周 宇
(國能包頭煤化工有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古包頭 014060)
水煤氣凈化裝置的主要任務(wù)是處理來自上游氣化裝置的粗水煤氣,脫除變換氣中的大部分CO2和全部的H2S,調(diào)節(jié)氫碳比,以滿足后續(xù)甲醇合成裝置的進(jìn)料需要;同時將H2S濃縮后的酸性氣生產(chǎn)固體硫磺,尾氣處理至滿足國家標(biāo)準(zhǔn)后排放。在日常工作中,通過強(qiáng)化班組管理、培養(yǎng)復(fù)合型人才等措施,充分調(diào)動員工積極性,提升管理水平;通過打造樣板管理間、密封點(diǎn)分級管理、催化劑精細(xì)化管理以及多方位的改造,優(yōu)化了工藝流程,解決了運(yùn)行中的瓶頸問題,保證了裝置能夠長周期平穩(wěn)運(yùn)行。
對各運(yùn)行班組進(jìn)行月度工作量化評比,通過競爭提升班組建設(shè)。注重班組長人才培養(yǎng),定期對班組儲備管理人員進(jìn)行培訓(xùn)和考評,提升管理水平。
通過崗位互換,加強(qiáng)了復(fù)合型人才的培養(yǎng),拓寬了班組人員職業(yè)技能,實(shí)現(xiàn)“一崗多能”;強(qiáng)化點(diǎn)滴教育理念,利用交接班時間,做好崗位業(yè)務(wù)知識、安全事故等學(xué)習(xí),并在每月月考及裝置各類競聘中納入考試范圍,潛移默化提升業(yè)務(wù)能力。
以潤滑油站管理為突破口,打造管理樣板間,具體做法如下。
(1)明確屬地管理責(zé)任
中心潤滑油站歸凈化裝置統(tǒng)一管理考核,劃清權(quán)責(zé)界限有利于潤滑油站的日常管理,同時嚴(yán)格要求潤滑油的定置擺放,嚴(yán)格按照儲油間、取油間、廢油間的用途進(jìn)行管理使用。
(2)安排兼職專員協(xié)助管理
針對在潤滑油站日常管理過程中出現(xiàn)的如何保持常態(tài)化管理的問題,中心安排兼職專員協(xié)助管理,為潤滑油站的日常巡檢、檢查衛(wèi)生、加取油記錄等工作的標(biāo)準(zhǔn)化、制度化提供了人力的保障。
(3)加強(qiáng)檢查考核力度
裝置每周對潤滑油站及現(xiàn)場各個機(jī)泵的衛(wèi)生情況進(jìn)行檢查,對檢查情況進(jìn)行講評,并通過五型班組的管理進(jìn)行考核獎勵,積極調(diào)動員工對潤滑管理工作的積極性和主動性。
(1)項(xiàng)目背景
為嚴(yán)格生產(chǎn)現(xiàn)場泄漏安全管理,有效預(yù)防和控制泄漏,降低因泄漏導(dǎo)致的潛在風(fēng)險,提高本質(zhì)安全水平,牢固樹立“泄漏就是事故”的理念,努力實(shí)現(xiàn)“不泄漏、不著火、不爆炸、不中毒、不窒息,無傷害”的目標(biāo),對裝置現(xiàn)有靜密封點(diǎn)進(jìn)行分級管理。
(2)項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容
對裝置所有的靜密封點(diǎn)進(jìn)行梳理,做到全覆蓋全排查,結(jié)合動設(shè)備密封點(diǎn)清單,采取分類、分片、分級管控措施。
①根據(jù)介質(zhì)特性、工藝參數(shù)和狀態(tài)以及相關(guān)安全風(fēng)險,結(jié)合常態(tài)化的檢查要求,裝置將密封點(diǎn)分為A、B、C三類。C類為一般性介質(zhì)密封點(diǎn),相關(guān)清單主要由班組人員檢查,工程師進(jìn)行確認(rèn);B類為低壓閃蒸氣、火炬氣、不凝氣、蒸汽等低風(fēng)險介質(zhì)密封點(diǎn),相關(guān)清單主要由班組人員檢查,工程師進(jìn)行確認(rèn);A類為氫氣、合成氣、酸性氣、燃料氣、丙烯、甲醇等高風(fēng)險介質(zhì)密封點(diǎn),相關(guān)清單主要由班組人員檢查,工程師進(jìn)行確認(rèn)和檢查。
②將裝置劃分區(qū)域分片到責(zé)任工程師,每個片區(qū)設(shè)工藝工程師和設(shè)備工程師各一名,裝置工藝主管和設(shè)備主管對裝置區(qū)域總體負(fù)責(zé)。
③針對漏點(diǎn)巡查,班組長及操作人員巡回檢查按照密封點(diǎn)風(fēng)險類別,按照要求頻次(A類:1次/周,B類:1次/月,C類:1次/月)進(jìn)行巡查,發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)立即匯報片區(qū)責(zé)任工程師及值班工程師組織消漏。
④在巡回檢查過程,片區(qū)責(zé)任工程師對班組長及操作人員的漏點(diǎn)巡查質(zhì)量檢查監(jiān)督,主管對片區(qū)責(zé)任工程師的漏點(diǎn)巡查和管控質(zhì)量檢查監(jiān)督,考核管理跟進(jìn),逐級管控,各級負(fù)責(zé),保證漏點(diǎn)查消質(zhì)量效果。
(3)項(xiàng)目效果
規(guī)范密封點(diǎn)管理,打造設(shè)備管理制度化。將密封點(diǎn)分級管理最終形成裝訂成冊、分包入班、制度到級,使得設(shè)備密封點(diǎn)的管理規(guī)范化制度化,讓每個管理層級的責(zé)任劃分更加明顯,日常工作更有條理性。
居安思危的理念傳輸?shù)桨嘟M每個人。管理前移重在預(yù)防,對密封點(diǎn)的強(qiáng)化管理,有利于裝置日常安全平穩(wěn)運(yùn)行,更重要的是提高了員工的安全理念。
(1)項(xiàng)目背景
凈化裝置使用的是一種新型、高效的預(yù)硫化型耐硫變換催化劑。預(yù)硫化催化劑是具有特殊載體并含有新型助劑的鈷鉬系硫化型催化劑,經(jīng)過徹底硫化后,再經(jīng)特殊工藝鈍化處理,可以常溫接觸空氣,不會發(fā)生自燃、放熱等現(xiàn)象。
(2)項(xiàng)目提升內(nèi)容
為提高催化劑的精細(xì)化管理,提升催化劑使用效果,凈化裝置主要從以下幾方面進(jìn)行管理。
①制定《變換爐催化劑運(yùn)行管控方案》,對催化劑使用中后期的操作運(yùn)行做出嚴(yán)格要求,為催化劑長周期運(yùn)行提供指導(dǎo)。
②針對變換爐運(yùn)行情況成立變換爐特護(hù)小組,對變換中控、外操崗位指定專人操作,統(tǒng)一操作思路。
③根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況編制《凈化硫回收裝置變換催化劑操作指導(dǎo)》,細(xì)化指導(dǎo)具體操作,穩(wěn)定變換催化劑床溫。
④每月根據(jù)變換催化劑運(yùn)行情況,編制《凈化裝置變換催化劑月度運(yùn)行總結(jié)》,并及時與催化劑廠家聯(lián)系,要求催化劑廠家根據(jù)催化劑運(yùn)行數(shù)據(jù)每月編制《變換催化劑評估報告》,共同監(jiān)測催化劑運(yùn)行情況,評估催化劑運(yùn)行周期。
(3)項(xiàng)目投用效果
在變換催化劑更換前,催化劑管理提升對裝置穩(wěn)定高負(fù)荷運(yùn)行起到了積極作用。
①在系統(tǒng)工況大幅波動的情況下維持變換爐催化劑運(yùn)行穩(wěn)定,使催化劑滿足滿負(fù)荷系統(tǒng)運(yùn)行需要。
②提高催化劑運(yùn)行周期,延長催化劑使用壽命,避免了非計(jì)劃停車更換催化劑造成的經(jīng)濟(jì)損失。
③收集催化劑運(yùn)行數(shù)據(jù),為下一個運(yùn)行周期提供參考依據(jù),更為長周期運(yùn)行夯實(shí)裝置運(yùn)行基礎(chǔ)。
(1)項(xiàng)目背景
凈化裝置在運(yùn)行過程中,變換冷凝液汽提系統(tǒng)汽提塔塔頂換熱器、分液罐、回流泵、回流管線及不凝氣夾套管線等均出現(xiàn)了嚴(yán)重腐蝕情況,嚴(yán)重影響了裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行。
(2)項(xiàng)目改造內(nèi)容
①對汽提系統(tǒng)工藝流程進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。增加低溫冷凝液洗滌分離器,對低溫工藝?yán)淠合冗M(jìn)行閃蒸,降低物料中引起腐蝕物質(zhì)的含量。將塔頂冷凝器由臥式變?yōu)榱⑹綋Q熱器,凝液回流改為依靠重力自回流,縮短冷凝液的停留時間,防止硫化銨結(jié)晶聚集,減緩垢下腐蝕。
②通過不同材料的耐腐蝕試驗(yàn),將塔頂換熱器采用石墨和哈氏合金兩種耐腐蝕材質(zhì),汽提塔塔頂易腐蝕管線采用厚壁碳鋼管線,汽提系統(tǒng)相關(guān)調(diào)節(jié)閥采用哈氏合金材質(zhì),系統(tǒng)手閥采用襯四氟閥門,汽提系統(tǒng)機(jī)泵更換為哈氏合金材質(zhì),均達(dá)到了較好的抗腐蝕效果,有效解決了汽提系統(tǒng)的腐蝕問題。
③由于汽提系統(tǒng)容易對不銹鋼造成腐蝕,所以在汽提系統(tǒng)腐蝕介質(zhì)濃度較高的凝液回流管線增加防腐設(shè)施,安裝易腐蝕的不銹鋼材料,消耗汽提系統(tǒng)腐蝕介質(zhì),降低系統(tǒng)中腐蝕介質(zhì)的濃度,以期達(dá)到減緩管線腐蝕的目的。
汽提系統(tǒng)改造流程如圖1所示。

圖1 一氧化碳變換汽提系統(tǒng)優(yōu)化后流程
(3)項(xiàng)目投用效果
項(xiàng)目投用后,有效地解決了公司變換冷凝液汽提系統(tǒng)的腐蝕問題。
①原塔頂立式換熱器使用周期為2個月,更換為石墨換熱器后,到目前為止已運(yùn)行5a,未出現(xiàn)腐蝕泄漏情況。
②原汽提系統(tǒng)閥門一般使用一周左右就出現(xiàn)內(nèi)漏情況,更換為襯四氟閥后運(yùn)行6a時間內(nèi),未出現(xiàn)閥門內(nèi)漏情況,有效地解決了汽提系統(tǒng)閥門內(nèi)漏問題。
③汽提塔塔頂回流管線和塔頂冷凝器氣相出口管線由321材質(zhì)更換為厚壁碳鋼材質(zhì),并在回流管線增加防腐蝕設(shè)施,腐蝕泄漏情況明顯減輕,從之前三個月的運(yùn)行周期,增加至2a運(yùn)行周期。
汽提系統(tǒng)防腐研究取得明顯效果,不僅延長了汽提系統(tǒng)運(yùn)行周期,減少了凈化裝置緊急停車及檢維修頻次,同時也為其他類似的大型煤化工廠提供了借鑒經(jīng)驗(yàn),可以在同行業(yè)相關(guān)的腐蝕區(qū)域進(jìn)行使用。
(1)項(xiàng)目背景
凈化裝置機(jī)泵數(shù)量較多,輸送介質(zhì)種類多且多為有毒有害易腐蝕介質(zhì),原有各機(jī)封類型都為自密封形式,由于介質(zhì)在機(jī)封腐蝕作用,多數(shù)機(jī)封使用周期三至六個月,使得機(jī)泵頻繁檢修且由于有毒有害介質(zhì)原因增加了現(xiàn)場檢維修作業(yè)風(fēng)險。
(2)項(xiàng)目改造內(nèi)容
通過對不同機(jī)泵機(jī)械密封情況,以及日常對泄漏點(diǎn)出現(xiàn)規(guī)律統(tǒng)計(jì)及泄漏出現(xiàn)原因分析,針對裝置不同類型機(jī)泵,采取了相對應(yīng)的措施達(dá)到了降低凈化裝置機(jī)泵機(jī)封更換數(shù)量的目的。變換高溫冷凝液泵機(jī)封由原來的自密封改成外接潔凈密封水沖洗冷卻,并更換密封O型圈材質(zhì),由丁腈橡膠改為氟橡膠;低甲低溫泵機(jī)封密封圈由丁腈膠改為全氟醚橡膠;低溫甲醇水分離塔回流泵和熱再生塔回流泵普通機(jī)械密封改為PLAN11+72+75形式的干氣密封。
(3)使用效果
高溫冷凝液泵改造投用后,機(jī)封使用壽命從原來平均3個月延長至9個月,最長使用周期為12個月。低甲低溫泵機(jī)封使用壽命從原來平均9個月延長至18個月,最長使用周期為24個月。低溫甲醇水分離塔回流泵及熱再生塔回流泵機(jī)封改造投用后,機(jī)封使用壽命從原來平均6個月延長至12個月,最長使用周期為18個月。自改造起每年機(jī)封更換減少14套,節(jié)省檢修費(fèi)用約21萬元。
(1)項(xiàng)目背景
在兩系列丙烯壓縮機(jī)正常運(yùn)行期間,為了滿足一段喘振裕度需要,兩臺壓縮機(jī)的一段防喘振閥開度都在50%左右,使得大量丙烯氣從壓縮機(jī)出口返回到入口,造成兩臺丙烯壓縮機(jī)的能耗損失較大。
(2)項(xiàng)目改造實(shí)施
將Ⅰ、Ⅱ系列氣液相管線進(jìn)行連通,通過氣相丙烯連通線將兩系列的氣態(tài)丙烯并入到一臺壓縮機(jī)入口,再通過液態(tài)丙烯連通線將一臺壓縮機(jī)的液態(tài)丙烯送至兩個系列低溫甲醇洗,從而增加單臺壓縮機(jī)的入口流量,增加喘振裕度,關(guān)小一段防喘振閥,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。
(3)改造效果
當(dāng)兩臺丙烯壓縮機(jī)給兩系列低溫甲醇洗獨(dú)立制冷時,采用該氣,液相連通管線是非常必要的,在低溫甲醇洗系統(tǒng)開車降溫初期,由于公司4.1MPa蒸汽較少,可以采用一臺丙烯壓縮機(jī)給兩個低溫甲醇洗系統(tǒng)制冷,為公司節(jié)約蒸汽。并且當(dāng)一臺壓縮機(jī)出現(xiàn)故障時,可以采用另一臺壓縮機(jī)給兩系列低溫甲醇提供冷量,實(shí)現(xiàn)兩系列低溫甲醇洗80%負(fù)荷生產(chǎn),為公司減少經(jīng)濟(jì)損失,增加經(jīng)濟(jì)效益。
避免壓縮機(jī)開車過程中大量氮?dú)膺M(jìn)入工藝系統(tǒng),影響冷卻器冷卻的問題,從而既實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)開車過程中不用排放惰性氣(氮?dú)猓┮鸫罅勘├速M(fèi)的問題,也解決了由于排放大量丙烯對環(huán)境造成污染的問題。真正實(shí)現(xiàn)了制冷壓縮機(jī)開車過程中“零排放”的目的。
改造后每次丙烯壓縮機(jī)開車過程中可節(jié)約丙烯損失、氮?dú)鈸p失、電損耗約3.1萬元,一臺丙烯壓縮機(jī)給兩個低溫甲醇洗系統(tǒng)預(yù)冷,節(jié)約4.1MPa過熱蒸汽約900t,共節(jié)約費(fèi)用為39.1萬元。
(1)項(xiàng)目背景
原設(shè)計(jì)凈化后的排放廢氣滿足以下標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范:《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 16297—1996 SO2濃度<960mg/m3(標(biāo)),2015年4月16日已發(fā)布新標(biāo)準(zhǔn):石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 31570—2015),標(biāo)準(zhǔn)中大氣污染物排放限值SO2<400mg/m3(標(biāo)),環(huán)境敏感地區(qū)SO2<100mg/m3(標(biāo))。在項(xiàng)目改造之前,硫回收尾氣中SO2實(shí)際排放濃度維持在400mg/m3(標(biāo))以下,但在夏季高溫季節(jié)平均值會達(dá)到480~550mg/m3(標(biāo))。為滿足新發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)的要求,減少有害廢氣的排放,使之符合我國環(huán)境保護(hù)的要求,裝置需要進(jìn)行改造。
(2)項(xiàng)目改造內(nèi)容和實(shí)施情況
硫回收單元降低SO2排放指標(biāo)改造項(xiàng)目在煙氣排煙囪前增加煙氣脫硫部分,通過堿洗系統(tǒng)對尾氣進(jìn)行深度脫硫。
(3)項(xiàng)目實(shí)施效果
改造項(xiàng)目試車投運(yùn)后,煙氣中SO2濃度大幅降低。改造前(8月)煙氣中SO2平均濃度為396mg/m3(8月的曲線與左側(cè)坐標(biāo)對應(yīng)),改造后(9月)煙氣中SO2平均濃度僅為28.7mg/m3(9月的柱形圖與右側(cè)坐標(biāo)對應(yīng)),改造后滿足《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31570—2015)中大氣污染物特別排放限值(SO2<100mg/m3(標(biāo)))。圖2為煙氣中SO2濃度數(shù)據(jù)對比圖。

圖2 二氧化硫月度趨勢圖
改造后半年內(nèi),煙氣中SO2平均濃度為22.8mg/m3,低于《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31570—2015)大氣污染物特別排放限值[SO2<100mg/m3(標(biāo))],尾氣中SO2100%達(dá)標(biāo)排放。
(1)項(xiàng)目背景
凈化裝置在生產(chǎn)運(yùn)行中,隨運(yùn)行時間增加,廢熱鍋爐泄漏頻繁,除歷年大修外,廢熱鍋爐泄漏造成多次緊急停車。廢熱鍋爐運(yùn)行狀況已成為制約凈化裝置長期穩(wěn)定運(yùn)行的頭等隱患,動輒污染蒸汽,損壞設(shè)備。嚴(yán)重時可能引發(fā)超壓、爆炸等惡性事故。同時,因泄漏導(dǎo)致的單系列停車一般需7~10d,對公司的生產(chǎn)效益造成較大損失,同時也增大了崗位人員勞動強(qiáng)度。因此,凈化裝置重點(diǎn)從優(yōu)化廢熱鍋爐運(yùn)行工況,改造提升爐水水質(zhì),提升廢熱鍋爐運(yùn)行周期。
(2)項(xiàng)目改造內(nèi)容
從以下幾個方面對換熱器及廢熱鍋爐進(jìn)行改造:
①采取新型構(gòu)造設(shè)備,對泄漏較多的換熱器及廢鍋進(jìn)行整體更換。
②強(qiáng)化廢鍋運(yùn)行工況優(yōu)化,采取更換廢鍋現(xiàn)場液位計(jì),保障廢鍋液位正常,對開停車過程中升溫、升壓、降溫、降壓速率進(jìn)行嚴(yán)格管控。
③將變換廢鍋爐水原控制值pH:8~10.5,PO43-:2~10mg/l修訂為pH:9~11,PO43-:5~15mg/l。依據(jù)變換上游脫鹽水供水質(zhì)量,設(shè)計(jì)投用爐水加氨技改,將爐水指標(biāo)強(qiáng)化管控,避免水質(zhì)變化對變換廢鍋的影響。
④利用歷次大檢修機(jī)會,使用氨氣查漏法:先用氮?dú)庵脫Q殼程內(nèi)的空氣,直至出口氧含量≤0.5%,然后充氮壓力至0.2MPa,并檢查換熱管、管板/換熱管焊縫,無滲漏后充氨氣壓力達(dá)到0.235MPa,關(guān)閉各進(jìn)氣閥門,將檢測用的酚酞試劑涂刷在試紙上并貼在管板上,并始終保持濕潤狀態(tài)。根據(jù)試紙顯色情況進(jìn)行保壓查漏,將換熱器及廢鍋泄漏隱患完全暴露,并加以整改,延長換熱器及廢鍋運(yùn)行周期,避免因泄漏導(dǎo)致的非計(jì)劃停車。
(2)項(xiàng)目效果
經(jīng)過各項(xiàng)措施落實(shí),凈化裝置自上個大修至今未發(fā)生因變換廢鍋泄漏導(dǎo)致的緊急停車,已穩(wěn)定運(yùn)行3a,達(dá)到了歷史最高水平。顯著提升了公司效益,為公司平穩(wěn)運(yùn)行提供了有力支撐。
(1)項(xiàng)目背景
低溫甲醇洗單元通過減壓、N2氣提、熱再生的方式進(jìn)行變換氣中酸性氣的脫除和循環(huán)甲醇的再生,每年消耗0.46MPa氣提N2量費(fèi)用高達(dá)5 408萬元/a。在保證低溫甲醇洗正常運(yùn)行期間各項(xiàng)工藝指標(biāo)的條件下,進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行工況,降低氣提N2的單位消耗量,能進(jìn)一步降低低溫甲醇洗系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。
(2)項(xiàng)目措施
①根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷的變化,適當(dāng)加大了各激冷器的負(fù)荷,降低氣提N2的用量。
②制定氣提N2消耗對照表,根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷變化情況,嚴(yán)格要求操作人員按不同負(fù)荷下氣提N2的使用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作,進(jìn)一步減少了由于負(fù)荷變化而引起的氣提N2損耗。
③穩(wěn)定低溫甲醇洗系統(tǒng)內(nèi)的氫碳比,防止系統(tǒng)碳累積導(dǎo)致短期負(fù)荷過大,進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)壓力下降,甲醇對酸性氣的溶解度下降而被迫提高甲醇循環(huán)量情況的發(fā)生,穩(wěn)定氣提N2的消耗。
④控制甲醇水分離塔工況穩(wěn)定,保持甲醇中水含量在低限,使單位甲醇吸收酸性氣的能力提高,減小甲醇循環(huán)量,從而減少氣提N2的消耗。
(3)項(xiàng)目效果
0.46MPa氣提N2每年單耗趨勢見圖3。

圖3 0.46MPa氣提N2單耗趨勢圖
采取各種措施后,低溫甲醇洗單元?dú)馓酦2的消耗逐年下降,單耗由2011年的130.22m3(標(biāo))/t甲醇下降至2020年的84.7m3(標(biāo))/t甲醇,同比下降34.96%,年節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用832萬元。
通過實(shí)施水煤氣凈化裝置管理的強(qiáng)化及提升、運(yùn)行中進(jìn)行的優(yōu)化改造等措施,不但優(yōu)化了工藝流程,解決了運(yùn)行中的瓶頸問題,還保證了裝置能夠長周期平穩(wěn)運(yùn)行。