细数壳牌气化技术在福建炼油乙烯一体化项目中的应用——专访壳牌集团全球SGP服务经理，Joachim Wolff

细数壳牌气化技术在福建炼油乙烯一体化项目中的应用
——专访壳牌集团全球SGP服务经理，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，壳牌全球解决方案国际有限公司液体和气体气化的服务经理，德国Dresden大学的热力学博士，拥有气化领域的技术开发、设计、制造以及气化工厂的开试车等经验背景。在2003年加入壳牌全球解决方案有限公司时，他担任壳牌气化技术（SGP）的专利及服务经理。作为福建项目的专利商代表，他参与了项目的定义阶段，编写了工艺设计手册，参加了项目执行过程、现场开试车以及性能考核。

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

P&CC：不同于中国的其他气化项目，福建炼油乙烯一体化项目(以下简称：FREP)采用了来自炼油厂的沥青渣油作为气化进料。您能否向我们介绍一下壳牌开发了哪些不同的气化技术？作为一个石油公司，壳牌是怎么建立这些技术专长的？

W olff：壳牌在1950年代就创立了自己的气化技术研究所，在气化技术开发方面具有相当丰富的经验，并由此诞生了两大关键技术——壳牌气化工艺（SGP）和壳牌煤气化工艺（SCGP）。这两大技术能够将大部分的碳氢化合物原料转化成合成气：SGP可以用来处理炼油厂的渣油以及（天然）气；SCGP可以用来处理煤和石油焦。

用于处理炼油厂渣油的气化技术已经创立很多年了，气化后生成的合成气可以用来制造多种化工产品（氨，甲醇，氢，羰基醇等）、Fisher-Tropsch液化燃料气以及发电，如今，在全球范围内已经有29家获得壳牌渣油和天然气气化专利许可的厂家（其中5家在中国）。获得壳牌煤气化专利许可的厂家也达到25家 （其中18家在中国）。 目前全球总共有107台壳牌气化炉在运行，其中大部分应用于化工领域，最久的工厂从1961年就开始投入运行。最近又将有18台气化炉建成运行，其中包括了世界最大的天然气液化（GTL）工厂----卡塔尔的Pearl GTL中使用的气化炉。

壳牌除了自己拥有并运行气化装置（炼油厂，GTL工厂），同时还转让这些专利技术。与自己以及专利使用商所运行的装置进行积极的信息交流，传播了最佳的运行经验。这些运行经验是技术发展和工艺持续进步的平台。

P&CC：对于壳牌来讲，在FREP的IGCC建设中最大的挑战是什么？

W olff：对于FREP的IGCC装置，壳牌可以成功地借鉴于气化设计和运行中丰富的经验。在项目的进行阶段，主要挑战有：

首先，准确地定义各功能块的要求以及工厂运行操作的模式是关键。因为气化单元是整个集成综合体的一部分，这就需要很多部门的共同参与：业主、设计单位、多种的专利提供商。大量的精力需要花在优化整合上。

第二，包括中国和多个国际股东都参与了整个项目，考虑到各方不同的文化背景，适当调整是至关重要的。

第三，现场整个集合体采用了一系列的新技术。适当的培训、前期对控制和安全保护系统的测试调整、由各专利商专家支持的恰当的工厂试车，都为工厂的顺利开车和稳定的商业运行贡献了价值。

P&CC：您说到定义各功能块的要求以及工厂运行操作的模式是最为关键的挑战，那么，FREP选择了怎样的解决方案？

Wolff：FREP囊括了溶剂脱沥青、气化、一氧化碳变换、合成气处理、氢气提纯以及汽电联产等技术。气化的原料是来自溶剂脱沥青的渣油沥青。大约1/3的合成气用于生成氢气，去往炼油脱硫工艺；其余的合成气用来作为汽电联产的燃料。

不间断地处理沥青渣油以及不间断地生成氢气和燃料气是该炼油化工集成综合体稳定运行的关键。借鉴于壳牌荷兰Pernis炼油厂，一个类似的用于制氢和发电的集成气化项目的成功应用经验，FREP选用了一套3×50%的气化配置。该种配置允许对单独一台气化炉进行维修而不会影响整个综合体的稳定运行。

现场的运行操作模式是3台气化炉中的2台就可以满足下游所需氢气和汽电厂所需的燃料气。第三台气化炉处于热备用状态，以确保在其中一台运行着的气化炉需要停车时可以快速开车。

气化炉升温、开车、运行以及停车整个过程都是高度自动化的，而且每个单独的步骤都是有充分安全联锁保障的。这个集成控制和安全保障系统，需要运行人员参与的操作被最小化了，在各个运行阶段以及在运行状态转换过程中都可以实现更安全、更稳定和更可靠的工厂操作运行。这个功能给FREP一体化装置带来了极大的好处。周胜军先生(公用工程一联合团队经理）这样说道：“这个集成一体化控制和安全保障系统对于装置取得安全、良好、稳定的运行提供了极大的帮助。我们只需要花很小的精力去加热气化炉并保持设备状态。当我们需要将气化炉投入运行时，整个开车过程也很顺利、可靠。”

P&CC：在顺利开车后，工厂取得了稳定的运行，并且没有明显的延误。那么工厂的运行情况是否符合预期呢？

W olff：IGCC综合体仅仅在机械竣工大约4个月后于2009年成功开车。在项目业主、EPC承包商SNEC以及壳牌支持团队的辛勤工作和刻苦努力下，整个试开车过程仅仅用了很短的几个月时间，其中大约有一半的时间，大家都致力于气化工厂阀门的调试、综合控制系统和安全保障联锁的调试。顺利成功的开车充分证明了这些前期的努力是值得的。

原始开车后，现场能够很快将负荷升至满负荷，并没有因为气化单元造成实质的延误，例如，第2套气化炉在原始开车26天之后就达到了100%负荷，这里面还包括了在原始开车后低负荷运行以保证在合成气冷却器（SEC）装置中生成足够的污垢层所需要的7天时间；在此之后的一个月内装置又成功升到了110%的负荷。气化单元宽广的操作窗口，为炼油综合体也提供了极大的灵活性。另外，气化单元能够满足整个综合体对于负荷调节的需要，例如，当上游处于不稳定的生产状态下的负荷，气化单元也能够很好地做出调整。

随着第三台气化炉的开车，气化单元的性能考核于2009年9月顺利展开。气化单元所有的性能考核指标都达到了设计要求：工厂能够满负荷运行，合成气产量、氧气消耗量以及蒸汽产量甚至要好于设计预期。计目标。

表1 气化单元的试车和开车时间表

工厂成功投入商业运行已经快2年了，其运行情况达到设计期望：IGCC装置的在线率达到98%；该项目对于不同运行模式的可靠性和灵活性完全达到设

P&CC：就目前我们所知，不是所有使用壳牌煤气化技术（SCGP）的客户都能达到所需的运行可靠性。是什么原因导致了一些可靠性的损失？

W olff：壳牌渣油气化工厂的运行在线率总体很高：单台气化炉典型的在线率达到96%，并且运行和检维修的质量情况良好（计划维修和非计划维修总计大约占4%的时间）。

煤气化工厂的典型运行在线率跟渣油气化工厂相比要低一些，这也可以理解，因为煤气化固体进料的处理要求，进料中存在更多的污染组分，以及需要更严格的气化用煤要求。然而，90%的运行在线率是可以达到的。

对于中国第一批 2006年开车的SCGP煤气化炉，壳牌在一直不断地支持这些工厂解决运行问题以提高运行在线率。壳牌分析问题的原因，并为气化岛内的主要问题提供解决方案。对于大多数工厂，导致能力下降的原因实际上是在气化岛外：经济不景气、上游和下游的问题、频繁的煤种切换以及原煤质量的过度变化。壳牌SCGP煤气化工厂的平均在线率目前已经在稳步提高。

P&CC：煤气化技术工程化应用目前存在的问题真的值得再仔细研究，这不仅对于中国，对全球清洁化能源发展来说都是一个重要的课题。

最后，我们想请您对FREP的IGCC装置建设做一个简短的评价。

W olff：FREP的IGCC装置完全实现了基于不同运行模式下兼顾可靠性和灵活性的设计目标，成功地将壳牌渣油气化技术配置到综合炼油厂中，为该项技术今后的应用提供了一个极好的实例证明。这一成就是在业主工作人员、壳牌专利商支持团队以及EPC承包商SNEC的紧密合作下取得的。

P&CC：非常感谢您接受我们的采访！