PDF《炼化装置的投产：从安装结束到试运行》

敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告

2018 年6月16 日 石油化工 炼化装置的投产:从安装结束到试运行 ――石油化工常识普及报告 行业简报 增持(维持) 分析师 裘孝锋 (执业证书编号:S0930517050001) 021-22167262 qiuxf@ebscn.

com 赵启超 (执业证书编号:S0930518050002) 010-58452072 zhaoqc@ebscn.com 行业与上证指数对比图 资料来源:Wind 事件: 目前恒力集团和浙江石油化工有限公司等民营企业的大型炼化项目均已 进入大型设备进场和安装的高峰阶段. 以恒力石化为例,5 月份开始进行连续重整装置反应器安装、公用车间脱 盐水站、芳烃联合装置间二甲苯塔等的吊装、柴油加氢装置塔器吊装、煤制氢 装置气化炉等所有大件设备的吊装、硫磺回收装置塔器吊装、蜡油加氢热高分 吊装,此外自备热电厂首

2 台锅炉安装已完成并形成供热能力;

污水处理场正 在进行大规模调试.公司计划

6 月底将完成 设备全部到场、材料到货 80%、 钢结构到货 95% 以及原油罐区及中间罐区完工并具备进油条件的目标. 以浙石化为例,4 月22 日完成了 2#1000 万吨/年常减压装置减压塔的吊 装, 至此 2#常减压整体流程的关键设备已全部到位,

5 月份完成了重延迟焦化 装置焦炭塔和催化裂化装置沉降器-再生气的框架浇筑工作.同时炼油和化工 装置设备安装并行不悖,乙烯裂解炉、延迟焦化富气压缩机、柴油加氢裂化反 应器、乙烯裂解其压缩机均已先后完成吊装和安装工作,公用工程方面已完成 空分装置所有冷箱的吊装工作. 从其他装置看炼化项目的试车和开车: 上述炼化装置虽然流程方案不同且建设施工进度不一, 但是根据业主公开 信息显示, 两个炼化装置均已基本完成界区内工艺装置和公用工程主要单元的 框架安装工作, 大部分长周期设备已完成制造和运输交付, 处在陆续安装状态. 针对市场上较为关心的后续进度(主要是何时投料试车和达产)问题,我们根 据国内现有炼化装置如海南炼化等的试车和开车过程, 对大型炼化装置设备安 装以及对后续的管道电仪安装、机械竣工、试车和开车进度安排做一下大致的 说明. -10% 0% 10% 20% 30% 04-17 07-17 10-17 01-18 基础化工 沪深300 2018-06-16 基础化工 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告 以恒力石化为例,公开信息显示预计

7 月份完成安装工作(此处我们理 解为包括设备、管道和电仪安装),根据化工装置的常规试车和试运行进度 安排,安装工作完成之后到正式运行即达产(试运行结束并转固,开始计入 生产成本而非冲减固定资产)尚需经过单机试车―联动试车―投料试车―试 运行―性能考核―优化消缺―正式运行数个阶段. 图1:正式运行前的流程:安装工作完成―单机试车―联动试车―投料试车―试运行―性能考核 资料来源: 《化学工业建设项目试车工作规范》

(一)炼化装置从安装结束到投料试车的具体节点 根据海南炼化等国内已稳定运行的炼化装置的经验和某在建炼化一体 化装置可研中编制的项目建设进度计划显示,以往项目从设备、管道和电仪 安装结束之后,到具备开车条件,通常需要进行为期

6 个月左右的单机试车 和联动试车工作.我们认为两家民营大炼化企业由于具备丰厚的物力、人力 资源,而且从两桶油系统内寻求到了经验丰富的开工服务,有望将这一阶段 的时长大大缩短. 图2:大炼化装置设备安装开始后的预计工程和试车进度(横轴为自然月) 料来源:光大证券研究所 以海南炼化为例,与两个民营大炼化装置流程配置较为相似,均为加工 成品油和芳烃的燃料-化工型炼厂.海南炼化配置了常减压蒸馏-催化原料预 处理-重油催化裂化/加氢裂化的加工方案,催化原料加氢预处理,中间馏分 全加氢,航煤和柴油等进行加氢精制,原油综合加工能力

800 万吨/年.根据

0 3

6 9

12 15

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24 具备开车条件 联动试车 装置变电所授电 机械竣工 吹扫试压 电仪安装 管道安装 设备安装 目前 两个炼化 项 目所处的阶段 2018-06-16 基础化工 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报告 海南炼化计划中的总体试车方案,安装工作结束后单机试车阶段从

2005 年11 月开始,原计划

2006 年6月投出合格产品. 图3:海南炼化流程配置 资料来源: 《海南炼化总体试车方案》 海南炼化试车进度以动力锅炉点火、蒸汽管网吹扫、大机组单机试车和 装置联动试车等关键节点为主线,将试车进度分为三个阶段: (1)单机试车阶段:根据总体试车方案安排,海南炼化的单机试车阶段为

2005 年11 月-2006 年3月,为期约

5 个月时间.其中公用工程部分如变电 所、给水泵站、空压站、脱盐水站和燃料油罐区等的单机试车均于

2005 年11 月开始并陆续投入运行, 为后续工艺和蒸汽管网吹扫打靶提供条件. 由于 单机试车阶段可以根据各个设备的安装进度陆续进行试车,试车可以和其他 设备的施工同步进行,因此在开车服务的人力资源较为丰富的情况下,我们 预计在建中的大炼化装置可以将该阶段时间大为缩短. 单机试车从装置工程安装基本结束,开始 三查四定 到装置完成机械竣 工和中间交接的试车阶段,主要任务是 三查四定 (查设计漏项、未完成工 程、过程质量及隐患,针对问题明确工作范围、责任人、完成时间和整改措 施)、系统清洗、吹扫、试压、单机试车、仪表单调、装置中交等工作.单机 试车以施工单位为主,业主相关部门配合, 三查四定 及问题整改落实、试 车及施工交叉进行,中交前必须完成 三查四定 工作和设备的试运. 2018-06-16 基础化工 敬请参阅最后一页特别声明 -4- 证券研究报告 (2)联动试车(冷试车)阶段:海南炼化总体试车方案计划于

2006 年3月-2006 年4月下旬完成该阶段工作.主体装置在此之前已完成中交,联动 试车阶段以生产人员为主,主要进行系统吹扫、气密、干燥、仪表和大型机 组的联调、装置水联运、油联运和三剂装填,并对 DCS 和联锁(Interlock) 系统的性能进行检查和考核,检验其是否达到设计规范和生产运行要求. (3)投料试车阶段:联动试车经考核结束之后,便进入投料试车(热试车) 阶段.开车是指初始投料的时间节点,而热试车则是指从投入原料直至产出 合格产品的全过程.在正式投料之前,需要对系统进行干燥置换、预冷/预热 和催化剂升温还原等预处理工作,之后便可以正式投入原料开车,打通生产 流程. 以海南炼化为例,开车和试生产阶段原计划安排在

2006 年4月下旬―

2006 年9月,实际上该阶段耗费时间取决于试生产的具体情况. 常减压装置于

4 月28 日首先投料试车,运行约

1 周时间并产出合格的 石脑油、柴油和重油等产品送至储罐,供下游装置开工使用,此后降温降量 维持常减压装置内循环. 制氢装置与常减压同步开车,用时

4 天左右时间生产出合格氢气后供加 氢装置氢气气密和催化剂硫化. 石脑油加氢和连续催化重整、柴油加氢、重油催化裂化和渣油加氢装置 在常减压开车的时候同步进行系统油运,在制氢装置送来合格氢气之后开始 催化剂预硫化工作,之后便开始切换常减压生产的物料开始正式投料试车, 并生产出成品油、芳烃和其他化工品,理想情况下炼油主装置从系统油运到 投出产品整个过程耗时 2-3 周左右. 表1:海南炼化试生产阶段投料试车时间表 序号 项目名称 装置投料 产品合格

1 800 万吨/年常减压蒸馏 2006.04.28 2006.05.12

2 310 万吨/年催化原料预处理装置 Ⅰ系列 2006.05.10 Ⅱ系列 2006.05.26 2006.05.26 2006.06.10

3 120 万吨/年加氢裂化装置 2006.06.16 2006.06.20

4 280 万吨/年重油催化裂化装置 2006.05.08 2006.05.12

5 脱硫脱硫醇装置 2006.05.09 2006.05.12

6 60 万吨/年气体分馏装置 2006.05.09 2006.05.16

7 110 万吨/年石脑油加氢装置

120 万吨/年连续重整装置 2006.05.06 2006.05.12 2006.05.12 2006.05.16

8 20 万吨/年异构化装置 2006.06.06 2006.06.09

9 10 万吨年甲基叔丁基醚装置 2006.05.16 2006.05.20

10 200 万吨/年柴油加氢装置 2006.05.08 2006.05.12

11 30 万吨/年航煤加氢装置 2006.05.16 2006.05.18

12 60000 标米 3/小时制氢装置 2006.04.28 2006.05.01

13 8 万吨/年硫磺回收 溶剂再生装置 2006.05.08 2006.05.08 2006.05.16 2006.05.12

14 180 吨/小时酸性水汽提装置 2006.05.08 2006.05.16

15 20 万吨/年聚丙烯装置 2006.06.05 2006.06.20 资料来源:《海南炼化总体试车方案》,光大证券研究所整理 2018-06-16 基础化工 敬请参阅最后一页特别声明 -5- 证券研究报告 从以上过程我们可以看出从常减压开始投料到后段催化重整、汽柴油和 航煤加氢生产出产品是个相对较短的过程,这一阶段主要的目的是打通整个 生产流程.但生产出合格产品并非意味试生产阶段的成功结束,对于化工生 产,稳定、高负荷的长周期运行是性能考核的关键.炼化装置从投料到完成 性能考核是一个复杂而漫长的过程,期间各装置往往经历反复的 故障诊断、 解决方案、工程修改和装置改造 ,以及数次停车开车、爬坡降负的阶段. 只有经过长时间的磨合和优化之后,才能获得较为稳定的操作条件,并实现 工艺和公用工程系统的物料和能量平衡,才可以组织性能考核测试(化工装 置一般连续

72 小时,具体视承包和技术转让合同而定). 在完成性能考核和装置验收之后,试运行将转为正式运行阶段,意味着 装置运行和维护的责任从承包方和专利商移交给业主,装置可以再次降低负 荷或停车进行优化消缺,并消除遗留尾项,之后重新开车爬坡便转入正式生 产阶段并等待 3-5 年的大修.

(二)乙烯装置的开车流程介绍 乙烯装置开车大致分为两种情况:一是有乙烯开车;

二是无乙烯开车. 这取决于新建乙烯装置的厂址和是否具备提供乙烯的条件. 有乙烯开车方案 有乙烯开车是乙烯装置投料试车的最好方案.因为有了乙烯,可使乙烯 装置在裂解炉投油之前将乙烯压缩机及其制冷系统开起来,并可用氮气将冷 系统预冷到更低的温度;

有了乙烯还可以使乙烯精馏塔先全回流运行起来. 如果这些工作都能提前做好,则待投油后裂解气进入冷系统便可较快地得到 合格的氢气,脱甲烷塔也能尽快地达到正常工艺条件,与氢气同时进入乙炔 加氢反应器,乙炔含量达到要求既可作为乙烯塔的进料,一旦乙烯精馏塔有 了进料,就能很快得到乙烯产品.有了乙烯后,由于冷系统转入正常运行, 使热系统(丙烯、丙烷、C4 及C5 系统)的进料加快,也能促使热系统早日 正常运行.这样,在有乙烯的情况下,就可以省去了由于无乙烯而需要在裂 解炉投油之前积累乙烯-乙烷馏分作乙烯制冷剂的时间, 省去了遇冷降温的时 间,省去了乙烯精馏塔调整操作的时间,也省去了乙烯制冷系统用纯乙烯置 换乙烯-乙烷作冷剂的时间,同时也会给热系统操作带来方便.所以与无乙烯 开车相比,有乙烯开车具有很大的优越性. 无乙烯开车方案 无乙烯(有丙烯)开工的关键在于快速积累大量的混合 C2.脱乙烷塔运 行正常后立即对乙烯精馏塔和乙烯制冷压缩机系统进行混合 C2 充压,脱乙 烷塔顶回流罐有液相时向乙烯精馏塔和乙烯制冷压缩机系统................