Untersuchung zur Optimierung des gesamten Prozesses in der Raffinerieproduktion

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In den letzten Jahren hat der Raffineriebereich von Sinopec aufgrund der anhaltend hohen internationalen Ölpreise sowie des Mechanismus zur Festlegung der Preise für verarbeitetes Öl im Inland über einen längeren Zeitraum Buchverluste erlitten. Angesichts des zunehmend intensiven Wettbewerbs auf dem Markt muss Sinopec auf konzeptionelle, technologische und managementbezogene Innovationen setzen, die Optimierung des gesamten Raffinerieprozesses vorantreiben und ein multinationaler Energie- und Chemiekonzern mit starker internationaler Wettbewerbsfähigkeit aufbauen. Um die Innovation der Konzepte durch die Nutzung ausländischer Ideen voranzutreiben und das ehrgeizige Ziel zu erreichen, „eine multinational agierende Energie- und Chemieunternehmen mit starker internationaler Wettbewerbsfähigkeit aufzubauen“, sollte Sinopec zunächst bei der Beibehaltung der eigenständigen Innovation gleichzeitig fortschrittliche ausländische Konzepte sowie bewährte Erfahrungen erlernen, übernehmen und nutzen – indem es ausländische Ideen für eigene Zwecke nutzt, um so die Konzeptinnovation voranzutreiben. Seit den 1990er Jahren haben internationale Ölkonzerne wie Shell eine Theorie zur Optimierung von Schweröl entwickelt. Dabei wird durch einen Prozess der Druckreduzierung die Menge an Rückstandöl verringert. Zudem wird durch die Verkürzung des Kokserzeugungszyklus sowie die Verringerung des Kreislaufverhältnisses die Belastung der Kokereianlagen erhöht, um so maximale wirtschaftliche Vorteile aus schwerem Rohöl zu erzielen. Die von Sinopec umgesetzte Strategie zur Verschlechterung der Qualität des Rohöls hat gute wirtschaftliche Ergebnisse gebracht. Allerdings nutzen einige Unternehmen das Potenzial ihrer Anlagen zur Verarbeitung von Schweröl nicht aus. Der direkt destillierte Rückstand wird einfach als Brennstofföl verkauft, was die Gewinnmargen durch die Verschlechterung der Ölqualität verringert. Beispielsweise liegt der Schneidpunkt für das Entdruckwachsöl bei Shell in der Regel über 560 °C, beim neu errichteten Entdruck- und Normaldruckverarbeitungsprozess liegt er bei 615 °C. Bei Sinopec liegt der Schneidpunkt in der Regel unter 540 °C, wobei der höchste Wert etwa 580 °C beträgt. Der Grund dafür ist erstens: Der Herstellungsprozess ist unvollkommen und die Materialien der Geräte sind nicht geeignet. Obwohl der vorgesehene Schnittpunkt für das Schneiden des Wachstoffs bei 540 °C liegt, besteht das Material der Heizrohre in den Destillationsanlagen meist aus gewöhnlichem Kohlenstahl. Zudem sind keine Verfahren wie das Schnellkühlen mit Öl am Boden des Entlastungsturms oder das Einspritzen von Dampf in die Heizrohre vorhanden ； Auch das Material der Kokertürme bei der punktuellen Verzögerten Kokserzeugung besteht aus gewöhnlichem Kohlenstahl; eine Verkürzung des Kokenerzeugungszyklus kann dazu führen, dass die Kokertürme kriechen und sich verformen. Man kann zu gegebener Zeit den Produktionsprozess verbessern und die Materialien der Ausrüstung auf ein höheres Niveau heben, um eine Optimierung für Schweröl zu schaffen. Zweitens gibt es im technischen Vorgang Wissenslücken. Die Bediener machen sich oft Sorgen, dass ein Anstieg der Temperatur am Ausgang des Ofens zu Koksbildung in den Ofenrohren führen könnte, was wiederum den Produktionsprozess beeinträchtigt. Die Praxis hat gezeigt, dass die Technik zur Berechnung und Darstellung der Verkohlungskurve des Heizofens eine anschauliche Übersicht über den Betriebszustand des Heizofens ermöglicht. Genau aufgrund der geistigen Befreiung und der innovativen Konzepte hat die Qingdao Refining and Chemical Company es gewagt, die Ausgangstemperatur des Entlastungsöfens auf 419 °C zu erhöhen sowie den Zykelschlag bei der Koksherstellung auf 0,15 zu senken. Beide Werte liegen damit auf internationalem Spitzenniveau. Unternehmen mit unzureichender Verarbeitungskapazität für Schweröl sowie solche, die Raffinerieabfälle direkt ins Ausland verkaufen, können von der Erfahrung von Qingdao Refining profitieren, um das Betriebsniveau ihrer Schwerölsysteme weiter zu verbessern. Je nach den jeweiligen Gegebenheiten sollten technologische Innovationen zur Optimierung der Raffinerie- und Chemieindustrie eingesetzt werden. Aufgrund unterschiedlicher Ausgangspunkte sowie Schwerpunkte der verschiedenen Fachgebiete entstehen jedoch Widersprüche in der technischen Steuerung, was die Umsetzung von Optimierungsstrategien und -maßnahmen behindert. Die aktuellen herausragenden Hindernisse für technologische Innovationen zeigen sich hauptsächlich in: 1. der Verbreitung der Technologie zur Stromerzeugung durch Katalytische Krackinganlagen. Sinopec verfügt über 60 Katalytische Krackungsanlagen, wodurch eine Gesamtkapazität von mehr als 60 Millionen Tonnen pro Jahr erreicht wird. Laut den Planungen kann 80 Prozent der Anlagen zur Erzeugung von Strom genutzt werden – das bedeutet, dass die Hauptluftkompressoren sowie die Dampfturbinen Strom liefern können. Das ist ein Vorteil Chinas im Bereich der Katalytischen Krackung im Vergleich zu ausländischen Raffinerien. Derzeit sind nur 6 Katalysatorkrackungsanlagen von Unternehmen wie Takahashi Petrochemical, Jiujiang Petrochemical und Luoyang Petrochemical in der Lage, Strom zu erzeugen. Der Grund ist, dass bei den kritischen Betriebsbedingungen, in denen Strom erzeugt wird, sich die Antriebsart der Anlage häufig ändert, was negative Auswirkungen auf den Betrieb der Anlage hat. Die Fachleute für Anlagen betrachten die Sache aus der Perspektive des Schutzes der Anlagen und sind der Ansicht, dass unter diesen Bedingungen keine Betriebsweise möglich ist. Die Fachleute für Raffinerieprozesse hingegen betonen aus Gründen des Energieeinsparens und der Emissionsreduzierung die Notwendigkeit, Strom zu erzeugen. Dieser Widerspruch beeinflusst direkt die Einführung von Technologien zur Stromerzeugung mit Dampfturbinen. Die Erfahrungen von Unternehmen, die bereits mit der Stromerzeugung begonnen haben, zeigen, dass diese Technologie weiterhin verbreitet werden sollte – vorausgesetzt, die Prozesstechnik ist ausgereift, es gibt umfassende Planungen und kritische Betriebsbedingungen werden vermieden. 2. Optimierung der Förderhöhe der Pumpen. Das Phänomen eines übermäßigen Förderhöhenwerts der Maschinengepäße in den aktuellen Raffinerien ist äußerst verbreitet. Seit 2004 setzt die Raffinerieabteilung intensiv auf „Schneidradläufe“, um die Technologie zur Senkung des Förderhöhenwerts der Maschinengepäße zu verbessern. Doch im praktischen Umsetzungsprozess weisen die verschiedenen Unternehmen erhebliche Unterschiede in dem Grad der Schneidung der Laufräder auf. Der Grund für das langsame Vorgehen bei den Unternehmen liegt hauptsächlich darin, dass einige Mitarbeiter für die Verwaltung der Ausrüstung Angst vor zusätzlicher Arbeit haben und befürchten, dass dies die Funktionsfähigkeit der Ausrüstung beeinträchtigen könnte. Dafür müssen wir aus der Perspektive der wissenschaftlichen Entwicklung handeln, unseren Denkansatz weiter erweitern, die tatsächlichen Produktionsbedingungen genauer verstehen, Lokalpatriotismus beseitigen und die Optimierungsbemühungen verstärken. 3. Katalytische Ölsmulsion als Rohstoff für die Koksherstellung. In der Raffinerieproduktion kann die Einleitung von katalytisch zerkleinertem Öl in den Katalysator nicht nur Kraftstoffe in Benzin und Diesel umwandeln, sondern auch die Verteilung der Katalysatzerzeugnisse verbessern und die Menge an Ölkohle reduzieren. Im aktuellen Preissystem haben Unternehmen wie Qingdao Refining & Chemical, Zhenhai Refining & Chemical sowie Jiujiang Petrochemical den gesamten katalytischen Ölschlamm zur Kokserzeugung verwendet und dabei gute wirtschaftliche Ergebnisse erzielt. Allerdings machen sich viele Unternehmen weiterhin Sorgen darüber, dass Ölslurry die Qualität des Ölkoks beeinträchtigt sowie die Ofentruben abnutzt. Zudem gibt es Uneinigkeit bezüglich der Einführung von Ölslurry in den Koksherstellungsprozess – die Auffassungen sind nicht einheitlich und die notwendigen Maßnahmen werden nicht umgesetzt. Dies hemmt die Steigerung der gesamtwirtschaftlichen Effizienz in der Raffinerieindustrie. Um somit die Kernkompetenzen eines Unternehmens zu stärken, ist es notwendig, eine günstige Atmosphäre für das Lernen und Anwenden von Technologien sowie für das Vertrauen in diese zu schaffen. Zudem muss die Fähigkeit zur innovativen Entwicklung sowie zur Übernahme und Weiterentwicklung bereits vorhandener Technologien stark gefördert werden. Es ist außerdem wichtig, bewährte Methoden und fortschrittliche Konzepte aktiv einzuführen und kontinuierlich zu optimieren. Angesichts der sich ständig verändernden internationalen Wirtschaftslage und Marktbedingungen muss Sinopec seine Denkweisen weiter öffnen, traditionelle Denkmuster überwinden und sich auf die Förderung von Managementinnovationen konzentrieren. Mit Veränderungen in Faktoren wie der Marktnachfrage, den Eigenschaften der Rohstoffe und dem Preissystem ändern sich auch die Ziele der Optimierung ständig. 1. Überwinden Sie die Neigung zur Einfachheit bei der Bedienung, halten Sie sich an die korrekten Vorgehensweisen und erreichen Sie so eine maximale Kontrolle. Zunächst muss man die Neigung, es sich bequem zu machen, überwinden. Man muss sorgfältig vorgehen – selbst aus einem trockenen Handtuch sollten drei Tropfen Wasser herausgedrückt werden. Integration von Raffinerie- und Verarbeitungsbetrieben nach dem Vorbild von Shell: Rückgewinnung von Wasserstoff, Propylen sowie anderen wertvollen Produkten aus Trockengas – somit wird ein effizienter Einsatz der kohlenstoffarmen Kohlenwasserstoffe gewährleistet. Zweitens muss man die starren Vorgehensweisen durchbrechen und nach Möglichkeiten suchen, die Effizienz durch Anpassung an die Marktsituation zu steigern. Drittens muss man an der praktischen Umsetzung des wissenschaftlichen Entwicklungsansatzes festhalten und durch das Konzept der molekularen Optimierung sowie der Optimierung des gesamten Prozesses Energieeinsparungen und Effizienzsteigerungen im Raffineriebetrieb erreichen. Auf der Grundlage der realisierten thermischen Kombinzufuhr sollte das Wärmetauschnetzwerk optimiert werden, um Restwärme bei niedrigen Temperaturen zurückzugewinnen. Zudem sollten durch Dämmtechnologien die Wärmeverluste in den Tankanlagen und Heizöfen verringert werden. Aus Sicht der Energieflussoptimierung muss man energieeffizientere Lösungen aktiv fördern. 2. Vom Lokalen zum Gesamten, vom Mikro- bis zum Makroebenen – durch die Förderung des Konzepts der Optimierung des gesamten Prozesses soll die Gesamtleistung maximiert werden. Für Sinopec ist die Maximierung der Gesamtleistung das Ziel und die Richtung der Bemühungen bei der Optimierung. In den letzten Jahren hat sich gezeigt, dass die Optimierung einzelner Anlagen oder lokaler Aspekte weitaus geringere Effekte hervorruft als die Optimierung des gesamten Prozesses. Daher ist es auf der Grundlage einer guten lokalen Optimierung notwendig, eine umfassende Koordination zu gewährleisten, wobei der Fokus auf der Integration von Raffinerie- und Verarbeitungsprozessen sowie auf der Optimierung der Ressourcen und Schlüsselphasen liegen sollte, um eine neue Ära der Optimierung des gesamten Raffinerieprozesses zu schaffen. 3. Es soll an der Verbesserung der Managementmodelle gearbeitet werden, um eine kontinuierliche Optimierung zu gewährleisten. Derzeit haben Unternehmen wie Maoming Petrochemical, Qingdao Refining & Chemical, Jingmen Petrochemical und Jiujiang Petrochemical spezielle Optimierungsgruppen eingerichtet, die innerhalb des Unternehmens zur Optimierung beitragen ； Auf der Ebene des Hauptsitzes werden technische Dienstleistungen mithilfe der Expertenressourcen innerhalb des Systems erbracht; durch den Austausch von Erfahrungen wird ein gemeinsamer Fortschritt erreicht. Die Unternehmen müssen auf der Ebene der Managementmodelle und -konzepte Innovationen und Durchbrüche erzielen. In den zentralen Verwaltungsabteilungen sollten spezialisierte Optimierungsteams eingerichtet werden, die von Experten in den Bereichen Forschung und Entwicklung, Design, Management sowie Produktion unterstützt werden. Mit Hilfe von Softwaremodellen kann die Qualität verbessert werden. Durch entsprechende Investitionen soll sichergestellt werden, dass die Maßnahmen umgesetzt werden. Zudem sollen administrative Vorgaben dazu beitragen, dass die Prozesse optimal ablaufen und die Optimierungen kontinuierlich fortgesetzt werden können. Die Optimierung der Raffinerie ist ein dynamischer Veränderungsprozess. Sinopec muss sowohl die Öl- als auch die Produktmärkte berücksichtigen, außerdem die Besonderheiten der Anlagenstruktur. Es ist notwendig, den Denkansatz zu erweitern, kreativ zu sein, Mut zur Innovation zu haben und Verantwortung zu übernehmen. Es gilt, in allen Bereichen – Konzepten, Technologie und Management – Innovationen voranzutreiben. Durch fortschrittliche Ansätze wie Systemoptimierung und Optimierung des gesamten Prozesses kann eine kontinuierliche Verbesserung erreicht werden. So können Raffinerien immer weiter verbessert werden, sodass sie auf dem nationalen Niveau führend bleiben und zu international wettbewerbsfähigen multinationalen Energie- und Chemieunternehmen werden