扩能改造项目范文

扩能改造项目范文（精选7篇）

扩能改造项目 第1篇

关键词：聚丙烯装置,连续化,扩能改造项目,工艺设计

近年来, 由于科技水平的不断进步, 和市场竞争力的不断加剧, 大型化、经济化成为石油装置规模发展的方向, 且基本在20kt/a以上是新建聚丙烯装置的规模。由于聚丙烯装置投资较高, 及工艺流程和反应系统复杂, 使大规模装置的建设要求远远在其之上。所以, 对于要想有效提高市场竞争力和经济效益, 对聚丙烯装置的改造迫在眉睫。对聚丙烯装置的扩能改造为例, 对聚丙烯装置连续化扩能改造项目情况进行讨论。

1 聚丙烯装置介绍

聚丙烯产品适用广泛, 用于挤出吹塑成型、挤出热成型、双向拉伸、注塑成型、纤维级、嵌段共聚等多个领域。其使用气相工艺技术, 即当今最先进的双环管, 在一定工艺下, 制定可使用应用领域中的各类产品。具有一系列不同特定性能和熔融指数的产品, 涵盖了聚丙烯现有的所有应用领域。

2 工艺说明

2.1 生产方法及流程特点

采用国内自主开发的丙烯淤浆聚合与卧式釜气相聚合相组合的SPG/ZHG聚合工艺, 改造间歇法小本体聚丙烯生产装置, 使其能够连续化生产、降低丙烯单耗、能耗、减轻工人劳动生产强度、提高产能与产品质量。该工艺以高效Ti载体催化剂为主催化剂、烷基铝 (三乙基铝) 为助催化剂、硅烷 (环己基-甲基-二甲氧基硅烷) 为给电子体, 氢气作为分子量调节剂, 丙烯作为聚合单体。先后通过丙烯淤浆聚合、气相聚合最终得到聚丙烯粉料。由于采用了带急冷液冷却的卧釜气相聚合, 撤热效率高、物料的停留时间比较均匀, 同时兼有聚合釜的生产能力大、催化剂的利用效率高、催化剂加料方式先进等特点, 产品质量明显高于间歇法聚丙烯工艺, 经测算, 其产品拉伸强度、弯曲模量等机械性能明显高于引进装置生产的产品。SPG/ZHG工艺不需要通过造粒降解, 在聚合釜直接得到熔融指数由<1~60以上牌号覆盖面很宽的粉料。

2.2 工艺流程叙述

2.2.1 丙烯精制及输送

来自界区的原料丙烯经过原丙烯精制系统脱去CO、CO2、硫、砷、氧、H2O等杂质, 达到聚合要求的丙烯进入丙烯罐 (D009) , 经丙烯加料泵 (P001A/B) 打入聚合系统。循环丙烯经高压丙烯回收泵 (P301A/B) 送入聚合系统。

2.2.2 催化剂配制及输送

主催化剂用自主创新的专利技术经催化剂加料器 (Z111A/B) 用丙烯送入预聚釜 (D200) 。烷基铝和硅烷以100%的形态分别通过隔膜计量泵P101A/B和P104A/B加入预聚釜 (D200) 。

2.2.3 聚合

(1) 预聚合。主催化剂、烷基铝、硅烷、丙烯、氢气分别进入带有搅拌的立式预聚釜 (D200) , 在3~4MPa G, 45℃下进行预聚合。预聚釜的停留时间约0.1小时, 经过预聚的浆液进第一反应器 (D201A/B/C) , 3台第一反应器为并联操作, 根据产量及季节的变化可以分别采用2~3台并联操作。

(2) 淤浆聚合。三台并联操作的第一反应器 (D201A/B/C) , 分别在70℃、3~4MPa G下进行丙烯的淤浆聚合。丙烯聚合热利用夹套和内冷管撤除。D201A/B/C内的浆液在各自液位的控制下依靠反应器之间的压差进入卧式气相聚合釜第三反应器 (D203) 。

3 聚丙烯装置中存在的工艺问题

(1) 相对较少的产品牌号, 使适宜装置的选择性范围缩小; (2) 技术手段的不成熟, 是其在改扩建聚丙烯装置方面, 有着较大的难度; (3) 其可操作弹性小, 部分装置的反应操作的下限仅为二分之一; (4) 由于工艺本身技术的不成熟, 增大了液相聚合釜和输送浆料管道的操作难度, 使输送浆料管道易造成堵塞现象。

4 聚丙烯装置扩能改造设计方案分析

4.1 重新分配丙烯进料量

大庆华科股份有限公司对聚丙烯装置的扩能改造工作, 在第一反应器和第二反应器中分别加入新鲜丙烯和循环丙烯、及单独加入循环丙烯的操作方法, 导致催化剂进料量增多的情况发生, 进而影响了两个反应器的产率, 产率的增加使聚丙烯装置的反应热也随之增加, 造成反应器内加大浆液浓度的状况。因此, 要想保证反应器平稳运行, 必须增加一路新鲜丙烯, 从而使新鲜丙烯和循环丙烯的进料量增大, 以达到反应器内的增大丙烯进料量的效果。有利于适当调整催化剂活性后移, 有利于对原料在反应器内的平均停留时间进行相应调整, 达到对液相反应器浆液浓度进行控制的目的, 从而对解决浆液管道堵塞问题提供技术支持。

4.2 增设第三反应器丙烯的冷凝回收环节

液相丙烯在经过第一、二反应器后到达第三反应器, 一部分的液相丙烯参加反应, 另一部分的液相丙烯在经过冷凝器的冷凝回收作用后, 被送到液相反应器。液相反应器在收纳液相丙烯后, 造成反应器压力上升的情况, 因此, 为避免反应器防控多余丙烯状况的发生, 增大冷凝器的冷凝量是十分有必要的。

5 结语

综上, 改造后的聚丙烯装置, 在其生产能力等方面较改造前发生了显著效果, 以对聚丙烯装置工艺技术特点、存在的问题、改造中应遵循的原则、和扩能改造设计方案四方面进行分析, 希望能为我国工艺聚丙烯装置改造提供新的思路。

参考文献

企业站区扩能技术改造 第2篇

关键词：站区,扩能,线路,道岔,电气,信号

0 引言

某企业编组站与路局场站毗邻, 具有得天独厚的地理运输环境, 但由于其企业产能扩大翻倍增长, 造成其铁路运输能力严重不足, 大列到达倒调作业频繁, 工作效率低, 吞吐能力小, 严重时造成站区堵塞, 导致铁路运输成本增高。针对此情况, 对此编组站进行扩能技术改造, 以提高运输效率, 增强吞吐能力, 降低运输成本。

1 存在的问题

随着运量的增加, 大列进出物资情况较多, 原线路有效长度短, 站场到发线少, 场站已经无法满足企业铁路运输要求, 尤其在原燃料集中到达时, 经常造成站区堵塞, 接发车困难。 (1) 受场地限制扩能无发展空间, 扩能方案难以制定; (2) 受地质和环境影响岔群无法使用通用的木枕, 需研发使用使用水泥岔枕; (3) 受进出企业厂区东咽喉与路局和企业编组站单线连通的瓶颈制约, 造成车列堵塞、吞吐量难以提升; (4) 路局线路与企业编组站线路信号不互通, 造成安全行车隐患; (5) 场站股道短, 无接发大列能力。

2 原因分析

受上述条件限制, 扩能不只是单一的投资问题, 还有发展空间和关键技术的制约。

(1) 企业编组站南邻路局场站, 北接村庄, 东抵企业厂区, 西为路局向西国铁出站线。路局场站和企业编组站均为东西平行布局, 无发展空间; (2) 由于站区所处位置的限制, 其布局为东西走向狭长并行, 站区局部经过排水渠和河沟, 造成土质潮湿, 不适合使用木枕。狭长地形造成交渡使用较多, 传统交渡多采用木枕, 在这种环境下需使用钢筋混凝土岔枕。本地区场站从未使用过此技术, 需研发使用。 (3) 此场站与企业厂区站区联系受东河沟限制仅为单线连接, 打通东咽喉的瓶颈制约, 可提高周转效率, 有效利用企业厂区各站区的停车线。 (4) 路局站场与企业编组站衔接点少, 信号不互通, 双方经过站区之间电话通知进行接排车列, 中间环节多, 可靠性低。 (5) 原路局场站和企业编组站不具备接大列的能力, 线路短, 进站大列需解列接入, 出站大列需多次编组、集结, 增加了取送倒调作业次数。

3 解决方案 (改造原理及采用的新技术)

因受场地的制约, 扩能改造的论证、现场勘测、设计、施工等各方面都比正常工程复杂。特别是几个关键技术, 如:站场方案优化;东咽喉采用“一渡一交”打开进出通道;研制应用灰枕道岔;实现路局站区与企业场站信号对接, 大列可直接接入排出;站间增设网络物流监控系统等, 都需要在扩能改造过程中进行自主研发或新技术推广应用。

3.1 施工方案的确定

3.1.1 方案一:

路局站向北扩建。路局站向北扩建拆迁北边村庄, 站场布置东西呈横列式, 界定路局为南侧6股道、企业使用北侧6股道, 拆迁成本1.8亿过高、工作量大被否决。

3.1.2 方案二:

路局站向西移。路局站西移, 站场布置成纵列式, 原路局站为企业编组场, 新站区站南侧六股道为路局到发编组场、北侧四股为企业到发交接线, 总投资1.5亿元。投资过高被否决。

3.1.3 方案三:

路局站向南扩建。从科学发展上寻找出路, 以路局场站为中心, 利用路局场站南侧铁路现有土地资源, 整合站舍设施置换发展空间, 向南扩建3股道, 使原路局场站线4道、企业编组站4道共计8道增至11股道。其中:路局到发交接场7股道, 企业编组场4股道;同时将路局线向西展延铁路到有效长度为1050m;打通东咽喉, 使铁路到发列车可以直接进出铁路到发站场和企业编组站, 分别平行设路局场站至企业内原料站进路、轧钢站进路、“一渡一交”组合技术。路局整合站场出地皮, 由企业投资5900万元进行扩能改造, 实现路厂运营管理双赢模式。选定方案三。

3.2 水泥岔枕的研发

采用预应力钢筋混凝土岔枕解决土质和地理位置制约。水泥岔枕增加了支承面积, 既能有效地传递、分散上部载荷, 又能扼止线路爬行, 制作中在岔枕中预埋塑料套管, 依靠扣件磨擦及旋入套管中的道钉承受横向荷载, 最重要的是解决了地质和地理环境对木枕带来不利因素。

3.3 东咽喉瓶颈制约打通

东咽喉打通采用复式交分组合道岔, 其长度短, 开通进路多, 解决东河沟限制用地面积少问题, 而且两个主要行车方向均为直线的特点, 提高了调车能力, 改善了列车运行条件。由于东咽喉地形限制, 巧妙的采用了“一渡一交”, 即新铺设的一组交渡和一组复式交分道岔组合, 既恢复了路局与企业厂区轧钢站的联络线, 又打通了路局与企业厂内原料站的联络线, 加上既有厂区连接线成倍提升了吞吐量。

3.4 站间信号互通技术解决

(1) 企业编组站与路局场站两站间原有两组衔接道岔, 改造中增设站间衔接道岔3组, 增强了站间互通能力, 提高了编组效率。 (2) 企业编组站与原路局场站两站间机车信号不通用, 造成路局机车大电码化, 采用了占用叠加发码方式, 在使用旧设备的情况下, 巧妙解决了站间机车信号不通用难题, 大大降低了扩建成本。 (3) 增设微机监测 (包括信号机、道岔、轨道电路、动力、区间闭塞状态等功能的监测系统) 。在信号设备运行的过程中, 全天侯实时监测设备运行状态, 记忆、存储设备运行信息, 故障及时报警, 提高了设备的可靠性及维修效率。扩能前后线路主要技术指标、技术参数对比如表1所示。

3.5 接排大列能力解决

3.5.1 既有3股道向西展长到发线, 使到发场各股到发线有效长均达到1050m, 企业编组场各股道有效长由原来的614-780m展长到900-1000m, 满足了5000吨整列到发要求。

3.5.2 西咽喉进行改造, 增设两条渡线, 使各股道均连通路局正线, 牵出线展长到550m。

扩能前后铁路有效长对比如表2所示。

4 结语

经过铁路场站扩能技术改造后, 此站在国内同行业中实现了站场方案最优, 率先使用“一交一渡”组合道岔打通咽喉技术、灰枕道岔技术、国铁站区与冶金企业站区对接互通技术、ZPW-2000型移频电码化信号安全行车技术、25Hz相频轨道电路抗干扰等先进技术。同时实现了安全行车可靠性高、作业效率高, 具有接发车和编组双重功能, 实现了路企双赢, 取得了良好的使用效果和显著的经济效益, 在冶金运输、石化、煤炭等行业具有良好的市场推广运用前景。

参考文献

[1]赵平平.从神华大准铁路运载现状谈煤炭重载运输[J].内蒙古科技与经济, 2008 (24) .

[2]吴彩兰.重载铁路扩能研究[J].铁道标准设计, 2005 (06) .

顺酐装置加氢单元的扩能改造 第3篇

关键词：碳四加氢,烯烃体积分数,扩能改造,物料平衡,能耗

中国石油兰州石化公司顺酐装置加氢单元由兰州寰球工程公司设计。自2009 年12 月起,装置采用生产精制碳四作为乙烯裂解原料的方案。2013 年7 月,为了解决炼油副产碳四过剩、乙烯原料短缺的问题,对加氢单元进行了扩能改造,装置生产能力由5 万t/a提高至10 万t/a。本工作介绍了加氢单元扩能改造的内容,并对改造后装置的运行状况进行了标定。

1 改造内容①

在顺酐装置加氢单元的脱水塔、脱硫塔、脱砷塔、加氢反应器等主体设备维持原状的前提下,对装置进行了改造,同时对部分工艺流程进行了优化。改造后工艺流程见图1。

1. 1 扩能改造

1. 1. 1 工艺管线

根据化工管道设计规范要求,管道中液态液化石油气的平均流速为0. 80 ~ 1. 40 m/s; 为防止其在管道内因流动产生静电危害,规定最高流速不超过3. 00 m/s。本工作以加氢处理量为12. 5 t/h,碳四密度为580 kg / m3计,对原料罐至产品罐全流程的物料管线流速进行了核算。其中,液相碳四输送管线的流速( 3. 05 m/s) 高于3. 00 m/ s,表明无法满足生产要求。因此,在改造期间,将管径为50 mm的液相碳四输送管线更换为80 mm;另外,将碳四与氢气混合后的管径为150 mm管线更换为250 mm。本次改造,装置共更换管线约为2 000 m,阀门122 个。

1. 1. 2 流量计及控制阀

装置扩能改造后,加氢单元原使用的涡街流量计管径和量程均偏低,个别流量计计量准确度欠佳,因此将其全部更换为孔板流量计( 见表1) 。同样,有9 台控制阀因管径偏小也进行了更换( 见表2) 。为优化工艺操作,降低装置原料消耗,新增了2 台控制阀组,如表2 所示。

1. 1. 3 物料泵

原单台碳四原料泵和烯烃加氢进料泵均无法满足扩能后的要求,需同时开启备用泵。因此,对二者分别增设1 台同规格的备用泵。

1. 1. 4 换热器

扩能改造后,原二级加氢反应器的后冷换热器( 以17 ℃ 左右循环水为冷却介质,) 和深冷换热器( 以7 ℃ 左右冷冻水为冷却介质) 已无法满足冷却要求; 此外,考虑到冬季蒸汽压较低,在加氢后期催化剂活性降低时,加氢原料加热器不能满足对原料加热的要求。因此,在改造中将上述三者进行了更换。改造前后换热器规格型号见表3。

1. 2 节能改造

1. 2. 1 加氢反应热有效利用

改造前,2 台加氢反应器的反应热均未得到有效利用,在一定程度上提高了装置的综合能耗。因此,本工作对加氢部分换热流程进行了优化。将新鲜碳四原料进料管线与循环碳四返回线混合位置由加氢产物换热器出口改为入口。新鲜碳四原料先与二级加氢反应器出口加氢产物进行热交换,预热后的碳四原料与氢气混合进入进料加热器,混合物由50 ℃ 加热至65 ℃ 后再进入一级加氢反应器。改造后,二级加氢反应热得到了有效利用,装置蒸汽的单耗( 以产品计,下同) 由0. 73 t/t降至0. 16 t/t。

1. 2. 2 优化蒸汽系统流程

装置实施精制碳四方案后,仅加氢单元使用界外来的1. 0 MPa蒸汽。按照原设计流程,1. 0 MPa蒸汽先进入3. 5 MPa蒸汽管网,经2 台减压器和2 台控制阀组减压后进入到加氢蒸汽管网,蒸汽系统交叉流程过多,管线过长,导致蒸汽热量损失较大。此外,在冬季防冻防凝期间,蒸汽系统排放量大,造成装置蒸汽消耗量大,综合能耗偏高。因此,改造后,将1. 0 MPa蒸汽直接接入加氢蒸汽管网。同时,将装置部分分散的仪表伴热全部移位到加氢蒸汽进气总管,冬季需停运蒸汽吹扫的管线均增设隔断阀和根部阀,这样可消除冬季防冻防凝隐患,杜绝装置蒸汽向外排放。

1. 2. 3 回收加氢储罐内轻组分

原加氢单元的正丁烷中间罐无泄压设施,当压力偏高时,罐内轻组分只能排入火炬系统。原料缓冲罐通常压力偏低,需用氮气补压。因此,改造后在前者上部增设去燃料气管网的流程,管线上设置压力控制阀; 同时,新增了去后者的管线,二者可通过控制阀调节压力,将罐内轻组分回收到燃料气系统。该项措施实施后,减轻了火炬系统排放的压力,同时使氮气单耗由15. 71 m3/t降至3. 35 m3/ t。对2013 年上半年生产数据分析可知,改造后,单位生产成本降低约35 元,装置按年产10 万t精制碳四产品计,每年产生的经济效益为350 万元。

2 工业装置标定

2013 年9 月,为了验证改造效果,明确技术水平,对扩能改造后的装置进行了标定。

2. 1 原料

由表4 可知,改造前,碳四原料主要为甲乙酮尾气和烷基化尾气,总烯烃体积分数为17. 39% ; 改造后,原料中引入了炼油副产轻碳四,总烯烃体积分数高于改造前及设计值。

%

2. 2 操作条件

由表5 可知,与改造前相比,改造后新鲜碳四原料进料量提高了45% ,反应压力变化不大,一级加氢反应器入口温度、空速、床层热点温度和新氢流量都有了明显提高,氢气/原料油( 体积比) 略有降低,各项操作参数均能满足设计要求。

为了达到设计负荷,加氢处理量基本维持在11. 0 t / h以上,2 台新氢压缩机同时开启,并保持100% 的生产负荷,反应压力维持在2. 8 MPa。在生产过程中,当原料总烯烃体积分数大于40% ,反应耗氢量超过1 600 m3/ h时,系统压力逐渐下降,一级加氢反应器床层热点温度快速上升,容易出现超温现象,此时应将加氢处理量降至8. 5 t / h才能够维持正常生产; 当该值接近36%时,最大处理量可达11. 5 t/h; 低于30% 时,后者可达13. 0 t/h。

2. 3 物料平衡

由表6 可知,改造后原料损失量较改造前有所增加,且明显高于设计值; 改造后原料损失率为4. 2% ,较改造前的5. 1% 有所降低。

kg/h

2. 4 原料单耗

由表7 可知,改造后标定的混合碳四单耗较改造前有所降低,但明显高于设计值。在实际生产中,原料中含有易挥发的轻组分,目前仍没有有效措施降低这部分损耗,只能随不凝汽进入燃料气系统回收利用。所以,改造后实际碳四消耗量要高于设计值。

kg/t

由表7 还可知,改造后氢气单耗为28. 5 kg /t,接近设计值,但高于改造前。这主要是由于改造后标定混合碳四原料总烯烃体积分数为37. 45% ,高于改造前( 17. 39% ) ,理论上需要消耗更多的氢气,因此相应的氢气单耗也就提高。

2. 5 装置能耗

由表8 可知,改造后装置综合能耗( 以标准油计,下同) 为27. 70 kg /t,低于设计值,且远低于改造前; 蒸汽能耗下降较为明显,氮气能耗为零,新鲜水和仪表风能耗也有所下降;动力电能耗高于设计值,这是由于在装置扩能改造初步设计中,核算的能耗未将装置的冷冻机组、空冷风机、循环水泵等设备运行能耗计算在内,而在实际生产中却又存在。

kg/t

2. 6 产品

由表9 可知,改造后精制碳四产品总烯烃体积分数仅为0. 36% ,达到不大于1. 5% 的考核指标,产品合格率达到100% 。

%

从装置一段时间的运行和标定情况来看,改造后生产工艺稳定,产品质量合格,生产负荷达到了设计要求。

3 结论

a. 经过扩能改造,顺酐加氢单元生产能力由5万t/a提高至10万t/a,装置操作弹性较大。

b.改造后,在保证产品质量的基础上,装置能耗由136.52 kg/t降至27.70 kg/t,碳四单耗由1 042.3 kg/t降至1 015.5 kg/t。

大港石化焦化装置扩能改造及效果 第4篇

1 加热炉

1.1 存在问题

改造前, 对流段管线排布不合理, 造成蒸汽负荷过大, 工艺介质负荷偏低, 辐射段遮蔽段热负荷过大, 导致辐射段热负荷减小, 造成辐射管平均热强度较小, 从下向上的第4~10根炉管表面热强度非常高, 造成炉管结焦速度较快、炉管外壁氧化爆皮严重, 影响了装置的长周期运行;炉体散热损失大、漏风量大;原加热炉燃烧器的结构存在安全隐患, 中心为1个长明灯喷嘴, 两侧为对称两排3个主燃烧喷嘴, 配风来自于燃烧器底部, 燃烧过程中, 两侧主燃烧喷嘴的燃料气及底部配风在长明灯所在的中心位置形成一个负压区, 长明灯经常被抽灭。

1.2 改造方案

将对流室1.0Mpa过热蒸汽段盘管由4排改为2排, 将下部2排更换为油管线, 在辐射段顶部每管程 (共4管程) 增加2根油管, 降低蒸汽的过热度, 增加油管的受热面积, 降低炉管表面热强度;更换辐射室全部衬里:侧墙上部、端墙及顶部全部更换为220m m厚的高铝陶瓷纤维模块复合衬里, 侧墙下部2500mm高度背衬为隔热耐火浇注料和陶瓷纤维板B-12、B-14, 迎火面为高铝耐火砖, 辐射室衬里表面喷涂高温辐射涂料;在对流室安装14台声波吹灰器;原168套燃烧器全部更换为低NOx扁平焰燃烧器, 以原燃烧器位置为基点, 向外移动约275m m, 远离炉管靠近炉墙, 新燃烧器采用单排的火嘴顶部开孔朝向炉墙, 防止火苗添炉管。

1.3 改造效果

现场实际观测, 加热炉改造效果明显:加热炉对流室1.0M p a过热蒸汽温度为330~350℃, 较改造前有所降低, 对流烟气温度为340~360℃, 比改造前降低了50℃左右, 在处理量提高15t/h的情况下, 炉膛最高温度降低59℃, 炉管表面温度降低40℃, 表面热强度大幅下降, 流程的调整使对流室、辐射室的热负荷分布趋于合理;燃烧器的燃烧良好, 长明灯燃烧稳定, 没出现添炉管的现象;对流室炉膛东西两侧管箱外壁最高温度由改造前的110℃降至55℃, 辐射室外壁温度也由改造前的60~80℃降至40~50℃, 表明更换辐射室新型衬里的保温效果良好;吹灰器定期运行, 状态良好。

2 焦炭塔

2.1 新增自动顶、底盖机

原有焦炭塔顶底、盖人工装卸, 为了保证员工作业安全, 开盖前需要将焦炭塔冷却到80℃以下, 且拆卸时间较长。经过调研比选最终选用洛阳涧光石化设备有限公司生产的PYD420150型自动底盖机, dⅡBT4型自动顶盖机。安装投用后, 只需将焦炭冷却到95℃即可, 冷焦时间由6个小时缩短到5个小时左右, 原来30分钟完成的底盖拆卸操作, 现在只需2分钟左右完成, 不仅提高了安全操作水平, 同时为缩短装置生焦周期、提高处理能力提供了保障。

2.2 焦炭塔顶大油气出口及防焦器改造

为了保证焦炭塔顶出来的420℃以上反应油气不会在后续管线中继续反应而结焦, 需要在焦炭塔顶油气出口处用急冷油将其冷却到420℃以下。原来焦炭塔顶馏出口管线上设置了一个单级急冷油注入系统 (见图1) , 3支急冷油汇合到焦炭塔顶部塔口的环形分布管中 (共有8个小孔) , 在以往的使用过程中发现, 急冷油量过小, 易产生偏流, 雾化效果不好, 塔口结焦速度较快, 平均2~3个月就需要清焦一次, 每次清焦多需要将塔顶弯头 (D N500) 连同急冷油注入系统一同拆卸, 移至其它地方进行清焦, 拆装工作量大, 耗时长, 处理一次弯头, 平均耗时4小时左右, 而且环形分布管各点所受应力不均匀, 曾发生过环管开裂的情况。

针对上述问题, 对焦炭塔出口管线和急冷油注入方式进行了改造, 采用四通结构, 只需将顶部盲板盖打开, 就可以就地清理管线, 喷头接管容易拆卸清理, 大大降低了清焦的工作量, 节约了时间。设置两级急冷油雾化喷头, 可减缓结焦速度。

3 接触冷却塔

原接触冷却塔塔盘为鸭舌型, 本次改造更换为带齿形溢流堰的可自清洗的人字挡板, 使得挡板具有液体存储和平衡功能, 改善了通盘的换热效果及流场稳定。

4 分馏部分

4.1 存在问题

装置处理能力由100万吨/扩至130万吨/年, 在原开孔率的条件下, 分馏塔阀孔动能因子过大, 压降较高, 塔板效率降低。原分馏塔底采用鸭舌型挡板, 此类型挡板目前在小型分馏塔经常使用, 但在较大塔径及负荷波动较宽时, 气液相接触易产生偏流甚至短路, 换热效果不佳, 且存在不易固定和支撑, 发生换热板吹掉等问题;人字挡板目前在大型化焦化装置应用较为广泛, 使用情况表明, 换热效果较好, 适用于大处理量。分馏塔底循环流程原有2个过滤器过小, 通常1~2个月就需要清理一次, 且前后阀门容易泄漏, 造成流程不能长期投用。原有蜡油回流流程中, 350~360℃蜡油自蜡油集油箱抽出后, 换热为170~190℃, 再分别返回蜡油集油箱的上、下塔盘, 为了控制蜡油集油箱下部温度, 下回流流量仅6~12t/h, 很容易造成下部塔盘干板、结焦。

4.2 改造内容

更换3-15#、19-36#塔盘, 增大开孔率。塔底6层换热塔盘, 更换成带齿形溢流堰的可自清洗的人字挡板, 改善分馏塔脱过热段的换热效果, 稳定流场。塔底增加焦化油分布盘和环管, 搅拌塔底油气, 防止塔底结焦。原过滤器其更换直径为1米的大过滤器, 投用塔底循环系统, 过滤焦粉, 改善加热炉炉管结焦趋势。顶循、柴油集油箱增加浮球液位计, 防止机泵抽空或过量溢流, 增加柴油收率。变更蜡油下回流流程:蜡油下回流改为直接从蜡油循环泵P-3108出口引出, 由于冷回流变为热回流, 增大了回流量, 避免蒸发段换热塔盘干板。增加柴油冷回流:装置扩能改造之后, 分馏塔各部分负荷增大, 为了保证柴油质量合格, 控制合适的柴油馏出口温度, 通常的手段是提高柴油热回流流量 (回流温度不可调) , 因此为了防止柴油回流流量过大, 同时提高汽油、柴油的收率, 降低柴油泵负荷, 需要增加一个冷回流, 以较低的温度、较小的流量代替部分热回流。

5 吸收稳定系统

5.1 压缩机系统改造

原来在压缩机级间设置了1台级间冷却器和1台级间分液罐, 将压缩机1级出口的压缩富气进行冷却, 并将分液罐中的凝缩油依靠压差自动压回分馏塔顶油气分离器中。装置处理量增大后, 富气的产量必然随之增大, 新增1台同型号的级间冷却器, 与原冷却器并联使用, 同时将返回分馏塔顶油气分离器的管线、孔板、调节阀的公称直径放大。

5.2 吸收稳定部分改造

更换全部吸收塔 (共40层) 塔盘。为了解决吸收塔中段集油箱上部降液管进口容易堆积焦粉, 造成流道堵塞的问题, 将上部降液管底部切去100mm左右。更换26-40#脱吸塔 (共40层) 全部塔盘和支撑件, 增大开孔率。更换全部稳定塔 (共48层) 塔盘, 更换19-48#塔盘支撑件。更换全部柴油吸收塔 (共26层) 塔盘。更新解吸塔底重沸器、稳定塔底重沸器、稳定塔进料换热器, 增大换热面积。

6 机泵

核算更新原料油泵、柴油泵 (仅更换叶轮) 、蜡油产品泵、蜡油回流泵、含硫污水泵、柴油吸收剂泵、脱吸塔进料泵、稳定塔进料泵、分馏塔底循环泵、放空塔底泵、补充吸收剂泵。

7 改造后运行标定

7.1 标定结论

改造完成后装置开工, 在确保安全的基础上, 逐步提高处理能力, 调整生焦周期至20小时, 2010年7月6日至7月8日, 对装置进行了标定 (柴油凝固点0~5℃) , 按8400小时/年计, 装置负荷为129.3万吨/年, 基本达到设计要求, 由于原料即减压渣油性质的变化, 装置轻油收率增加0.43个百分点, 但蜡油收率减少了3.28个百分点;加热炉炉膛、炉管表面最高温度分别别改造前降低59℃、40℃, 炉管流程调整是成功的, 分馏、稳定系统在此负荷下系统压降没有明显增加, 各塔运行平稳。

7.2 存在问题

双氧水装置扩能降耗技术改造 第5篇

蒽醌法是目前国内生产双氧水的主流方法,该法以2-乙基蒽醌为载体,以重芳烃和磷酸三辛酯组成混合溶剂,在封闭系统中循环进行催化加氢、空气氧化、筛板萃取净化、后期处理等过程生产双氧水。湖北三宁化工股份有限公司15万吨/年(27.5%)双氧水装置自2013年12月复产开车后一直存在氢化塔内偏流、触媒易结块、萃余带水较多等问题。借助2014年停车大修的机会对氢化系统和萃取塔进行了相关的技术改造,强化了工作液在氢化塔内的分布效果,降低了床层阻力,更换了部分萃取塔内构件。本次技术改造不仅提高了装置的生产能力和安全稳定性,还降低了原辅物料的消耗。

1 装置存在的问题

1.1 氢化工序

氢化塔是氢化工序最关键的设备,本装置氢化塔设计为两节串联式固定床反应器,底部内置有气液分离器。单节塔高9.7米、直径3.4米、触媒装填23吨,顶部设有气液分布器。由于壁流和沟流效应,工作液在流经触媒床层时分布不均匀,造成局部氢化过度,氢蒽醌析出,降解物增多,钯触媒结块。由此导致床层阻力增大,压降升高,生产能力下降,影响装置稳定运行。

1.2 萃取工序

萃取塔是筛板塔,利用纯水与工作液的密度差和H2O2在纯水和工作液中溶解度的差异将工作液中的H2O2萃取出来,得到粗品双氧水。工作液经塔内筛板分散后凝聚,最终从塔顶流出[1]。萃取塔顶有一层丝网,用于沉降萃余液夹带的水相。生产中发现丝网沉降除水的效果较差,萃余液带水较多,增大了后处理工序的负荷,影响装置安全稳定运行。

2 技改措施

2.1 氢化塔的改造

为增强气液分布效果,避免工作液在氢化塔触媒床层内偏流,将每节塔内的触媒分为两段,在每节塔的中部开人孔,塔外增加平台和爬梯,塔内增加再分布器和支撑格栅,使得工作液在每节塔内都能进行二次分布,最大限度地减少偏流,降低床层阻力,防止触媒结块。

2.2 萃取塔的改造

原有的丝网分离器分离除水效果不佳,致使萃余液带水较多,萃余计量槽排污多,增大了工作液损失和后处理工序的负荷[2]。故将萃取塔内原有的丝网分离器拆除,焊接支撑格栅后装填高效聚结规整填料(聚丙烯波纹填料),减少萃余液带水量。

2.3 其它改造

(一)氢化塔进氮气管线加装旁路调节阀

生产中常用氮气来调节塔内氢气分压以控制氢化程度,原氮气管线较粗(DN300)且无自调阀,靠人工手动控制易引起塔内压力波动,影响生产。故加装旁路调节阀(DN50)实现自动精确控制,保证系统稳定运行。

(二)增加一台工作液预热器

工作液预热器用以调节进氢化塔工作液的温度,现有预热器已经满负荷运行。增加一台工作液预热器降低现有预热器负荷,为系统增产扩能打下基础。

3 改造后的效果

2014年11月系统停车大修,同时进行相关技术改造。改造后的效果非常明显,主要表现在以下几个方面:

(1)装置生产能力提高,日产量(质量分数按27.5%计)从改造前的500吨/天增加到540吨/天。

(2)氢化塔压差稳定,氢效上涨,氢化塔内工作液分布均匀,有效避免了触媒结块。

(3)萃余液带水明显减少,萃余计量槽排污量减少,排污频率由3次/小时降至1次/小时[3]。

(4)萃余液H2O2含量降低,由改造前的0.24g/l降至0.18g/l,增强了装置的安全稳定性

(5)原辅物料消耗降低,吨产品活性氧化铝单耗从原来的5.5kg降至4.5kg,吨产品碳酸钾单耗从原来的1.5kg降至1kg,蒽醌、芳烃、磷酸等工艺物料的单耗均有所降低。

4 结论

双氧水装置扩能降耗技术改造后,氢化塔内工作液的二次分布有效的避免了工作液的偏流,降低了床层阻力,稳定了氢化塔压差;萃取塔拆除丝网分离器加装聚丙烯填料增强了分离效果,有效的减少了萃余带水量,降低了萃余液中H2O2含量。本次技术改造既扩大了装置的生产能力又降低了原辅物料的消耗,保证了双氧水装置安全稳定长期运行。

参考文献

[1]姚冬龄.我国蒽醌法生产双氧水工艺技术发展[J]黎明化工,1992,(04).

[2]张彦民,刘其祥.蒽醌法双氧水生产装置扩产改造小结[J]无机盐工业,2006,(04).

扩能改造项目 第6篇

随着国内化工市场的快速发展, 丙烯腈产品的需求量呈逐年上升趋势, 同时大庆油田三次采油所需要的聚丙烯酰胺量也在加大, 大庆炼化公司腈纶装置投入正常生产, 在这样的前提下, 大庆炼化公司丙烯腈装置的产能不能满足下游需要, 必须进行扩能改造, 从5万吨/年扩至8万吨/年。

由于生产丙烯酰胺所需丙烯腈的产品质量非常严格, 因此从5万吨的产能扩至8万吨后, 能否实现优质高效生产, 是这次改造的关键, 为此, 丙烯腈车间技术人员通过调研及现场实际生产情况, 提出了扩能改造的配套方案, 用以解决高负荷生产时产品质量及产量的难关。

1 改造中存在的问题

1.1

吸收系统吸收温度高是影响吸收的瓶颈, 在吸收塔用吸收水来将反应产物吸收下来, 吸收塔中、下段的吸收温度越低, 吸收效果越好, 丙烯腈在吸收塔的聚合量就越少, 而影响吸收塔中段温度的因素有E-140 (急冷塔后冷却器) 冷却效果、E-107 (吸收水冷却器) 的冷却效果, 吸收塔下段没有冷循环系统, 因此无法降低吸收塔下段温度。

1.2

急冷塔全塔采用上海石化研究院的提高精制回收率技术, 上段有大孔筛板, 有加硫酸的小循环系统, 有降液管, 没有消泡剂加入系统, 这使得在上段脱除反应剩余氨的效果差, 丙烯腈在上段的聚合量多。

1.3

丙烯腈侧线产品质量中噁唑杂质是影响产品质量的主要因素, 经过几年的实践摸索, 找出乙腈塔是脱除噁唑杂质的主要部位, 而目前乙腈塔处理负荷过大, 塔的分离效果差, 需要进行改造。

1.4

从行业调研发现, 有的丙烯腈装置的V-116分离时间短, 产品中氢氰酸及水的含量高, 不利于产品质量调整。

1.5

装置现场的急冷水线及四效凝液线是碳钢管线, 而其中的介质含有金属离子及氰根, 易对管线产生电化学腐蚀, 管线泄漏导致装置消耗更多的脱盐水, 并有部分含氰废水泄漏, 产生环境污染。

2 改造方案

2.1

丙烯腈车间E-140换热段由于堵塞严重, 无法进行清洗, 使得E-140冷后的气相温度达到40℃, 严重影响了吸收塔内的温度, 因此对E-140换热段进行更换, 降低气相冷后温度, 利于降低吸收塔内温度。

2.2

丙烯腈车间E-107换热能力不适应扩能改造后的高负荷生产, 会使吸收水的温度不能得到很好的降低, 而扩能改造时更换下来的两台E-108换热面积大, 适合用做E-107, 因此将原E-108更换为E-107。

2.3

新增吸收塔下段冷循环, 增加一台盐水冷却器E-106, 利用自产0℃盐水将吸收塔釜液冷却, 减少丙烯腈在塔釜的聚合。

2.4

急冷塔采取混合技术操作:急冷塔下段不改变, 用上海石化研究院的提高精制回收率技术, 而将上段改为兰州设计院的除氨技术, 取消大孔筛板, 取消降液管, 取消上段加酸小循环, 恢复降液管处6个升汽帽, 增设格栅填料, 更换上段喷头, 增设消泡剂线。

2.5

将乙腈塔内的15层塔盘全部更换为高效塔盘, 提高塔的处理负荷, 有利于噁唑杂质的脱除。

2.6

将脱氰塔分层器V-116两端各加长0.6米, 增加了其中的油水分层时间, 使油相中含有的氢氰酸及水量减少, 不对产品质量产生重大影响。

2.7

将急冷水线及四效凝液线更换为不锈钢线, 可保证急冷水及四效凝液不会因腐蚀泄漏造成环境污染, 同时也避免急冷水线漏时用脱盐水做为急冷水而产生的浪费。

3 改造效果

3.1

E-140冷后气相温度从40℃降低至25～28℃, E-107有富余能力来降低吸收水的温度, 吸收塔釜温降低了10℃左右, 使吸收塔中段温度最低可达到4℃, 吸收塔下段温度最低可达到16℃, 吸收塔内的聚合损失量明显降低, 在100%负荷生产时, 每天可提高1～1.5吨丙烯腈的产量, 使丙烯单耗从1.115降低到1.112。

3.2

扩能改造后于生产负荷成功提到100%, 同年进行了为3期天的标定, 表1为改造前后两次标定结果数据对比:

COD指标值为2500ppm, 总氰指标值为5ppm, 改造后COD及总氰含量均有所上升, 原因是生产负荷提高, 反应器产生杂质量大, 四效处理废水负荷提高所致。

3.3

在标定期间, 产品中过氧化物杂质的含量出现波动, 分析原因是生产负荷高, 反应器内催化剂量偏少造成, 经过补加本体催化剂、降低空气比、提高氨比等措施后, 产品中过氧化物含量得到控制, 生产出酰胺级的丙烯腈产品。

3.4

通过更换急冷水线及四效凝液线, 每年可减少脱盐水消耗150吨, 每年减少废水泄漏量近10吨。

4 结论

通过扩能改造的配套方案改造, 使丙烯腈装置生产负荷成功达到100%, 产品质量能达到酰胺级的企业标准, 精制回收率达到改造的技术要求, 环保指标符合国家标准及大庆炼化公司企业标准, 综合能耗有了明显的降低, 取得了非常好的经济及社会效益, 同时也标志着5改8扩能改造的成功。

参考文献

扩能改造项目 第7篇

因原有大庆石化炼油厂新建柴油加氢脱硫装置制氢装置的压缩机进行了扩能改造,原有转化炉余热锅炉不能满足要求,所以进行改造工程以满足工艺要求。根据尽可能少改动的原则,转化炉余热锅炉壳体及炉墙不做改动,只对余热锅炉原料预热段及蒸发段的管束进行调整。

1 改造内容

转化炉余热锅炉按照原设计分为4段:水保护段、原料预热段、过热段、蒸发段。水保护段和过热段均保留原有管束及位置不变。只改原料预热段和蒸发段管束。

1.1 原料预热段

1)原料预热段的出口集箱能承受管路的推力及力矩,各个方向的允许推力不小于DNX50 N及各个方向的允许力矩不小于DNX100 N·m,并与管路系统设计协调。

2)原料预热段由蛇形管组成,受热面管子为光管,规格为φ42×4,受热面管子及集箱的材质均为07Cr18Ni11Nb,顺流顺列立式双绕布置,每排64根,共8排。受热面管子原材料以固溶处理状态进厂,进厂后必须进行100%涡流探伤合格。

3)集箱尺寸(如图1所示)。进口集箱φ377 mm;出口集箱φ377 mm。原料余热段进口集箱设计压力3.80 MPa;工作压力2.85 MPa;设计温度520℃;原料余热段出口集箱设计压力3.63 MPa;工作压力2.81 MPa;设计温度610℃;原料预热段的进、出口集箱的壁厚均不小于32 mm。

1.2 蒸发段

1)蒸发段由3组翅片管组成,翅片管组垂直布置,管子规格为φ60×5,材质为20G,翅片材质为10,翅片节距5 mm,翅片高度19 mm,翅片厚度1.3 mm,每排管束44根,错列布置,每组布置2排管子,共计6排,蒸发段翅片管之间留有210 mm的距离,管组之间间距为450 mm,饱和水通过下降管、下降分配管、下集箱、受热管加热成汽水混合物后再通过上集箱、上升管与锅筒相连,形成自然水循环回路。

2)集箱尺寸(如图2)。进口集箱φ273 mm;出口集箱准273mm;管束布置参见所附总图。管束及集箱设计压力4.70 MPa;工作压力4.40 MPa;设计温度:310℃;蒸发段进口集箱的壁厚不小于28 mm,出口集箱的设计壁厚不小于28 mm。

2 改造施工过程

2.1 预热段及蒸发段的预制平台制作

考虑到原料预热段组装方便和运输及吊装的安全,设计立式组对框架(如图3所示),计划使用96 m型钢I20b和4根2 m长脚手架杆、4根6 m长脚手架杆,总重2980.512kg;型钢支撑管束重量和集合管组对位置,碳钢支撑与不锈钢部件的接触面铺垫胶皮绝缘层,活动纵梁支撑蛇形管组对位置,作业人员在地面组对、焊接蛇形管的水平焊口;组对管束成型后与组对框架牢固捆绑才可扳吊翻转放平,运输尺寸6398 mm×6570 mm×2142 mm,吊装索具拴挂在组对框架上,现场吊装前再次扳吊翻转倒立集合管在上,重新拴挂吊装索具在集合管上,拆除组对框架顶部横梁后抽出管束,避免运输和扳吊翻转过程中对蛇形管与集合管间焊道形成弯曲应力破坏。

考虑到蒸发段组装方便和运输及吊装的安全,设计3组卧式组对框架(如图4),计划使用240 m型钢I20b、240m型钢L100×63×7和4根6 m长脚手架杆,单重3181.44 kg;型钢支撑管束重量和集合管、下层翅片管组对位置,活动横梁支撑顶层翅片管组对位置,作业人员在地面组对、焊接翅片管的立焊口;组对管束成型后与组对框架牢固捆绑才可拆除支撑腿,运输尺寸7215 mm×6460 mm×500mm,吊装索具拴挂在组对框架上;现场吊装前主吊车的吊索拴挂在上集合管上,副吊车的吊索拴挂在组对框架底梁上,将管束与组对框架一起扳吊垂直;重新拴挂副吊车的吊索在组对框架顶部横梁上,稳定吊挂后拆除捆绑固定的索具抽出管束,避免运输和扳吊翻转过程中对翅片管与集合管间焊道形成弯曲应力破坏。

2.2 预热段及蒸发段的管束组对焊接

1)原料预热段共8排TP347H42×4蛇形管,每排64根,计256道焊口;蒸发段共3组6排20 G管子60×5翅片管,每排管束44根,计528道焊口;所有焊口100%射线探伤,集箱与管子焊前作通球试验,试验后用压缩空气吹扫干净。

2)管束组对、焊接按管束图施工,施工时技术人员和施工班组长每天把当天所施焊的焊工的代号及时、准确地移植到图上,做到焊缝编号、焊工号、底片号统一,计划员每天在图上分别标记施工的进度计划和完成情况;无损检测人员根据图上的焊口编号、检测比例、检测方法,可按图找到要检测的焊口位置,及时进行跟踪检查,避免漏探和少探;质量检查人员可随时对照实物进行检查,发现问题立即进行标记并责成有关责任人员进行整改。

3)留在管内的异物必须清除干净;坡口打磨干净、平整,以保证焊接质量;端面倾斜偏差Δ不应大于管子外径的1%,且不得超过2 mm:

4)组对管子对口时,应在距接口中心200 mm处测量平直度,允许偏差值α为1 mm;焊接时应保证内壁平齐,若有错口,局部错边量不应超过母材厚度的10%,且不大于1 mm;焊口局部间隙过大时,要设法修磨调整到合适尺寸,严禁在间隙间填塞其他物来调整;焊口严禁强力组对,更不允许用热膨胀法对口,防止产生附加应力。

5)当安装工作有间断时,应及时封闭敞开的管口;在安装过程中,保持标记和管内的清洁,敞开开口应及时封盖好。

6)坡口型式及组对间隙按图4要求进行;组对前必须清理坡口表面范围对接焊缝每侧各10~15 mm之内的油质、锈斑、污垢等杂质,并认真检查坡口加工面有无重皮、夹渣、裂纹、夹层等缺陷,

7)定位焊采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺,焊缝的长度、厚度和间距能保证焊缝在正式焊接过程中不致开裂,熔入永久焊缝内的定位焊两端应修整便于接弧;在焊接根部焊道前,对定位焊缝进行检查,当发现缺陷时须处理后方可施焊。

8)与母材焊接的工夹具其材质宜与母材相同或同一类别号,拆除工夹具时不应损伤母材,拆除后应将残留焊疤打磨修整至与母材齐平。

9)焊缝焊完后立即去除渣皮、飞溅物,清理干净焊缝表面,然后进行焊缝外观检查:焊缝表面应光滑且与母材圆滑过渡,不允许有裂纹、气孔、未熔合等缺陷;及时做好施焊标记和施焊记录,施焊标记由焊口编号、材质、焊工代号、施焊日期等组成;当无损检测发现有超标缺陷时应及时返修,返修工艺与正式焊接相同,同一部位返修次数不得超过3次。

2.3 预热段及蒸发段现场安装

使用NK1200型120 t汽车吊与QY50K型50 t汽车吊配合分片吊装、扳吊拆除余热炉旧原料预热段、蒸发段拉到指定地点存放。

1)120 t吊车挂17 t吊钩(自重330 kg)伸40.9 m吊臂到位,在正东到西北方向140°范围摆动,最小回转半径5.5m,在回转半径16 m时最大吊装重量14.75 t;先北后南单独吊装拆除余热炉旧原料预热段、蒸发段。

2)原料预热段管束与组对框架牢固捆绑,吊装索具拴挂在组对框架上,120 t吊车配合50 t吊车扳吊翻转框架倒立,集合管在上;重新拴挂吊装索具在集合管上,拆除组对框架顶部横梁后抽出管束,避免扳吊翻转过程中对蛇形管与集合管间焊道形成弯曲应力破坏。

3)蒸发段管束与组对框架牢固捆绑,120 t吊车的吊索拴挂在上集合管上,50 t吊车的吊索拴挂在组对框架底梁上,将管束与组对框架一起扳吊垂直;重新拴挂50 t吊车的吊索在组对框架顶部横梁上,稳定吊挂后拆除捆绑固定的索具抽出管束,避免运输和扳吊翻转过程中对翅片管与集合管间焊道形成弯曲应力破坏。

4)根据原料预热段蒸发段各项重量参数,使用大庆化建自有的QAY300型300 t汽车吊与NK1200型120 t汽车吊配合吊装新原料预热段、蒸发段。

3 改造完成后的各项性能参数

改造后的工况情况:工况一中,制氢总水碳比为3.2;工况二中,制氢总水碳比为3.5。该装置改造后通过实际运行,工况一与工况二参数均满足了工艺要求。

4 结论

1)本次转化炉余热锅炉改造时间短效果好,大大缩短了施工期,改造后运行稳定。2)本次改造满足了因新建柴油加氢脱硫装置制氢装置的压缩机进行扩能改造,对转化炉余热锅炉的工艺要求。3)锅炉给水、炉水和蒸汽质量符合国家标准GB/T12145-2008《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》,锅炉给水为二级除盐水除氧后供应锅炉使用,锅炉的排污率设计为2%。4)为石化公司炼油厂生产节省了时间,加大了制氢装置能力,为炼油厂直接经济创效311万元。

注释