煤化工企业创新发展模式探析

文/贺海波 吕保军

中煤陕西榆林能源化工有限公司通过强化科技引领，实施科学管理，打造智能示范工厂，推动煤化工高质量发展，促进产业转型升级

随着国民经济的快速发展，国内对石油和烯烃产品的需求逐步增加，对外依存度较高，以“煤”代“油”生产烯烃是实现“煤代油”能源战略，保证国家能源安全的重要途径之一。近年来，中煤集团围绕建设“世界清洁能源供应商和世界清洁能源技术服务商”的战略目标，积极整合优质资源，依托自身煤炭和煤化工产业技术起点高、设备工艺新、能耗水平低、环境污染少、专业化程度高的优势，大力开展煤炭深加工项目建设。中煤陕西榆林能源化工有限公司180万吨/年甲醇和60万吨/年烯烃项目的建成投产，有力推进了传统煤化工向现代煤化工的转型发展，降低了烯烃行业对石油的需求，在煤制烯烃行业充分发挥了示范引领作用，一定程度上缓解了我国“富煤、少气、贫油”的能源结构性矛盾。

一、坚持创新驱动，强化科技引领

公司坚持贯彻国家创新驱动发展战略，大力推进科技创新、技术研发和成果转化应用，打造项目优质建设和运营的内生动力。

1. 集成优化先进工艺技术，打造项目先天科技优势

在项目筹建之初，公司就确定了把项目打造成为国家级煤化工示范项目的目标，在项目的设计上瞄准世界前沿，综合考虑了能量的平衡及能源的梯级利用，集成了国内外绿色、先进、成熟的工艺技术。项目工艺路线采用水煤浆气化、净化、甲醇合成、甲醇制烯烃，最终生产聚乙烯、聚丙烯产品。通过集成优化各项先进工艺技术，形成行业领先的系统设计，为项目的高效投产运营奠定了坚实基础。在项目建设过程中，充分借鉴和吸收了石化和煤化工行业的成功经验，对工艺技术进行大量优化。

一是新增C4综合利用装置，采用DMTO副产C4综合利用新型组合工艺。在煤化工行业内率先使用异构化、OCU两项专利技术，填补了国内煤制烯烃副产C4综合利用的空白，年可增产丙烯7.5万吨，烯烃单耗降低，增产降耗成效显著。在国内首次使用3000m3容量的乙烯低温球罐，在大乙烯球罐的分析设计、材料制造、焊接安装工艺等方面具有示范意义，简化了系统、节省了投资。

二是热电装置选用4台循环流化床锅炉，提高了资源的综合利用效率。针对榆林地区水资源缺乏现状，建设一套闭式空冷小循环水系统，节水为同规模开式循环水系统的40%～60%。

三是空分装置将下塔筛板塔改为填料塔，取消两台循环液氧泵，年可节约用电量60万度。污水处理选用SBR工艺，更有利于污水处理后出水水质的稳定，同时便于控制，最终出水水质COD、氨氮排放指标均低于国家标准。

2. 开展技术工艺创新，关键领域重大技术取得突破

公司始终坚持自主创新与生产实际相结合，建立了完善的科技创新体系，联合国内优势科技资源，形成了以企业为主体的产学研合作模式，在现有装置的基础上实施了多项技术改进和创新，填补了国内多项技术领域的空白。

一是对现有的180万吨/年甲醇装置进行升级扩能改造。通过对反应器中心管改造将甲醇产能提高到225万吨/年，使甲醇成本降低50～60元/吨，成为世界首套产能最大的单系列甲醇合成装置。

二是开展高浓度水煤浆制备技术及成套装备工业化示范应用研究。通过实践应用，能够提高煤浆浓度3%～5%，同时还可降低气化所需的煤耗和氧耗，提高有效气含量，提高能源转化率，年可创效3000万元。

三是与浙江大学合作开发的流化床热解煤炭清洁高效利用技术，攻克了煤炭热解、气液固分离等多项技术难题，为建设万吨级工业化中试装置奠定了基础，该技术将实现煤炭分级分质利用，为低阶煤加工寻找到了新的发展途径。

3. 大力实施改扩建和技术改造，提高装置产能和经济效益

项目试车投产之后，公司根据装置实际生产运行情况，进行了多项改扩建和技术改造。新增第8台气化炉，提高了气化装置的生产能力，满足了甲醇用气需要，每年可增加聚烯烃产量8万吨，创效约1.8亿元。实施锅炉掺烧气化细渣技术改造，年节约燃料煤7万吨、增加经济效益1406万元。实施甲醇装置膜分离改造，提高驰放气回收利用效率，每小时回收氢气5800Nm3，年增加收益1332万元。对全厂1.1MPa蒸汽伴热系统凝液进行回收，年回收低压蒸汽2.4万吨、蒸汽冷凝液27万吨，增加经济效益347万元/年。聚乙烯装置排放气增加回收系统，每年从PE装置放空尾气中回收乙烯459吨、丁烯488吨、异戊烷182吨，年取得收益588万元。新增聚丙烯挤压造粒系统，年增加效益546万元。

二、实施科学高效管理，领先行业管理水平

以创建现代煤化工示范项目为目标，科学谋划企业管理，稳步提升管理效能，行业竞争能力显著提高，在煤化工行业树立了管理标杆。

1. 构建科学建设管理模式，项目建设实现国内五优

在项目建设管控上，充分借鉴了国内外成熟的大型化工项目建设管理模式，采用了以业主为主的“IPMT（联合管理团队）+EPC（总包）+监理”模式，既弥补了自有专业化管理力量不足的劣势，又保证了业主对项目管理的有效控制；在项目建设过程中，创新管理原则，强化了业主详细设计和模型审查以及对质量的监管，统一了设计和三维模型建模、项目管理程序、长周期设备采购、首件样板工程等八项标准，集中了混凝土供应、喷砂防腐、阀门打压、超限设备制造、设备监造、大件吊装等九项准入管理，确保了项目建设进度、投资、安全和质量的全过程受控。化工一期项目与同等规模、同类装置建设相比，在项目投资、建设周期、工程质量、试车进度、创造效益等方面刷新了多项纪录。

一是投资最少。项目基础设计概算总投资216.29亿元，最终投资控制在211.5亿元以内，这其中还包含了在借鉴其他项目所进行的改进创新以及提前为二期工程基础设施的投入和新增的扩建项目共计44.76亿元。

二是周期最短。项目从奠基开工建设，到全面建成产出合格产品，历时35个月，比计划工期提前了5个月。

三是质量最优。项目建设工程质量合格率100%，无损探伤一次合格率98%以上，比同等规模、同类装置高2个百分点。

四是试车最稳。从第一台气化炉点火到一次打通煤制烯烃全部流程历时50天。

五是见效迅速。项目投入试车运行后，当年就实现了满负荷运转，确保当年投料试车，当年产生经济效益。

2. 科学搭建管控架构，用工管理精干高效

化工项目投产运行后，公司按照“共性业务上移，差异业务下放；相同专业聚合，不同专业置底”的思路，将共性业务职能全部集中在陕西公司层面，化工方面则按照生产中心、安全中心、成本中心和技术中心的职能定位组建成立了化工分公司，并设置5个相关专业技术和管理部门以及9个生产运营辅助中心，公司组织架构体现瘦身精干，化工生产用工比对标企业编制减少667人，是国内同类型企业中用工最少的。

3. 优化生产组织，保持高负荷安稳长满优运行

高负荷安稳运行是煤化工企业创造良好经济效益的关键。公司在加强生产操作，减少非计划停车、压缩中小修停车时间、最大程度地延长生产运行时间的同时，努力提升单套装置的运行水平，全面发挥配套装置的协同效应，以此保证装置高负荷安全稳定运行。自试车投产运行以来，甲醇装置合成反应器单系列加工量成为戴维工艺全世界最大的一套装置，烯烃装置连续高负荷安稳运行1000多天，化工装置整体负荷保持107%以上水平，月产量最高突破6.35万吨，日产量最高突破2090吨，多次创造煤制烯烃行业记录，连续两年突破计划任务指标，成为国内连续运行时间最长、负荷最高、生产最稳的煤经甲醇制烯烃装置，保持国内煤化工行业领先地位。

4. 创新横大班管理，提高生产效率

公司打破以装置为管理单元的生产组织方式，把同一生产时间的生产装置运行班组划分为一个横大班，将装置分散的“点”状生产单元连接成“线”性的有机整体，强化各生产装置之间的协调配合，避免当班人员只关注本装置或本岗位的生产运行情况，不关心上下游装置是否平稳、顺畅的状况。并以横大班为个体，引入市场机制，制定生产物料内部计划价，根据各生产装置价值链关系建立模拟市场数字化模型，建设内部市场化信息平台，实施化工分公司、生产中心、生产装置、班组的四级模拟内部市场化管理，逐级完善结算体系，每天按照产量、成本、消耗、安全、质量等指标进行结算，并设置“超产奖”和“降耗奖”，逐月考核兑现。横大班管理极大地激发了职工的争先创优的生产热情，对促进长周期高负荷安全稳定运行，降本增效、增产增效，以及精益化生产等方面发挥了重要作用。

三、打造智能示范工厂，引领行业两化融合

公司通过应用构架、基础设施、信息资源、信息管控等体系建设，分“夯实基础、完善提升、智能应用”三个阶段逐步打造两化深度融合、安全高效、管理卓越和可持续发展的智能工厂。经过几年的发展建设，煤化工智能工厂已经融合生产经营、企业管理等各个方面，取得了明显成效。

1. 建成了国内技术领先、覆盖全厂的自动化控制系统

煤化工各生产装置应用了新一代自动化控制系统，实现了生产装置、公用工程、辅助设施和界区外配套工程DCS、CIS系统的过程操作、报警管理和控制优化，DCS系统自控投用率达到95%以上，为进一步开展先进过程控制（APC）和在线工艺流程优化提供了支撑，而且对提高生产效率、降低生产投入、稳定产品质量、推进无人值守发挥了极为重要的作用。

2. 全面提升生产实时数据监测能力

公司借助覆盖全厂的工控系统和有线无线网络建设生产工艺数据的实时采集与监控平台。通过对23套生产装置约67000个生产工艺参数、40000余台火灾探测器、800余台有毒可燃气体报警仪等设备设施的数据自动采集和监控，使各级生产管理、操作人员足不出户就能随时了解到工艺变化、设备运行的实时状况、预警及趋势分析，及时发现生产工艺异常，有效地防范了事故的发生。

3. 构建精细化、可视化的生产智能化平台

公司以生产调度为主线，以物料、能源管理为基础，以供应链管理、设备全周期管理为依托，以安全环保管理为保障，构建了煤化工生产智能化平台，全面提升了生产管理精细化、智能化水平。建设了物料管理、能源管理、统计管理、大机组监测、设备管理等生产执行系统（MES），实现了物料、能源、调度、设备运行等化工生产的全业务覆盖，在降本增效、生产“安稳长满优”运行等方面发挥了巨大作用。