合成气装置长周期运行途径探讨

合成气装置长周期运行途径探讨

江湛 ,杨贵林

大庆石化公司化工运行二部丁辛醇造气装置区  黑龙江省大庆市  163714

摘  要：国内化工市场不稳定，同行业竞争压力升高，合成气装置因气化炉烧嘴损坏频繁。为了保证合成气装置生存发展，化工运行二部分析发现造成装置效益亏损的主要原因为合成气装置无法长周期运行，导致装置能耗、单耗高于国内同行业先进装置。经过分析研判，化工运行二部在公司大平稳出大效益的总体规划指导下，对合成气装置进行多举措延长装置运行时间的技术攻关。本文探讨了如何在没有同类装置经验的前提下，创新管理，优化流程，实现装置长周期平稳运行的途径，为提质增效做出贡献。

关键词：合成气 气化炉  烧嘴  长周期

1 合成气装置生产状况

化工运行二部合成气装置是2012年石化公司大乙烯项目配套装置，该装置采用美国GE的焦油造气技术，该项技术属GE新型造气技术，世界仅有两套装置采用该技术，合成气装置是国内第一套、世界第二套焦油造气装置。世界第一套焦油造气在新加坡，焦油气化烧嘴攻关无同类装置经验可参考。

合成气装置采用合成气激冷流程生产合成气产品，其生产能力为22818Nm3/h，年设计操作时间为8000小时。装置主要由原料准备系统、气化系统、碳黑水处理系统、热回收系统、MDEA净化系统和精脱硫系统六大系统构成。

2 合成气装置长周期运行途径

2.1总体思路

为了突破装置运行瓶颈问题，决定从烧嘴运行参数固化、烧嘴材质升级、减小工艺水流量波动、降低氧压机出口管线振动、提高DCS操作系统调整精度等多方面进行技术攻关。切实做到大平稳出大效益，降低装置运行单耗、能耗高的现状，实现合成气装置长周期平稳经济运行。

2.2合成气装置烧嘴运行参数优化

项目组根据烧嘴运行数据进行统计分析，每个烧嘴的运行都不是可以完全复制的，烧嘴的运行情况需要根据实际进行相应调整。在经过数个烧嘴的实际运行后，确定可以通过关键参数的固化，达到烧嘴平稳运行的目的。研究后，可以将以下参数进行固定，水油比、中心氧比、焦油泵机泵变频、工艺水泵机泵变频、出碳洗塔甲烷分析值。

2.3降低工艺水流量波动频次和幅度

合成气装置工艺水泵P1103A/B/C为三缸计量泵，入口压力0.55MPa，出口压力5.45MPa，主要作用是为气化炉提供气化反应的缓冲剂——工艺水。其中P1103A/B型号为PN175W55H，流量4.2m3/h，转速1470rpm，额定功率15kW，由米顿罗公司生产，2012年投用；P1103C型号为3DPMSDAABD4680/5.5-I，流量4.68m3/h，转速1460rpm，额定功率18.5kW，由德帕姆公司生产，2015年投用。正常生产时机泵开二备一。装置生产中，工艺水流量是否平稳对工艺烧嘴的运行影响很大。当工艺水流量发生波动时，同时伴随工艺烧嘴压差的波动，进而影响工艺烧嘴的使用寿命。仅2016年至2018年，工艺水泵总计故障检修15次，其中P1103A泵检修8次，P1103B泵检修7次，造成工艺水流量波动8次。由于该泵设计值偏低，机泵正常生产时冲程开度80%，接近最高负荷运转，缸体温度过高，机泵故障几率也随之增加。

通过工程技术人员查找资料，研究分析，若将工艺水泵变成单泵运行，不但能降低两台机泵流量叠加效应，还能降低设备本身的故障率，一举两得。

2.4降低氧压机出口管线振动幅度

氧压机是合成气装置的核心机组。为保证装置安全运行，机组设置了振动、温度等停机联锁。2012年至2016年，曾先后出现2次因氧压机出口管线温度高联锁动作导致装置停工的情况，诱发停工的因素均为氧压机出口管线振动大，使气缸出口管线感温元器断线、温度假指示，触发温度高联锁动作，氧压机停车、入炉氧气中断，又进一步造成合成气装置、丁辛醇装置停工。

装置区技术人员在多次测量中发现氧压机出口管线振动分布不均匀，北侧出口管线振动最高值达到62mm/s，南侧出口管线振动最高值仅为10mm/s。经过装置区与分厂共同商讨，决定在氧压机两条出口管线之间增加减振卡具，利用卡具削弱振动峰值、改善振动分布，从而达到降低管线振动的目的。

经过反复论证，最终装置区确定了在两个出口管线安装弹簧减振卡具的方案。卡具安装后，对管线振动进行测量，振动分布均匀，两侧管线振动峰值均降至16mm/s以下，满足了机组管线振动不高于30mm/s的要求，消除了振动导致仪表断线或损坏的隐患，延长了合成气装置氧压机的运行寿命。

3长周期运行效果

2021年度合成气装置连续平稳运行299天，创造了装置开工以来历史第一长周期，同时实现了装置连续三年能耗持续降低，保证了合成气产品的质量和产量，为下游丁辛醇装置输送了合格的原料。

固化烧嘴运行参数，使得烧嘴的进料与控制得到了优化，不会因烧嘴的负荷变化而使得操作无章可循。通过工艺参数的优化固定，减少了因多个参数频繁调整带来的生产波动，保证了烧嘴工况的稳定，对延长烧嘴寿命起到了至关重要的作用。

采用新型工艺水泵，将工艺水流量波动幅度降低90%以上，为烧嘴提供稳定流量，从而延长了烧嘴运行周期。

4.结语

合成气装置长周期运行策略实施后，切实将大平稳出大效益的方针政策落地执行，从装置源头解决了限制装置长周期的瓶颈问题，在行业内部也起到了标杆作用。在产品效益低时，可以通过单耗、能耗低的优势提高产品的竞争力，在产品效益高时，可以实现效益最大化，为公司丙烯的平衡使用奠定了良好的基础。