工艺集成耦合的装置,不同装置之间的匹配和柔性连接十分重要。比如合成气压缩机,靖边煤气油共炼项目选择是一大一小两台机组。该方案不仅大幅减少了投资,而且极大地增加了装置操作弹性和降低了事故停车率。假如当时没有充分科学论证,仅上一台大型合成气压缩机,那么同时处理煤制气、天然气氧化以及渣油催化热裂解3股工艺条件差异较大、成分不同的合成气,势必大幅增加压缩机组的操作难度,缩小其操作弹性。而且任何一个合成气工况出现异常或波动,都会引发压缩机波动,继而导致装置整体波动甚至停车。

   四是必须持续不断进行技术升级改造、工艺优化和新产品开发。现代煤化工是新生事物,包括靖边煤气油共炼项目在内不少都是示范项目,几乎无现成模式和经验可供借鉴,这固然为项目设计、建设、运营带来较大风险和困难,但也给技术升级改造、工艺优化、新产品开发提供了空间。只要持之以恒地进行技术升级改造、工艺优化、新产品开发,就一定能够获得丰厚回报。比如,榆能化公司2016年首次计划大检修期间,实施包括两套煤、重油共气化系统改造在内的检修、技改项目上千项,不仅解决了制约各装置优质高效运行的瓶颈问题,显著提升了装置运行的稳定性,还实现了裂解重油的综合利用、裂解轻油替代锅炉燃油、气化细渣用于锅炉掺烧,每年为公司节本增效数千万元。经过持续不断的改进升级,靖边煤气油共炼项目甲醇合成、甲醇制烯烃、渣油催化热裂解等主要装置均长期维持100%以上负荷率运行;渣油催化热裂解的双烯收率及甲醇制烯烃装置双烯收率大幅提升,达到国内同类装置领先水平。不仅如此,在新产品开发方面,榆能化公司到目前已经累计开发出约60个牌号的聚烯烃产品。其中,自主研发的双峰注射吹塑聚乙烯产品TB-5610Y填补了国内小中空产品的空白;生产的国际薄膜料标杆聚乙烯牌号J53-10填补了国内该牌号产品技术的空白;丙丁共聚类产品(160B/250B/400B/500B)成功实现系列化产品量产,走在国内同类企业前列;生产的高端PPR(无规共聚聚丙烯)管材料T4401、PE100级(聚乙烯)管材料PN049,实现了煤制烯烃行业生产该牌号的突破;生产的TPO9001Y产品(高性能聚丙烯)达到同类进口产品性能,为国内少数掌握该技术企业;自主研发的三元共聚聚丙烯产品F5607Y,突破了行业内技术封锁,实现了煤制烯烃行业生产该牌号的突破;生产的HMS1701/4701产品(高性能聚丙烯)填补了国内生产空白,其中HMS4701为全球首家实现釜内生产的高熔体强度无规共聚产品。这些新产品质量好、国内市场紧缺,广泛用于汽车制造、管道输送、电子电器、室内装饰、食品包装等领域,吨售价较通用料高500元以上,每年为公司增加盈利过亿元,帮助公司巩固并扩大了西北、华东、华北、华中市场份额,助推榆能化公司在差异化、高端化、定制化经营方面迈出了坚实步伐。公司连续3年获得“中国聚烯烃行业最具影响力企业”称号。


   记者:有没有值得业内借鉴的教训或不如意之处呢?

   李伟:有,印象较深的有5处:

   ● 一是由于设计人员经验不足,对换热效果过于理想化,导致为天然气转化炉配套的预热换热器偏小,换热效果达不到工艺要求。

   ●二是甲醇制烯烃反应器下部因设计和制造原因,在高温高压条件下导致衬里磨穿,形成较大隐患。

   ●三是渣油催化热裂解的反应器因设计、操作等原因,出现结焦、超温、温度分布不均匀,反应器翼阀脱落,分馏塔操作弹性小等问题。

   ●四是部分公用工程余量大,存在“大马拉小车”现象,整个装置能效还有待提高。

   ●五是渣油催化热裂解装置丙/乙烯偏离设计值,整个装置综合效果无法实现最大化。

   对于上述问题,有的经过技术改进已经解决,有的通过本次“填平补齐”工程加以解决。

   记者:怎么“填平补齐”的?

   李伟:“填平补齐”工程概算投资144.13亿元,以煤、天然气为原料,依托现有项目的部分公用工程设施(煤储运、原水供水、仓储、外管廊等系统)和管理团队,新建了180万吨/年甲醇联合装置、60万吨/年甲醇制烯烃装置、40万吨/年聚丙烯装置、30万吨/年低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯共聚物(LDPE/EVA)一体化装置,以及配套设施。项目于2018年9月现场全面开工建设,目前已建成中交,正在加紧设备调试和试车,预计年底打通全流程。项目投产后,榆能化公司聚烯烃产能将达到180万吨/年,年销售收入预计可达到200亿元以上、年利税预计达到50亿元以上,成为国内规模较大的聚烯烃生产商。

   记者:谢谢您接受采访!

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文章来源:《中国石油和化工产业观察》杂志

作者:陈继军 马扬

本期编辑:归归、小玉

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