降低精制柴油硫含量

降低精制柴油硫含量炼油二车间攻关QC小组类型：攻关型发表人：龙先煌小组成员小组名称炼油二车间攻关QC小组注册编号TLM201300270课题名称降低精制柴油硫含量成立时间2010年3月课题类型攻关型活动时间2013年3-12月小组人数（≤10人）10当

年活动次数15次序号姓名年龄文化程度职务、职称组内分工备注1刘宏斌45本科责任工程师

组长2龙先煌30本科工艺工程师副组长3杜飞32本科设备工程师设备改造4刘春江41技校技师资料整理措施实施5王世国33本科工艺工程师原因分析措施实施6罗志民40技校技师原因分析措施实施7李小平48本科副总工顾问柴油加氢流程图简介原料罐高分罐低分罐汽提塔精制柴油含硫污水氢气压机来废氢外放返压机反应器注软化水原料脱硫脱氮脱氧一、选题理由

2013年7月1日强制执行GB19147-2009车用柴油标准，塔西南石化厂柴油产品由常压柴油和精制柴油调合，要求柴油产品硫含量必须小于350ppm。小组调查1-2月份常压柴油、精制柴油硫含量和流量数据并做折线图如下：

从图可看出常压柴油硫含量远高于新国标且流量大，必须降低精制柴油硫含量才能满足全厂调合要求，小组决定开展降低精制柴油硫含量的攻关。二、设定目标2013年石化厂给车间下达生产指令，要求柴油加氢装置精制柴油硫含量小于200ppm，我们把它定为活动的目标。200ppm308.3ppm相差108.3现状目标三、目标可行性分析1、历史数据小组成员统计2013年1-3月上旬原料和精制柴油硫含量数据做折线图如下图，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，因此可以推断目标可行。（注：为了更好在同一张图上显示，原料硫含量数据同时缩小10个单位）主要因原料硫含量下降造成三、目标可行性分析2、标定分析为了应对2013年车用柴油新标准，车间于3-4月两次对装置的脱硫情况进行标定。

第一次标定按进料7.0吨/小时，压力7.5MPa，反应温度310℃的操作参数进行标定，观察加样分析。日期时间加氢进料ppm低分柴油ppm新氢ppm循环氢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从图表中可以看出，在高硫原料和较高负荷条件下，28和29日能够达到目标值，说明目标能够实现。三、目标可行性分析2、标定分析

第二次标定按进料8.0吨/小时，压力7.5MPa，反应温度315℃的操作参数进行标定，观察加样分析。时间加氢进料ppm低分柴油ppm新氢ppm循环氢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、目标可行性分析3、标定过程分析第一次标定全部加工催化柴油，反应部分脱硫率为80.13%，装置总脱硫率为94.54%。第二阶段反应部分脱硫率为63.5%，装置总脱硫率为89.31%。从柱状图对比可以看出，第二标定加工量增大后，反应部分脱硫率下降近17个百分点，而汽提塔部分脱硫率下降仅2个百分点，说明反应系统脱硫效果差，举例来说，柴油中硫化物未较好转化成容易脱除的硫化氢，汽提塔脱除的只是反应了的那部分硫，它是引起精制柴油硫含量高的主要原因。项目标定-1标定-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反应部分脱硫率，%80.1363.50汽提部分脱硫率，%72.5370.72装置总脱硫率，%94.5489.31三、目标可行性分析4、其他条件

①2013年有停工检修计划，有改造机会。

②小组成员经过多次QC攻关，均达到预计目标，小组成员有信心完成本次攻关任务。

经过综合分析，目标可行！同时也发现，反应系统脱硫效果差是精制柴油硫含量高的症结。四、分析原因小组成员进行全面分析，通过关联图分析反应系统脱硫效果差的原因，并共找出7项末端因素。原料硫含量过高操作参数不合理环境影响大昼夜温差大反应活性低催化剂活性差反应温度低反应压力低氢气纯度低反应系统脱硫效果差压机打量不足注水系统运行不良注水流量低四、分析原因

同时根据小组能力范围用检查表排除不可抗拒的末端因素，检查表如下：序号末端因素可分析与否备注1昼夜温差大否温差不可控排除2反应温度低是有操作数据3压机打量不足是有运行记录4氢气纯度低是有操作数据5注水流量低是有运行记录6催化剂活性差是有操作数据7原料硫含量过高否根据原油拉运计划执行，本小组不可控排除排除温差大和原料硫含量过高的不可控因素后，余下5个末端因素，小组制作要因确认表，逐条确认。五、确认要因

要因确认计划表：序号末端原因确认内容确认方法标准负责人完成时间1反应温度低反应温度1、查看反应温度操作情况2、和催化剂设计温度对比技术手册催化剂初期温度270-315℃龙先煌4月2日2压机打量不足压机运行情况1、查压机运行情况2、查压机是否符合生产运行工况要求压机符合生产运行压力和流量要求杜飞4月28日3氢气纯度低氢气纯度1、查氢气纯度数据2、查是否达到设计要求装置设计氢纯度>78%刘春江4月23日4注水流量低注水泵运行情况1、查注水流量大小2、查注水流量是否达到设计值注水流量达到设计值629kg/h罗志民4月28日5催化剂活性差催化剂运行台帐1、在用催化剂设计运行时间和实际运行时间对比2、原料硫含量是否满足催化剂设计要求技术手册规定催化剂初次使用≮2年刘宏斌4月30日五、确认要因确认标准:催化剂技术手册规定加工催化柴油反应温度范围为270-315℃。确认方法:1、查看反应温度操作情况，2、和催化剂设计温度对比确认人:龙先煌确认时间:2013.4.2确认情况：查1-3月份各班反应温度数据做反应温度折线图和实际温度与设计的柱状图，从图中可以看出1-3月份反应温度在313℃运行，已对达到设计温度上限。

要因确认一：反应温度低结论：催化剂反应温度为313℃，在催化剂设计温度上限运行，反应温度低不是主要原因。上限下限给定值非要因五、确认要因确认标准:压缩机为装置提供动力，压机符合生产运行压力要求确认方法:1、查压机运行情况，2、查压机是否符合生产运行工况要求确认人:杜飞确认时间:2013.4.28确认情况：查1月1日到4月25日压机运行数据，压机A因4月18日氢纯度过低，压机A在未达到生产工况情况下超电流，19日之后检修压机A，切换到压机B运行也一直正常，满足生产要求。

要因确认二：压机打量不足结论：压机A在1-4月17日打量正常，切换压机B后打量也均正常，能够满足生产压力流量要求，不是主要原因。压机A超电流持续降压操作压机B完好，满足生产要求日期入口压力（1.8-2.0）MPa排气压力（4.0-8.0）MPa轴承温度（≤60）℃电机定子温度（≤120）℃排气温度（≤113）℃电流（≤58）A混氢流量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日期入口压力（1.8-2.0）MPa排气压力（4.0-8.0）MPa轴承温度（≤60）℃电机定子温度（≤120）℃排气温度（≤113）℃电流（≤58）A混氢流量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、确认要因确认标准:装置设计氢纯度为大于78%确认方法:1、查氢气纯度数据，2、查是否达到设计要求确认人:龙先煌确认时间:2013.4.20确认情况：小组成员调查1-4月20日循环氢纯度，发现1-4月份氢纯度平均值均没有达到设计值，总平均值为72.8%。日期1月2月3月4月平均氢纯度%77.670.971.971.172.8

要因确认三：氢气纯度低

结论：氢气纯度未达到设计值78%，氢气纯度低是主要原因。要因五、确认要因确认标准:注水流量达到设计值629kg/h确认方法:1、查注水流量大小；2、查注水流量是否达到设计值确认人:罗志民确认时间:2013.4.28确认情况：检查2月1日到3月6日注水流量仪表指示正常，平均值为456.3kg/h，比设计值629kg/h小，统计1-4月注水泵A检修5次，注水泵B曲轴箱故障不能长周期使用，一直使用A泵运行。

要因确认四：注水流量低结论：注水泵B曲轴箱故障不能长时间运行，注水泵A多次检修，且注水量未达设计值，注水流量低是主要原因。2月1日仪表处理好3月6日仪表说表量程故障注水泵AB运行情况检查表日期1月11日2月20日3月5日4月15日4月26日注水泵A填料漏大修杂音大填料漏填料漏注水泵B

注水泵B曲轴箱故障只能紧急备用要因五、确认要因确认标准:技术手册规定催化剂初次使用≮2年，原料硫含量≯4000ppm确认方法:1、在用催化剂设计运行时间和实际运行时间对比；2、原料硫含量是否满足催化剂设计要求确认人:刘宏斌确认时间:2013.4.30确认情况：调查催化剂相关资料，催化剂于2011年4月装填，到2013年4月份已处于中末期运行，调查1-4月份原料平均硫含量为4244.3ppm，最高值为5790ppm,为高硫原料，原料硫含量超指标，加速了催化剂的失活。

要因确认五：催化剂活性差结论：从2011年4月到2013年4月，已经运行两年，原料硫含量超指标，加速催化剂活性的下降，导致反应部分脱硫效果差，催化剂活性差是主要原因。技术协议要求原料硫含量≯4000ppmFH-UDS催化剂首次运转周期≮2年，总寿命≮6年，催化剂可再生两次。要因五、确认要因小组对5项未端原因进行验证，最终得出三大要因：2、注水流量低

1、氢纯度低要因：3、催化剂活性差六、制定对策

小组成员经过讨论分析，对3个要因分别提出多个解决方案，并用价值工程对比法进行对比选择。序号要因对策方案方案对比1氢纯度低方案1：增加氢气脱硫设备投资大，周期长，可实施性差方案2：优化重整氢气匹配操作难度上升，经培训，可实施方案关联项目方案得分情况方案功能重要程度方案1方案2适用性1050.15周期性280.35可实施性890.2可靠性1030.3功能得分6.86.251方案单方造价成本系数功能系数价值系数最优方案方案130000000.9970.520.52方案2方案280000.0030.48180.08合计300800011--从表中可以看出采用F小幅降低、C大幅降低的方案2，价值系数V>1且偏差大，经分析主要是重整产氢量小时可能会影响产品质量，可以适当降量调节，综合考虑可以接受。六、制定对策

小组在讨论氢纯度低的解决方案时，其中一名成员反映右图情况，提出检查所有氢气线关键阀门，消除氢气跑损，新方案提出，小组一致认为此方案投入少，可实施性强，同意和评价的方案2一并实施。最终针对氢纯度低的对策方案如下表。序号要因对策方案方案对比1氢纯度低方案1：增加氢气脱硫设备投资大，周期长，可实施性差方案2：优化重整氢气匹配操作难度上升，经培训，可实施方案3：消除氢气跑损投入少见效快，可实施性强，需要停工六、制定对策

注水流量低的要因对比选择如下：序号要因对策方案方案对比2注水流量低方案1：更换一台新型注水泵投资适中，利于长期操作方案2：修旧利废投资少，运行稳定性差，技术难度高方案关联项目方案得分情况方案功能重要程度方案1方案2适用性1040.2周期性860.2可实施性970.1可靠性1010.5功能得分9.53.21方案单方造价成本系数功能系数价值系数最优方案方案1800000.7270.7481.029方案1方案2300000.2730.2520.924合计11000011--注水流量低采用F大幅提高、C小幅提高的方案1，价值系数V>1且接近1，是比较理想方案。六、制定对策

催化剂活性差的要因对比选择如下：序号要因对策方案方案对比3催化剂活性差方案1：更换全部催化剂投资大，可实施性差方案2：更换部分催化剂，和再生催化剂一起装填投资适中，可实施性强方案关联项目方案得分情况方案功能重要程度方案1方案2适用性860.2周期性890.2可实施性880.2可靠性1050.4功能得分8.86.61方案单方造价成本系数功能系数价值系数最优方案方案112000000.8570.570.667方案2方案22000000.1430.433.000合计140000011--催化剂活性差采用F小幅降低，C大幅降低的方案2，价值系数V>1且接近1，是比较理想方案。六、制定对策

小组成员经过分析对比，确定了最佳方案，并制定了对策实施计划表。序号要因对策目标措施地点责任人时间1氢纯度低消除氢气跑损消除氢气漏点，减少氢气浪费找出氢气泄漏点，消除漏点重整装置龙先煌4、5月2优化重整氢气匹配提高氢纯度到设计值以上编制操作方案并培训，优先使用重整氢气主控室5、6月3注水流量低更换新型注水泵保证注水流量达到设计值新购一台柱塞计量泵并安装使用柴油加氢现场杜飞5月4催化剂活性差更换部分催化剂，和再生催化剂一起装填提高催化剂脱硫活性新购1吨高效脱硫催化剂，和再生催化剂装填，并优化装填方案柴油加氢现场刘宏斌5月七、实施对策

小组调查了氢气可能跑损的地方，做检查表并进行检查，发现V1102、V1214去高压瓦斯等阀门内漏，待停工时更换。

对策实施一：消除氢气跑损所属系统具体位置检查记录处理方法预加氢系统1、V1102去火炬双阀内漏更换阀门2、V1102去高压瓦斯阀内漏更换阀门重整系统1、V1214安全阀副线可能漏更换阀门2、V1214去高压瓦斯阀内漏更换阀门脱苯系统1、V1303去火炬线可能漏更换阀门2、脱苯混氢总线去火炬线可能漏更换阀门柴油加氢装置1、D4105放火炬副线不漏无2、D4105放火炬控制阀不漏无3、D4104底放空阀不漏无4、D4104紧急放空大阀不漏无5、压机中间分液罐底放空阀内漏更换阀门七、实施对策

车间利用4月18日-25日重整装置计划停工期间，对所有内漏阀门进行更换，更换后图片如下。

对策实施一：消除氢气跑损1、V1102去火炬双阀2、V1102去高压瓦斯阀3、V1214安全阀副线4、V1214去高压瓦斯阀七、实施对策

5月份柴油加氢停工，更换压机中间分液罐排凝阀。

对策实施一：消除氢气跑损5、V1303去火炬线6、脱苯混氢总线去火炬线7、压机A中间分液罐底放空阀8、压机B中间分液罐底放空阀七、实施对策

柴油加氢装置设计正常生产时使用重整氢气，开工使用化肥氮氢气，当重整产氢不够时同时补入化肥氮氢气，主要流程如下图示：

对策实施二：优化重整氢气匹配V1214预加氢系统V1102重整产氢>82%脱苯高压瓦斯柴油加氢化肥氮氢气约72%压力2.5MPa压力0.5MPa压力1.98MPa七、实施对策

针对此情况，小组成员集中分析，找出一个比较好的调节方法，优先使用重整氢气，并编制成操作规定，制定流程图程序，培训后按程序进行操作，流程图如下：

对策实施二：优化重整氢气匹配提高氢气纯度投入生产关闭放高压瓦斯阀门氢纯度合格？YES适当关小去脱苯氢气NO氢纯度合格？YES降量生产NONO引化肥氮氢气氢纯度合格？YES开大废氢外放阀位NO氢纯度合格？YES

1、重整内操交接班检查V1102、V1214去高压瓦斯阀门开度，柴油加氢氢气不够首先关闭排放高压瓦斯阀门。

2、重整内操观察脱苯去高压瓦斯控制阀开度大小，柴油加氢氢纯度过低时可以关小外放阀位到20%。3、柴油加氢内操要严格控制好废氢外放阀位30-50%。4、联系引入化肥氮氢气，但其纯度低于设计，要注意压机电流和排气温度可能会超指标，为了保护压机，车间编制压机运行监控规定，下发执行。要因一对策实施后的效果

措施实施后，我们统计了调整前后柴油加氢的氢纯度如下表，并进行对比，在原料硫上升的情况下，氢纯度比设计值高4%。日期柴油加氢循环氢纯度%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日期柴油加氢循环氢纯度%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新的注水泵旧的注水泵七、实施对策

新购置一台J5-800/10.0-III型柱塞计量泵，5月检修时安装好。

对策实施三：更换新型注水泵新型注水泵安装好后，经过6月21日操作验证，注水泵B开度由60%开到70%，注水流量500kg/h提高到650kg/h（泵计量流量），低分油硫含量从1092ppm下降到808ppm，效果明显，为了防止增加注水成本，车间一直保持设计注水流量生产，不再对比调节。提高注水量前后反应部分脱硫效果对比表操作参数提注水量前操作参数平均值提注水量后操作参数平均值进料量t/h6.26.2反应温度℃314314反应压力MPa6.86.8氢纯度%79.580注水量kg/h500650原料硫含量ppm38503920低分油硫含量ppm1092808七、实施对策经过和催化剂厂家进行技术交流，车间购置了1吨RS-1000型高效脱硫催化剂，并优化装填方案，总催化剂装填量为6.943吨，比2011年多装了0.863吨催化剂。

对策实施四：更换部分催化剂原：2011年底部φ13、φ6、φ3瓷球高于出口收集器度450mm现：新催化剂装填下部，平均温度高，杂质影响少，催化剂高度4560mm现：Ф13瓷球90mm现：瓷球高度180mm现：各保护剂高度相当（200mm）现：2013年三种瓷球高于出口收集器度200mm原：催化剂4400mm原：Ф13瓷球140mm原：瓷球高度340mm原：催化剂2490mm现：催化剂2740mm原：FZC-100仅40mm七、实施对策催化剂装填现场图片。

对策实施四：更换部分催化剂1、反应器下部上表面床层2、上部反应器底部催化剂装填3、精细测量，保证装填量4、保护剂装填八、效果检查措施实施后，为了应对高硫原料，编制操作方案下发执行，并按进料量5.8t/h，压力6.8MPa，反应温度309℃的操作参数进行标定，检查脱硫效果，并与对策实施前数据对比。项目措施前措施后加工量，t/h5.45.8操作压力，MPa6.06.8操作