烯烃装置的绩效分析

1、烯烃装置的绩效分析一种微观经济的比较研究方法吴有君(中国石化上海石化股份有限公司，200540)编者按 所罗门管理咨询公司（sai）是成立于1981年的一家美国咨询公司，其经营特色是通过研究企业（客户）绩效确定其获得成功的关键因素，并通过同类企业绩效对比研究的方法，为企业（客户）指明改进绩效，跻身先进的途径和措施。创建20年来以其独有的服务特色和经营理念赢得了广大客户，行业覆盖面由初始的炼油，扩大到目前包括石油、化工、造纸、汽车制造、运输、电力、银行等多个领域，成为在某些行业，特别是炼油、石化行业颇具声誉的咨询机构。其中企业绩效分析评估更是该公司时间最久，又最具领先地位的核心业务，即以石化行业

2、中的烯烃工厂为例，就已有八、九十家作为客户参与其每二年一次的绩效分析活动。我国于1998年开始有一家参与了sai的第7次全球烯烃绩效分析，参评情况当时就受到了业内领导层重视，以后陆续又有多家企业参加，使这一方法在国内有了愈来愈大的影响，希望了解并对此感兴趣的人士也逐渐增多。为了实践本刊关注新热点的报道方针，本刊在2000年即着手组织有关这方面的稿件，本文即为其中之一。由于出版安排的原因（其中也有尽先刊载sai作者来稿的考虑），延至本期才得以达览，而其间，应乙烯工业要求，在该刊2001年第1期上先行发表，则是为了配合中石化集团公司开展绩效烯烃装置绩效比较分析活动的需要，所作出的适应性调整而为之的

3、，请读者谅察。同时本刊热切希望并欢迎已经参与此项工作的科技、经济工作者，充分利用本刊这个载体，就绩效分析这个题目，与读者进行更具体更务实的沟通与交流。所罗门管理咨询公司(sai)的烯烃装置绩效分析方法是一种将各装置进行相对比较，然后确定各装置在其间的相对位置的方法，该方法与国内现行的竞争力分析方法相比更具科学性和可比性。此方法中包含了许多国内企业比较陌生的概念和做法，在此对该方法的特点、作用以及参评装置在提供数据时应注意的问题作了简单介绍，并以国内较早参与此项工作的j装置为例，介绍采用该方法进行分析的情况。关键词：烯烃 装置 绩效 比较分析 方法随着中国加入wto日期的日益临近，国内乙烯行业与

4、国外大公司的竞争将日趋激烈。因此，对乙烯装置进行竞争力评价已引起管理层的浓厚兴趣，国内目前也已形成了多种评价方法。但这些方法的重点均在于能耗、物耗等技术指标的比较，对装置运行状况的分析较多，而与企业管理、经济效益相结合还不够，尚未做到同国际接轨。所以，国内已有企业于1998年开始同美国所罗门管理咨询公司（solomon associates inc,consultants to management,以下简称sai）合作，参加由该公司组织的全球烯烃装置绩效比较分析活动，但这项工作目前尚处于起步阶段。该分析方法与国内现行的方法相比更具科学性和可比性，因此已有更多的国内乙烯装置开始加入此项活动。鉴

5、于这种分析方法与国内的现行方法有较大的区别，为了更好地进行这项工作，并充分利用此种绩效评价的比较分析结果，本文对该比较分析方法的特点、作用以及参评装置在提供数据时应注意的问题作一简单介绍，并以国内较早参与此项工作的j装置为例，介绍采用该方法进行分析的情况。1 绩效分析方法介绍1.1 绩效分析方法的工作程序 sai的绩效分析方法的工作流程如下：数据提供(此项工作由参评装置完成，以下均由sai完成)数据确认分析方法的建立或确定绩效标杆的确定比较分析经济效益差距分析与确认多变量、预估分析及建档决策制定及建模。当参评装置确认参加sai的全球烯烃装置绩效比较分析活动后，sai将提供十多张excel工作表

6、，由该参评装置进行填写，sai在收到这些表格后会进行数据确认，然后进行一系列的比较分析，待分析完成后提供给该参评装置一份全球烯烃装置该年度绩效分析综合报告，对所有参评装置的所有绩效数据分成七大类整合后列成表格，并附加详细说明；该参评装置该年度的绩效排序，这是将该装置的各绩效指标与所有参评装置的相应指标比较后排出的位次及等级；参评装置分门别类的绩效数据，以及相应的全球数据，可逐项进行比较，了解本装置的绩效与全球同类型装置的差异；标准经济效益差距分析表及其说明，为该参评装置与同类型的全球范围内绩效最为优良的装置(亦即标杆装置)相比，按总量及单位产量计算的净现金效益差距。另外，sai还可应参评装置的

7、要求，提出绩效展望系列报告，可就先进控制、劳动力使用、设备耐用度、大修时间及维修费用、能耗等专题写出更深层次的分析报告。1.2 绩效分析方法的特点该方法是一项基于真实、准确数据的比较研究，它着重的是各个烯烃装置的相对比较结果，使各参评装置在比较中能容易地发现自己与先进装置的差距所在。这种方法具有以下几个特点：（1）设计了一套客观、相对公平的指标体系，用于各装置对比排序和差距分析；（2）设计了按地理区域、装置规模、进料品种、技术所属年代为特征的四类组群(peer)，每个烯烃装置都可在每类组群中找到自己的位置，使各装置之间的比较更具科学性和公正性，不会造成几个条件相差太大的装置同时进行比较所带来的

8、混乱，使各装置能更清楚自己的优势和劣势。1997年绩效比较的组群分类情况见表1。表1 1997年各烯烃装置的组群分类地理区域装置规模(乙烯丙烯产能)/kta1进料品种技术年代(裂解)北美950lpg19801984年拉美液体进料(油品)19851990年其他1990年以后按照上述分类原则，j装置列为亚太组、装置规模第二组、进料品种第四组、技术年代第四组；（3）sai在分析时采用的是经典的数理统计方法，并引用了统计学上四分法的概念，将参评装置总的处理大体上四等分，并对每个指标数据从优到劣依次排序，得到相应的1、2、3、4四个等级，这样每个烯烃装置的各项指标所处的位置就一目了然了；（4）科学的比较

9、基础。主要采用以高附加值化学品(即乙烯、丙烯、丁二烯、乙炔、苯、氢气等六种产品)产量作为比较基础进行比较。sai认为这比以每吨乙烯为基础时的结果更为合理，更能反映烯烃装置绩效的真实情况。但考虑到各参评装置的习惯，报告中也列出了每吨乙烯和每吨烯烃(乙烯丙烯)的指标值，以供比较；（5）“标杆值”(benchmark)的确定。为了使参评装置能更好地找准自己的差距，sai特意设定了每个组群中的标杆值。所谓标杆值是由sai的专家按照他们的标准(不只是具体的绩效值)，从同一组群中选出四个以上样本，按产能加权平均列出每一分项的平均先进值，再换算成经济效益，然后进行汇总而得。有了标杆值，参评装置即可将自己的数

10、据与标杆值对应，则单位产量差距及装置总的差距就知道了；（6）参评装置数据的安全性。参评装置提供的数据只由sai自己掌握，绝不提供给第三方，而且在各参评装置间也保密，在标杆值以及各种组群的数据中，sai也不会透露装置所属的公司和国别，以免泄漏参评装置的商业机密。1.3 数据的提供参评装置需填写包括烯烃装置设施、进料、产品输出、运行费用、人员、耐用度、能耗、装置概况、先进过程控制、优化及相关问题、分类维修成本、工艺操作人员的职能、生产组织等在内的12张表格，每张表格都须填写大量的数据。由于中国的乙烯装置大多为初次填写，对有的指标容易产生误解，而sai的这套绩效分析方法的有效性又首先建立在各参评装置

11、提供的数据的可靠性和准确性上。为此参评装置在填写时一般应注意以下问题：（1）对于规模普遍较大的烯烃装置，要使每个数据都准确无误是很困难的，因此有的数据有时须进行估计，但数据在估计时也要有一定的科学性与相应的根据；（2）数据的配套性。在这12张表格中，有许多数据都会重复出现在不同的表格中，由于不同的表格可能由不同人员填写，因此应十分注意数据的前后一致。sai也注意到了这一点，它设计的各张表会进行自动校对，因此如果填的是电子表格，就会自动发现；（3）烯烃装置范围的确定应前后统一，并体现在每一张表中。但在实际填写时，经常会发生差错，以下两种情况是国内企业比较容易碰到的：烯烃装置的开工锅炉在管理体制上

12、归属动力车间，与乙烯装置是分开核算的。因此在填写表格时，工艺人员认为此锅炉为烯烃生产流程中的一部分，因此在计算能耗时蒸气成了负消耗(向外输出)，但在操作费用及成本表中却因分开核算而发生了购入能源的费用造成了数据的前后不一致。国内烯烃装置的管理体制大多在这几年进行了改革，其中之一就是将机、电、仪等检修部门划出，成为另外一个核算单位，在表格的填写中可能没有仔细考虑到检修部门的归属问题。有时会出现在定员表格的填写中虽未将检修部门的人员计算在内，而在计算维修费用时却未将支付给检修部门的费用算在合同支出中的情况，原因是在实际操作时双方并未签订正式合同，设备管理人员依照以前的惯例将业务划给检修部门，因此，

13、填表人员认为这不是合同支出，从而造成数据的不统一。1.4 绩效分析方法的主要作用参评装置得到sai提供的分析报告后，可以很清楚地获悉本装置在同业中所处的位置，与先进装置的差距到底在哪里和有多大，有哪些方面是需要改进的，认识到赶超先进绩效水平的最有效途径。而且，sai还可以根据参评装置的需要，对企业最关心的某些专题如财务、管理决策等提供深入分析报告，并介绍在这方面绩效最好的装置的具体做法，使参评装置可从中获悉更多改善业绩的方法，而不仅仅是一些数据的简单堆积，当然那是需要另行委托的。2 案例分析 j装置于1998年参加sai的1997年度全球烯烃装置业绩比较分析活动。在提供了sai要求填写的表格后

14、，sai把这些数据与其他装置的数据一起进行确认、分析、整合、排序，最后提交了分析报告。以下将分七个方面对分析结果进行介绍。2.1 财务财务比较是每个参评装置最关心的，因为这是评价装置竞争力最关键的指标之一。表2为j装置的财务情况及与标杆值的比较。表2 单位高附加价值化学品的财务汇总 (美元/t)项目j装置标杆装置平均 相当于j装置的比例， 差距单位总毛利243.0251.21038.2单位现金运行费用91.462.96928.4单位净现金毛利151.6188.312436.7在表2中，单位总毛利是总的产品产值减去净成本后再除以总产量之商。其中高附加值化学品的净成本为原料减去除了高附加值化学品外

15、的其他所有产品的价值，然后由高附加值化学品的总值减去其净成本，再除以其产量即为单位总毛利。单位现金运行费用为总的现金费用除以以吨为单位的高附加值化学品产量之商，其中现金费用为运行费用，但不包括折旧、利息、管理成本和库存烃类的运行成本。单位净现金毛利为单位总毛利与单位现金运行费用之差。2.2 设备和产品在绩效分析中的一个主要难题是开发一个在多种不同的装置中进行比较的基准，为此，sai设定其比较产品仅限于下述产品：氢气、乙炔、聚合级乙烯、化学级乙烯、聚合级丙烯、化学级丙烯、炼厂级丙烯、包括丁二烯和异丁烯的混合c4产品、苯。以上6类9种产品被定义为高附加值化学品。表3和表4分别为j装置的生产能力、生

16、产能力利用率与标杆值的比较。表3 装置的生产能力 （kt/a）产品种类j装置 标杆装置平均相当于j装置，差距乙烯325.4579.2178253.8烯烃479.3871.8182392.9高附加值化学品605.61 082.1179576.6表4 装置的生产能力利用率 ()项目j装置标杆装置平均相当于j装置差距乙烯(未考虑大修因素)96.9698.971022.01烯烃(未考虑大修因素)97.6699.001011.331997年度停车的产量损失3.120.0103.112.3 原料消耗和收率表5为j装置的原料消耗(价值型)和收率与标杆值的比较。表5 原料消耗和收率 (美元/t)项目j装置 标

17、杆装置平均相当于j装置，差距高附加值化学品平均产值465.0464.71000.3产品平均价格(所有产品)324.8349.410824.6裂解原料平均价格189.8195.81036.0补充原料平均价格377.5366.49711.1乙烯产率，28.732.01123.4损失，1.640.47291.22.4 耐用度(reliablity)和大修提供耐用度是改善烯烃装置绩效的一个先决条件，在经常发生安全与环境问题或装置非计划停车时，其绩效改善只能是一句空话。烯烃装置生产能力的利用受以下四种因素的影响：第一，主要设备的非计划停用，公用工程的中断，或者原料短缺等均可导致整个装置或整条线的关闭；第

18、二，大多烯烃装置都会每几年进行一次大检修；第三，降低开工率，这种情况一般发生在一套装置需要继续运行，但由于工艺或机械问题导致必须降低产量；四是由于产品需求减少导致非运行因素的停车和降量。表6为j装置的耐用度可靠性指标与标杆值的比较。表6 耐用度指标 (%)指标j装置 标杆装置平均相当于j装置，差距年计划停车时间6.376.06950.3非计划停车0000运行性因素导致生产降量0.940.48510.5耐用度指数7.316.54890.8市场因素及其他2.591.09421.5注：表中耐用度指数一项是指所有运行因素导致的生产能力损失的百分比，由非计划停车时间、年计划停车时间、运行性因素导致生产放

19、慢之和。2.5 人工成本人工成本不到现金管理费用的20，但由于这个指标反映了各装置的效率情况，因此各烯烃装置尤其是国内烯烃装置对此特别重视。但由于各国的劳工政策不同，往往难以直接比较，sai将一星期40 h或一年2 080 h作为一个员工工时的比较基准。表7为j装置的人工成本与标杆值的比较。表7 人工成本项目j装置 标杆装置平均相当于j装置，差距实际耗用工时数/h680 470559 18082121 290装置职工平均工时价格/美元1.4527.071 86325.6合同劳务平均工时价格/美元5.7619.5834013.8从表7中可以看出，j装置的员工工时数比标杆装置高很多，但由于工时价格

20、很低，使得总的人工成本比标杆装置低很多，这是国内烯烃装置在竞争中的最大优势。2.6 能耗烯烃装置中的最大单项运行费用就是能耗，一般能耗占据现金运行费用的60。为了更好地进行能源消耗的比较分析，sai以每磅高附加值化学品的btu（英热单位）、每磅乙烯的btu以及能源效率指数(eei)为基准进行比较。在此对eei进行介绍。运用lummus-crest pyps模型，计算每个烯烃装置基于实际原料和操作苛刻度的目前的工艺水平的能耗。在技术上，这是将原料差别带入计算的最直接的方法，这种现行工艺水平计算能耗的方法基于以下假设：炉子出口压力等于25磅/平方英寸（172.37 kpa）；不采用燃气轮机废气作裂

21、解炉助燃气；需要乙烯和丙烯的完全回收；在基本装置中，按最大能量利用率的技术水平设计的。能耗是以实际的烯烃产率为基础进行计算的，然后，为了使eei分析能在有补充进料和无补充进料的装置间更好地进行比较，能耗水平可按补充原料进行调整。装置处理补充原理时所耗能量为该部分原料压缩及制冷所需能量之和。例如，补充乙烯气流将消耗压缩丙烯制冷和乙烯制冷三者所需的能源，而补充丙烯气流将只消耗压缩和丙烯制冷的能源。由此计算补充进料为c2组分的标准能耗是每磅1 882 btu，c3组分的标准能耗为1 476 btu，而c4组分的标准能耗为947 btu。这些标准的计算是按照大多数能量使用较有效的装置的际数据进行的。所

22、有的补充原料组分所需的标准能耗相加，即为总的补充原料的能耗与装置从pyps得到的裂解所需能耗相加，所得的和是裂解和补充原料所需的总标准能耗。参评装置的实际能耗除以上述总标准能耗即可算出eei。eei的算式为：eei实际能耗/(裂解原料的pyps能耗处理补充原料的标准能耗)100表8为j装置的能源效率与标杆值的比较。表8 能耗(btu/lb)及能源效率指数项目j装置 标杆装置平均相当于j装置，差距以高附加值化学品计7 6305 195682 436以乙烯计14 302 9 7056811 251能源效率指数(eei)145.9110.57635.4燃料气的购买价格/美元btu13.62净购入的蒸

23、汽和电力相当于净能耗，0.200.13660.322.7 装置重置值烯烃工业是一种资金密集型的产业。因此，项目的管理者和投资者通常都按照资金回报率和资金使用率来评价项目的表现，确定一个用于该项目的固定方法是很重要的。sai选择“现行装置重置值”作为比较基准，因为其对所有参评装置都是在一个有意义并且一致的基准上进行估算的。sai准备了一个按1997年价格计算的装置估计重置值。该估计值先按在美国海湾地区建设完全相当的烯烃装置的投资，加上界区外必须的配套部分后计算出烯烃装置的现场投资。用于上述计算的估计因素来自公共的可靠数据源，实际证明这些估计是合乎逻辑的。烯烃装置的投资与进料品种关系很大，因此为了

24、适应装置进料多样化的要求，需额外增加投资，再加上设计费及试车运转费用，就得到在海湾地区建厂的重置投资值。增加的投资用于下列各项：特别的原料分馏和加氢；裂解汽油加氢；再生和现场蒸汽锅炉；补充原料回收设施；具有多系列的烯烃装置的工厂性投资；包括土地、许可证、催化剂、化学品、初始培训和组织费用、建设期利息以及装置试验设施等在内的各种项目的起动费用。将基本重置投资乘以地区差别系数，其乘积反映了工程、采购及建设差别中的地理差异。表9为j装置的重置值与标杆值的比较。 表9 重置值 (百万美元)重置值j装置 标杆装置平均相当于j装置，差距美国海湾沿岸(界区内)257.0367.5143110.5原料灵活性3

25、.22.7830.6原料的准备5.9005.9能源发生、蒸气发生33.937.81123.9装置以外投资121.7149.012227.3补充原料1.41.3890.2双线投资0.00.20.2起动费用65.092.614227.6美国海湾沿岸重置投资488.1651.0133162.9地区调节48.865.113316.3地区重置投资536.9703.9131167.0从表9可知，原料灵活性太高会使装置的获利能力降低。应在灵活性与经济性之间寻找一个最佳平衡点。由以上七个方面的分析结果可知，j装置除了在人工成本上具有优势外，其他方面均与标杆装置存在较大差距。而且，人工成本较低也是由于国内的工资水平较低，并不表明j装置的实际耗用工时数低。相反，实际耗用工时数还比标杆装置高20以上。另外，sai还提供了专为j装置编制的j装置在41项可比较绩效指标中所处的等级。从中可以看出j装置的排名，如能耗指标，j装置处于第二等级，说明j装置在全世界处于中等偏上水平。获得这些结果的目的不仅仅是了解本装置各项指标在世界上所处的位置，而更主要的是找到差距所在，并根据装置的特点，找到最有效的提高装置绩效的途径。performance analysis of olefin planta comparative study metho