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

細(xì)數(shù)殼牌氣化技術(shù)在福建煉油乙烯一體化項目中的應(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際有限公司液體和氣體氣化的服務(wù)經(jīng)理，德國Dresden大學(xué)的熱力學(xué)博士，擁有氣化領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)、設(shè)計、制造以及氣化工廠的開試車等經(jīng)驗背景。在2003年加入殼牌全球解決方案有限公司時，他擔(dān)任殼牌氣化技術(shù)（SGP）的專利及服務(wù)經(jīng)理。作為福建項目的專利商代表，他參與了項目的定義階段，編寫了工藝設(shè)計手冊，參加了項目執(zhí)行過程、現(xiàn)場開試車以及性能考核。

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

P&CC：不同于中國的其他氣化項目，福建煉油乙烯一體化項目(以下簡稱：FREP)采用了來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發(fā)了哪些不同的氣化技術(shù)？作為一個石油公司，殼牌是怎么建立這些技術(shù)專長的？

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)開發(fā)方面具有相當(dāng)豐富的經(jīng)驗，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可以用來處理煉油廠的渣油以及（天然）氣；SCGP可以用來處理煤和石油焦。

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）。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）。 目前全球總共有107臺殼牌氣化爐在運(yùn)行，其中大部分應(yīng)用于化工領(lǐng)域，最久的工廠從1961年就開始投入運(yùn)行。最近又將有18臺氣化爐建成運(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。這些運(yùn)行經(jīng)驗是技術(shù)發(fā)展和工藝持續(xù)進(jìn)步的平臺。

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

W olff：對于FREP的IGCC裝置，殼牌可以成功地借鑒于氣化設(shè)計和運(yùn)行中豐富的經(jīng)驗。在項目的進(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。因為氣化單元是整個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，包括中國和多個國際股東都參與了整個項目，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)場整個集合體采用了一系列的新技術(shù)。適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)、前期對控制和安全保護(hù)系統(tǒng)的測試調(diào)整、由各專利商專家支持的恰當(dāng)?shù)墓S試車，都為工廠的順利開車和穩(wěn)定的商業(yè)運(yùn)行貢獻(xiàn)了價值。

P&CC：您說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，一個類似的用于制氫和發(fā)電的集成氣化項目的成功應(yīng)用經(jīng)驗，F(xiàn)REP選用了一套3×50%的氣化配置。該種配置允許對單獨(dú)一臺氣化爐進(jìn)行維修而不會影響整個綜合體的穩(wěn)定運(yùn)行。

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

氣化爐升溫、開車、運(yùn)行以及停車整個過程都是高度自動化的，而且每個單獨(dú)的步驟都是有充分安全聯(lián)鎖保障的。這個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，在各個運(yùn)行階段以及在運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中都可以實現(xiàn)更安全、更穩(wěn)定和更可靠的工廠操作運(yùn)行。這個功能給FREP一體化裝置帶來了極大的好處。周勝軍先生(公用工程一聯(lián)合團(tuán)隊經(jīng)理）這樣說道：“這個集成一體化控制和安全保障系統(tǒng)對于裝置取得安全、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，整個開車過程也很順利、可靠。”

P&CC：在順利開車后，工廠取得了穩(wěn)定的運(yùn)行，并且沒有明顯的延誤。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個月后于2009年成功開車。在項目業(yè)主、EPC承包商SNEC以及殼牌支持團(tuán)隊的辛勤工作和刻苦努力下，整個試開車過程僅僅用了很短的幾個月時間，其中大約有一半的時間，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。順利成功的開車充分證明了這些前期的努力是值得的。

原始開車后，現(xiàn)場能夠很快將負(fù)荷升至滿負(fù)荷，并沒有因為氣化單元造成實質(zhì)的延誤，例如，第2套氣化爐在原始開車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天時間；在此之后的一個月內(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綜合體對于負(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。

隨著第三臺氣化爐的開車，氣化單元的性能考核于2009年9月順利展開。氣化單元所有的性能考核指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計要求：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)計預(yù)期。計目標(biāo)。

表1 氣化單元的試車和開車時間表

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)計期望：IGCC裝置的在線率達(dá)到98%；該項目對于不同運(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：單臺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（計劃維修和非計劃維修總計大約占4%的時間）。

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，因為煤氣化固體進(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。

對于中國第一批 2006年開車的SCGP煤氣化爐，殼牌在一直不斷地支持這些工廠解決運(yùn)行問題以提高運(yùn)行在線率。殼牌分析問題的原因，并為氣化島內(nèi)的主要問題提供解決方案。對于大多數(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、上游和下游的問題、頻繁的煤種切換以及原煤質(zhì)量的過度變化。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)用目前存在的問題真的值得再仔細(xì)研究，這不僅對于中國，對全球清潔化能源發(fā)展來說都是一個重要的課題。

最后，我們想請您對FREP的IGCC裝置建設(shè)做一個簡短的評價。

W olff：FREP的IGCC裝置完全實現(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，為該項技術(shù)今后的應(yīng)用提供了一個極好的實例證明。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！