細(xì)數(shù)殼牌氣化技術(shù)在福建煉油乙烯一體化項(xiàng)目中的應(yīng)用
——專訪殼牌集團(tuán)全球SGP服務(wù)經(jīng)理，Joachim Wolff

In te rv iew o f M r.Joa c h im W o lff,Se rv ic e M anage r fo r Liqu id and Gas Gas ific a tion fo r She ll G loba l So lu tions Inte rna tiona l BV

Joachim Wolff，殼牌全球解決方案國(guó)際有限公司液體和氣體氣化的服務(wù)經(jīng)理，德國(guó)Dresden大學(xué)的熱力學(xué)博士，擁有氣化領(lǐng)域的技術(shù)開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造以及氣化工廠的開(kāi)試車等經(jīng)驗(yàn)背景。在2003年加入殼牌全球解決方案有限公司時(shí)，他擔(dān)任殼牌氣化技術(shù)（SGP）的專利及服務(wù)經(jīng)理。作為福建項(xiàng)目的專利商代表，他參與了項(xiàng)目的定義階段，編寫了工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)，參加了項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程、現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)試車以及性能考核。

TheimplementationoftheFREPIGCCprojectprovidesanexcellentexampleofsuccessfulintegration ofresiduegasificationtechnologyintoacomplexrefineryconfiguration.Thedesignobjectivesoftheproject withrespecttoreliabilityandflexibilityfordifferent operatingmodesareachieved.Thisachievementis thankstothetightcooperationbetweentheFujian people,thesupportteamofthelicensorShellandthe EPCcontractorSNEC.

P&CC：不同于中國(guó)的其他氣化項(xiàng)目，福建煉油乙烯一體化項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱：FREP)采用了來(lái)自煉油廠的瀝青渣油作為氣化進(jìn)料。您能否向我們介紹一下殼牌開(kāi)發(fā)了哪些不同的氣化技術(shù)？作為一個(gè)石油公司，殼牌是怎么建立這些技術(shù)專長(zhǎng)的？

W olff：殼牌在1950年代就創(chuàng)立了自己的氣化技術(shù)研究所，在氣化技術(shù)開(kāi)發(fā)方面具有相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)，并由此誕生了兩大關(guān)鍵技術(shù)——?dú)づ茪饣に嚕⊿GP）和殼牌煤氣化工藝（SCGP）。這兩大技術(shù)能夠?qū)⒋蟛糠值奶細(xì)浠衔镌限D(zhuǎn)化成合成氣：SGP可以用來(lái)處理煉油廠的渣油以及（天然）氣；SCGP可以用來(lái)處理煤和石油焦。

用于處理煉油廠渣油的氣化技術(shù)已經(jīng)創(chuàng)立很多年了，氣化后生成的合成氣可以用來(lái)制造多種化工產(chǎn)品（氨，甲醇，氫，羰基醇等）、Fisher-Tropsch液化燃料氣以及發(fā)電，如今，在全球范圍內(nèi)已經(jīng)有29家獲得殼牌渣油和天然氣氣化專利許可的廠家（其中5家在中國(guó)）。獲得殼牌煤氣化專利許可的廠家也達(dá)到25家 （其中18家在中國(guó)）。 目前全球總共有107臺(tái)殼牌氣化爐在運(yùn)行，其中大部分應(yīng)用于化工領(lǐng)域，最久的工廠從1961年就開(kāi)始投入運(yùn)行。最近又將有18臺(tái)氣化爐建成運(yùn)行，其中包括了世界最大的天然氣液化（GTL）工廠----卡塔爾的Pearl GTL中使用的氣化爐。

殼牌除了自己擁有并運(yùn)行氣化裝置（煉油廠，GTL工廠），同時(shí)還轉(zhuǎn)讓這些專利技術(shù)。與自己以及專利使用商所運(yùn)行的裝置進(jìn)行積極的信息交流，傳播了最佳的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。這些運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)是技術(shù)發(fā)展和工藝持續(xù)進(jìn)步的平臺(tái)。

P&CC：對(duì)于殼牌來(lái)講，在FREP的IGCC建設(shè)中最大的挑戰(zhàn)是什么？

W olff：對(duì)于FREP的IGCC裝置，殼牌可以成功地借鑒于氣化設(shè)計(jì)和運(yùn)行中豐富的經(jīng)驗(yàn)。在項(xiàng)目的進(jìn)行階段，主要挑戰(zhàn)有：

首先，準(zhǔn)確地定義各功能塊的要求以及工廠運(yùn)行操作的模式是關(guān)鍵。因?yàn)闅饣瘑卧钦麄€(gè)集成綜合體的一部分，這就需要很多部門的共同參與：業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、多種的專利提供商。大量的精力需要花在優(yōu)化整合上。

第二，包括中國(guó)和多個(gè)國(guó)際股東都參與了整個(gè)項(xiàng)目，考慮到各方不同的文化背景，適當(dāng)調(diào)整是至關(guān)重要的。

第三，現(xiàn)場(chǎng)整個(gè)集合體采用了一系列的新技術(shù)。適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)、前期對(duì)控制和安全保護(hù)系統(tǒng)的測(cè)試調(diào)整、由各專利商專家支持的恰當(dāng)?shù)墓S試車，都為工廠的順利開(kāi)車和穩(wěn)定的商業(yè)運(yùn)行貢獻(xiàn)了價(jià)值。

P&CC：您說(shuō)到定義各功能塊的要求以及工廠運(yùn)行操作的模式是最為關(guān)鍵的挑戰(zhàn)，那么，F(xiàn)REP選擇了怎樣的解決方案？

Wolff：FREP囊括了溶劑脫瀝青、氣化、一氧化碳變換、合成氣處理、氫氣提純以及汽電聯(lián)產(chǎn)等技術(shù)。氣化的原料是來(lái)自溶劑脫瀝青的渣油瀝青。大約1/3的合成氣用于生成氫氣，去往煉油脫硫工藝；其余的合成氣用來(lái)作為汽電聯(lián)產(chǎn)的燃料。

不間斷地處理瀝青渣油以及不間斷地生成氫氣和燃料氣是該煉油化工集成綜合體穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。借鑒于殼牌荷蘭Pernis煉油廠，一個(gè)類似的用于制氫和發(fā)電的集成氣化項(xiàng)目的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，F(xiàn)REP選用了一套3×50%的氣化配置。該種配置允許對(duì)單獨(dú)一臺(tái)氣化爐進(jìn)行維修而不會(huì)影響整個(gè)綜合體的穩(wěn)定運(yùn)行。

現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行操作模式是3臺(tái)氣化爐中的2臺(tái)就可以滿足下游所需氫氣和汽電廠所需的燃料氣。第三臺(tái)氣化爐處于熱備用狀態(tài)，以確保在其中一臺(tái)運(yùn)行著的氣化爐需要停車時(shí)可以快速開(kāi)車。

氣化爐升溫、開(kāi)車、運(yùn)行以及停車整個(gè)過(guò)程都是高度自動(dòng)化的，而且每個(gè)單獨(dú)的步驟都是有充分安全聯(lián)鎖保障的。這個(gè)集成控制和安全保障系統(tǒng)，需要運(yùn)行人員參與的操作被最小化了，在各個(gè)運(yùn)行階段以及在運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中都可以實(shí)現(xiàn)更安全、更穩(wěn)定和更可靠的工廠操作運(yùn)行。這個(gè)功能給FREP一體化裝置帶來(lái)了極大的好處。周勝軍先生(公用工程一聯(lián)合團(tuán)隊(duì)經(jīng)理）這樣說(shuō)道：“這個(gè)集成一體化控制和安全保障系統(tǒng)對(duì)于裝置取得安全、良好、穩(wěn)定的運(yùn)行提供了極大的幫助。我們只需要花很小的精力去加熱氣化爐并保持設(shè)備狀態(tài)。當(dāng)我們需要將氣化爐投入運(yùn)行時(shí)，整個(gè)開(kāi)車過(guò)程也很順利、可靠?！?/p>

P&CC：在順利開(kāi)車后，工廠取得了穩(wěn)定的運(yùn)行，并且沒(méi)有明顯的延誤。那么工廠的運(yùn)行情況是否符合預(yù)期呢？

W olff：IGCC綜合體僅僅在機(jī)械竣工大約4個(gè)月后于2009年成功開(kāi)車。在項(xiàng)目業(yè)主、EPC承包商SNEC以及殼牌支持團(tuán)隊(duì)的辛勤工作和刻苦努力下，整個(gè)試開(kāi)車過(guò)程僅僅用了很短的幾個(gè)月時(shí)間，其中大約有一半的時(shí)間，大家都致力于氣化工廠閥門的調(diào)試、綜合控制系統(tǒng)和安全保障聯(lián)鎖的調(diào)試。順利成功的開(kāi)車充分證明了這些前期的努力是值得的。

原始開(kāi)車后，現(xiàn)場(chǎng)能夠很快將負(fù)荷升至滿負(fù)荷，并沒(méi)有因?yàn)闅饣瘑卧斐蓪?shí)質(zhì)的延誤，例如，第2套氣化爐在原始開(kāi)車26天之后就達(dá)到了100%負(fù)荷，這里面還包括了在原始開(kāi)車后低負(fù)荷運(yùn)行以保證在合成氣冷卻器（SEC）裝置中生成足夠的污垢層所需要的7天時(shí)間；在此之后的一個(gè)月內(nèi)裝置又成功升到了110%的負(fù)荷。氣化單元寬廣的操作窗口，為煉油綜合體也提供了極大的靈活性。另外，氣化單元能夠滿足整個(gè)綜合體對(duì)于負(fù)荷調(diào)節(jié)的需要，例如，當(dāng)上游處于不穩(wěn)定的生產(chǎn)狀態(tài)下的負(fù)荷，氣化單元也能夠很好地做出調(diào)整。

隨著第三臺(tái)氣化爐的開(kāi)車，氣化單元的性能考核于2009年9月順利展開(kāi)。氣化單元所有的性能考核指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求：工廠能夠滿負(fù)荷運(yùn)行，合成氣產(chǎn)量、氧氣消耗量以及蒸汽產(chǎn)量甚至要好于設(shè)計(jì)預(yù)期。計(jì)目標(biāo)。

表1 氣化單元的試車和開(kāi)車時(shí)間表

工廠成功投入商業(yè)運(yùn)行已經(jīng)快2年了，其運(yùn)行情況達(dá)到設(shè)計(jì)期望：IGCC裝置的在線率達(dá)到98%；該項(xiàng)目對(duì)于不同運(yùn)行模式的可靠性和靈活性完全達(dá)到設(shè)

P&CC：就目前我們所知，不是所有使用殼牌煤氣化技術(shù)（SCGP）的客戶都能達(dá)到所需的運(yùn)行可靠性。是什么原因?qū)е铝艘恍┛煽啃缘膿p失？

W olff：殼牌渣油氣化工廠的運(yùn)行在線率總體很高：?jiǎn)闻_(tái)氣化爐典型的在線率達(dá)到96%，并且運(yùn)行和檢維修的質(zhì)量情況良好（計(jì)劃維修和非計(jì)劃維修總計(jì)大約占4%的時(shí)間）。

煤氣化工廠的典型運(yùn)行在線率跟渣油氣化工廠相比要低一些，這也可以理解，因?yàn)槊簹饣腆w進(jìn)料的處理要求，進(jìn)料中存在更多的污染組分，以及需要更嚴(yán)格的氣化用煤要求。然而，90%的運(yùn)行在線率是可以達(dá)到的。

對(duì)于中國(guó)第一批 2006年開(kāi)車的SCGP煤氣化爐，殼牌在一直不斷地支持這些工廠解決運(yùn)行問(wèn)題以提高運(yùn)行在線率。殼牌分析問(wèn)題的原因，并為氣化島內(nèi)的主要問(wèn)題提供解決方案。對(duì)于大多數(shù)工廠，導(dǎo)致能力下降的原因?qū)嶋H上是在氣化島外：經(jīng)濟(jì)不景氣、上游和下游的問(wèn)題、頻繁的煤種切換以及原煤質(zhì)量的過(guò)度變化。殼牌SCGP煤氣化工廠的平均在線率目前已經(jīng)在穩(wěn)步提高。

P&CC：煤氣化技術(shù)工程化應(yīng)用目前存在的問(wèn)題真的值得再仔細(xì)研究，這不僅對(duì)于中國(guó)，對(duì)全球清潔化能源發(fā)展來(lái)說(shuō)都是一個(gè)重要的課題。

最后，我們想請(qǐng)您對(duì)FREP的IGCC裝置建設(shè)做一個(gè)簡(jiǎn)短的評(píng)價(jià)。

W olff：FREP的IGCC裝置完全實(shí)現(xiàn)了基于不同運(yùn)行模式下兼顧可靠性和靈活性的設(shè)計(jì)目標(biāo)，成功地將殼牌渣油氣化技術(shù)配置到綜合煉油廠中，為該項(xiàng)技術(shù)今后的應(yīng)用提供了一個(gè)極好的實(shí)例證明。這一成就是在業(yè)主工作人員、殼牌專利商支持團(tuán)隊(duì)以及EPC承包商SNEC的緊密合作下取得的。

P&CC：非常感謝您接受我們的采訪！