聚甲醛装置运行管理的探讨

2019-01-16杨军王莹张乐乐林晓燕陈星高勇

中国设备工程 2019年3期

杨军，王莹，张乐乐，林晓燕，陈星，高勇

（宁煤集团甲醇分公司，宁夏银川 750411）

1 装置概述

宁煤集团聚甲醛项目的生产工艺采用富艺国际工程有限公司6万吨/年共聚甲醛生产技术，是煤化工园区唯一的一套精细化工装置，由甲醛制备、三聚甲醛制备、二氧五环制备、聚合装置、后处理装置等6个工段组成。聚甲醛装置是综合性较强的技术密集型工业。生产过程中工艺流程长、单元反应多、原料复杂、中间过程控制要求严格，各种用于控制和调整的特性参数繁多；而且应用和涉及多领域、多学科的理论知识和专业技能，其中包括多步合成、分离技术、分析测试、商品化加工、技术服务等，需要消耗大量的人力资源去管理。

2 聚甲醛装置运行管理难点

该技术由台塑共聚甲醛的单线2万吨生产能力放大至单线3万吨，存在许多的技术瓶颈和设计缺陷，再由于聚甲醛厂家工艺技术上的劣势，缺乏相关的技术资料和指导，造成运行周期短，装置损耗大等问题。公司针对装置稳定运行成立技术攻关组研究运行管理，重点分析该装置运行中存在的问题，在原设计的基础上提出调整措施和解决方案，提高装置运行周期，降低运行成本。

2.1 设备产能小，单元多，循环复杂

主装置由3套甲醛制备、7套浓缩、2套三聚甲醛制备、1套二氧五环制备、2套共聚甲醛制备生产线组成，另外配套热水系统。各单元之间流程联系紧密，且储存能力有限，小单元的故障，容易引起全系统的生产中断。

2.2 系统流程长，反应复杂，副反应多

聚甲醛制备是以甲醇为原料氧化生成甲醛，再以高浓度甲醛在浓硫酸催化作用下生产三聚甲醛和二氧五环共聚单体，通过螺杆挤出式反应器，由三氟化硼做引发剂，甲缩醛做分子量调节剂，进行两种单体的共聚反应。

此生产过程中会产生缩醛类、聚酯类等杂质，容易形成共沸组分，单体精制难度大，需要通过精馏、萃取等多种方式进行单体提纯，而且产品后期稳定性控制要求高，工艺指标控制范围窄，调整中稍有波动都会造成单体质量不合格，聚合反应的大幅度波动，产品质量不合格。

2.3 副反应产生甲酸量大，系统腐蚀严重

聚甲醛在生产过程中产生大量甲酸，系统腐蚀严重，对材料等级要求严格，设备维护难度大、成本高，制约装置长周期稳定运行，且管道、阀门及设备频繁出现腐蚀泄漏，由于泄漏介质有毒有害，需及时消漏，造成装置的检修频率高，非计划停车检修频繁，严重影响装置的负荷调整。

2.4 介质极易出现结晶、自聚

聚甲醛装置生产所需的原辅材料及中间产品，三聚甲醛、甲醛等介质容易发生低温结晶，高浓度自聚，而造成设备、管道堵塞，流量计卡涩，屏蔽泵损坏等，导致生产中断。为了避免介质结晶自聚，管道、设备等保温伴热量大，检查维护任务重。塔、泵、过滤器、换热器等运行周期短，定期清理维护项目多。

2.5 介质特性明显，检修频繁安全管控难度大

生产过程中使用甲醛、泵、浓硫酸、三氟化硼等多种物料，有毒有害、可燃易爆、强腐蚀性介质多，对人员劳动防护、环境保护要求高，加之装置腐蚀泄漏和系统堵塞造成装置连续运行能力弱，定期维护频次高，作业风险增加，安全管理任务艰巨。

3 聚甲醛装置长周期稳定运行的管理思路

装置在运行测试阶段会暴露出诸多问题，针对问题展开全员性的技术攻关予以解决或是延长其出现周期，最终将影响安全生产的因素进行问题分类，分析总结归纳，整理出管理措施，通过运行管理的优化、细化、制度化、标准化，消除装置隐患，提高工作标准，规范员工工作行为，不断优化完善及时更新，从而形成运行模式，达到装置安全平稳运行。

3.1 事故预想保障安全

以事故预想为思路，全面分析作业过程中的控制点、设备管线、操作步骤等方面存在的各种风险，制定切实可行包含全方面的风险控制措施，并根据作业环境、条件的不断变化进行动态辨识，及时更新，形成最终的风险控制卡，持卡作业；以风险控制卡为主题进行员工的安全教育，培养应急处理能力，严格要求人员劳动防护用品的规范使用；针对频繁作业点进行硬件改造和工艺调整，延长周期，降低检修频次；评估隐患影响程度，将隐患分级，提前制定汇总作业计划，辨识风险，做到逐级审核把关，避免非计划的仓促作业；遇异常工况，及时分析原因制定预防及处理措施，形成报告，组织全员学习培训，杜绝重复事件发生。

3.2 解决问题全面长远

每日组织技术人员进行全装置隐患排查，每周组织专项关键点检查，每周召开工艺技术例会，技术组、各班组对于装置问题进行全面梳理，进行隐患汇总，不论大小，一律制定解决方案和整改时间，并对之前问题进行回头看，反馈措施落实和追踪实施效果，逐步提升，对标运行周期和成效不断超越。难以解决的长期问题如甲酸腐蚀，高浓度甲醛自聚等问题不放下，阶段性的实施总结，立足长远进行打算，逐步推进。

3.3 全员参与技术攻关

由于装置放大效应的存在，使得装置的很多问题无法在短期内得到解决，需要所有人员长期的总结和改造。成立技术攻关组，每日组织核心人员及班组人员召开攻关会议，针对装置的技术瓶颈，频繁作业点，腐蚀泄漏等问题组织大家的力量，总结当日工况，下发日操作指令，统一操作手段，便于找出核心措施，不断优化，同时培养技术人才，让装置越来越稳，技术力量越来越强。

3.4 技术资料严谨细致

严格管理工艺指标控制，每日分析异常指标提出控制措施和考核意见，提高全员指标控制意识。制定并不断更新关键参数控制要求，严格管理班组工作交接和落实，及时准确的将工况调整、操作经验、工艺指令、指标控制等交接传达，建立统一的调整理念。每月编写技术总结，对待技术总结、资料收集整理要严谨认真，技术数据统计最重要，基础资料真实可靠，数据分析井井有条是技术创新的支持，也是人员培训的关键资料。经常回头翻看，及时更新岗位操作法及工艺技术规程，关键成果形成论文。

3.5 日清项目标准落实

将技术攻关成果进行总结，对于系统易堵塞、易腐蚀、易故障部位摸索运行周期，进行定期检查提前预防，将工艺指令内容中的有效措施转化为日检查清理项目，根据运行情况定期修改日清项目及频次。加强日清项目的监督执行，对于保温伴热无法满足的介质管线，更需要操作人员进行定期的冲洗置换。对极易结晶自聚的介质管线，还需要对泵前的滤网定期清理，防止吸入口堵塞损坏设备。管理人员要定期进行督促指导，操作人员要按照定期处置要求严格执行。这些日清项目的执行极大的提高了班组员工的工作量，但相比不定期处置这些项目所带来的运行风险还是很小的。

3.6 把握周期计划检修

聚甲醛装置在连续运行中，由于介质易堵塞腐蚀，系统副反应复杂，需针对装置周期性波动和产品质量影响因素，结合工艺操作和设备检维修，定期进行局部停车清理检修维护，各单元联系紧密，却又互有缓冲空间，通过不同生产线的切换供应，单线运行，保证整个系统流程不中断。依据装置问题拐点，设备维护周期，定期对各分单元进行短暂计划性的交出检修，对系统进行清洗置换，排出副反应杂质，并根据运行效果的不断扩大而延长运行周期。

3.7 长远贮备周期定检

影响装置平稳运行的主要是换热器、塔、及屏蔽泵这三类设备。由于系统的甲醛含量高造成塔内件、换热器管板与换热管腐蚀；屏蔽泵因介质腐蚀及堵塞经常跳车；做好计划检修工作，保证备机正常，执行屏蔽泵定检，易腐蚀备件升级材质；无备机专有设备必须掌握设备运行状态，合理利用装置生产线切换、定期清理等计划停车机会，进行针对性的定检；做好动、静设备及专有设备的备件储备工作，避免设备损坏返厂维修的无备机被动局面；对装置极易出现腐蚀的屏蔽泵、换热器、管阀件等建立台账，定期进行测厚，梳理出影响装置运行和环保指标的关键点，提前规划及时储备；对专有设备的备件进行全面的细化梳理，联系专业测绘，实现国产化替代，避免长周期进口采购耽误生产。

3.8 工段轮岗培养人员

以岗位的精简为主线，以人员一岗多能为目标，按计划地开展员工通岗培训。针对技术员、班长、操作工进行分级轮岗培训，分层级考评，纵向深入，确保培训效果。让员工更深地理解整套装置的运行关系，熟知装置关键点，在操作调整中能够把握重点，增强系统大流程把控能力，培养技术人才。

3.9 严控排放保护环境

梳理系统补水点，废水排放点，实施节能节水措施，整体优化系统用水平衡，将可替代、可回收部分进行充分回收利用，减少废水排放量；分析系统副反应发生区，在保证单体、成品质量的前提下，调整系统杂质排放量，减少废水中COD；有毒有害介质控制重在消漏，针对各个泄漏点制定回收和监控措施，利用负压抽吸废气洗涤，检修置换排放进行过滤收集，分阶段回收，实现密闭排放和原料回收。