煉油規(guī)劃項目設(shè)計能力和投資回報的驗證分析

張 敏 張芳華 代春雷

(大連西太平洋石油化工有限公司， 116600)

項目評價

煉油規(guī)劃項目設(shè)計能力和投資回報的驗證分析

張 敏 張芳華 代春雷

(大連西太平洋石油化工有限公司， 116600)

介紹了運用美國ASPEN TECH公司線性規(guī)劃模型(PIMS)方案比較與財務(wù)利潤核算相結(jié)合的手段，對煉油規(guī)劃項目設(shè)計產(chǎn)能和投資回報進行驗證分析的方法。通過驗證分析可以準確評估規(guī)劃項目的投資回報以及規(guī)劃項目的實際需求，確定規(guī)劃項目的投資優(yōu)先順序，確保規(guī)劃項目的科學(xué)發(fā)展。

規(guī)劃項目 設(shè)計能力 投資回報 線性規(guī)劃模型 財務(wù)核算

煉化企業(yè)在規(guī)劃項目時的一個重要環(huán)節(jié)是確定項目的設(shè)計產(chǎn)能和投資回報，這一工作往往由設(shè)計院根據(jù)企業(yè)的需求并結(jié)合企業(yè)的現(xiàn)有流程進行核算，在規(guī)劃項目總體設(shè)計或規(guī)劃項目可行性研究報告(以下簡稱可研報告)中給出。然而，當(dāng)項目投產(chǎn)后，不乏出現(xiàn)項目投資回報遠低于可研報告中的預(yù)期值，也不乏出現(xiàn)項目的設(shè)計能力過大或過小的情況。

出現(xiàn)這種偏差情況一般緣于以下幾種原因:(1)設(shè)計院對企業(yè)現(xiàn)有狀況的了解不夠全面，沒有全面了解與新建項目相關(guān)聯(lián)裝置的能力和發(fā)展需求、原料狀況、生產(chǎn)瓶頸，易出現(xiàn)設(shè)計能力與實際需求不匹配的狀況，造成設(shè)計能力不符合規(guī)劃的目的要求;(2)設(shè)計院在可研報告中只計算單體項目投入、產(chǎn)出，沒有采用與企業(yè)相同的模型進行設(shè)計和流程優(yōu)化［1］，沒有計算項目對煉廠整體的成本與加工規(guī)模的影響，錯估規(guī)劃項目的投資回報;(3)可研報告中經(jīng)濟評價的價格體系不合理或與未來的市場發(fā)展偏差較大，如果所采用的價格體系不合理，投資回報會被扭曲。所以，企業(yè)不能忽視的一個重要環(huán)節(jié)就是對可研報告中給出的設(shè)計能力和投資回報進行分析。項目設(shè)計能力能否與企業(yè)現(xiàn)有裝置或長期規(guī)劃匹配，項目的投資回報能否達到可行性研究報告的效果，這是企業(yè)在項目開始設(shè)計前必須回答的問題。

文章根據(jù)企業(yè)的規(guī)劃實踐，以中國石油天然氣股份有限公司旗下某10 Mt/a常減壓裝置配套改造項目為例，介紹了利用美國ASPEN TECH公司的線性規(guī)劃模型(PIMS)進行方案比較，并結(jié)合財務(wù)利潤核算的評價方法，確定規(guī)劃項目的生產(chǎn)能力和投資回報，避免出現(xiàn)規(guī)劃項目能力過大或過小、投資回報低的狀況。

1 案例情況

中國石油天然氣股份有限公司下屬某企業(yè)的10 Mt/a常減壓裝置，由于現(xiàn)有的渣油加工能力不足，限制了裝置煉油能力的充分發(fā)揮。為了提高渣油處理能力，同時提高競爭能力和經(jīng)濟效益，企業(yè)規(guī)劃新增延遲焦化裝置(以下簡稱焦化裝置)和新建重整－芳烴抽提聯(lián)合裝置(以下簡稱重整裝置)。原裝置設(shè)計狀況與規(guī)劃裝置設(shè)計狀況見表1。

為了防止出現(xiàn)設(shè)計偏差，在設(shè)計院完成規(guī)劃的總體設(shè)計和兩套裝置的可研報告后，企業(yè)自主采用PIMS模型模擬方案與財務(wù)利潤核算結(jié)合的方法對規(guī)劃的焦化和重整裝置項目進行核算，與設(shè)計數(shù)據(jù)進行比較驗證，以確保新建裝置規(guī)模適度、投資合理、回報可靠。同時，對新建兩項目的先后順序，從經(jīng)濟角度進行比較、論證。

表1 當(dāng)前和規(guī)劃的裝置狀況

2 規(guī)劃項目設(shè)計能力和投資回報驗證分析

驗證分析概括起來，依次包括3個環(huán)節(jié):價格體系的確定、方案比較及分析、財務(wù)利潤核算及分析。價格體系是方案比較和財務(wù)利潤核算的價格基礎(chǔ);方案比較能夠確定設(shè)計能力的大小，并為財務(wù)核算提供原料、產(chǎn)出數(shù)據(jù);財務(wù)利潤核算提供了準確判斷投資回報的依據(jù)。

2.1 價格體系的確定

價格體系是決定投資回報的主要因素之一。中國石油天然氣股份有限公司及其所屬企業(yè)在進行項目經(jīng)濟評價時一般都采用《中國石油天然氣股份有限公司建設(shè)項目經(jīng)濟評價參數(shù)》中的價格，但在實際評價過程中其原料和產(chǎn)品的價格體系存在諸多不合理之處。表2和3分別列出了焦化和重整裝置項目可研報告中原料和產(chǎn)品的價格。

通過比對發(fā)現(xiàn)，可研報告中液化石油氣(LPG)的價格高于柴油和石腦油價格，而實際當(dāng)中LPG的價格低于柴油、石腦油價格;干氣與油漿的價格關(guān)系也存在不合理:由于自產(chǎn)干氣不足，需要外購液化天然氣(LNG)或利用商品LPG補充到自用瓦斯中，所以干氣的價格應(yīng)與LPG價格相當(dāng)(或略低);純氫與石腦油的價格比為3.77，實際中應(yīng)約為3. 3;汽油與石腦油的價格差過大，達到720元/t;同為干氣，不同設(shè)計院按同一版本《中國石油天然氣股份有限公司建設(shè)項目經(jīng)濟評價參數(shù)》中的價格定價，價格也不統(tǒng)一。

表2 焦化裝置可研報告中的原料、產(chǎn)品價格(不含稅)

表3 重整裝置可研報告中的原油、產(chǎn)品價格(不含稅) 元/t

在完全開放的市場條件下，在市場價格杠桿的作用下，煉化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的原料油與產(chǎn)品的價差會保持在一個較合理的范圍內(nèi)。基于可研報告中價格體系的不合理性，為了確定合理的原料與產(chǎn)品的價差關(guān)系而不是確定準確的實際價格，企業(yè)對未來5年原(料)油、產(chǎn)品的價差重新進行了預(yù)測，按照以下主要原則重新確定項目能力和投資回報分析的價格體系:

(1)迪拜現(xiàn)貨原油價格作為基準價。

(2)研究近5年各種原油與迪拜原油的價差走勢，發(fā)現(xiàn)近年來輕質(zhì)原油與重質(zhì)原油的價差在縮小，如:近5年來沙特與迪拜的重質(zhì)原油平均價差為－5.19美元/桶，而近兩年來這個價差縮小到－2.73美元/桶。輕、重質(zhì)原油的價差的大小對焦化的投資回報影響較大，所以企業(yè)按照近2年來各種原油的平均價確定各種原油與迪拜原油的價差，價格體系中各種原油的價格確定公式為:基準價+價差。

(3)產(chǎn)品價格按照國內(nèi)市場與國際市場完全一致(“接軌”)的原則定價。這樣做有兩方面的考慮，一方面考慮到國內(nèi)市場與國際市場正在接軌，另一方面考慮到只有在一個符合市場規(guī)律的價格體系下對項目進行論證才是合理的，當(dāng)前的國內(nèi)成品油定價機制不盡合理。

(4)根據(jù)近5年各種產(chǎn)品“接軌”狀況下與迪拜價差的平均值確定各種產(chǎn)品與迪拜原油的價差。價格體系中各種產(chǎn)品的價格確定公式為:基準價+價差。

確定價格體系后，將其與可研報告的價格體系相比較后發(fā)現(xiàn)一些較大差異(見表4)。

表4 可研報告價格與預(yù)測價格體系下部分原料產(chǎn)品價差(完稅后)對比 元/t

焦化裝置的產(chǎn)品中，LPG比例約為4%，焦炭比例約為34%，能源消耗以干氣為主。根據(jù)表4，可研報告中夸大了LPG、焦炭兩種產(chǎn)品的相對價格，同時嚴重低估了干氣的相對價格，這可能導(dǎo)致夸大焦化裝置的投資回報。

重整裝置以石腦油為原料，汽油產(chǎn)品比例約占48%，能源消耗仍以干氣為主。根據(jù)表4，可研報告中夸大了汽油相對于石腦油的價格(價差過大)，而低估了干氣的相對價格(價差過小)，這可能夸大重整裝置的投資回報。

由此可見，只有利用合理的價格體系對規(guī)劃項目進行驗證分析，才能得出科學(xué)的驗證結(jié)果。

2.2 PIMS方案比較

美國ASPEN TECH公司的PIMS模型主要應(yīng)用于原油采購、計劃制定、生產(chǎn)方案優(yōu)化、生產(chǎn)經(jīng)營分析等方面。利用PIMS模型對規(guī)劃項目進行驗證分析擴大了PIMS模型在煉油企業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域。其具體做法為:通過對各種設(shè)計方案的比較，根據(jù)設(shè)計的整體規(guī)劃調(diào)整PIMS模型參數(shù)，再通過PIMS模擬運行給出各方案的加工流程以及比較報告，最后對PIMS報告進行綜合分析。

(1)設(shè)計方案的比較

利用PIMS進行規(guī)劃項目的設(shè)計能力和投資回報驗證分析，必須將項目置于企業(yè)的整體經(jīng)營流程中。可研報告對單體項目的投資回報只考慮了單體裝置自身的投入與產(chǎn)出。而PIMS報告中會提示規(guī)劃項目開工后原油采購成本、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、裝置開工率、能源及化學(xué)藥劑消耗等4個方面的變化，也是決定一個煉油生產(chǎn)性項目投資回報的重要因素。這是與單體項目可研報告中計算投資回報的不同之處。

PIMS進行方案研究的一個常用方法是方案比較(Case Comparison)。根據(jù)方案之間的毛利(或經(jīng)濟目標，PIMS中稱為目標函數(shù))比較來確定方案的優(yōu)劣。所以，企業(yè)制定了以下3個方案，對規(guī)劃項目進行研究。

方案1:現(xiàn)有裝置的運行方案，當(dāng)前高API密度(API°≈35～36)的原油結(jié)構(gòu)，加工總量為8.7 Mt/a，無重整和焦化裝置;

方案2:增加焦化的運行方案，低油API密度(API°≈30)的原油結(jié)構(gòu)，加工總量 10 Mt/a，無重整裝置，有焦化裝置;

方案3:增加重整、焦化的運行方案，低API密度(API°≈30)的原油結(jié)構(gòu)，加工總量10 Mt/a，有重整和焦化裝置。

方案1代表了規(guī)劃項目開工前的、當(dāng)前的生產(chǎn)經(jīng)營方案，方案2代表了焦化項目開工后的生產(chǎn)經(jīng)營方案，方案3代表了焦化和重整項目同時開工后的生產(chǎn)經(jīng)營方案。方案2與方案1比較，目的是確定焦化裝置開工后的投資回報和企業(yè)達到10 Mt/a煉油能力后所需要的焦化加工能力。方案3與方案1比較，目的是確定焦化、重整裝置同時開工后的投資回報和企業(yè)達到10 Mt/a煉油能力后所需要的重整的加工能力。而方案3與方案2比較，目的是確定重整裝置的投資回報情況(兩個方案的原油結(jié)構(gòu)一致，只是重整裝置在方案2中不開工，而在方案3中開工)。

(2)PIMS模型的調(diào)整

PIMS模型的調(diào)整包括以下3個方面:

①根據(jù)新建裝置的可研報告，建立新建裝置的PIMS裝置模型，包括裝置的原料及性質(zhì)要求、產(chǎn)品收率及性質(zhì)、催化劑及公用工程消耗、收率的主要影響因素等(Delta － Base)［2］。

②規(guī)劃前的渣油加工流程包括渣油加氫脫硫和重油催化裂化，原切割溫度是與這一加工流程相適應(yīng)的。焦化裝置項目開工后，根據(jù)焦化裝置對原油切割溫度的要求，減渣裝置需要進一步提高初餾溫度，調(diào)整原PIMS模型中減渣的切割溫度由525℃(TBP)調(diào)整到560℃(TBP)，以適應(yīng)焦化裝置對原料的要求。

③焦化裝置開工后，可能會引起渣油加氫脫硫裝置和催化裂化裝置的原料性質(zhì)變輕，催化裝置焦炭收率有所下降，實際加工能力得以提高。因此，可以根據(jù)規(guī)劃項目對現(xiàn)有二次加工裝置的影響，調(diào)整二次加工裝置的原料性質(zhì)要求和實際加工能力。

(3)PIMS模擬運行結(jié)果及分析

根據(jù)調(diào)整后的工藝條件運行PIMS模型，得出各方案的比較報告和加工流程。比較報告包括3種方案的原油結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、公用工程消耗、各裝置加工量、銷售收入、采購成本、庫存變化價值、煉油毛利(銷售收入與原料成本之差)和經(jīng)濟目標等。加工流程包括:裝置的原料、產(chǎn)品、原料性質(zhì)、消耗等。

由于新建裝置開工后加工費的增加量與煉油毛利相比較后幾乎可以忽略，所以在不考慮投資額的前提下，通過煉油毛利的比較，可以初步確認新建項目的投資回報優(yōu)劣。PIMS方案比較報告中的煉油毛利情況見表5。

由表5數(shù)據(jù)可見，焦化裝置開工后對煉油裝置整體的毛利貢獻約為7.2億元/a(方案2與方案1比較的毛利差);重整裝置開工后可增加的煉油毛利約為9.1億元/a(方案3與方案2比較的毛利差);兩個規(guī)劃項目(焦化、重整)同時開工后，煉油毛利的增加額約為16.3億元/a(方案3與方案1比較的毛利差)。由此可知，2個項目都有很好的投資回報，并且重整項目的投資回報相對更高。

表5 模擬運行各方案的煉油毛利 億元/a

另外，主要裝置的規(guī)劃加工能力與實際需要加工能力比較后發(fā)現(xiàn)，規(guī)劃裝置投產(chǎn)后，除焦化裝置外的主要生產(chǎn)裝置開工率均能超過90%，而焦化裝置的開工率只達到81.51%(見表6)。

因此，新增的焦化裝置應(yīng)縮小設(shè)計規(guī)模，產(chǎn)能可由原設(shè)計的1 600 kt/a縮小到1 400 kt/a，避免出現(xiàn)“吃不飽”和過度投資的情況。

表6 規(guī)劃加工能力與方案中實際需要加工能力對比

2.3 財務(wù)利潤的核算與對比

由于企業(yè)在PIMS模型方案對比中沒有將財務(wù)費用、折舊費、修理費、管理費用等結(jié)合到模型中，所以在PIMS模型發(fā)布出對比報告后，需要將報告數(shù)據(jù)(主要包括原油與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、價格體系)提交企業(yè)財務(wù)部門，由財務(wù)部門根據(jù)財務(wù)準則核算這3個方案的財務(wù)利潤額。經(jīng)過財務(wù)核算后，各方案的財務(wù)利潤情況見表7。

表7 各方案財務(wù)利潤 億元/a

根據(jù)表7數(shù)據(jù)可知，焦化裝置開工后煉油利潤可增加8.5億元/a(方案2與方案1利潤差);重整裝置開工后煉油利潤可增加5.8億元/a(方案3與方案2利潤差);兩個規(guī)劃項目(焦化、重整)同時開工后，則煉油利潤可增加14.3億元/a(方案3與方案1利潤差)。財務(wù)核算利潤情況與各方案煉油毛利比較的結(jié)論大體一致，兩個項目都有很好的投資回報。但與煉油毛利比較的結(jié)果不同的是，財務(wù)利潤核算結(jié)果中焦化裝置項目比重整裝置項目的投資回報更高。造成這種情況的原因在于財務(wù)利潤核算全面結(jié)合了財務(wù)費用、折舊費、修理費、管理費用等，與表5的煉油毛利比較，財務(wù)利潤更準確地反映了新建裝置的投資回報。

另外，重整裝置項目的年均利潤總額在財務(wù)核算結(jié)果和可研報告基本一致，但焦化裝置項目在可研報告中的利潤與財務(wù)核算的利潤相差巨大(見表8)。出現(xiàn)這種狀況的原因在于可研報告中只是計算了焦化裝置自身的投入與產(chǎn)出，并沒有考慮各個裝置的原料(包括原油)成本因焦化裝置項目配套后而下降的因素。這種全部生產(chǎn)裝置原料成本的下降，是造成焦化裝置項目的可研報告利潤與財務(wù)核算利潤不同的主要原因。另外，由于焦化裝置開工后，原油加工能力提高了1 300 kt/a，煉廠的規(guī)模效益進一步加大，這也是焦化裝置項目財務(wù)核算利潤優(yōu)于可研報告利潤的一個原因。

表8數(shù)據(jù)還表明，新建焦化和重整裝置都對企業(yè)效益有良好的貢獻，但焦化裝置對效益增加的貢獻更突出。另外，由于焦化裝置的投資約為重整裝置投資的55%，且焦化裝置的投資回報周期更短。所以，當(dāng)投資資金不足而需要選擇建設(shè)項目時，企業(yè)應(yīng)優(yōu)先建設(shè)焦化裝置項目。

表8 項目投資和利潤對比 億元/a

3 結(jié)論

(1)煉化企業(yè)在新建規(guī)劃項目時有必要對可研報告中的裝置能力和投資回報進行驗證。這有利于提高規(guī)劃項目與原總體加工流程的匹配性，避免出現(xiàn)規(guī)劃能力過大或過小、過度投資、投資回報低下等問題。

(2)企業(yè)利用PIMS方案比較與財務(wù)利潤核算相結(jié)合的方法對規(guī)劃項目設(shè)計能力和投資回報進行驗證分析，能夠較為準確的確定項目的能力需求和投資回報。

(3)規(guī)劃項目的投資回報測算應(yīng)將項目置于整體加工流程中考慮，只有這樣才能充分體現(xiàn)出所規(guī)劃項目對原料結(jié)構(gòu)與成本、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、上下游裝置的影響。借助于PIMS等線性規(guī)劃模型，能夠很好地實現(xiàn)這一要求。

(4)根據(jù)對不同項目投資回報的準確分析，能夠科學(xué)地確定優(yōu)先投資建設(shè)的項目。

［1］ 趙建煒，郭宏新．PIMS軟件在煉油廠總加工流程優(yōu)化中的應(yīng)用［J］．煉油技術(shù)與工程，2009，4(39):50 －53．

［2］ 任家軍．煉油企業(yè)級PIMS模型的開發(fā)與應(yīng)用［J］．石油煉制與化工，2005，5(36):62 －65．

Check Analysis on Designing Capacity of Planned Refining Project and its Return on Investment

Zhang Min，Zhang Fanghua，Dai Chunlei
(Dalian West Pacific Petrochemical Company Ltd．，116600)

Check analysis was made on the designing capacity and return on investment(ROI)of planned refining project with PIMS developed by ASPEN TECH Company and financial accounting．Through check analysis，the ROI and demand of planned project was determined，and the priority for investment of projects was discussed，which effectively pushed forward the development of project．

planned project，designing capacity，ROI，PIMS，financial accounting

1674－1099 (2012)04－0005－05

TE681

A

2012-06-14。

張敏，男，1970年出生，1994年畢業(yè)于沈陽化工學(xué)院有機化工專業(yè)，高級工程師，長期從事煉廠生產(chǎn)經(jīng)營計劃制定和方案優(yōu)化工作。