百萬(wàn)噸乙烯裝置成功獲得中國(guó)最大石化一體化企業(yè)

百萬(wàn)噸乙烯裝置成功獲得中國(guó)最大石化一體化企業(yè)

2010年4月，一家100萬(wàn)元的t-a氣體生產(chǎn)裝置成功生產(chǎn)了合格的一體化聚氯乙烯產(chǎn)品，這表明該裝置目前是中國(guó)最大、最先進(jìn)、最具國(guó)產(chǎn)化率的裝置，并已完成個(gè)人駕駛。從此該公司擁有2000多萬(wàn)噸原油綜合加工能力和100萬(wàn)t乙烯生產(chǎn)能力,成為我國(guó)最大的煉化一體化企業(yè)。本著“減少火炬排放、一次開(kāi)車成功、安全穩(wěn)定運(yùn)行”的開(kāi)車目標(biāo),在“安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)”的指導(dǎo)思想下,技術(shù)人員在充分吸收其它乙烯企業(yè)成功開(kāi)車經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合自身工藝特點(diǎn),認(rèn)真研究、深入探討形成了本次減少火炬排放量和排放時(shí)間、減少開(kāi)工乙烯、丙烯等物料消耗的開(kāi)車方案,并在實(shí)踐中獲得了成功。1深冷順序分離專利技術(shù)本套乙烯裂解裝置從工藝流程上分為裂解爐部分和分離部分。其中裂解爐采用了中外合作開(kāi)發(fā)的最新裂解爐科研技術(shù),分離部分采用了外國(guó)公司獨(dú)有的、經(jīng)多年實(shí)踐證明工藝成熟的深冷順序分離專利技術(shù)。本套乙烯裝置的裂解爐區(qū)共設(shè)有11臺(tái)裂解爐,1臺(tái)為氣體原料爐,主要裂解來(lái)自乙烯裝置自產(chǎn)的循環(huán)乙烷和循環(huán)丙烷,10臺(tái)為液體原料爐,主要裂解來(lái)自于煉油裝置的石腦油、加氫裂化尾油及其它適合作為裂解原料的組份。分離部分采用了急冷油粘度技術(shù)、分凝分餾塔、低壓脫甲烷、丙烯制冷、二元制冷、雙塔脫丙烷等工藝技術(shù)。本套乙烯裝置設(shè)計(jì)生產(chǎn)100萬(wàn)t/a乙烯、51萬(wàn)t/a丙烯。裝置年運(yùn)行時(shí)間設(shè)計(jì)為8,000h,裝置整體操作彈性為50%～110%,設(shè)計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)周期為4a。2流程描述如圖1。3投料前未注意事項(xiàng)嚴(yán)格按照中國(guó)石化股份公司批準(zhǔn)的試車方案進(jìn)行,投料試車應(yīng)堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求,精心組織,達(dá)到高質(zhì)量、爭(zhēng)取高效益,堅(jiān)持“應(yīng)遵循的程序一步也不能少、應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)一點(diǎn)也不能降低、應(yīng)爭(zhēng)取的時(shí)間一分鐘也不能放過(guò)”的原則,投料前應(yīng)嚴(yán)格檢查,并確認(rèn)下列投料試車條件,如圖2。3.1工程已經(jīng)施工完成后已施工(1)工程質(zhì)量初評(píng)合格。(2)“三查四定”的問(wèn)題整改消缺完畢,遺留尾項(xiàng)已處理完。(3)影響投料的設(shè)計(jì)變更項(xiàng)目已施工完。(4)工程已辦理中間交接手續(xù)。(5)裝置區(qū)施工用臨時(shí)設(shè)施已全部拆除。(6)現(xiàn)場(chǎng)清潔、無(wú)雜物、無(wú)障礙;設(shè)備位號(hào)和管道介質(zhì)名稱、流向標(biāo)志齊全;系統(tǒng)吹掃、清洗、氣密完。3.2儀表、儀器和聯(lián)動(dòng)(1)系統(tǒng)干燥、置換、三劑裝填、計(jì)算機(jī)儀表聯(lián)校等已完成并經(jīng)確認(rèn)。(2)設(shè)備處于完好備用狀態(tài)。(3)在線分析儀表、儀器經(jīng)調(diào)試具備使用條件、工業(yè)空調(diào)已投用。(4)儀表、計(jì)算機(jī)的檢測(cè)、控制、聯(lián)鎖、報(bào)警系統(tǒng)調(diào)校完畢,防雷防靜電設(shè)施準(zhǔn)確可靠。(5)現(xiàn)場(chǎng)消防、氣防器材及崗位工器具已配齊。3.3提高“五種能力”(1)國(guó)內(nèi)外同類裝置培訓(xùn)、實(shí)習(xí)已結(jié)束。(1)已進(jìn)行崗位練兵、模擬練兵、反事故練兵,達(dá)到“三懂六會(huì)”,提高“六種能力”。(1)各工種人員經(jīng)考試合格,已取得上崗證。(1)已匯編國(guó)內(nèi)外同類裝置事故案例,并組織學(xué)習(xí),對(duì)本裝置試車以來(lái)的事故和事故苗頭本著“四不放過(guò)”的原則已進(jìn)行分析總結(jié),吸取教訓(xùn)。3.4車指揮系統(tǒng)未落實(shí)(1)崗位分工明確,班組生產(chǎn)作業(yè)制度已建立健全。(2)各級(jí)試車指揮系統(tǒng)已落實(shí),指揮人員已值班上崗,并建立例會(huì)制度。(3)各級(jí)生產(chǎn)調(diào)度制度已建立。(4)崗位責(zé)任、巡回檢查,交接班等相關(guān)制度已建立。(5)已做到各種指令、信息傳遞文字化,原始記錄數(shù)據(jù)表格化。3.5多種調(diào)度,均有操作人員(1)工藝技術(shù)規(guī)程、安全技術(shù)規(guī)程、操作法等已學(xué)習(xí)、討論。(2)每一試車步驟都有書面方案,從指揮到操作人員均已掌握。(3)已實(shí)行“看板”或“上墻”管理。(4)事故處理預(yù)案已經(jīng)制定并已經(jīng)過(guò)演練。3.6開(kāi)展安全活動(dòng)(1)保運(yùn)的范圍、責(zé)任已劃分。3.7水、電、汽、風(fēng)系統(tǒng)已正常運(yùn)行(1)水網(wǎng)壓力、流量、水質(zhì)符合工藝要求,供水穩(wěn)定。(4)工業(yè)風(fēng)、儀表風(fēng)、氮?dú)庀到y(tǒng)運(yùn)行正常。3.8原料、化工原材料的準(zhǔn)備(1)化工原材料、潤(rùn)滑油(脂)已全部到貨并檢驗(yàn)合格。(3)潤(rùn)滑油三級(jí)過(guò)濾制度已落實(shí),設(shè)備潤(rùn)滑點(diǎn)已明確。3.9管理體制和安全管理已落實(shí)(1)HSE評(píng)估完畢,并制定相應(yīng)的安全措施和事故預(yù)案。(2)安全生產(chǎn)管理制度、規(guī)程、臺(tái)賬齊全,安全管理體系建立,人員經(jīng)安全考核后取證上崗。(3)動(dòng)火制度、禁煙制度、車輛管理制度已建立并公布。(5)氣體防護(hù)、救護(hù)措施已落實(shí),制定氣防預(yù)案并演習(xí)。(6)生產(chǎn)裝置的消防泡沫站、汽幕、水幕、噴淋以及煙火報(bào)警器、可燃?xì)怏w和有毒氣體監(jiān)測(cè)器已投用,完好率達(dá)到100%。3.10儀器測(cè)試結(jié)果(1)中化室、分析室已建立正常分析檢驗(yàn)制度。(2)化驗(yàn)分析項(xiàng)目、頻率、方法已確定,儀器調(diào)試完,試劑已備齊,分析人員已持證上崗。(3)采樣點(diǎn)已確定,采樣器具、采樣責(zé)任已落實(shí)。4駕駛員的內(nèi)部條件的確認(rèn)4.1可減少火炬排放(1)投料前三臺(tái)裂解爐處于750℃恒溫?zé)醾錉顟B(tài)、兩臺(tái)裂解爐處于600℃恒溫狀態(tài)、2臺(tái)爐處于350℃恒溫、循環(huán)乙烷爐處于350℃恒溫。由于天然氣價(jià)格低于液化氣價(jià)格,裂解爐所需燃料以天然氣消耗為主、液化氣補(bǔ)充為輔。為減少火炬排放,根據(jù)可燃?xì)怏w切入燃料系統(tǒng)的時(shí)間及時(shí)提高低溫備用爐的溫度,以平衡開(kāi)車過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)多燃料氣。(2)急冷油系統(tǒng)處于中壓蒸汽倒加熱狀態(tài),維持160℃左右;急冷水系統(tǒng)處于閉路循環(huán)、低壓蒸汽加熱狀態(tài),維持50℃左右(3)燃料油系統(tǒng)利用開(kāi)車調(diào)質(zhì)油建立循環(huán)。4.2系統(tǒng)已充壓及運(yùn)行(1)丙烯制冷機(jī)和二元制冷機(jī)已正常運(yùn)行。(2)前冷系統(tǒng)預(yù)冷結(jié)束,溫度至少已達(dá)-130℃左右;脫甲烷塔系統(tǒng)預(yù)冷結(jié)束。(3)冷箱系統(tǒng)已充壓到2.5MPa以上。(4)裂解氣壓縮機(jī)入口、出口電動(dòng)閥已關(guān)閉,系統(tǒng)氮?dú)馓幱陂]路循環(huán)。(5)堿洗塔的堿洗、水洗循環(huán)已建立,強(qiáng)堿、中堿、弱堿回流量分別控制在設(shè)計(jì)值的416t/h、415t/h、207t/h,水洗量5t/h左右。(1)甲烷化反應(yīng)器入口和床層溫度已氮?dú)馍郎氐?40～260℃。氫氣干燥器已具備氫氣投用條件。4.3乙烯精餾塔操作情況(1)脫乙烷塔利用外引乙烯和丙烯建立全回流操作。操作參數(shù)達(dá)到壓力控制在2.2～2.3MPa,回流量控制在60t/h以上。(1)乙烯精餾塔引低溫罐開(kāi)工乙烯已建立全回流操作。操作參數(shù)達(dá)到壓力控制在1.65～1.68MPa,回流量控制在200t/h以上,塔壓差控制在70kPa以下。(1)碳二加氫反應(yīng)器系統(tǒng)利用氣相乙烯充壓到1.65MPa以上。(1)分離崗位的低溫泵已液相預(yù)冷合格。(1)丙烯精餾塔系統(tǒng)全回流運(yùn)行。由于急冷水溫度較低,維持系統(tǒng)操作壓力在1.5～1.6MPa,回流量控制在350t/h以上。5裂解氣引入火炬裂解崗位同時(shí)投1臺(tái)石腦油(NAP)爐和1臺(tái)加氫裂化尾油(HCR)爐,控制40min內(nèi)單臺(tái)操作負(fù)荷達(dá)到40t/h左右。在引入裂解氣壓縮機(jī)系統(tǒng)前維持NAP的COT溫度在780～800℃左右,HCR的COT溫度在760～780℃左右以盡可能多產(chǎn)裂解汽油等重組分減少火炬排放量。待引入裂解氣壓縮機(jī)系統(tǒng)后,逐漸調(diào)高COT溫度到設(shè)計(jì)值820～830℃和780～790℃左右,以增加輕組分產(chǎn)量盡可能滿足后系統(tǒng)負(fù)荷要求。待2臺(tái)裂解爐投料后,壓縮崗位安排專人負(fù)責(zé)裂解氣大閥前積水的排放,防止裂解氣引入壓縮時(shí)大量水分進(jìn)入一段吸入罐高液位聯(lián)鎖停車;投料穩(wěn)定后,裂解崗位和壓縮崗位密切配合,裂解逐漸關(guān)小急冷水塔排火炬閥,壓縮及時(shí)逐漸打開(kāi)壓縮機(jī)入口大閥旁路引裂解氣進(jìn)入壓縮機(jī)系統(tǒng)。維持一段吸入罐壓力在30～60kPa范圍內(nèi)。此操作要求各崗位、內(nèi)外操緊密配合,防止壓力發(fā)生大的波動(dòng)而引起裂解氣壓縮機(jī)喘振。待電動(dòng)閥全開(kāi)后,逐漸關(guān)小氮?dú)庋a(bǔ)入閥和充壓旁路閥。系統(tǒng)穩(wěn)定后將一段吸入罐壓控設(shè)定為0.15MPa。裂解氣引入工作控制在40min內(nèi)完成,將減少大于100t/h的火炬排放量。裂解氣引入壓縮機(jī)系統(tǒng)前,堿洗塔要求已完全建立正常的堿洗和水洗循環(huán),同時(shí)確保塔頂CO前冷系統(tǒng)在利用裂解氣充壓前,包括后續(xù)脫苯塔在內(nèi)的前冷系統(tǒng)盡可能已提前通過(guò)設(shè)計(jì)的高壓氮?dú)獬鋲旱?.5MPa。在裂解氣已達(dá)到2.5MPa左右,逐漸打開(kāi)壓縮機(jī)五段出口閥的旁路閥為前冷充壓,充壓過(guò)程中及時(shí)調(diào)整丙烯和二元制冷機(jī)系統(tǒng),保證提供足夠的冷量盡快冷卻裂解氣中重組分。充壓過(guò)程中控制系統(tǒng)升壓速度不大于0.1MPa/min,防止法蘭面發(fā)生泄漏。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)加強(qiáng)漏點(diǎn)檢查,尤其是-100℃以下低溫區(qū)的泄漏檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理。裂解氣引入工作控制在2h內(nèi)完成,將減少50t/h左右的火炬排放量。前冷各罐出現(xiàn)液位后及時(shí)外送到脫甲烷塔,脫甲烷塔的塔釜和回流罐泵在完全氣相預(yù)冷的基礎(chǔ)上及時(shí)進(jìn)行液相預(yù)冷。當(dāng)塔釜液位達(dá)到啟動(dòng)泵的最低液位25%時(shí)啟動(dòng)塔釜泵為下游脫乙烷塔送料。調(diào)整各前冷罐液位和脫甲烷塔釜液位穩(wěn)定,可根據(jù)裂解爐負(fù)荷的變化及時(shí)調(diào)整外送量,防止外送量的較大波動(dòng)。同時(shí)根據(jù)下游脫乙烷塔塔頂溫度情況調(diào)整外送料的分配比例。為防止深冷區(qū)的分凝塔及分離罐的人孔出降溫過(guò)快,應(yīng)控制相應(yīng)液面的高度低壓人孔法蘭下緣,防止負(fù)荷波動(dòng)引起液位波動(dòng)頻繁而引起人孔發(fā)生泄漏。當(dāng)脫甲烷塔塔頂溫度降至-85℃時(shí)及時(shí)引氣相甲烷到二元制冷機(jī)系統(tǒng),當(dāng)溫度降至-120℃及時(shí)采樣分析脫甲烷塔回流罐中乙烷含量,合格后二元機(jī)及時(shí)補(bǔ)入液相甲烷,使二元制冷壓縮機(jī)盡早達(dá)到設(shè)計(jì)運(yùn)行工況,滿足深冷分離需要。當(dāng)?shù)?臺(tái)爐投料穩(wěn)定后,根據(jù)裂解爐的燃料消耗情況依次將高壓甲烷、中壓甲烷、低壓甲烷并入燃料氣系統(tǒng)。這樣將減少超過(guò)30t/h的火炬排放量。安排及時(shí)分析粗氫組分,待乙烯含量低于1000ppm后,投用甲烷化系統(tǒng)。將減少超過(guò)3t/h左右氫氣的火炬排放量。在調(diào)整脫乙烷塔系統(tǒng)過(guò)程中,及時(shí)安排投第4臺(tái)裂解爐,在第4臺(tái)裂解爐投料穩(wěn)定后脫乙烷塔也基本調(diào)整穩(wěn)定。鑒于現(xiàn)場(chǎng)管線設(shè)計(jì)存在缺陷,開(kāi)車時(shí)應(yīng)控制塔頂冷凝器的冷劑丙烯在較低液位;同時(shí)控制脫乙烷塔排放火炬或進(jìn)入乙烯精餾塔的量,防止由于系統(tǒng)壓力變化過(guò)大引起大量C2組分流動(dòng)過(guò)快丙烯冷劑迅速氣化影響丙烯機(jī)的操作。由于脫乙烷塔頂進(jìn)入碳二加氫反應(yīng)器的物料穩(wěn)定性影響反應(yīng)器的正常運(yùn)行,開(kāi)車初期手動(dòng)控制進(jìn)入反應(yīng)器的控制閥,塔頂壓控閥置于自動(dòng),維持較小的放火炬量來(lái)平衡系統(tǒng)的波動(dòng)。調(diào)整系統(tǒng)的穩(wěn)定工作控制在40～60min。根據(jù)催化劑廠家資料介紹和開(kāi)車經(jīng)驗(yàn),碳二加氫反應(yīng)器需至少維持50t/h流量才能正常運(yùn)行,防止內(nèi)部偏流。參考兩個(gè)乙炔含量在線表指示,當(dāng)出口乙炔值小于5ppm后盡快切入乙烯精餾塔。此項(xiàng)工作控制在30min內(nèi)完成。將減少50t/h的火炬排放量。及時(shí)調(diào)整乙烯和丙烯精餾塔,合格后安排先后引入燃料氣系統(tǒng)。待穩(wěn)定后及時(shí)投用循環(huán)乙烷爐,減少火炬排放量約20t/h。6控制好反應(yīng)器入口溫度(1)裂解爐投料過(guò)程中若發(fā)生聯(lián)鎖停車、爐出口溫度大幅波動(dòng),易引起裂解氣壓縮機(jī)流量不穩(wěn)定,產(chǎn)生喘振。因此裂解爐投料要控制進(jìn)料速度,維持燃料氣組分和壓力穩(wěn)定防止?fàn)t出口溫度大幅波動(dòng)。(2)冷箱裂解氣充壓速度和液位建立速度過(guò)快易引起法蘭泄漏。保持系統(tǒng)勻速充壓,禁止較大幅度波動(dòng)。外操人員和HSE部人員利用便攜式檢測(cè)儀加強(qiáng)冷區(qū)位置法蘭巡檢,一旦發(fā)現(xiàn)泄漏啟動(dòng)應(yīng)急處理預(yù)案,消氣防現(xiàn)場(chǎng)保護(hù),保運(yùn)人員專人及時(shí)處理。(3)碳二加氫反應(yīng)器低流量開(kāi)車易出現(xiàn)內(nèi)部偏流的風(fēng)險(xiǎn)。需控制好反應(yīng)器入口及各段床層溫度,根據(jù)溫度變化調(diào)整配氫量,同時(shí)穩(wěn)定脫乙烷塔運(yùn)行,防止流量和組分波動(dòng)過(guò)大。(4)高壓甲烷、氫氣、乙烷等物料的過(guò)早引入燃料氣系統(tǒng)易引起燃料氣壓力、組分波動(dòng)大影響裂解爐操作。并入初期可通過(guò)大部分并入系統(tǒng),小部分放火炬的方式來(lái)控制;同時(shí)增點(diǎn)裂解爐火嘴提高燃料氣消耗,平衡過(guò)多的燃料氣,減少火炬排放量。操作中加強(qiáng)燃料氣壓力監(jiān)控,也可適當(dāng)提高總管壓力設(shè)定值,若上游系統(tǒng)發(fā)生波動(dòng)依總管壓力降低情況迅速補(bǔ)入天然氣和液化氣。7高壓力下的汽蝕現(xiàn)象(1)在裂解爐汽包安全閥在線定壓過(guò)程中,室內(nèi)DCS液位指示約40%左右,而實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)液位指示為10%。巡檢及時(shí)避免了汽包干鍋的設(shè)備事故。由于汽包液位為三沖程控制,在開(kāi)工初期指示偏高,實(shí)際操作中應(yīng)適當(dāng)控制較高液位。(2)連續(xù)監(jiān)測(cè)急冷水、工藝水的pH,嚴(yán)格控制急冷水的pH在5.5～6.5、工藝水的pH在7～7.5范圍內(nèi)(3)在急冷開(kāi)車過(guò)程中發(fā)生急冷油泵汽蝕現(xiàn)象。經(jīng)分析是由于急冷油泵的沖洗油為盤油。而開(kāi)車階段盤油段溫度較低,大量的蒸汽在盤油段冷凝聚集,最后通過(guò)沖洗油泵注入到高溫的急冷油中汽化而引起泵汽蝕。開(kāi)車階段應(yīng)將沖洗油改為外引的調(diào)質(zhì)油供應(yīng)。待盤油段溫度正常,系統(tǒng)排凈水后再切換到自產(chǎn)盤油。(4)為盡快減少火炬的排放量,有意識(shí)地加快了前冷充壓速度,同時(shí)也加快了前冷預(yù)冷建液的速度。兩個(gè)方面都造成了前冷,尤其是溫度低于-100℃的區(qū)域法蘭面出現(xiàn)多處泄漏。前冷充壓過(guò)程中嚴(yán)格控制升壓速度小于0.1MPa/min,控制降溫速度。同時(shí)考慮在深冷區(qū)域使用質(zhì)量好的波齒墊。(5)分離系統(tǒng)脫乙烷塔調(diào)整過(guò)程中,塔頂冷凝器法蘭發(fā)生泄漏,操作員急于降低系統(tǒng)壓力而錯(cuò)誤地打開(kāi)了塔頂放火炬閥,使塔壓短時(shí)間內(nèi)降低較快加速了高溫物料的流動(dòng),較熱的物料使得液相丙烯短時(shí)間內(nèi)發(fā)生大量氣化而引起丙烯制冷機(jī)出口溫度高高聯(lián)鎖停車。對(duì)于工藝系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)禁隨意打開(kāi)火炬排放,即使處理漏點(diǎn)需要也須先隔離系統(tǒng),再倒液完成后泄壓。同時(shí)分離的操作也要及時(shí)通知壓縮崗位。8開(kāi)車成功,