烯烴裝置的績效分析

1、烯烴裝置的績效分析一種微觀經(jīng)濟的比較研究方法吳有君(中國石化上海石化股份有限公司，200540)編者按 所羅門管理咨詢公司（sai）是成立于1981年的一家美國咨詢公司，其經(jīng)營特色是通過研究企業(yè)（客戶）績效確定其獲得成功的關鍵因素，并通過同類企業(yè)績效對比研究的方法，為企業(yè)（客戶）指明改進績效，躋身先進的途徑和措施。創(chuàng)建20年來以其獨有的服務特色和經(jīng)營理念贏得了廣大客戶，行業(yè)覆蓋面由初始的煉油，擴大到目前包括石油、化工、造紙、汽車制造、運輸、電力、銀行等多個領域，成為在某些行業(yè)，特別是煉油、石化行業(yè)頗具聲譽的咨詢機構。其中企業(yè)績效分析評估更是該公司時間最久，又最具領先地位的核心業(yè)務，即以石化行業(yè)

2、中的烯烴工廠為例，就已有八、九十家作為客戶參與其每二年一次的績效分析活動。我國于1998年開始有一家參與了sai的第7次全球烯烴績效分析，參評情況當時就受到了業(yè)內領導層重視，以后陸續(xù)又有多家企業(yè)參加，使這一方法在國內有了愈來愈大的影響，希望了解并對此感興趣的人士也逐漸增多。為了實踐本刊關注新熱點的報道方針，本刊在2000年即著手組織有關這方面的稿件，本文即為其中之一。由于出版安排的原因（其中也有盡先刊載sai作者來稿的考慮），延至本期才得以達覽，而其間，應乙烯工業(yè)要求，在該刊2001年第1期上先行發(fā)表，則是為了配合中石化集團公司開展績效烯烴裝置績效比較分析活動的需要，所作出的適應性調整而為之的

3、，請讀者諒察。同時本刊熱切希望并歡迎已經(jīng)參與此項工作的科技、經(jīng)濟工作者，充分利用本刊這個載體，就績效分析這個題目，與讀者進行更具體更務實的溝通與交流。所羅門管理咨詢公司(sai)的烯烴裝置績效分析方法是一種將各裝置進行相對比較，然后確定各裝置在其間的相對位置的方法，該方法與國內現(xiàn)行的競爭力分析方法相比更具科學性和可比性。此方法中包含了許多國內企業(yè)比較陌生的概念和做法，在此對該方法的特點、作用以及參評裝置在提供數(shù)據(jù)時應注意的問題作了簡單介紹，并以國內較早參與此項工作的j裝置為例，介紹采用該方法進行分析的情況。關鍵詞：烯烴 裝置 績效 比較分析 方法隨著中國加入wto日期的日益臨近，國內乙烯行業(yè)與

4、國外大公司的競爭將日趨激烈。因此，對乙烯裝置進行競爭力評價已引起管理層的濃厚興趣，國內目前也已形成了多種評價方法。但這些方法的重點均在于能耗、物耗等技術指標的比較，對裝置運行狀況的分析較多，而與企業(yè)管理、經(jīng)濟效益相結合還不夠，尚未做到同國際接軌。所以，國內已有企業(yè)于1998年開始同美國所羅門管理咨詢公司（solomon associates inc,consultants to management,以下簡稱sai）合作，參加由該公司組織的全球烯烴裝置績效比較分析活動，但這項工作目前尚處于起步階段。該分析方法與國內現(xiàn)行的方法相比更具科學性和可比性，因此已有更多的國內乙烯裝置開始加入此項活動。鑒

5、于這種分析方法與國內的現(xiàn)行方法有較大的區(qū)別，為了更好地進行這項工作，并充分利用此種績效評價的比較分析結果，本文對該比較分析方法的特點、作用以及參評裝置在提供數(shù)據(jù)時應注意的問題作一簡單介紹，并以國內較早參與此項工作的j裝置為例，介紹采用該方法進行分析的情況。1 績效分析方法介紹1.1 績效分析方法的工作程序 sai的績效分析方法的工作流程如下：數(shù)據(jù)提供(此項工作由參評裝置完成，以下均由sai完成)數(shù)據(jù)確認分析方法的建立或確定績效標桿的確定比較分析經(jīng)濟效益差距分析與確認多變量、預估分析及建檔決策制定及建模。當參評裝置確認參加sai的全球烯烴裝置績效比較分析活動后，sai將提供十多張excel工作表

6、，由該參評裝置進行填寫，sai在收到這些表格后會進行數(shù)據(jù)確認，然后進行一系列的比較分析，待分析完成后提供給該參評裝置一份全球烯烴裝置該年度績效分析綜合報告，對所有參評裝置的所有績效數(shù)據(jù)分成七大類整合后列成表格，并附加詳細說明；該參評裝置該年度的績效排序，這是將該裝置的各績效指標與所有參評裝置的相應指標比較后排出的位次及等級；參評裝置分門別類的績效數(shù)據(jù)，以及相應的全球數(shù)據(jù)，可逐項進行比較，了解本裝置的績效與全球同類型裝置的差異；標準經(jīng)濟效益差距分析表及其說明，為該參評裝置與同類型的全球范圍內績效最為優(yōu)良的裝置(亦即標桿裝置)相比，按總量及單位產(chǎn)量計算的凈現(xiàn)金效益差距。另外，sai還可應參評裝置的

7、要求，提出績效展望系列報告，可就先進控制、勞動力使用、設備耐用度、大修時間及維修費用、能耗等專題寫出更深層次的分析報告。1.2 績效分析方法的特點該方法是一項基于真實、準確數(shù)據(jù)的比較研究，它著重的是各個烯烴裝置的相對比較結果，使各參評裝置在比較中能容易地發(fā)現(xiàn)自己與先進裝置的差距所在。這種方法具有以下幾個特點：（1）設計了一套客觀、相對公平的指標體系，用于各裝置對比排序和差距分析；（2）設計了按地理區(qū)域、裝置規(guī)模、進料品種、技術所屬年代為特征的四類組群(peer)，每個烯烴裝置都可在每類組群中找到自己的位置，使各裝置之間的比較更具科學性和公正性，不會造成幾個條件相差太大的裝置同時進行比較所帶來的

8、混亂，使各裝置能更清楚自己的優(yōu)勢和劣勢。1997年績效比較的組群分類情況見表1。表1 1997年各烯烴裝置的組群分類地理區(qū)域裝置規(guī)模(乙烯丙烯產(chǎn)能)/kta1進料品種技術年代(裂解)北美950lpg19801984年拉美液體進料(油品)19851990年其他1990年以后按照上述分類原則，j裝置列為亞太組、裝置規(guī)模第二組、進料品種第四組、技術年代第四組；（3）sai在分析時采用的是經(jīng)典的數(shù)理統(tǒng)計方法，并引用了統(tǒng)計學上四分法的概念，將參評裝置總的處理大體上四等分，并對每個指標數(shù)據(jù)從優(yōu)到劣依次排序，得到相應的1、2、3、4四個等級，這樣每個烯烴裝置的各項指標所處的位置就一目了然了；（4）科學的比較

9、基礎。主要采用以高附加值化學品(即乙烯、丙烯、丁二烯、乙炔、苯、氫氣等六種產(chǎn)品)產(chǎn)量作為比較基礎進行比較。sai認為這比以每噸乙烯為基礎時的結果更為合理，更能反映烯烴裝置績效的真實情況。但考慮到各參評裝置的習慣，報告中也列出了每噸乙烯和每噸烯烴(乙烯丙烯)的指標值，以供比較；（5）“標桿值”(benchmark)的確定。為了使參評裝置能更好地找準自己的差距，sai特意設定了每個組群中的標桿值。所謂標桿值是由sai的專家按照他們的標準(不只是具體的績效值)，從同一組群中選出四個以上樣本，按產(chǎn)能加權平均列出每一分項的平均先進值，再換算成經(jīng)濟效益，然后進行匯總而得。有了標桿值，參評裝置即可將自己的數(shù)

10、據(jù)與標桿值對應，則單位產(chǎn)量差距及裝置總的差距就知道了；（6）參評裝置數(shù)據(jù)的安全性。參評裝置提供的數(shù)據(jù)只由sai自己掌握，絕不提供給第三方，而且在各參評裝置間也保密，在標桿值以及各種組群的數(shù)據(jù)中，sai也不會透露裝置所屬的公司和國別，以免泄漏參評裝置的商業(yè)機密。1.3 數(shù)據(jù)的提供參評裝置需填寫包括烯烴裝置設施、進料、產(chǎn)品輸出、運行費用、人員、耐用度、能耗、裝置概況、先進過程控制、優(yōu)化及相關問題、分類維修成本、工藝操作人員的職能、生產(chǎn)組織等在內的12張表格，每張表格都須填寫大量的數(shù)據(jù)。由于中國的乙烯裝置大多為初次填寫，對有的指標容易產(chǎn)生誤解，而sai的這套績效分析方法的有效性又首先建立在各參評裝置

11、提供的數(shù)據(jù)的可靠性和準確性上。為此參評裝置在填寫時一般應注意以下問題：（1）對于規(guī)模普遍較大的烯烴裝置，要使每個數(shù)據(jù)都準確無誤是很困難的，因此有的數(shù)據(jù)有時須進行估計，但數(shù)據(jù)在估計時也要有一定的科學性與相應的根據(jù)；（2）數(shù)據(jù)的配套性。在這12張表格中，有許多數(shù)據(jù)都會重復出現(xiàn)在不同的表格中，由于不同的表格可能由不同人員填寫，因此應十分注意數(shù)據(jù)的前后一致。sai也注意到了這一點，它設計的各張表會進行自動校對，因此如果填的是電子表格，就會自動發(fā)現(xiàn)；（3）烯烴裝置范圍的確定應前后統(tǒng)一，并體現(xiàn)在每一張表中。但在實際填寫時，經(jīng)常會發(fā)生差錯，以下兩種情況是國內企業(yè)比較容易碰到的：烯烴裝置的開工鍋爐在管理體制上

12、歸屬動力車間，與乙烯裝置是分開核算的。因此在填寫表格時，工藝人員認為此鍋爐為烯烴生產(chǎn)流程中的一部分，因此在計算能耗時蒸氣成了負消耗(向外輸出)，但在操作費用及成本表中卻因分開核算而發(fā)生了購入能源的費用造成了數(shù)據(jù)的前后不一致。國內烯烴裝置的管理體制大多在這幾年進行了改革，其中之一就是將機、電、儀等檢修部門劃出，成為另外一個核算單位，在表格的填寫中可能沒有仔細考慮到檢修部門的歸屬問題。有時會出現(xiàn)在定員表格的填寫中雖未將檢修部門的人員計算在內，而在計算維修費用時卻未將支付給檢修部門的費用算在合同支出中的情況，原因是在實際操作時雙方并未簽訂正式合同，設備管理人員依照以前的慣例將業(yè)務劃給檢修部門，因此，

13、填表人員認為這不是合同支出，從而造成數(shù)據(jù)的不統(tǒng)一。1.4 績效分析方法的主要作用參評裝置得到sai提供的分析報告后，可以很清楚地獲悉本裝置在同業(yè)中所處的位置，與先進裝置的差距到底在哪里和有多大，有哪些方面是需要改進的，認識到趕超先進績效水平的最有效途徑。而且，sai還可以根據(jù)參評裝置的需要，對企業(yè)最關心的某些專題如財務、管理決策等提供深入分析報告，并介紹在這方面績效最好的裝置的具體做法，使參評裝置可從中獲悉更多改善業(yè)績的方法，而不僅僅是一些數(shù)據(jù)的簡單堆積，當然那是需要另行委托的。2 案例分析 j裝置于1998年參加sai的1997年度全球烯烴裝置業(yè)績比較分析活動。在提供了sai要求填寫的表格后

14、，sai把這些數(shù)據(jù)與其他裝置的數(shù)據(jù)一起進行確認、分析、整合、排序，最后提交了分析報告。以下將分七個方面對分析結果進行介紹。2.1 財務財務比較是每個參評裝置最關心的，因為這是評價裝置競爭力最關鍵的指標之一。表2為j裝置的財務情況及與標桿值的比較。表2 單位高附加價值化學品的財務匯總 (美元/t)項目j裝置標桿裝置平均 相當于j裝置的比例， 差距單位總毛利243.0251.21038.2單位現(xiàn)金運行費用91.462.96928.4單位凈現(xiàn)金毛利151.6188.312436.7在表2中，單位總毛利是總的產(chǎn)品產(chǎn)值減去凈成本后再除以總產(chǎn)量之商。其中高附加值化學品的凈成本為原料減去除了高附加值化學品外

15、的其他所有產(chǎn)品的價值，然后由高附加值化學品的總值減去其凈成本，再除以其產(chǎn)量即為單位總毛利。單位現(xiàn)金運行費用為總的現(xiàn)金費用除以以噸為單位的高附加值化學品產(chǎn)量之商，其中現(xiàn)金費用為運行費用，但不包括折舊、利息、管理成本和庫存烴類的運行成本。單位凈現(xiàn)金毛利為單位總毛利與單位現(xiàn)金運行費用之差。2.2 設備和產(chǎn)品在績效分析中的一個主要難題是開發(fā)一個在多種不同的裝置中進行比較的基準，為此，sai設定其比較產(chǎn)品僅限于下述產(chǎn)品：氫氣、乙炔、聚合級乙烯、化學級乙烯、聚合級丙烯、化學級丙烯、煉廠級丙烯、包括丁二烯和異丁烯的混合c4產(chǎn)品、苯。以上6類9種產(chǎn)品被定義為高附加值化學品。表3和表4分別為j裝置的生產(chǎn)能力、生

16、產(chǎn)能力利用率與標桿值的比較。表3 裝置的生產(chǎn)能力 （kt/a）產(chǎn)品種類j裝置 標桿裝置平均相當于j裝置，差距乙烯325.4579.2178253.8烯烴479.3871.8182392.9高附加值化學品605.61 082.1179576.6表4 裝置的生產(chǎn)能力利用率 ()項目j裝置標桿裝置平均相當于j裝置差距乙烯(未考慮大修因素)96.9698.971022.01烯烴(未考慮大修因素)97.6699.001011.331997年度停車的產(chǎn)量損失3.120.0103.112.3 原料消耗和收率表5為j裝置的原料消耗(價值型)和收率與標桿值的比較。表5 原料消耗和收率 (美元/t)項目j裝置 標

17、桿裝置平均相當于j裝置，差距高附加值化學品平均產(chǎn)值465.0464.71000.3產(chǎn)品平均價格(所有產(chǎn)品)324.8349.410824.6裂解原料平均價格189.8195.81036.0補充原料平均價格377.5366.49711.1乙烯產(chǎn)率，28.732.01123.4損失，1.640.47291.22.4 耐用度(reliablity)和大修提供耐用度是改善烯烴裝置績效的一個先決條件，在經(jīng)常發(fā)生安全與環(huán)境問題或裝置非計劃停車時，其績效改善只能是一句空話。烯烴裝置生產(chǎn)能力的利用受以下四種因素的影響：第一，主要設備的非計劃停用，公用工程的中斷，或者原料短缺等均可導致整個裝置或整條線的關閉；第

18、二，大多烯烴裝置都會每幾年進行一次大檢修；第三，降低開工率，這種情況一般發(fā)生在一套裝置需要繼續(xù)運行，但由于工藝或機械問題導致必須降低產(chǎn)量；四是由于產(chǎn)品需求減少導致非運行因素的停車和降量。表6為j裝置的耐用度可靠性指標與標桿值的比較。表6 耐用度指標 (%)指標j裝置 標桿裝置平均相當于j裝置，差距年計劃停車時間6.376.06950.3非計劃停車0000運行性因素導致生產(chǎn)降量0.940.48510.5耐用度指數(shù)7.316.54890.8市場因素及其他2.591.09421.5注：表中耐用度指數(shù)一項是指所有運行因素導致的生產(chǎn)能力損失的百分比，由非計劃停車時間、年計劃停車時間、運行性因素導致生產(chǎn)放

19、慢之和。2.5 人工成本人工成本不到現(xiàn)金管理費用的20，但由于這個指標反映了各裝置的效率情況，因此各烯烴裝置尤其是國內烯烴裝置對此特別重視。但由于各國的勞工政策不同，往往難以直接比較，sai將一星期40 h或一年2 080 h作為一個員工工時的比較基準。表7為j裝置的人工成本與標桿值的比較。表7 人工成本項目j裝置 標桿裝置平均相當于j裝置，差距實際耗用工時數(shù)/h680 470559 18082121 290裝置職工平均工時價格/美元1.4527.071 86325.6合同勞務平均工時價格/美元5.7619.5834013.8從表7中可以看出，j裝置的員工工時數(shù)比標桿裝置高很多，但由于工時價格

20、很低，使得總的人工成本比標桿裝置低很多，這是國內烯烴裝置在競爭中的最大優(yōu)勢。2.6 能耗烯烴裝置中的最大單項運行費用就是能耗，一般能耗占據(jù)現(xiàn)金運行費用的60。為了更好地進行能源消耗的比較分析，sai以每磅高附加值化學品的btu（英熱單位）、每磅乙烯的btu以及能源效率指數(shù)(eei)為基準進行比較。在此對eei進行介紹。運用lummus-crest pyps模型，計算每個烯烴裝置基于實際原料和操作苛刻度的目前的工藝水平的能耗。在技術上，這是將原料差別帶入計算的最直接的方法，這種現(xiàn)行工藝水平計算能耗的方法基于以下假設：爐子出口壓力等于25磅/平方英寸（172.37 kpa）；不采用燃氣輪機廢氣作裂

21、解爐助燃氣；需要乙烯和丙烯的完全回收；在基本裝置中，按最大能量利用率的技術水平設計的。能耗是以實際的烯烴產(chǎn)率為基礎進行計算的，然后，為了使eei分析能在有補充進料和無補充進料的裝置間更好地進行比較，能耗水平可按補充原料進行調整。裝置處理補充原理時所耗能量為該部分原料壓縮及制冷所需能量之和。例如，補充乙烯氣流將消耗壓縮丙烯制冷和乙烯制冷三者所需的能源，而補充丙烯氣流將只消耗壓縮和丙烯制冷的能源。由此計算補充進料為c2組分的標準能耗是每磅1 882 btu，c3組分的標準能耗為1 476 btu，而c4組分的標準能耗為947 btu。這些標準的計算是按照大多數(shù)能量使用較有效的裝置的際數(shù)據(jù)進行的。所

22、有的補充原料組分所需的標準能耗相加，即為總的補充原料的能耗與裝置從pyps得到的裂解所需能耗相加，所得的和是裂解和補充原料所需的總標準能耗。參評裝置的實際能耗除以上述總標準能耗即可算出eei。eei的算式為：eei實際能耗/(裂解原料的pyps能耗處理補充原料的標準能耗)100表8為j裝置的能源效率與標桿值的比較。表8 能耗(btu/lb)及能源效率指數(shù)項目j裝置 標桿裝置平均相當于j裝置，差距以高附加值化學品計7 6305 195682 436以乙烯計14 302 9 7056811 251能源效率指數(shù)(eei)145.9110.57635.4燃料氣的購買價格/美元btu13.62凈購入的蒸

23、汽和電力相當于凈能耗，0.200.13660.322.7 裝置重置值烯烴工業(yè)是一種資金密集型的產(chǎn)業(yè)。因此，項目的管理者和投資者通常都按照資金回報率和資金使用率來評價項目的表現(xiàn)，確定一個用于該項目的固定方法是很重要的。sai選擇“現(xiàn)行裝置重置值”作為比較基準，因為其對所有參評裝置都是在一個有意義并且一致的基準上進行估算的。sai準備了一個按1997年價格計算的裝置估計重置值。該估計值先按在美國海灣地區(qū)建設完全相當?shù)南N裝置的投資，加上界區(qū)外必須的配套部分后計算出烯烴裝置的現(xiàn)場投資。用于上述計算的估計因素來自公共的可靠數(shù)據(jù)源，實際證明這些估計是合乎邏輯的。烯烴裝置的投資與進料品種關系很大，因此為了

24、適應裝置進料多樣化的要求，需額外增加投資，再加上設計費及試車運轉費用，就得到在海灣地區(qū)建廠的重置投資值。增加的投資用于下列各項：特別的原料分餾和加氫；裂解汽油加氫；再生和現(xiàn)場蒸汽鍋爐；補充原料回收設施；具有多系列的烯烴裝置的工廠性投資；包括土地、許可證、催化劑、化學品、初始培訓和組織費用、建設期利息以及裝置試驗設施等在內的各種項目的起動費用。將基本重置投資乘以地區(qū)差別系數(shù)，其乘積反映了工程、采購及建設差別中的地理差異。表9為j裝置的重置值與標桿值的比較。 表9 重置值 (百萬美元)重置值j裝置 標桿裝置平均相當于j裝置，差距美國海灣沿岸(界區(qū)內)257.0367.5143110.5原料靈活性3

25、.22.7830.6原料的準備5.9005.9能源發(fā)生、蒸氣發(fā)生33.937.81123.9裝置以外投資121.7149.012227.3補充原料1.41.3890.2雙線投資0.00.20.2起動費用65.092.614227.6美國海灣沿岸重置投資488.1651.0133162.9地區(qū)調節(jié)48.865.113316.3地區(qū)重置投資536.9703.9131167.0從表9可知，原料靈活性太高會使裝置的獲利能力降低。應在靈活性與經(jīng)濟性之間尋找一個最佳平衡點。由以上七個方面的分析結果可知，j裝置除了在人工成本上具有優(yōu)勢外，其他方面均與標桿裝置存在較大差距。而且，人工成本較低也是由于國內的工資水平較低，并不表明j裝置的實際耗用工時數(shù)低。相反，實際耗用工時數(shù)還比標桿裝置高20以上。另外，sai還提供了專為j裝置編制的j裝置在41項可比較績效指標中所處的等級。從中可以看出j裝置的排名，如能耗指標，j裝置處于第二等級，說明j裝置在全世界處于中等偏上水平。獲得這些結果的目的不僅僅是了解本裝置各項指標在世界上所處的位置，而更主要的是找到差距所在，并根據(jù)裝置的特點，找到最有效的提高裝置績效的途徑。performance analysis of olefin planta comparative study metho