Автор: Ф. Моррис, М. Гетманов (Air Products).
Опубликовано в журнале Химическая техника №2/2014
Компания Air Products, производственные предприятия которой расположены более чем в 50 странах, является глобальным поставщиком технических и специальных газов и обслуживает различные секторы промышленности. Компания поставляет водород с 1975 г. и является мировым лидером в этой области (производит более 2,2 млн. т/год).
С 2000 г. международные нефтяные компании продолжили успешное внедрение концепции аутсорсинга водорода: шесть крупнейших международных нефтяных компаний нарастили потребление H2 в объеме около 2,5 млн. т в год, при этом 78% поставляется по принципу аутсорсинга.
Air Products поставляет по аутсорсингу более 1,6 млн. т водорода в год (40,4% рынка).
Преимущества аутсорсинга перед собственным производством водорода очевидны и объясняются следующим.
При собственном производстве водорода клиент покупает лицензию, платит за строительство установки, самостоятельно ее эксплуатирует и полностью оплачивает ее техническое обслуживание. В случае аутсорсинга клиент покупает водород у поставщика газа. Поставщик газа предоставляет капитал для проектирования и строительства водородной установки, после чего, владея этой установкой и эксплуатируя ее, осуществляет поставку H2 по долгосрочному договору. При этом поставщик газа несет полную ответственность за эксплуатацию и техническое обслуживание, а также за связанные с ними риски; обеспечивает гарантированные показатели использования, готовности и эффективности оборудования.
Используемые Air Products конструкции установок, а также режимы эксплуатации и технического обслуживания снижают число длительных простоев и длительность восстановительного периода после аварийного отключения (табл. 1).
Как видно, аутсорсинг водорода позволяет нефтеперерабатывающим заводам производить больше продукции при более низкой общей себестоимости, тем самым повышая маржу прибыли, снижая риск и позволяя заводу сосредоточиться на основных видах деятельности.
Таблица 1.
| Типично при собственном производстве |
Air Products | Разница в рабочих днях |
Маржа прибыли |
|
| Эксплуатационная готовность | 97,5% | 99,5% | 7,3 | $11,0 млн |
| Число отключений в год |
3 | 1 | 4 | $6,0 млн |
| Примечания. Данные НПЗ мощностью 15 млн. т/год (300 000 баррелей/сутки) с маржой прибыли $5/баррель. Двухдневный восстановительный период после каждого аварийного отключения. Коэффициент эксплуатационной готовности равен проценту времени, в течение которого водород может поставляться при наличии потребности со стороны НПЗ. |
||||
Как правило, при эксплуатации собственной водородной установки в нефтехимии и нефтепереработке длительный простой случается каждые 3–5 лет; при эксплуатации водородных установок Air Products средний интервал между длительными простоями превышает 30 лет. Используемые «Air Products» конструкции установок, а также режимы эксплуатации и технического обслуживания, снижают число длительных простоев и длительность восстановительного периода после аварийного отключения. При этом следует отметить, что простой в течение, например, восьми суток приводит к потере $12 млн./год и затратам на ремонт $180 тыс./год, в течение четырех месяцев – к $168 млн. производственного убытка.
Сравнение с другими операторами показывает, что Air Products эксплуатирует водородные установки на 3–5% эффективнее:
- при цене $400/1000 м3 Н2 это эквивалентно экономии от 5,5 до 9,4 млн. $/год;
- при цене $100/1000 м3 Н2 это эквивалентно экономии от 1,4 до 2,5 млн. $/год.
Аутсорсинг обусловливает более низкие годовые затраты по сравнению с собственным производством благодаря меньшим капитальным затратам, так как Air Products может построить установку дешевле, используя свой опыт и налаженную систему закупок. Вследствие характера договора об аутсорсинге, ценообразование Air Products отражает более низкие требования к доходности капитала.
Различные риски переносятся на фирму Air Products, которая имеет больше возможностей по управлению ими (табл. 2).
Эффективность и надежность эксплуатации, гарантируемые Air
Products, подкрепляются значительными финансовыми стимулами и штрафами за недостижение целевых показателей.
Гарантированные показатели:
- коэффициент эксплуатационной готовности (% времени в работе);
- надежность (число аварийных отключений в год);
- эффективность установки;
- качество H2;
- эксплуатационные затраты;
- календарный план и стоимость строительства.
Достичь таких показателей фирме Air Products позволяет следующее:
- более чем 35-летний опыт проектирования, строительства и эксплуатации более 80 водородных установок;
- более 1000 километров трубопроводов, более 90 клиентов по долгосрочным договорам;
- суммарная производственная мощность – более 2,2 млн. т/год;
- специализированная служба технической поддержки, глобальная сеть действующих установок, непрерывное совершенствование оборудования.
Таблица 2.
| Обязательства поставщика при собственном производстве |
Обязательства Air Products при аутсорсинге |
|
| Основной критерий проектирования | Низкие капитальные затраты | Долгосрочная стоимость газа |
| Финансирование и страхование | Клиент | Air Products |
| Проектный/строительный риск | Клиент/Поставщик | Air Products |
| Разрешения и функциональные испытания | Клиент | Air Products |
| Гарантия | Энное число месяцев после сдачи подряда или 12 месяцев после ввода в Эксплуатацию |
15–20 лет |
| Гарантия на рабочие характеристики | В течение испытания рабочих характеристик установки (24 ч) (иногда до одного года) |
15–20 лет |
| Гарантия эксплуатационной надежности | Отсутствует | 15–20 лет |
| Эксплуатационные затраты | Клиент | Air Products |
| Эксплуатационная эффективность | Отсутствует | 15–20 лет |
| Возникновение крупной неисправности после гарантии |
Клиент | 15–20 лет |
В 1992 г. с целью проектирования и строительства водородных установок Air Products был основан альянс ведущих поставщиков водорода для нефтеперерабатывающей промышленности – компаний Air Products и Technip. Со дня своего основания альянс выполнил более 30 проектов и ввел в эксплуатацию установки по производству водорода общей мощностью более 1,5 млн. т в год для клиентов из числа нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий.
Как основной поставщик водородного оборудования для нефтеперерабатывающей промышленности Technip привносит в альянс апробированную конструкцию печи парового риформинга, а также опыт рабочего проектирования. Обширная система эксплуатационной обратной связи и постоянное совершенствование позволяют проектировать и строить водородные установки на самом высоком научно-техническом уровне.
Совместная работа компаний обеспечивает высокую эффективность реализации проектов строительства новых и реконструкции существующих установок.
Technip проектирует и модифицирует водородные установки в соответствии со стандартами Air Products.
Установки компании Air Products характеризуются минимальными долгосрочными издержками владения и максимальной надежностью благодаря применению усовершенствованных материалов для теплообменников, трубопроводов и других деталей. Так, трубы риформера рассчитаны на службу в течение всего срока договора; срок службы катализатора ZnO превышает 30 мес.
Наличие двух маслозапоненных низкоскоростных компрессора повышает надежность установки, а использование повышенного числа анализаторов, а также насосов двойного назначения с автоматическим пуском – коэффициент эксплуатационной готовности.
Автоматический режим системы короткоцикловой адсорбции с уменьшенным слоем адсорбента повышенного качества обусловливает значительную экономию благодаря уменьшению объема адсорбера, снимания давления и повышения КПД установки
Опыт эксплуатации и синергия сети из более чем 80 водородных установок во всем мире позволяют достичь уровень эффективности, который недостижим при их самостоятельной эксплуатации предприятиями-потребителями. Для решения проблем, возникающих при работе установки, всегда можно обратиться к экспертам Air Products. Обширная программа профилактического технического обслуживания обеспечивает низкие годовые затраты на техническое обслуживание, а также 3–5-летний интервал между плановыми остановами, а соглашение о глобальной закупке катализаторов в больших годовых объемах обеспечивает низкие затраты на катализаторы.
