降低聚乙烯装置产品氮气消耗

扬子石化QC成果报告降低聚乙烯装置产品氮气消耗-0-降低聚乙烯装置产品氮气消耗单位名称**石化股份有限公司QC小组名称2PE第一QC小组申报时间2006年5月**石油化工股份有限公司有限责任公司QC成果材料扬子石化QC成果报告降低聚乙烯装置产品氮气消耗-1-目录1.装置概况22.小组概况23.选题理由44.现状调查25.确定目标值76.原因分析77.要因确认98.制定对策129.实施1310.效果检查1811.巩固措施2412.遗留问题及今后的打算2413.附件2514.QC成果认证表26扬子石化QC成果报告降低聚乙烯装置产品氮气消耗--2**石化公司20万吨／年聚乙烯装置系引进美国联合碳化公司(简称UCC)的专利技术—低压气相法全密度聚乙烯工艺(Univation工艺)，该工艺以乙烯为原料、丁烯－１或己烯－１为共聚单体，氢气为链转移剂，采用UCC的专利催化剂，在气相流化床反应器中反应聚合，生产高、中、低密度的聚乙烯树脂。装置开车三年来，已生产了多种牌号的聚乙烯产品，取得了良好的经济效益和社会效益。但装置产品能耗与国内同行先进水平相比仍有一定差距，为此2004年车间成立专题QC小组，试图降低产品能耗，从而达到进一步增效的目的。考虑到氮气消耗与同行差距最大，于是小组首先从降低装置产品氮气消耗入手积极展开一系列活动。小组简介见表1:课题名称降低聚乙烯装置产品氮气消耗课题类型攻关型组长小组名称2PE第一QC小组成立时间2002年12月活动时间2005年1~2006年3月课题登记号03－01－0010－05巩固时间2006年1~3月成员数11小组注册编号03-02-0008-02活动频次1～2次/月TQC教育时间48小时/人备注课题为“降低LLDPE产品乙烯单体单耗”的QC小组获江苏省优秀QC小组称号课题为“提高聚乙烯新装置DFDA-7042产量”的QC小组获国家优秀QC小组称号课题为“提高聚乙烯装置YLF-1802产量”的QC小组获江苏省优秀QC小组称号表1制表人：张跃进一、装置概况二、小组概况扬子石化QC成果报告降低聚乙烯装置产品氮气消耗--3小组成员简介见表2序号姓名职务性别年龄文化程度小组分工接受TQC教育程度1*副厂长男37本科指导B级2*主任男35本科组长B级3*质量工程师男40本科副组长B级4*工艺主任男32本科工艺负责B级5*设备主任男42本科设备负责B级6*生产主任男35本科技术负责C级7*设备员男37大专对策实施C级8*工艺员女31大专数据处理C级9*工艺员男42高中对策实施C级10*工艺员男35本科对策实施C级11*工艺员女26本科资料分析C级表2制表人：张跃进活动期间收集合理化建议:9条采纳8条采纳率88.9%合理化建议一览表见表3。序号建议内容建议人建议时间是否采纳1加强人员培训,优化精制床再生方案石海涛2005.1是2优化精制床再生周期2005.1是3提高精制床再生温度2005.1否4通过技术比赛，提高操作人员的技术水平2005.2是5及时更换泄漏阀门2005.3是6优化工艺操作指标，严肃工艺纪律，严格按工艺指令操作2005.2是7把好检修质量关2005.1是8稳定装置运行，减少非计划停车2005.4是9加强原料质量监测，把好原料质量关2005.3是表3制表人：张跃进扬子石化QC成果报告降低聚乙烯装置产品氮气消耗--4１．课题来源：本课题来源于聚乙烯装置生产一线，效益的最大化是我们永远的追求目标，尤其是市场经济竞争日趋剧烈的今天，降低装置产品能耗，意味着为企业增加效益，为此组织课题组进行攻关。２．选题理由：错误!装置开车以来，由于精制床再生、装置非计划停车、设备检修等原因，导致装置产品氮气消耗一直高于国内同行先进水平。为了降低装置产品的氮气消耗，进一步提高装置的经济效益,车间决定组织攻关，首先对2004年9-12月份装置产品的氮气消耗情况进行了统计。三、选题理由四、现状调查厂部指标要求2005年度装置产品能耗比2004年度降低5%。进一步节能增效的需要国内同类装置产品的氮气消耗达到80Nm3/t工艺生产过程中还有潜力可挖降低2PE装置产品氮气消耗图1选题理由绘图人：张跃进绘图时间：2005.1扬子石化QC成果报告降低聚乙烯装置产品氮气消耗--52004年9-12月份装置氮气消耗情况统计表4：月份实际产量(t)总氮气消耗量(KNm3)设备检修(KNm3)非计划停车(KNm3)精制床再生(KNm3)922864220912/36010210401793/1001123752204011/1201222737191010/80总计90393795233100560表4制表人：**这4个月中，装置产品的氮气消耗为：7952×1000÷90393=88Nm3/t。装置产品设计氮气消耗为80Nm3/t,则4个月中多消耗的氮气量为，总氮消耗量-设计消耗量=7952-90393×80÷1000=720.56KNm3。QC小组通过调查分析2004年9-12月份4个月中氮气消耗的数据，氮气消耗比设计值大的主要因素有以下几点：1.精制床层再生这4个月中，精制床层再生消耗氮气达560KNm3，占多消耗氮气总量的：560÷720.56=77.72%。2.反应器停车装置发生非计划停车，需要氮气进行置换等，从而多消耗氮气约100KNm3，占多消耗氮气总量的：100÷720.56=13.88%。3.设备检修装置每月都有动设备或静设备需要检修，检修前后需要用氮气进行置换，有些设备处于备用状态时还需要用氮气进行密封，这部分氮气累计约33KNm3，占多消耗氮气总量的：33÷720.56=4.58%。2004年9-12月份氮气消耗超标的因素频数统计见表5。装置氮气消耗超频数（超标氮气累计频数（超标氮累计百分比扬子石化QC成果报告降低聚乙烯装置产品氮气消耗--6标的因素量KNm3）气量KNm3）（%）精制床再生56056077.72装置停车10066091.60设备检修3369396.18其它27.56720.56100合计720.56表5制表人：**绘制排列图如下：由排列图可以看出，在影响氮气消耗超标的各种因素中，精制床再生引起的超标量占总超标量的77.72%，因此，我们确定影响装置氮气消耗超标的主要问题是精制床层再生。图2：影响氮气消耗超标因素排列图绘图人：张跃进绘图时间：2005.1设备检修精制床再生其它装置停车300N=720.56KNm345015077.72%98.86%91.60%600累积频数100%750扬子石化QC成果报告降低聚乙烯装置产品氮气消耗--71.确定目标值本小组将目标定为将装置产品氮气消耗下降5%，即由攻关前的88Nm3/t下降到83.6Nm3/t。8883.68081828384858687888990氮气消耗现状目标图3目标值与现状对比2.目标值可行性分析1)装置设计产品氮气消耗指标为80Nm3/t；2)厂部要求本装置2005年度产品氮气消耗必须下降5%，即由攻关前的88Nm3/t下降到83.6Nm3/t；3)国内同类装置(如天津石化LLDPE装置、茂名石化全密度聚乙烯装置等)能达到设计要求，即80Nm3/t；4)在工艺操作条件的优化上仍有潜力可挖。为了找出反应负荷偏低的主要原因,小组全体成员运用头脑风暴法,集思广益,从人员、设备、物料、方法及环境五个方面共找出10条末端原因，绘制因果图如图4:五、确定目标值六、原因分析扬子石化QC成果报告降低聚乙烯装置产品氮气消耗-8-换热器传热效率低设备方法环境物料人员操作不够尽心管理不到位换热器设备老化★工艺参数调整不合理蒸汽中不凝性气体含量大手动调节幅度过大★过热蒸汽的使用疏水器排水管线布局不合理蒸汽管及疏水器未保温员工素质低调节仪表设置不好蒸汽输送管排凝不好培训不足图4换热器效率低因果图绘图人：马林波绘图时间：2003年2月★换热器未能及时清理扬子石化QC成果报告降低聚乙烯装置产品氮气消耗-9-扬子石化QC成果报告降低聚乙烯装置产品氮气消耗-10-根据因果图进行要因确认见表6:序号末端因素验证方法验证分析验证标准是否要因确认人时间1岗位培训不足现场调查新员工多,52名岗位操作人员中28人2000年以后才进厂，新员工技术素质不高。制订相应培训计划，通过培训可以得到提高。通过班组日常培训、车间集中培训等方式可使新职工达到中级工水平，因此该因素不是要因。否2005.12操作不够尽心现场调查员工的节能意识不够强，通过加强教育可以得到改进。通过教育和绩效考核等措施，可以达到装置达标标准145kgEO/t。否2005.13管理不到位现场调查车间领导及职能组能够良好行使职责，管理措施能得到落实。通过实行绩效考核、落实问责制等措施，可以保证管理到位，因此该因素不是要因。否2005.24★再生加热器故障现场测试再生加热器E-2114加热温度波动较大，在高温（320℃）加热时，因波动幅度过大超过加热器本身保护值（340℃），引起加热器保护停车。干燥器再生过程中，氮气加热器停车会导致精制床降压急剧下降，从而达不到再生目的，因此再生必须重新开始，从而浪费大量氮气，因此该因素是要因。是2005.15阀门泄漏现场调查阀门泄漏，会导致少量氮气泄漏。阀门泄漏虽然会导致少量氮气泄漏，但可通过及时更换阀门、加盲板或堵头等解决，因此该因素不是要因。否2005.26★原料杂质含量高现场调查原料杂质含量高会增加精制床负荷，影响精制效果和再生周期。原料杂质含量，会直接影响到精制效果，并对床层再生周期产生影响，因此该因素是要因。是2005.27仪表风带水现场调查仪表风带水，在冬天会影响阀门动作，从而影响再生过程的进行。通过提高供风质量和勤排水等措施，可不使床层再生中断，因此该因素不是要因。否**2005.28★工艺参数调整不合理试验1.脱一氧化碳床再生过程中，增加O2/RN,会增加再生效果，从而可以缩短再生时间，达到节省氮气的目的；详见○注1—回归分析方法表述。2.床层再生过程中，部分步骤不合理，影响了再生氮气的消耗。目前大多数精制床层再生周期和再生程序不够合理和优化，在一定程度了影响了装置产品氮气消耗，因此该因素是要因。是游忠林2005.29电网波动现场调查电网波动可造成再生加热器,从而使再生过程中断，但目前未发生此现象,且为外因,为不可控因素。电网波动是外因，不可控，但车间可通过各种停电事故预案的实施减少和预防此类现象的发生，因此该因素不是要因。否张跃进2005.210气温现场调查气温会影响阀门动作等，但采取简单手段就能解决。气温对阀门动作的影响可通过保温、加电伴热等手段加以解决，因此该因素不是要因。否石海涛2005.2表6制表人：8○注1：脱一氧化碳床再生过程中，使用仪表风（空气）加载在再生热氮气中的方七、要因确认扬子石化QC成果报告降低聚乙烯装置产品氮气消耗-11-法进行，氧气浓度越高，催化剂氧化反应越剧烈，催化剂完全氧化需要的时间就越短，但如氧气浓度过高，会造成氧化反应太剧烈，从而使精制床温度太高，当超过联锁温度（220℃）时，ESD会触发，仪表风阀会自动关闭，再生必须重新开始。由于再生氮气中氧气的浓度与精制床温升速度之间没有直接的计算关系，因此，我们通过试验来分析它们之间的相关性。试验于2005年3月4日开始再生乙烯脱一氧化碳床，当床层温度达到140℃后，开始在热氮气中加载仪表风氧化催化剂，每隔1小时，设置1个仪表风加入量，此时在不改变加热氮气流量的情况下必对应一个一氧化碳浓度，考察精制床温升速度，取得30组数据见表7。变量序号CO加入量(Kg/h)再生氮气中CO浓度(V%)温升速度(℃/h)备注XY1240.550.32260.600.63280.650.84300.701.15320.751.26340.801.47360.851.78380.902.09400.952.410421.002.711441.052.912461.103.313481.153.614501.203.915521.254.116541.304.417561.354.618581.404.719601.4