延長汽提塔的運行周期

撫順石化公司化工塑料廠 苯乙烯車間QC小組

（遼寧 撫順 113008）

延長汽提塔的運行周期

撫順石化公司化工塑料廠 苯乙烯車間QC小組

（遼寧 撫順 113008）

小組概況

選定課題：延長汽提塔的運行周期；

成立時間：1999年10月1日；

小組類型：現場型；

注冊時間：2009年1月20日；

活動時間：2009年3～12月；

獲獎情況：獲國家級優秀成果1項，獲中國質協石油分會QC小組成果一等獎3項，獲公司級優秀QC小組成果4項。

表1是小組成員表。

選題理由

圖1為選題理由框圖。

表1 小組成員表

現狀調查

1 工藝流程簡介

苯乙烯裝置脫氫凝液進入油水分離罐（V-307）進行油水分離，經聚結器預過濾器、聚結器，進入汽提塔，氣相物質從塔頂餾出，冷卻后，凝液回到油水分離罐（V-307），不凝氣進入尾氣鹽冷器（E-306），抽真空。汽提塔（T-301）底部汽提水進入污水罐（V-310），最后送至采暖水罐（V-318），然后經動力污水處理后回用（見圖2）。

2 現狀調查

污水汽提系統所處理的工藝污水含有大量的低聚物、催化劑粉末和易聚合的苯乙烯單體，由于以上物質特殊的物理、化學性質，很容易在污水汽提系統內形成聚合物，嚴重時造成污水汽提系統停車。另外汽提塔的平穩運行可以減少工藝污水中的含油類的排放，從而減輕污水處理廠的處理壓力。

表2為2007年6月～2009年3月汽提塔運行周期統計表。

表2 2007年～2009年汽提塔運行周期統計表

活動目標

活動目標:汽提塔系統正常運行周期達到180d。

可行性分析：

（1）2006年增加聚結器系統，2008年在聚結器前增加兩組過濾器，有良好的設備基保障。

（2）公用工程系統經過優化能保證系統穩定運行。

（3）近兩年來汽提塔系統運行可達到182d。小組成員均為具有豐富的實際操作經驗，精心操作可以實現目標。

原因分析

本QC小組成員通過對可能影響汽提塔運行周期的運行記錄進行總結、分析，并繪制關聯圖(見圖3）。

要因確認

以關聯圖為基礎，針對10條末端因素小組群策群力進行逐條驗證確定主要原因。

1 驗證1：油水分離罐能力不足

查閱油水分離罐（V-307）設備資料，發現裝置多次擴能改造后油水分離罐設計值已不能滿足現狀。2009年5月7～17日對油水分離罐（V-307）出口進行取樣分析（見表3），石油類測得結果平均值為85.54mg/L，查閱裝置擴能前生產平穩時的石油類平均值為60.1mg/L。從獲取的數據可看出油水分離器（V-307）處理能力（即油水分離能力）大幅下降。更多的石油類進入汽提塔，高溫作用下，發生聚合等副反應，雜質進入汽提塔，影響其穩定運行。

表3 2009年5月7～17日V-307出口石油類含量統計

驗證方式：取樣分析；結論：要因；驗證人：佟以超、梁志強；驗證日期：2009年5月17日。

2 驗證2：蒸汽壓力波動

調取2008年12月～2009年3月蒸汽壓力曲線（見表4），蒸汽壓力的月平均值為607kPa，與工藝指標要求的600 kPa符合，蒸汽壓力的波動對汽提塔的操作影響不大。

表4 蒸汽壓力波動影響統計表

驗證方式：調查分析；結論：非要因；驗證人：金玉子、孫立國；驗證日期：2009年5月9日。

3 驗證3：回收各工段不潔物料

在苯乙烯裝置工藝中為減少裝置損耗，各工段凝液（含有大量的催化劑粉末、油泥物料）經簡單處理后回收到油水分離罐（V-307）。凝液中含有的大量催化劑粉末、油泥隨物料由油水分離罐（V-307）進入汽提塔系統，極易造成汽提塔（T-301）填料堵塞。統計調查歷次裝置停車處理的日志。從統計情況來看，堵塞汽提塔填料的主要是苯乙烯聚合物，而不是催化劑粉末、油泥。

驗證方式：現場驗證 ；結論：非要因；驗證人：高文彬；驗證日期：2009年5月10日。

4 驗證4：油相在換熱器內停留時間較長

由于汽提塔為負壓操作，油汽提后經塔頂換熱器（E-307）、塔頂換熱器（E-308）流入油水分離罐（V-307）中，油相流速度較慢，油相在換熱器內停留時間較長。統計調查歷次裝置停車處理的日志。從統計情況來看，歷次的停車檢查換熱器堵塞均不太嚴重，并非是停車的主要原因。

驗證方式：調查分析；結論：非要因；驗證人：佟以超、趙勇；驗證日期：2009年5月15日。

5 驗證5：進料波動

統計2009年前期進料負荷變化時（見表5），V-307出口石油類沒有明顯的變化，表明進料負荷波動對汽提塔的長周期運行不起決定性作用。

小組成員統計了2009年1～5月份脫氫系統乙苯進料，脫氫系統負荷在8 750～11 007kg/h之間變化，V-307出口含油在82.23～89.25mg/L之間波動，V-307出口含油變化不大，基本比較穩定，完全可以通過后續操作來降低此因素的影響。

表5 2009年1～5月份乙苯進料與V-307出口石油類統計表

驗證方式：調查分析 ；結論：非要因；驗證人：金玉子、孫立國；驗證日期：2009年5月9日。

6 驗證6：空冷器、水冷器、鹽冷器等冷量不夠

工藝卡片要求油水分離罐（V-307）溫度控制在30～35℃（見表6）， 分析2008年12月～2009年3月油水分離罐（V-307）的物料溫度控制在30～35℃，與工藝卡片的要求相符。

驗證方式：調查分析；結論：非要因；驗證人：佟以超、歐陽瑞；驗證日期：2009年5月19日。

表6 油水分離罐（V-307）的物料溫度統計表

7 驗證7：聚結器安裝位置不合理

聚結器的作用沒有充分發揮。一是聚結器及其預過濾器間歇排油；二是由于汽提系統聚結器在裝置四樓，所在位置過高，造成集油包內液位過低，不能充滿，即油有時不能從頂部排到油水分離罐（V-307）中，聚結器未發揮除掉部分油的作用（見表7）。

表7 聚結器安裝在四樓時出入口石油類對比

對2009年5月10～17日聚結器入口和出口含油進行取樣分析，測得石油類含量平均值為分別為80.38mg/L和73.78mg/L，基本沒有起到除油效果。

驗證方式：調查分析；結論：要因；驗證人：佟以超、徐波；驗證日期：2009年5月19日。

8 驗證8：未嚴格執行操作規程

現場檢查崗位人員對操作規程中有關汽提塔操作章程的了解程度，發現在崗多年的操作人員對塔的操作從理論到實際熟練準確，雖然新調入人員還有一定的偏差 （新調入人員占崗位人員比例較小），通過加強培訓、考核、檢查可提高新調入人員的崗位熟練度。已安排相關培訓，考核檢查由專人負責。該問題已解決。

驗證方式：現場驗證；結論：非要因；驗證人：金玉子、歐陽瑞；驗證日期：2009年5月18日。

9 驗證9：換熱器泄露

現場驗證換熱器換熱效率，汽提塔系統為負壓操作，如果換熱器存在泄漏，則在換熱器管層的排污閥處應有向汽提塔的抽氣聲。經過對塔頂冷凝器（E-307、E-308）檢查，發現換熱器殼程不存在泄漏情況。

驗證方式：現場驗證 ；結論：非要因；驗證人：徐波、趙勇；驗證日期：2009年5月16日。

10 驗證10：工藝條件不合理

統計2009年3月1日～5月10日汽提塔出口石油類含量逐漸上升（見表8），由0.69mg/L上升到49.85mg/L。而從工藝控制指標看，汽提塔的塔釜溫度由92.3℃降至82.8℃，進料溫度、塔頂和塔釜的壓力也變化較大。汽提系統過濾器的清理頻次也由每周2次增加到每天1次。系統內聚合物增加，到2009年5月上旬可以看出，汽提塔聚堵嚴重。

驗證方式：調查分析；結論：要因；驗證人：佟以超、歐陽瑞；驗證日期：2009年5月19日。

通過要因確認表可看出，油水分離罐能力不足、聚結器安裝位置不合理和工藝條件不合理是主要影響因素，是本次QC小組活動急需要解決的問題。

表8 汽提塔工藝條件及汽提塔出口石油類對比表

制定對策

根據5W1H制定對策如表9。

對策實施

1 對策實施1

根據公司整體規劃，我廠苯乙烯裝置將于2010年搬遷拆除，受其影響，我裝置不可能有大的資金投入用于設備設施改造。因此小組決定利用現有資源解決油水分離罐能力不足的問題。

由梁志強負責利用2009年6月份汽提系統停車期間安排清理油水分離罐（V-307）的清理鐵屑、油泥等雜物。2009年6月份由梁志強負責對油水分離罐人孔蓋進行回裝，以減少空氣與物料接觸幾率。在日常操作中，提高油水分離罐油層厚度，油層厚度由原來的200mm提高到300mm，增強油水分離效果。

投用V-308罐，延長汽提塔上游來水的停留時間，以大大降低了汽提塔進料中石油類（見圖4，表10）。

表9 對策表

2 對策實施2

2009年6月份汽提塔停車期間，由設備主任徐波負責安排進行聚結器位置調整，將聚結器位置由原來的裝置四樓移至地面。2009年7月份由歐陽瑞負責制定聚結器控制要求：

（1）脫氫內操每小時對聚結器進行排油1次，調節閥開度為10%～15%之間，排油時間為3～5min。

（2）外操每班現場手動排1次油。

（3）8h切換1次預過濾器。

對于操作情況由佟以超和歐陽瑞進行考核。

通過表11聚結器出口的石油類的對比可以看出，在聚結器出口的石油類有明顯的下降，聚結器在移至裝置一樓及加強對聚結器的操作后，起到了顯著的效果。

3 對策實施3

由高文彬主任負責組織金玉子、歐陽瑞于2009年7月2日進行正交試驗。選定四因素三位級，選用L9（34）正交試驗表做試驗。

（1）確定因素位級表（見表 12）。

（2）選用 L9（34）正交試驗表做試驗得試驗結果（見表 13）。

（3）對試驗結果進行分析（見圖 5）。

從 直 觀 看 ，A2B3C1D2最 好 ，A2：68℃ ，B3：60kPa，C1：52kPa：D2:88℃ ；

表10 相同負荷情況下實施前、后石油類含量對比表

從 趨 勢 圖 ，A2B3C2D2最 佳 ，A2：68℃ ，B3：60kPa，C2：56kPa：D2:88℃ ；

從極差看，D＞C＞A＞B，塔釜溫度為主要影響因素。

表11 聚結器在裝置四樓與裝置一樓出口石油類對比

表12 因素水平表

表13 汽提塔試驗計劃與試驗結果

因此，塔釜壓力太低對脫氫汽包產汽系統有影響， 同時抽真空負荷加大，A2B3C2D2最佳，A2：68℃，B3：60kPa，C2：56kPa，D2:88℃。

按進料溫度 A2：68±2℃，塔頂壓力 B3：60±1kPa，塔釜壓力 C2：56±1kPa，塔釜溫度 D2：88±1℃，組織生產。

選用優化后的工藝條件組織生產，從實際情況表明在應用新的操作條件后，汽提塔出口的石油類含量較優化前有顯著降低（見表14）。

效果檢查

1 目標值檢查及鞏固期效果

QC小組經過活動后，汽提塔（T-301）運行周期明顯延長，活動效果顯著。2009年9～12月為本次活動的鞏固期。從2009年6月10日汽提塔完成清理后開工到12月31日，汽提塔一直平穩運行，由活動前的95.5d變成活動后的204d，完成了目標180d的任務。

表14 對策實施前后汽提塔出口石油類對比

2 經濟效益

小組活動創造了可觀的經濟效益，汽提塔的運行周期從95.5d延長到204d，減少了汽提塔的檢修次數。汽提塔檢修一次所需的費用：

更換填料：8 900 元/m2×5m2=44 500 元；

聚結器芯子：24根×3 376元/根=81 024元；

預過濾器芯子：24根×2組×247元/根=11 856元；

人工費用：60 000元；

合計：44 500+81 024+11 856+60 000=197 380元。

汽提塔運行周期延長一倍，按檢修兩次計算，所節省的費用約計：197 380×2=394 760元。

制定鞏固措施

（1）將汽提塔進料溫度、塔頂壓力、塔釜壓力和溫度、汽提塔出口石油類含量控制指標納入到苯乙烯裝置工藝卡片（編號：FSHS/WJ 003.031-2010）。

（2）車間加強對汽提塔操作的管理，并根據尋找到的最佳操作參數重新修訂了汽提塔操作規程 （編號：Q/SY FHHSJCZ 0201-2005）。

（3）為鞏固成果，小組將活動過程中的有效措施考核納入到 《苯乙烯車間管理考核細則》（修訂后編號：HSBYX 06-2010）中，規定車間每周考核崗位員工的操作參數，月累計超標1%，扣崗位員工獎金系數0.1。

遺留問題和下步打算

課題完成后，小組人員進行了認真總結。通過本次活動，汽提塔運行周期有顯著的延長。但是，苯乙烯裝置空冷器的冷凝效果不理想。在今后的工作中，我們將進一步開展QC小組活動，增強質量管理意識，并以“增強空冷器冷凝效果”為活動主題進行活動，爭取下一個PDCA循環中促進裝置物耗進一步下降。

??永場

2010-07-08