谈炼化项目工艺方案比选的技术经济分析.doc

炼化项目工艺方案比选的技术经济分析在大型炼化建设项目的设计中，由于原料性质不同、市场要求不同、工艺手段的多样性及其他客观条件的约束等因素，经常面临多个工艺流程方案的比选问题。而在项目工艺方案的比选中，技术经济分析是十分重要的环节。1投资方案比选的分类和基本方法在投资方案的比选中，方案按有无约束条件可分为：有约束条件、无约束条件；按方案之间的关系可分为独立型方案、互补型方案、互斥型方案等。在项目工艺流程方案的比选中，一般是互斥型方案的比较；而独立型方案与互补型方案通常存在于区域规划或行业规划之中。互斥型方案的特点是方案之间具有互不相容性，在备选方案中，能够任选一个并且只能选择一个；一旦选中任意一个方案，其他方案必须放弃。对于一组互斥方案，只要方案的投资额在规定的限额之内，均可参加评选。在此情况下，技术经济分析包含两部分内容，一是考察各个方案自身的财务效果，即进行绝对效果检验；二是对通过绝对效果检验的方案，考察哪个方案较优，即相对效果检验。两种检验的目的和作用不同，通常缺一不可。绝对效果检验一般是将测算出的内部收益率、净现值、投资回收期等指标与行业基准值进行比较，如项目投资内部收益率大于等于行业基准收益率、项目投资净现值大于等于零、项目投资回收期小于等于行业基准投资回收期，即可认为方案通过绝对效果检验，亦即方案在财务上可行；而相对效果检验就是对各方案进行比较，从中选优。这也是本文将要探讨的核心问题。目前，国内外常用的方案比较的方法是以考虑资金时间价值的动态分析法为主，辅之以静态分析法。具体方法包括净现值法、差额内部收益率法等。一般而言，互斥方案的选优，当无资金限制时，可选择净现值(NPV)较大者；或可计算差额投资内部收益率(IRR)，当IRR)ic时，以投资较大方案为优。对石油化工行业来说，由于其原油来源不同、产品要求不同、建厂条件不同等原因，全厂工艺流程方案通常具有很大的灵活性，往往需要对多个方案进行比较，从中选优。2技术经济分析需重点关注的方面对炼化项目工艺流程方案进行技术经济分析时，应注意遵循效益与费用计算口径对应一致的原则，以及各方案间可比性的原则，具体如下。2.1各工艺方案采用的基准应具一致性1)工艺流程计算采用的产品收率、单位消耗指标等，相同情况下应该一致；而不同情况下，应体现其差别，除非这种差别太小而可以忽略不计。2)产品方案应结合市场等因素综合考虑。在满足市场需求和客观要求的前提下，应尽可能按最大的产品附加值来安排各个产品方案，即各方案在满足前提条件下，应该尽可能优化。3)公用工程配置原则的一致性。当前，对大型石化企业而言，公用工程方面大多考虑自给自足，在有依托情况下(如公用工程岛)，也会考虑外购蒸汽、电、循环水、氮气氧气等，不管何种情况，对各方案公用工程的配置需按相同的原则考虑。特别值得一提的是，石化厂的设计大多考虑外购煤或天然气自发电(自发电成本通常比外购电价低0.2元度左右)，而不同工艺方案的耗电量可能会相差较大。究竟自发电的多少以什么为尺度较为合适？笔者认为，对各工艺方案而言，以用电量为上限(一般而言，由于上网电价较低，发电量超过用电量而外送电网是不经济的)，自发电总额相等是最为公平的；其次是按用电量的相同百分比；而最不公平的就是按各自的用电量来发电，这样就会在较大程度上存在外购相对廉价的燃料而带来增值程度不等的问题，从而影响方案评价的客观性。4)产品标准的一致性。不同工艺方案的产品应该具有相对一致的标准，如汽油均按欧(国)或欧(国)考虑，柴油在品质相同的情况下考虑相同的不同疑点分配比例等。否则，就应考虑产品标准差异所带来的品质差价。而品质差价的确定，往往存在较大的主观因素，难以客观公正。5)工艺流程的安排要考虑项目开工时的实际因素，尽可能与实际情况吻合。如全厂加工损耗问题、渣油加氢脱硫装置可能面临的换装催化剂的停减产损失问题等。否则，如果不考虑实际加工损耗或停减产因素，就会有利于商品收率高的方案。6)客观反映市场需求。项目产品的市场安排及销售方案应与市场需求紧密结合，生产和销售适销对路的产品，这样才能符合技术经济分析“产量=销量”的基本假设前提。如汽油产品的销售，可按其辛烷值及其他质量指标充分调合；而柴油产品的销售，国内一般按其凝点分类定价。目前来看，大多数流程都可全部调出10*柴油，但考虑到当地及周边目标市场方面的因素，一般来说在北方地区可出一定比例的低凝柴油，而在南方地区，基本上都应按0#柴油出厂。7)客观公正地体现不同方案的差异所在。包括产品差价、操作费用节省、延长(减少)开工时间等。有时方案比选往往集中体现在几种关联产品的差价大小，或操作费用的节省程度，或有效延长(减少)开工时间而增加(减少)效益等方面，因此，需要对关键数据进行反复分析、核实，以期客观公正地体现不同方案的差异。2.2合理确定项目评价范围方案比选评价范围的选定尤为重要，只有科学合理地确定评价范围，才能给出客观公正的评价结果。如在炼油化工一体化项目方案的比选中，炼油方案、化工方案可能会分别单独进行比选，而比选出的最佳炼油方案与最佳化工方案的组合却不一定是最佳的一体化整体方案。因此，一体化项目方案的选择应将项目整体作为评价范围，选择整体效益最优的方案。又如在企业的改扩建方案的比选中，评价范围的界定应以能说清楚项目费用和效益为界，在此原则下，范围越小越好。由于炼化项目特定的上下游物料关系，如果项目范围划定过小，可能会产生大量的中间产品(物料)定价问题，从而带来较大的人为因素的影响。此时，应扩大项目范围，以消除或减少对中间产品(物料)的定价问题。2.3投入与产出的一致性投入与产出的一致性，即纳入评价范围的资产及其原料、公用工程消耗应与其产出对应一致。如果考虑了某部分的投资，就应该一并考虑其产出及公用工程消耗；反之，如果考虑了某部分的产出，就应该一并考虑其投资及公用工程消耗。否则，就会夸大或缩小项目的效益水平。2.4投资结构和水平的完整性不同工艺方案的投资应按项目建成投产后完整的投资组成和价格水平计取，投资应考虑价差预备费(包括准备期与建设期的价差)。否则在差额效益(投资大的方案的效益与投资小的方案的差额)一定的情况下，不完整或偏低水平的差额投资(投资大的方案的投资与投资小的方案的差额)数值偏小，从而有利于投资较大的方案；反之，如果高估冒算，投资水平偏高，则有利于投资较小的方案。2.5采用合理适宜的价格水平及不同的价格体系分析评估采用的价格体系至为关键。对不同工艺方案而言，特别是差距不大的方案之间，采用不同的价格体系，如低价价格体系、高价价格体系，或品种相对差价变化较大的不同价格体系，其评价结果可能大不相同。首先，应采用合理适宜的价格体系。在炼化项目的价格体系中，包括各种不同的价格，如在计价方式上包括进口等价、国家定价、市场价、内部核算价、财务预算价。在计价时间上，包括历史均价、现价、预测价。在价格水平上，包括低价、中价、高价体系。按是否包含通货膨胀，又分为时价(含通货膨胀)和实价(不含通货膨胀)等。如此众多的价格类别如何进行选择呢？笔者认为，应该根据项目评价的目的、方法和项目方案的特点等因素综合确定。一般而言，应该采用基于国际市场进口等价的预测价格，以反映项目寿命期内的长期趋势；而反映当前时点情况的现价或国家定价一般是不适宜的(只能反映项目在业已建成投产的假设前提下，当前财务年度的盈利能力)；而由于基准收益率等指标不含通货膨胀因素，一般采用实价。其次，应该进行不同价格体系下的测算，从不同的价格角度来印证或对比。在评价中往往会碰到这样的情况，即采用不同价格水平(含绝对水平及相对水平)测算的相对结果大不相同。这就需要结合方案的投入产出和价格水平的差异，逐项进行对比，找出原因所在。2.6避免指标分析的误区在对评价结果的分析中，存在着这样一个误区，那就是仅仅对各方案的内部收益率进行比较，并以内部收益率的高低直接判断项目的相对优劣，有可能得出错误的结论。在技术经济分析中，对于通过了绝对效果检验(以行业基准收益率为判断标准)的方案，要判断2个方案在经济上的优劣。应比较其差额投资的内部收益率，如果大于等于行业基准收益率(相当于差额净现值大于等于零)，则认为差额投资的效益水平达到行业要求，从而表明投资大的方案较优。或者直接比较2方案的净现值，以净现值较大者为优。采用净现值与采用差额投资内部收益率进行方案比选的结果是一致的；而采用净现值与采用内部收益率进行方案比选的结果有可能不同。2.7重视敏感性分析方案比选通常是基于某些特定的假设，当情况发生变化时，对各方案的影响程度很可能是不一致的。因此，应该对这些敏感因素进行分析，包括一般因素的敏感性分析和特定因素的敏感性分析。找出对各方案影响程度差别较大的敏感性因素，分析原因，并结合盈利能力指标统筹分析。如对于原料或产品价格的变化、建设投资或汇率的变化等，不同方案的敏感度系数(指项目效益指标变化率与不确定性因素变化率之比，反映项目效益对该不确定性因素的敏感程度)可能会差别较大，有的方案对其变化十分敏感，有的却不甚敏感，当未来某种因素发生变化的可能性大大增加时，应特别重视其对项目效益的影响。2.8积极发挥技术经济人员的主观能动作用工艺流程方案的比选也对技术经济专业人员提出了较高的要求。技术经济专业人员需要具备很强的责任心，能保持专业间的良好互动，并应具有工程与经济复合型的知识结构，积极发挥好主观能动作用，即技术经济专业人员通过测算分析，发现问题，并反馈各专业，特别是工艺专业，以保持各方案的可比性，或为项目工艺方案的优化设计提供建设性意见及修改建议。3多方案比较案例及分析我们曾在限定的原油条件下(1000万吨年原油加工量，沙轻：沙重：50%：50%)，对炼化项目最大限度地生产内燃机用轻质油品的各不同工艺方案进行了研究，共规划了以下7个方案。方案一是延迟焦化+催化裂化方案；方案二是延迟焦化+催化裂化，增加烷基化、异构化方案；方案三是延迟焦化+加氢裂化，配套烷基化方案；方案四是常压渣油加氢(ARDS)+催化裂化方案；方案五是减压渣油加氢(VRDS)+催化裂化(循环)方案；方案六是溶剂脱沥青+沥青造气制氢方案；方案七是减压渣油加氢(VRDS)+焦化+加氢裂化方案(见表1)。为保证技术经济分析的合理性，遵循效益与费用计算口径对应一致的原则，以及各方案间可比性的原则，对各方案采用了统一的测算基准。这些测算基准有五个。工艺流程计算采用相同的参数，产品标准尽可能保持一致，产品方案结合市场等因素尽可能优化，并考虑一定的加工损耗，各方案发电总量基本相当，其他公用工程除新鲜水外，均按自给自足考虑。评价范围考虑为项目界区内范围，与界区外的物料、公用工程等往来按买断考虑。项目建设投资水平均调整为2008年底的价格水平，并适当考虑建设期内的价差预备费。原料产品价格采用基于布伦特原油离岸价50美元桶的进口等价，并采用90美元桶、120美元桶的高价价格体系以及现行国家定价等价格进行对比测算。行业基准收益率为13%。在此基础上，进行分析测算(布伦特原油离岸价50美元桶价格)，结果如表2。可以看出，在上述方案中，方案五(VRDS+催化裂化(循环)方案)的净现值最高，为最优方案；但同时其完全操作费用也是最高的。上述方案按经济性优劣排序(净现值排序)依次为：方案五、方案四、方案七、方案二、方案六、方案一、方案三(方案六的净现值大于方案一，而内部收益率却小于方案一，由此也说明直接进行内部收益率的比较，有可能产生错误的结论)；按操作费用由高到低排序依次为：方案五、方案四、方案七、方案六、方案二、方案三、方案一。从上述排序来看，经济性、操作费用两者的排名基本是一致的，特别是前几名的排序完全一致，与各方案综合轻油收率的高低顺序也基本吻合(需要说明的是，上述方案七虽然综合轻油收率最高，但其高附加值产品的比重较低，其效益不如方案五及方案四)。从而可得出以下一般性结论，即在中高价价格体系下，炼油厂的综合轻油收率越高，效益越好。其原因在于，由于炼油毛利有保证，综合轻油收率提高所带来的产品增值，远大于由于投资增加及操作费用加大所带来的成本费用的增加，从而带来经济效益的增长。此外，采用90美元桶、120美元桶价格体系的测算结果表明，其相对经济指标与50美元桶下基本一致，只是由于毛利的扩大，使得上述综合轻油收率越高、效益越好的趋势更加明显。而采用现行国家定价进行测算，则取决于国际市场原油价格的高低，其结果变化太大，从长远来看，我国的油品价格必将与国际市场完全接轨，因此，不再分析现价下的经济结果。而敏感性分析也表明，各敏感因素对各方案的影响不改变上述排序结果。当前，炼油厂的工艺流程大多考虑尽可能地将原油转化为油品，即吃光榨尽，而工厂燃料动力的不足，则更多地依靠外购燃料，如煤、天然气、燃料油等。不同的工艺方案所对应的全厂外购燃料量可能会大不相同，从而也带来了增值程度的不一致性。如焦化方案与渣油加氢脱硫(RDS)方案的比较，一般工艺流程的安排会考虑利用焦化方案产生的大量焦炭(外加部分外购煤)，通过部分氧化汽电联产装置或循环流化床或煤粉炉，生产全厂需要的电、蒸汽、氢气等；而RDS方案由于产品转化率高，已经吃光榨尽，若要自身满足公用工程的需要，只有消耗大量自产油品。对上述2个方案的对比表明，由于焦化方案公用工程方面的增值在很大程度上弥补了其轻油收率较低的劣势，其差额内部收益率接近行业基准值(两者净现值接近)，表明两方案的效益水平较为接近。而如果对RDS方案