Индекс Нельсона в оценке сложности НПЗ

1. Индекс Нельсона (2)

ГУБКИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Индекс Нельсона (2)
Центр инновационных компетенций
• Чем больше глубина нефтепереработки, тем более высокий уровень производственных
процессов на НПЗ. При этом этот показатель имеет недостатки. Первым является его
условность, то есть для одного завода таких показателей может быть несколько (проектный и
фактический). Причиной этому является тот факт, что глубина переработки может изменяться в
зависимости от выработки котельного топлива. В свою очередь, котельное топливо получают на
установке висбрекинга гудрона, и если гудрон, идущий на висбрекинг, отправить на установку
получения битумов, то выход котельного топлива. резко уменьшиться, а глубина переработки
увеличиться. Вторым недостатком является то, что этот показатель не может дать технологических и
инвестиционных характеристик НПЗ.
• Для решения этих недостатков существует комплексная оценка НПЗ, разработанная еще в 60-е годы
техническим редактором и консультантом по нефти известного журнала Oil & Gas Journal
Вильбургом Нельсоном. В рамках схемы Нельсона капиталовложения на строительство каждой
крупной единицы оборудования или установки в целом были отнесены к соответствующей величине
для установи атмосферной перегонки нефти, сложность которой принималась за единицу . Всем
остальным установкам присваивались коэффициенты в зависимости от их сложности и стоимости.
Например, установка каталитического крекинга имела коэффициент, равный 7,2, то есть она была в
7,2 раза сложнее, чем установка для атмосферной перегонки при той же производительности.

2. Индекс Нельсона (4)

ГУБКИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Индекс Нельсона (4)
Центр инновационных компетенций
• Наибольший индекс Нельсона имеют нефтеперерабатывающие
заводы
нефтехимического
профиля,
при
этом
глубина
нефтепереработки
может
быть
невысокой.
Заводы
нефтехимического профиля имеют не только высокий индекс
Нельсона, но и более широкий ассортимент продуктов,
следовательно они менее чувствительны к резким изменениям
конъюнктуры рынка на тот или иной продукт.
• Заводы, имеющие высокий индекс Нельсона более устойчивы в
современных рыночных условиях, легко адаптируются к различным
изменениям, так как имеют не только широкий спектр
нефтехимической продукции, но и намного большую прибыль,
потому что их продукция более дорогая, а иногда и не имеет равных
ей заменителей.

3. Индекс Нельсона (3)

ГУБКИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Центр инновационных компетенций
• Коэффициент сложности для каждой установки меняется со временем, так как
происходит непрерывный технический прогресс и их усложнение. Нельсон вычислил
коэффициенты сложности для каждой установки исходя из стоимости на ее строительство и
ее производительности.
Для более детального представления алгоритм расчета следует рассмотреть пример его
вычисления.
Например, стоимость строительства установки атмосферной перегонки нефти с
производительностью 20000 тон в сутки равна 40 млн. рублей. Затраты на ее
строительство равны:
40 млн. руб./20 000 т/сут. = 2000 руб. сут./т
Так как индекс Нельсона для атмосферной перегонки равен 1, то требуется приравнять
полученное значение к единице: .
2000 руб. сут./т = 1
Стоимость строительства установки алкилирования с мощностью 1000 тонн в сутки
равна 15 млн. рублей. Затраты на строительство будут равны:
(15 млн. руб./1000 т./сут.) – 15 000 руб.сут/т
Затраты на строительство установки алкилирования больше, чем на установку
первичной перегонки нефти в 7,5 раз, следовательно коэффициент сложности Нельсона
для алкилирования равен 7,5.

4. Индекс Нельсона

ГУБКИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Центр инновационных компетенций
• В мире существует несколько способов оценки работы предприятия. Один из них осуществляется с
помощью индекса Нельсона.
• Формула для определения индекса Нельсона НПЗ:
• NНПЗ = ∑по установкам( Nуст * Qуст )/ Qзавода
• Nуст - индекс Нельсона для каждой конкретной установки;
• Qуст - мощнсть установки;
• Qзавода - мощность предприятия.
• Принцип: взяли перечень установок и присвоили им ряд коэффициентов в зависимости от:
• а) степени сложности процесса и установки;
• б) совокупности технико-экономических характеристик;
• в) от технологических характеристик;
• г) от пожароопасности и т.д.
• Вносят ряд коррекив в параметры в зависимости от возраста установки, иногда от качества
сырья и др.

5. Тенденции изменения индексов сложности технологических установок НПЗ

Установка
Атмосферная перегонка
Вакуумная перегонка
Гидроочистка бензина
Изомеризация
Риформинг
Гидроочистка керосина
Гидроочистка средних дистиллятных фракций
Гидроочистка вакуумного газойля
Гидродепарафинизация
Термический крекинг
Висбрекинг
Производство технического углерода
Каталитический крекинг (глубина превращения 60 %)
Каталитический крекинг (глубина превращения 80 %)
Алкилирование
Гидрокрекинг
Коксование
Прокаливание
Битумная
АГФУ
Производство серы
Производство серной кислоты
Производство водорода
Производство оксигенатов (МТБЭ, ТАМЭ, ДИПЭ)
ГУБКИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Центр инновационных компетенций
1961-1972 гг
1
2
2
3
4
2
2
2
3
4,5(3)
2
3
4
6
9
6
5
63
2
1
85
2
1,2
4
1976 г
1
2
2
3
5
2
2
2
3
3
2
4
5
6
11
6
5,5
108
3,5
1
85
3
1,2
5
1989 г.
1
2
3
3
5
1,7
1,7
1,7
4
3
2
4
5
64
11
6
5,5
108
1,5
3
85
4
1
6

6. Значения индекса Нельсона для отдельных установок (1998 г.)

Установка
Атмосферная перегонка
Вакуумная перегонка
Гидроочистка бензина
Изомеризация
Риформинг
Гидроочистка керосина
Гидроочистка средних дистиллятных фракций
Гидроочистка вакуумного газойля
Гидродепарафинизация
Термический крекинг
Висбрекинг
Производство технического углерода
Каталитический крекинг
Алкилирование
Гидрокрекинг
Коксование
Битумная
АГФУ
Производство серы
Производство серной кислоты
Производство водорода
Производство оксигенатов (МТБЭ, ТАМЭ, ДИПЭ)
ГУБКИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Центр инновационных компетенций
индекс Нельсона
min
max
1
3
1
2
2
3
2
4
3
5
2
4
3
4
3
5
3
4
2
3
3
4
3
4
6
7
6
7
7
8
3
6
2
4
1
3
2
3
2
4
3
4
4
6

7. Необходимость корректировки индекса Нельсона (ИН)

ГУБКИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Центр инновационных компетенций
• Проведенный анализ методики расчета Индекса Нельсона и коэффициентов Нельсона показал, что в настоящее время на современном этапе
развития технологий и изменения структуры и состава нефтеперерабатывающих предприятий при определении коэффициентов Нельсона
отдельной установки вторичной переработки нефти по традиционной методике, предложенной автором в 60-е годы 20 века возникает целый
ряд проблем, которые не позволяют выполнять объективную оценку сложности НПЗ при их сравнении
• К проблемам, обосновывающим необходимость корректировки ИН можно отнести:
• отсутствие общепринятого перечня коэффициентов Нельсона, расчет опирается на усредненные
значения публикуемых коэффициентов, Последняя актуализация коэффициентов Нельсона
проведена в 1998 году и исследования, публикуемые Oil&Gas Journal, базируются на этих значениях
[Kaiser, M.J. A review of refinery complexity applications. Pet. Sci14, 167–194 (2017). [Электронный
ресурс]. – URL: https://doi.org/10.1007/s12182-016-0137.]
• не учитываются технологические особенности установок;
• появились новые процессы и технологии;
• отсутствует возможность приведение величины капитальных затрат на строительство и
модернизацию установок к единому уровню сравнения вследствие того, что установки были
построены в большой промежуток времени 1950 по 2025 гг.

8. Корректирующие коэффициенты

ГУБКИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Центр инновационных компетенций
Коэффициенты, корректирующие ИН установки
Коэффициенты, корректирующие ИН завода
• Коэффициенты, корректирующие ИН установки - Коэффициент технологичности Ктехн. установки
(учитывает технологические особенности процесса и позволяет оценить эффективность вложений в
конкретную установку вторичной переработки нефти):
Ктехн включает в себя следующие факторы:
• энергозатраты, такие как расход топлива, пара, воды, электроэнергии;
• экологичность (количество выбросов);
• уровень технологического развития и эффективность использования существующих мощностей;
• уровень автоматизации и цифровизации установки.
Распределение влияния каждого фактора на коэффициент технологичности установки
ЭНЕРГОЗАТРАТЫ
ЭКОЛОГИЧНОСТЬ
(ВЫБРОСЫ)
УРОВЕНЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
РАЗВИТИЯ
1
0,4
2
0,1
3
0,4
УРОВЕНЬ
ЦИФРОВИЗАЦИ
И
4
0,1
КОЭФФИЦИЕНТ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ
УСТАНОВКИ
(СУММА СТОЛБЦОВ 1+2+3+4)
5
1,0

9. Скорректированная методика расчета индекса Нельсона

ГУБКИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Центр инновационных компетенций
Алгоритм расчёта Индекса Нельсона НПЗ по существующей и скорректированной методикам
№
СУЩЕСТВУЮЩАЯ МЕТОДИКА
РАЗРАБОТАННАЯ МЕТОДИКА
П/П
1.
Выбор соответствующего уточнённого коэффициента сложности технологии (коэффициент Нельсона) КN.уст,
согласно таблице 1
2.
–
Корректировка с учётом коэффициента технологичности
Ктехн:
К