工程项目创新成果

扩建80万吨/年乙烯工程科技创新与实施案例

中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司

一、工程概况 1、工程基本情况

抚顺石化分公司扩建80万吨/年乙烯工程是全面振兴东北老工业基地的重点工程，是推动抚顺市经济转型的核心项目。主要包括：新建80万吨/年乙烯装置、40 万吨/年芳烃抽提装置、16 万吨/年丁二烯装置、4 万吨/年丁烯-1/ 8万吨/年MTBE装置、45万吨/年线性低密度聚乙烯装置、35万吨

/年高密度聚乙烯装置、30万吨/年聚丙烯装置、20万吨/年丁苯橡胶装置等8套主要生产装置及其配套的公用工程和辅助工程。项目占地面积132.52公顷，总投资150.6亿元。

2、工程建设管理模式

采用建设管理模式：项目采用“业主+监理+EPC”的管理模式，明确责任主体，牢固树立“以我为主、全程管控”的管理理念。按照“选强将，铸精品”为标准，优选设计、制造、施工、监理、检测等承包商。

3、建设单位和主要参建单位

建设单位：中国石油天然气股份有限公司抚顺石化分公司

主要勘察及设计单位：中国寰球工程有限公司(中国寰球工程公司)、中石油北方工程设计有限公司（中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院） 、中国石油集团东北炼化工程有限公司沈阳分公司（中国寰球工程公司辽宁分公司）、大庆石化工程有限公司、山东齐鲁石化工程有限公司、中冶沈勘工程技术有限公司

主要监理单位: 抚顺诚信石化工程项目管理有限公司、山东齐鲁石化工程有限公司、吉林梦溪工程管理有限公司、辽宁诚实工程管理有限公司、中咨工程建设监理公司

主要总承包单位: 中国寰球工程有限公司(中国寰球工程公司)、中石油北方工程设计有限公司（中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院）、中国石油集团东北炼化工程有限公司沈阳分公司（中国寰球工程公司辽宁分公司）、大庆石化工程有限公司、惠生工程（中国）有限公司、山东齐鲁石化工程有限公司、北京万邦达环保技术股份有限公司

主要施工单位：中油吉林化建工程有限公司、中国石油天然气第一建设有限公司 (中国石油天然气第一建设公司)、中国石油天然气第六建设有限公司（中国石油天然气第六建设公司）、中国石油天然气第七建设有限公司（中国石油天然气第七建设公司）、中石化第十建设有限公司、抚顺石化工程建设有限公司

质量监督单位：石油天然气抚顺工程质量监督站

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无损检测单位：吉林亚新工程检测有限责任公司

项目引进第三方安全、环保监理，确保项目安全、环保受控。

2004年4月26日项目立项；2006年3月17日国家核准；2009年4月开工建设；2012年6月工程完工，2012年10月-2013年5月装置陆续投产。

二、工程难点与特点

1、主项多，投资大，设计界面复杂。

2、地形复杂，建设场地位于丘陵地带，挖方填方区域沉降不均匀，地基处理难度大。 3、有效工期短。地处东北，冬季较长，冬期施工不可避免，为施工作业带来许多困难。 4、设备数量多，体积大，质量重，进口设备多，空中组焊作业多，安装精度、焊接质量要求高。

5、引进工艺包多，专利技术多，增加了工程设计和施工的难度。 三、工程建设目标

总体目标：以“一流工程、优质工程、绿色工程、阳光工程”为目标，抓落实，抓管理，争创国家优质工程奖。

（一）质量方针、目标 1．质量方针：

质量第一，预控为主；全员参与，筑就精品。 2．质量控制目标：

 工程质量控制覆盖率100%；  单位工程一次交验合格率100%；  焊接一次合格率 98%以上；  预制管段管口封堵率100%；  设备管道清洗率100%；

 材料复验率100%，阀门100%试压；

 到场设备、材料质量合格率99％以上，复检合格率100%；  投料试车一次成功。 （二）HSE控制目标

项目建设实现零事故、零伤害、零污染，HSE业绩优良。 （三）进度控制目标

2009年4月正式开工建设，实行三周滚动计划，严格计划管理，优化资源配置，2012年6月30日竣工。

（四）投资控制目标

严格招投标管理，严格变更审核，严格签证管理，优化项目设计，优化施工方案，投资不超概算。

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项目创优目标实现情况：项目进度、质量、HSE、投资得到有效控制，项目实现了既定目标，试运投产后实现了安全平稳运行，项目取得了成功。

四、工程科技创新与实施

（一）工程设计

1、确定总体院，实现设计优化。

选择中国寰球工程公司作为总体院，总体协调、平衡和规定了各工艺装置、公用工程、辅助设施工程设计的统一规定，确定了整个项目的工程设计标准、设计原则和技术条件，统一优化了工厂总平面布置，优化了全厂总流程，优化了公用工程系统的设计方案。实现了本项目与炼油项目、热电项目一体化资源共享。

2、引入专业设计单位参与地基处理。

在复杂厂址场平设计中引入国内知名的地基处理、桥梁大坝边坡专业设计单位，共同合作完成了复杂地形的场平设计，开创了石化项目场平设计的先例。

3、实现了S&W技术大型乙烯装置基础设计的国产化。 乙烯装置引进了美国斯通-韦伯斯特（S&W）专利技术，中国寰球工程公司集中优势兵力，协调开发，在乙烯装置设计中，在国内实现了基础设计的国产化。降低了项目的软件投资，为实现装置大型化、技术自主化积累了宝贵的经验。

4、大型乙烯压缩机和冷箱首次实现国产化

首次成功实现了大型乙烯装置国产化难度最高的乙烯压缩机组的国产化，使我国成为世界上具备自主研制百万吨级乙烯压缩机组的少数几个国家之一，提高了国际竞争力。

5、在大型乙烯装置设计中使用3D PDS设计 将工艺管道、仪表电气、钢结构全部进入模型系统，设计、校核、审查可以在模型上进行，专业间会签工作也均提前在3D模型设计过程中穿插进行，并能及时反馈意见，对提高项目的设计质量起到了良好的作用。

6、工艺技术先进可靠高效

丁苯橡胶装置采用了具有自主知识产权

的低温乳液聚合丁苯橡胶（ESBR）生产技术。聚合反应时间短、转化率高，可以达到62%～70%。该技术获2008年度中国石油集团公司科技进步一等奖。达到国内先进水平。乙烯装置、芳烃装置等主要装置，引进了美国斯通-韦伯斯特（S&W），陶氏化学（DOW）等公司的专利技术。技术成熟、平稳节能、经济可靠。

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7、绿色环保设计，低排利废

（1）乙烯装置裂解气压缩机采用壳体和吸入管线“注水”技术以降低装置能耗；裂解气压缩机、乙烯压缩机和丙烯压缩机三大机组均采用干气密封技术，减少了压缩机的附属设备，运行费用和维护费用大幅降低。

（2）采用变频风机，根据装置负荷和排烟气量，调节风机功率，节省电耗乙烯热泵压缩机。裂解炉采用空气预热器，提高裂解炉热效率、减少燃料气消耗；大功率泵配备蒸汽透平节省电耗；采用一体的甲烷膨胀压缩机，节省压缩机功耗，同时提供低温甲烷冷剂，节省制冷机组功耗。

（3）废气综合利用，减排增利。线性低密度聚乙烯装置和聚丙烯装置将废气在密闭系统里排放，产生的聚合物废料作为副产品出售。

（4）空分装置充分利用膨胀能增压取消氮气压缩机，实现全流程节能优化，单位氮气的能耗指标可以比国内同类装置减少20% 以上。

（5）“顺序用水、一水多用”。将工艺水进行汽提处理后回用，利用二次循环水作为压缩机透平表面冷凝器的冷却水，蒸汽凝液的回收及再利用，减少装置的能耗和物耗。

8、因地制宜优化总平面设计

厂址采用了台地式与平坡式相结合的竖向布置方案，即将新厂址分为不同标高的两大台地。两个台阶之间第一次创新采用了连接厂区两个标高的“八字路”，在护坡上设置道路的设计创新方案即满足了规范要求又节约了占地。实现了国内同等规模乙烯工程中占地面积最小（132.52公顷）。

9、优化选材节支降耗

优化了超高压蒸汽管线选材，将专利商选用的P22改为P91材料，壁厚减薄、节约工程投资142万美元。采用低温高强度合金钢，使乙烯球罐的单个储存容积达到2000立方米，是目前国内乙烯压力球罐的最大容积，安全可靠，储存经济性好。

五、工程施工

1、采用模块吊装，减少高空作业，提高安装精度

乙烯裂解炉外形尺寸为24.m×9.812m×46.1m，其中辐射段钢结构标高约15.65米，过渡段标高约18.47米。施工克服场地小、模块重、工序多、精度高等诸多困难，合理使用400吨履带吊车，采用组框模块化、一体化安装的组焊施工方案，按组对模块逐段吊装就位、

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立式组对焊接，大量减少了高空作业量，降低施工作业的危险性，提高了构件组对的精度，加快了施工进度，高质量完成任务。

2、采用现场仪表监测控温技术，保证大体积混凝土施工质量

裂解炉的基础施工是大体积混凝土结构，基础筏板总的浇筑方量为5500 m³。筏板基础厚度为1.6m，南北总长121.129m，东西宽28.29m，基础面积约3400㎡，混凝土强度等级为C35。为保证施工质量，采用电子测温仪进行测温控温。在基础底板浇筑前，预先将混凝土测温孔布置好。基础底板在浇注完毕后，做好各温度变化控制点的时时监控，混凝土养护温控质量得到及时有效保证。

3、严格加热、保温、热处理技术，保证合金钢管线焊接质量

80万吨/年乙烯装置主要合金钢管线材质为：A691-1.1/4CR、A335-P11、A335-P22、A335-P91，在焊接过程中容易产生裂纹和变形，因此焊接是整个工艺管线施工的关键。经过施工现场经验探索，制定管线加热、保温、焊后热处理等科学可行焊接方案，保证了焊接技术质量要求。

4、采用先进的安装方法，保证聚丙烯装置挤压造粒机安装精度 聚丙烯装置的挤压机机组庞大，挤压造粒机组总重约300吨，共计23台（套）。在主齿轮箱找正、找平时采用在设备上放置百分表的方法控制水平精度，保证了安装质量。

采用激光对中法，确保聚丙烯装置挤压造粒机主电机与主齿轮箱联轴器安装的高水平。

5、创新工法，保证施工质量和效率

线性低密度聚乙烯装置挤压造粒机安装中，采用大工装的施工方法，进行水平顶推的方法，解决了地脚孔壁薄不能承重的难题。在灌浆的工程中，把一次灌浆分成地脚螺栓灌浆和垫铁坐浆，解决了坐浆法中垫铁与设备地板接触不良的问题。乙烯装置裂解气压缩机组安装工法、百万吨级乙烯装置半地下立式低温冷泵安装工法和大型机组无应力配管技术、板翅式换热器及冷箱吊装技术、百米高塔组对及找正技术，以及一批实用新型专利的创新应用不仅保证了工程质量，而且提高了施工效率。

六、工程建设成果 （一）项目建设总体水平高

项目达到国内先进水平，主要生产装置引进国外成熟的专利技术，乙烯装置实现了基础设计的国产化，丁苯橡胶装置采用了具有自主知识产权的低温乳液聚合丁苯橡胶工艺技术，

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工艺成熟可靠。

项目结构安全稳定，工程质量整体优良，运行管理水平高。项目于2012年试车后，连续平稳运行四年，装置生产实现了安全、平稳、长周期运行，环保实现了零排放。各项指标均达设计值，多项经济技术指标在中国石油排在前列。今年前五个月的统计数据（装置处于运行末期，6月份开始大检修）：双烯收率48.2%，排名第五；年损失率0.19%，排名第四；年综合能耗568.49KgEO/t，排名第三；乙烯综合指标排第一名。

（二）获奖情况

项目首次采用了拥有自主知识产权的乙烯压缩机组，“大型乙烯装置成套工艺技术、关键装备与工业应用”，获国家科学技术进步奖二等奖。

扩建80万吨/年乙烯工程，获石油优质工程金奖；乙烯装置钢结构工程，获中国钢结构金奖；丁苯橡胶装置，获化学工业优质工程奖；高密度聚乙烯装置，获化学工业优质工程奖；扩建80万吨/年乙烯工程，获中冶集团优秀勘察一等奖；乙烯装置设计，获化工行业优秀设计一等奖；高密度聚乙烯，获石油工程优秀设计二等奖；丁苯橡胶装置，获石油工程优秀设计奖三等奖；丁苯橡胶装置，获吉林省优秀工程设计一等奖；丁二烯装置，获化工行业优秀设计三等奖；丁烯-1装置，获山东省石油化工系统优秀勘察设计一等奖；聚丙烯装置，获石油工程优秀设计奖一等奖；线性低密度聚乙烯装置，获石油工程优秀设计奖一等奖。

项目还获得全国优秀焊接工程一等奖1项、行业协会QC成果二等奖1项、全国QC成果二等奖2项；行业（省部级）工法2项；拥有行业技术秘密3项；实用新型专利4项。

（三）经济效益和社会效益 1、经济效益

项目投产后，彻底优化了产品结构，炼油化工规模相互配套，抗风险能力大幅度提高，抚顺石化公司2015年扭亏，2016年排中国石油第三名，今年一季度排中国石油第二名，多项经济技术指标排中国石油前列。乙烯综合指标排中国石油第一名。大乙烯累计创效50多亿元，成为抚顺石化的创效主力。

2、社会效益

项目投产以来平稳运行，各项经济技术指标全部达到设计指标。带动毗邻的抚顺石化新城新建了一批精深加工企业，累计将完成社会配套投资270多亿元，建成六个工业园区，吸纳2万多人就业，每年创造1000亿元以上产出。增加了地方财政收入，带动当地相关产业发展，为当地经济发展，提高当地生活水平起到了积极作用，成为抚顺乃至辽宁新的经济增长极。

3、环保效益

本项目用地为荒山，位于抚顺市石化工业园区，采取了阶梯布局，减少了大量的土石方工程量，挖高填低，山皮土用于肥化农田，且通过优化设计节约了土地使用，仅用地132.52公顷，为国内同等规模用地最少的项目。

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项目的实施，带动了周边张甸、千户村、元龙山地区的棚户区改造项目实施，从根本上解决了当地居民一直生活在工业区的现状，改善了居民的生活条件。

项目排放指标主要来源于老厂减排，采用了切实可行的环保设施，实行清洁生产，所有污染物均经处理达标后排放，污染物排放浓度和总量均达到环保部门控制指标，未对周边地区造成环境污染。

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