降低精制柴油硫含量

降低精制柴油硫含量煉油二車間攻關QC小組類型：攻關型發(fā)表人：龍先煌小組成員小組名稱煉油二車間攻關QC小組注冊編號TLM201300270課題名稱降低精制柴油硫含量成立時間2010年3月課題類型攻關型活動時間2013年3-12月小組人數(shù)（≤10人）10當

年活動次數(shù)15次序號姓名年齡文化程度職務、職稱組內(nèi)分工備注1劉宏斌45本科責任工程師

組長2龍先煌30本科工藝工程師副組長3杜飛32本科設備工程師設備改造4劉春江41技校技師資料整理措施實施5王世國33本科工藝工程師原因分析措施實施6羅志民40技校技師原因分析措施實施7李小平48本科副總工顧問柴油加氫流程圖簡介原料罐高分罐低分罐汽提塔精制柴油含硫污水氫氣壓機來廢氫外放返壓機反應器注軟化水原料脫硫脫氮脫氧一、選題理由

2013年7月1日強制執(zhí)行GB19147-2009車用柴油標準，塔西南石化廠柴油產(chǎn)品由常壓柴油和精制柴油調(diào)合，要求柴油產(chǎn)品硫含量必須小于350ppm。小組調(diào)查1-2月份常壓柴油、精制柴油硫含量和流量數(shù)據(jù)并做折線圖如下：

從圖可看出常壓柴油硫含量遠高于新國標且流量大，必須降低精制柴油硫含量才能滿足全廠調(diào)合要求，小組決定開展降低精制柴油硫含量的攻關。二、設定目標2013年石化廠給車間下達生產(chǎn)指令，要求柴油加氫裝置精制柴油硫含量小于200ppm，我們把它定為活動的目標。200ppm308.3ppm相差108.3現(xiàn)狀目標三、目標可行性分析1、歷史數(shù)據(jù)小組成員統(tǒng)計2013年1-3月上旬原料和精制柴油硫含量數(shù)據(jù)做折線圖如下圖，可以看出1月4日至7日在高硫原料下精制柴油硫含量可以控制在200ppm以下，因此可以推斷目標可行。（注：為了更好在同一張圖上顯示，原料硫含量數(shù)據(jù)同時縮小10個單位）主要因原料硫含量下降造成三、目標可行性分析2、標定分析為了應對2013年車用柴油新標準，車間于3-4月兩次對裝置的脫硫情況進行標定。

第一次標定按進料7.0噸/小時，壓力7.5MPa，反應溫度310℃的操作參數(shù)進行標定，觀察加樣分析。日期時間加氫進料ppm低分柴油ppm新氫ppm循環(huán)氫ppm精制柴油ppm3月26日19:004800.01224.058.149801.50267.03月27日3:006917897.652.938717.66244.03月27日11:005700.01228.051.8011102.9308.03月27日19:005264.01341.050.759233.6358.03月28日3:00/778.450.197022.5330.63月28日10:00/1238.0//3703月28日11:004722.41090.048.106060.52327.53月28日19:004844.0784.454.389752.6299.93月29日3:00/756.446.757367.65197.03月29日11:00/1303.074.388045.452713月29日19:00/1105.0//290平均值5374.61067.854.28567.2293.3從圖表中可以看出，在高硫原料和較高負荷條件下，28和29日能夠達到目標值，說明目標能夠?qū)崿F(xiàn)。三、目標可行性分析2、標定分析

第二次標定按進料8.0噸/小時，壓力7.5MPa，反應溫度315℃的操作參數(shù)進行標定，觀察加樣分析。時間加氫進料ppm低分柴油ppm新氫ppm循環(huán)氫ppm精制柴油ppm4月11日-868163.0884782594月12日-866169.3680273044月13日--136.057165-4月14日--152.326318-4月15日27581591152.4857172474月16日35691295107.348964384月17日--116.474804419平均值3164.51155.0142.446486333.4三、目標可行性分析3、標定過程分析第一次標定全部加工催化柴油，反應部分脫硫率為80.13%，裝置總脫硫率為94.54%。第二階段反應部分脫硫率為63.5%，裝置總脫硫率為89.31%。從柱狀圖對比可以看出，第二標定加工量增大后，反應部分脫硫率下降近17個百分點，而汽提塔部分脫硫率下降僅2個百分點，說明反應系統(tǒng)脫硫效果差，舉例來說，柴油中硫化物未較好轉(zhuǎn)化成容易脫除的硫化氫，汽提塔脫除的只是反應了的那部分硫，它是引起精制柴油硫含量高的主要原因。項目標定-1標定-2原料柴油平均硫含量，ppm5374.63164.5低分柴油平均硫含量，ppm1067.81155.0精制柴油硫含量，mg/L293.3333.4反應部分脫硫率，%80.1363.50汽提部分脫硫率，%72.5370.72裝置總脫硫率，%94.5489.31三、目標可行性分析4、其他條件

①2013年有停工檢修計劃，有改造機會。

②小組成員經(jīng)過多次QC攻關，均達到預計目標，小組成員有信心完成本次攻關任務。

經(jīng)過綜合分析，目標可行！同時也發(fā)現(xiàn)，反應系統(tǒng)脫硫效果差是精制柴油硫含量高的癥結(jié)。四、分析原因小組成員進行全面分析，通過關聯(lián)圖分析反應系統(tǒng)脫硫效果差的原因，并共找出7項末端因素。原料硫含量過高操作參數(shù)不合理環(huán)境影響大晝夜溫差大反應活性低催化劑活性差反應溫度低反應壓力低氫氣純度低反應系統(tǒng)脫硫效果差壓機打量不足注水系統(tǒng)運行不良注水流量低四、分析原因

同時根據(jù)小組能力范圍用檢查表排除不可抗拒的末端因素，檢查表如下：序號末端因素可分析與否備注1晝夜溫差大否溫差不可控排除2反應溫度低是有操作數(shù)據(jù)3壓機打量不足是有運行記錄4氫氣純度低是有操作數(shù)據(jù)5注水流量低是有運行記錄6催化劑活性差是有操作數(shù)據(jù)7原料硫含量過高否根據(jù)原油拉運計劃執(zhí)行，本小組不可控排除排除溫差大和原料硫含量過高的不可控因素后，余下5個末端因素，小組制作要因確認表，逐條確認。五、確認要因

要因確認計劃表：序號末端原因確認內(nèi)容確認方法標準負責人完成時間1反應溫度低反應溫度1、查看反應溫度操作情況2、和催化劑設計溫度對比技術手冊催化劑初期溫度270-315℃龍先煌4月2日2壓機打量不足壓機運行情況1、查壓機運行情況2、查壓機是否符合生產(chǎn)運行工況要求壓機符合生產(chǎn)運行壓力和流量要求杜飛4月28日3氫氣純度低氫氣純度1、查氫氣純度數(shù)據(jù)2、查是否達到設計要求裝置設計氫純度>78%劉春江4月23日4注水流量低注水泵運行情況1、查注水流量大小2、查注水流量是否達到設計值注水流量達到設計值629kg/h羅志民4月28日5催化劑活性差催化劑運行臺帳1、在用催化劑設計運行時間和實際運行時間對比2、原料硫含量是否滿足催化劑設計要求技術手冊規(guī)定催化劑初次使用≮2年劉宏斌4月30日五、確認要因確認標準:催化劑技術手冊規(guī)定加工催化柴油反應溫度范圍為270-315℃。確認方法:1、查看反應溫度操作情況，2、和催化劑設計溫度對比確認人:龍先煌確認時間:2013.4.2確認情況：查1-3月份各班反應溫度數(shù)據(jù)做反應溫度折線圖和實際溫度與設計的柱狀圖，從圖中可以看出1-3月份反應溫度在313℃運行，已對達到設計溫度上限。

要因確認一：反應溫度低結(jié)論：催化劑反應溫度為313℃，在催化劑設計溫度上限運行，反應溫度低不是主要原因。上限下限給定值非要因五、確認要因確認標準:壓縮機為裝置提供動力，壓機符合生產(chǎn)運行壓力要求確認方法:1、查壓機運行情況，2、查壓機是否符合生產(chǎn)運行工況要求確認人:杜飛確認時間:2013.4.28確認情況：查1月1日到4月25日壓機運行數(shù)據(jù)，壓機A因4月18日氫純度過低，壓機A在未達到生產(chǎn)工況情況下超電流，19日之后檢修壓機A，切換到壓機B運行也一直正常，滿足生產(chǎn)要求。

要因確認二：壓機打量不足結(jié)論：壓機A在1-4月17日打量正常，切換壓機B后打量也均正常，能夠滿足生產(chǎn)壓力流量要求，不是主要原因。壓機A超電流持續(xù)降壓操作壓機B完好，滿足生產(chǎn)要求日期入口壓力（1.8-2.0）MPa排氣壓力（4.0-8.0）MPa軸承溫度（≤60）℃電機定子溫度（≤120）℃排氣溫度（≤113）℃電流（≤58）A混氫流量m3/h1月平均1.885.836.558.366.1557812.32月平均1.926.639.365.467.456.28275.73月平均1.896.840.583.278.254.97724.24月平均1.947.739.8102.898.557.58421.11-4月最高1.987.94410411260113021-4月最低1.855.5315664526880.5日期入口壓力（1.8-2.0）MPa排氣壓力（4.0-8.0）MPa軸承溫度（≤60）℃電機定子溫度（≤120）℃排氣溫度（≤113）℃電流（≤58）A混氫流量m3/h4月19日1.95.6438574547671.24月20日1.855.5448977547482.34月21日1.925.7438573547580.54月22日1.95.6448674548215.64月23日1.885.5448977548033.54月24日1.95.6448974547311.54月25日1.915.7448974547521.34月26日1.925.7428774547367.24月27日1.925.7438773548014.54月28日1.95.6428674547765.8非要因五、確認要因確認標準:裝置設計氫純度為大于78%確認方法:1、查氫氣純度數(shù)據(jù)，2、查是否達到設計要求確認人:龍先煌確認時間:2013.4.20確認情況：小組成員調(diào)查1-4月20日循環(huán)氫純度，發(fā)現(xiàn)1-4月份氫純度平均值均沒有達到設計值，總平均值為72.8%。日期1月2月3月4月平均氫純度%77.670.971.971.172.8

要因確認三：氫氣純度低

結(jié)論：氫氣純度未達到設計值78%，氫氣純度低是主要原因。要因五、確認要因確認標準:注水流量達到設計值629kg/h確認方法:1、查注水流量大??；2、查注水流量是否達到設計值確認人:羅志民確認時間:2013.4.28確認情況：檢查2月1日到3月6日注水流量儀表指示正常，平均值為456.3kg/h，比設計值629kg/h小，統(tǒng)計1-4月注水泵A檢修5次，注水泵B曲軸箱故障不能長周期使用，一直使用A泵運行。

要因確認四：注水流量低結(jié)論：注水泵B曲軸箱故障不能長時間運行，注水泵A多次檢修，且注水量未達設計值，注水流量低是主要原因。2月1日儀表處理好3月6日儀表說表量程故障注水泵AB運行情況檢查表日期1月11日2月20日3月5日4月15日4月26日注水泵A填料漏大修雜音大填料漏填料漏注水泵B

注水泵B曲軸箱故障只能緊急備用要因五、確認要因確認標準:技術手冊規(guī)定催化劑初次使用≮2年，原料硫含量≯4000ppm確認方法:1、在用催化劑設計運行時間和實際運行時間對比；2、原料硫含量是否滿足催化劑設計要求確認人:劉宏斌確認時間:2013.4.30確認情況：調(diào)查催化劑相關資料，催化劑于2011年4月裝填，到2013年4月份已處于中末期運行，調(diào)查1-4月份原料平均硫含量為4244.3ppm，最高值為5790ppm,為高硫原料，原料硫含量超指標，加速了催化劑的失活。

要因確認五：催化劑活性差結(jié)論：從2011年4月到2013年4月，已經(jīng)運行兩年，原料硫含量超指標，加速催化劑活性的下降，導致反應部分脫硫效果差，催化劑活性差是主要原因。技術協(xié)議要求原料硫含量≯4000ppmFH-UDS催化劑首次運轉(zhuǎn)周期≮2年，總壽命≮6年，催化劑可再生兩次。要因五、確認要因小組對5項未端原因進行驗證，最終得出三大要因：2、注水流量低

1、氫純度低要因：3、催化劑活性差六、制定對策

小組成員經(jīng)過討論分析，對3個要因分別提出多個解決方案，并用價值工程對比法進行對比選擇。序號要因?qū)Σ叻桨阜桨笇Ρ?氫純度低方案1：增加氫氣脫硫設備投資大，周期長，可實施性差方案2：優(yōu)化重整氫氣匹配操作難度上升，經(jīng)培訓，可實施方案關聯(lián)項目方案得分情況方案功能重要程度方案1方案2適用性1050.15周期性280.35可實施性890.2可靠性1030.3功能得分6.86.251方案單方造價成本系數(shù)功能系數(shù)價值系數(shù)最優(yōu)方案方案130000000.9970.520.52方案2方案280000.0030.48180.08合計300800011--從表中可以看出采用F小幅降低、C大幅降低的方案2，價值系數(shù)V>1且偏差大，經(jīng)分析主要是重整產(chǎn)氫量小時可能會影響產(chǎn)品質(zhì)量，可以適當降量調(diào)節(jié)，綜合考慮可以接受。六、制定對策

小組在討論氫純度低的解決方案時，其中一名成員反映右圖情況，提出檢查所有氫氣線關鍵閥門，消除氫氣跑損，新方案提出，小組一致認為此方案投入少，可實施性強，同意和評價的方案2一并實施。最終針對氫純度低的對策方案如下表。序號要因?qū)Σ叻桨阜桨笇Ρ?氫純度低方案1：增加氫氣脫硫設備投資大，周期長，可實施性差方案2：優(yōu)化重整氫氣匹配操作難度上升，經(jīng)培訓，可實施方案3：消除氫氣跑損投入少見效快，可實施性強，需要停工六、制定對策

注水流量低的要因?qū)Ρ冗x擇如下：序號要因?qū)Σ叻桨阜桨笇Ρ?注水流量低方案1：更換一臺新型注水泵投資適中，利于長期操作方案2：修舊利廢投資少，運行穩(wěn)定性差，技術難度高方案關聯(lián)項目方案得分情況方案功能重要程度方案1方案2適用性1040.2周期性860.2可實施性970.1可靠性1010.5功能得分9.53.21方案單方造價成本系數(shù)功能系數(shù)價值系數(shù)最優(yōu)方案方案1800000.7270.7481.029方案1方案2300000.2730.2520.924合計11000011--注水流量低采用F大幅提高、C小幅提高的方案1，價值系數(shù)V>1且接近1，是比較理想方案。六、制定對策

催化劑活性差的要因?qū)Ρ冗x擇如下：序號要因?qū)Σ叻桨阜桨笇Ρ?催化劑活性差方案1：更換全部催化劑投資大，可實施性差方案2：更換部分催化劑，和再生催化劑一起裝填投資適中，可實施性強方案關聯(lián)項目方案得分情況方案功能重要程度方案1方案2適用性860.2周期性890.2可實施性880.2可靠性1050.4功能得分8.86.61方案單方造價成本系數(shù)功能系數(shù)價值系數(shù)最優(yōu)方案方案112000000.8570.570.667方案2方案22000000.1430.433.000合計140000011--催化劑活性差采用F小幅降低，C大幅降低的方案2，價值系數(shù)V>1且接近1，是比較理想方案。六、制定對策

小組成員經(jīng)過分析對比，確定了最佳方案，并制定了對策實施計劃表。序號要因?qū)Σ吣繕舜胧┑攸c責任人時間1氫純度低消除氫氣跑損消除氫氣漏點，減少氫氣浪費找出氫氣泄漏點，消除漏點重整裝置龍先煌4、5月2優(yōu)化重整氫氣匹配提高氫純度到設計值以上編制操作方案并培訓，優(yōu)先使用重整氫氣主控室5、6月3注水流量低更換新型注水泵保證注水流量達到設計值新購一臺柱塞計量泵并安裝使用柴油加氫現(xiàn)場杜飛5月4催化劑活性差更換部分催化劑，和再生催化劑一起裝填提高催化劑脫硫活性新購1噸高效脫硫催化劑，和再生催化劑裝填，并優(yōu)化裝填方案柴油加氫現(xiàn)場劉宏斌5月七、實施對策

小組調(diào)查了氫氣可能跑損的地方，做檢查表并進行檢查，發(fā)現(xiàn)V1102、V1214去高壓瓦斯等閥門內(nèi)漏，待停工時更換。

對策實施一：消除氫氣跑損所屬系統(tǒng)具體位置檢查記錄處理方法預加氫系統(tǒng)1、V1102去火炬雙閥內(nèi)漏更換閥門2、V1102去高壓瓦斯閥內(nèi)漏更換閥門重整系統(tǒng)1、V1214安全閥副線可能漏更換閥門2、V1214去高壓瓦斯閥內(nèi)漏更換閥門脫苯系統(tǒng)1、V1303去火炬線可能漏更換閥門2、脫苯混氫總線去火炬線可能漏更換閥門柴油加氫裝置1、D4105放火炬副線不漏無2、D4105放火炬控制閥不漏無3、D4104底放空閥不漏無4、D4104緊急放空大閥不漏無5、壓機中間分液罐底放空閥內(nèi)漏更換閥門七、實施對策

車間利用4月18日-25日重整裝置計劃停工期間，對所有內(nèi)漏閥門進行更換，更換后圖片如下。

對策實施一：消除氫氣跑損1、V1102去火炬雙閥2、V1102去高壓瓦斯閥3、V1214安全閥副線4、V1214去高壓瓦斯閥七、實施對策

5月份柴油加氫停工，更換壓機中間分液罐排凝閥。

對策實施一：消除氫氣跑損5、V1303去火炬線6、脫苯混氫總線去火炬線7、壓機A中間分液罐底放空閥8、壓機B中間分液罐底放空閥七、實施對策

柴油加氫裝置設計正常生產(chǎn)時使用重整氫氣，開工使用化肥氮氫氣，當重整產(chǎn)氫不夠時同時補入化肥氮氫氣，主要流程如下圖示：

對策實施二：優(yōu)化重整氫氣匹配V1214預加氫系統(tǒng)V1102重整產(chǎn)氫>82%脫苯高壓瓦斯柴油加氫化肥氮氫氣約72%壓力2.5MPa壓力0.5MPa壓力1.98MPa七、實施對策

針對此情況，小組成員集中分析，找出一個比較好的調(diào)節(jié)方法，優(yōu)先使用重整氫氣，并編制成操作規(guī)定，制定流程圖程序，培訓后按程序進行操作，流程圖如下：

對策實施二：優(yōu)化重整氫氣匹配提高氫氣純度投入生產(chǎn)關閉放高壓瓦斯閥門氫純度合格？YES適當關小去脫苯氫氣NO氫純度合格？YES降量生產(chǎn)NONO引化肥氮氫氣氫純度合格？YES開大廢氫外放閥位NO氫純度合格？YES

1、重整內(nèi)操交接班檢查V1102、V1214去高壓瓦斯閥門開度，柴油加氫氫氣不夠首先關閉排放高壓瓦斯閥門。

2、重整內(nèi)操觀察脫苯去高壓瓦斯控制閥開度大小，柴油加氫氫純度過低時可以關小外放閥位到20%。3、柴油加氫內(nèi)操要嚴格控制好廢氫外放閥位30-50%。4、聯(lián)系引入化肥氮氫氣，但其純度低于設計，要注意壓機電流和排氣溫度可能會超指標，為了保護壓機，車間編制壓機運行監(jiān)控規(guī)定，下發(fā)執(zhí)行。要因一對策實施后的效果

措施實施后，我們統(tǒng)計了調(diào)整前后柴油加氫的氫純度如下表，并進行對比，在原料硫上升的情況下，氫純度比設計值高4%。日期柴油加氫循環(huán)氫純度%4-2682.94-2782.34-2887.44-2983.64-3085.45-188.85-274.55-372.65-479.35-578.85-678.55-781.25-885.15-986.55-1085.8平均82.18日期柴油加氫循環(huán)氫純度%3-11873-12813-19793-20833-21763-22723-23713-24763-25693-26783-27713-2872平均76.25平均原料硫含量2776.2ppm之前之后76.25%82.18%平均原料硫含量3226ppm新的注水泵舊的注水泵七、實施對策

新購置一臺J5-800/10.0-III型柱塞計量泵，5月檢修時安裝好。

對策實施三：更換新型注水泵新型注水泵安裝好后，經(jīng)過6月21日操作驗證，注水泵B開度由60%開到70%，注水流量500kg/h提高到650kg/h（泵計量流量），低分油硫含量從1092ppm下降到808ppm，效果明顯，為了防止增加注水成本，車間一直保持設計注水流量生產(chǎn)，不再對比調(diào)節(jié)。提高注水量前后反應部分脫硫效果對比表操作參數(shù)提注水量前操作參數(shù)平均值提注水量后操作參數(shù)平均值進料量t/h6.26.2反應溫度℃314314反應壓力MPa6.86.8氫純度%79.580注水量kg/h500650原料硫含量ppm38503920低分油硫含量ppm1092808七、實施對策經(jīng)過和催化劑廠家進行技術交流，車間購置了1噸RS-1000型高效脫硫催化劑，并優(yōu)化裝填方案，總催化劑裝填量為6.943噸，比2011年多裝了0.863噸催化劑。

對策實施四：更換部分催化劑原：2011年底部φ13、φ6、φ3瓷球高于出口收集器度450mm現(xiàn)：新催化劑裝填下部，平均溫度高，雜質(zhì)影響少，催化劑高度4560mm現(xiàn)：Ф13瓷球90mm現(xiàn)：瓷球高度180mm現(xiàn)：各保護劑高度相當（200mm）現(xiàn)：2013年三種瓷球高于出口收集器度200mm原：催化劑4400mm原：Ф13瓷球140mm原：瓷球高度340mm原：催化劑2490mm現(xiàn)：催化劑2740mm原：FZC-100僅40mm七、實施對策催化劑裝填現(xiàn)場圖片。

對策實施四：更換部分催化劑1、反應器下部上表面床層2、上部反應器底部催化劑裝填3、精細測量，保證裝填量4、保護劑裝填八、效果檢查措施實施后，為了應對高硫原料，編制操作方案下發(fā)執(zhí)行，并按進料量5.8t/h，壓力6.8MPa，反應溫度309℃的操作參數(shù)進行標定，檢查脫硫效果，并與對策實施前數(shù)據(jù)對比。項目措施前措施后加工量，t/h5.45.8操作壓力，MPa6.06.8操作