1、降低尿素装置中压放空尾气氨含量,塔石化尿素生产部第四QC小组,发布人：林珂发布日期：2015年1月,降低尿素装置中压放空尾气氨含量,塔里木大化肥尿素装置（包括大颗粒）设计能力年产80万吨尿素，其中尿素装置由意大利斯纳姆（Snam）公司专利提供设计包；大颗粒部分由日本东洋工程（TEC）公司专利提供设计包。中压放空尾气是指通过中压吸收系统吸收后排放到大气中的尾气，主要包括前系统加入的惰性气体和少量的氨。装置自投产以来，中压放空尾气中的氨含量一直较高。,一 、课题背景,二 、小组概况,三 、选题理由,公司要求,本部门的结症,选定课题,塔石化公司要求中压放空尾气氨含量小于5%（wt）,降低尿素装置中压
2、放空尾气氨含量,确定目标,根据塔里木石化分公司2014年考核要求，尿素装置中压放空尾气氨含量小于5%（wt）。针对分公司下达的考核指标，并参考国内同行业技术指标，我们将目标设定为5%（wt）。,制图：钱叶 时间：2014年1月,现状,目标,13.02%(wt),5%(wt),四 、设定目标,从上表可知，2013年全年装置运行326天，共检测样本326次，其中中压放空尾气氨含量达标（氨含量5%wt）次数314次，达标数据均值为3.51%（wt），超标数据均值为13.34%（wt）。,五 、目标可行性分析,正常生产时，公司要求每天11点对现场各取样点以及中压放空尾气进行一次取样分析，分析结果统计如
3、下：,CO2和液氨进入合成塔R101反应后，生产尿素和甲铵，未转化成尿素的甲铵在汽提塔E101通过加热，部分分解成氨和二氧化碳，没有分解完的甲铵进入中压分解器E102通过减压闪蒸、加热分解成氨和二氧化碳并从塔顶逸出，然后与来自P103的碳铵液混合进入E104E106，在此二氧化碳几乎被全部吸收，氨则在中压吸收塔C101中进行精馏，之后进入氨冷凝器E109进行冷凝液后收集到氨储槽V105中。未被完全回收的氨气则进入中压惰性气体洗涤塔C103/E111进行最后的冷凝洗涤，剩下极少量的氨通过尾气放空。,2、生产流程分析,液氨,CO2,BLS,MS,LC,MC,CW,HW,FV1010,HW,CW,C
4、101,E106,E104,C103,液氨,E109,P107,1,2,3,4,E101,R101,CW,HW,E111,LV1023,LV1015,来自P103,去E103,液氨,FV1012,LV1017,E110,HV1014,T I1028,TV1026,T I1034,E102,小组成员通过对生产流程进行分析，得出以下结论,五 、目标可行性分析,小组成员通过对生产流程进行分析，得出以下结论,五 、目标可行性分析,2013年1-12月氨含量超标影响环节统计,序号,A,合 计,影响环节,C103氨吸收效果差,频次,179,累计频次,179,累计（%）,B,C,D,C101氨吸收效果差,R
5、101出液氨含量高,E101出液氨含量高,118,11,6,314,297,308,1.84,100,57.01,94.59,98.09,100.0,2013年1-12月影响环节排列图,从排列图中可以看出，C103氨吸收效果差和C101氨吸收效果差所占的比重最大，约占总量的94.59%，远高于其它影响环节。是造成中压放空尾气氨含量高的主要问题/症结。,制表：李林珂 时间：2014年1月15日,314,五 、目标可行性分析,为了找准问题/症结，小组在2014年1月进行了现场跟踪，增加分析频次，每日5点、11点、17点三次取样分析，分析结果统计如下：,五 、目标可行性分析,2014年1月影响环节排
6、列图,从排列图中可以看出，C103氨吸收效果差和C101氨吸收效果差所占的比重最大，约占总量的94.91%，远高于其它影响环节。,五 、目标可行性分析,现场跟踪取样分析结果与2013年1-12月的数据分析结论一致。通过以上分析可知：C103氨吸收效果差和C101氨吸收效果差是造成中压放空尾气氨含量高的主要问题/症结。,结 论,4、目标制定依据,塔石化尿素装置与海南富岛尿素装置年设计产能相同，生产原理相近，各项技术经济指标具有较好的对标性。其2013年中压放空尾气氨含量平均值为3.4% （wt） 。,从装置本身运行情况来看，2013年中压放空尾气氨含量共有12次达到了5%（wt）的指标，达标均值
7、为3.51%（wt），工艺条件具备实现目标的能力。,C103氨吸收效果差、C101氨吸收效果差是造成中压放空尾气氨含量超标的主要问题/症结，占总量的94.59%。而通过横向比较和纵向比较，小组具备100%解决这两个症结的能力。以此计算中压放空尾气氨含量的平均值将降至：3.51%31494.59%+13.34%314（1-94.59%）/314=4.04%（wt）,五 、目标可行性分析,六 、原因分析,制图：李林珂 时间：2014年2月,制图：李林珂 时间：2014年2月,七 、要因确认,LIC1017液位设定50%5%,蒲 锐,LIC1017控制精度差,确认标准,结论,完成时间,2014年3月
8、2日,确认内容,确认人,末端因素一,从2014年1月1日-2014年1月20日，选取正常运行的时段，每天随机抽取3组LI1017的液位数据，计算LIC1017液位控制的过程能力（Cpk）,七 、要因确认,15%LI101520%,钱叶,LV1015开度小,确认标准,结论,完成时间,2014年3月8日,确认内容,确认人,末端因素二,2013年1-6月C101液位LI1015不在指标范围内。,七 、要因确认,85TI102690,廖波,TV1026开度小,确认标准,结论,完成时间,2014年3月14日,确认内容,确认人,末端因素三,2013年1-6月TI1026温度不在指标范围内。,七 、要因确认
9、,0FI10391.16m3/h,唐新强,LV1017开度大,确认标准,结论,完成时间,确认内容,确认人,末端因素四,2013年1-6月FI1039不在指标范围内。,七 、要因确认,2014年3月20日,塔盘开孔率高,确认标准,确认内容,结论,确认人,黄新,完成时间,2014年3月22日,末端因素五,板孔动能因子5.0Pa0.5,七 、要因确认,为验证C103塔盘开孔率是否符合设计要求，小组成员查阅了2013年装置检修期间C103塔盘密封试验的数据，结果如下：,塔盘,频次,时间（S）,FV1012开度小,确认标准,FI10120.41m3/h,确认内容,结论,确认人,马建军,完成时间,2014
10、年3月25日,末端因素六,七 、要因确认,2013年1-6月FI1012不在指标范围内。,七 、要因确认,LV1023开度小,确认标准,30%LI102380%,确认内容,结论,确认人,闫泽强,完成时间,2014年4月10日,末端因素八,2013年1-6月LI1023液位在指标范围内,七 、要因确认,七 、要因确认,通过要因确认，小组找到了五个要因，分别是：,1、LV1015开度小2、TV1026开度小3、LV1017开度大4、FV1012开度小5、塔盘开孔率高,C101液氨加入量FI1010大,正交试验法分析三要因参数设定，并进行优化调节,采用优选法选择最佳阀门开度,八 、制定对策,八 、制
11、定对策,针对要因五，由于塔盘改造需要较高费用，为尽量节约成本，小组召开头脑风暴会议，提出了三种方案：,方案一：对原塔盘多余的浮阀孔洞进行堵焊，以降低塔盘开孔率，提高塔盘板孔动能因子。,方案二：C103溢流堰高度40mm，浮阀弓高17mm，可降低浮阀弓高，增加气液传质效率,方案三：在不改变设备本体的情况下采用更高效塔盘替换现有浮阀塔盘,小组成员运用化工模拟软件ChemCAD对改造后的塔盘数据处理，发现动能因子虽然提高但由于气液传质效率降低造成尾气氨含量增加,在装置停车检修期间，对原浮阀进行改造，降低浮阀弓高以增加塔盘板孔动能因子,在装置停车检修期间，采购微孔塔盘用以更换原浮阀塔盘,不可行,可行,
12、可行,为确定微孔塔盘能否满足生产要求，小组成员将微孔塔盘数据及本装置实际情况向河北工业大学做了详细说明，由其进行严格的水力学计算。,为找出最优方案，小组成员将方案二、三进行分析对比：,八 、制定对策,改造后，板孔动能因子可以提高到8.6Pa0.5以上，方案可行。,八 、制定对策,对策实施计划表,对策实施一：分析三要因参数设定最佳值,选位级,排因素位级表,L9(34)正交实验方案处理,试验结果分析,（1）因素对结果影响的程度： 主 A B C 次（2）直观分析：较好方案A2B3C2（3） 计算分析：较优方案A3B3C2（4）由于较优方案与较好方案不一致，且不包含在九次试验之中，小组进行了验证试验
13、：,九、对策实施,对策实施一：分析三要因参数设定最佳值,两种方案对比试验记录表,对比试验结论,经实验验证，在确保系统稳定的前提下，方案A3B3C2可以确保FI1010液氨流量14.40m3/h，所以方案A3B3C2为最佳方案。,试验指标：FI1010流量14.4m3/h,对影响因素作趋势图如下：,九、对策实施,趋势图分析,因素A、B为主要影响因素且已选到最大值，C为最次要因素，影响最小，故不做加密分析。,小组成员用试验得出的最佳方案进行小批跟踪试验,效果验证：6月3日至8日小组成员利用方案A3B3C2，进行了跟踪试验。结果如表所示：,九、对策实施,对策实施有效,对策实施二：调整FV1012，选
14、择最佳阀门开度,实施人：廖波 李红波 实施时间：5月20日-27日,九、对策实施,P1,P1,对策实施二：调整FV-1012，选择最佳阀门开度,实施人：廖波 李红波 实施时间：5月20日-27日,九、对策实施,小组成员用试验得出的最佳阀位P2进行跟踪,效果验证：5月28日至6月2日，装置负荷100%，FV1012保持在38%开度，FI1012流量控制在指标0.41m/h-0.62m/h范围内。,对策实施有效,九、对策实施,实施人：黄新、温磊 实施时间：2014年7月10日-7月18日,九、对策实施,C103塔盘更换后，中压放空尾气流量下降了25%（如下表）。,对策实施三：更换C103塔盘,运行
15、情况跟踪,效果验证,运行后，我们对C103放空尾气流量进行了跟踪，并与改造前比对,九、对策实施,对策实施有效,十、效果检查,小组对2014年9-11月份中压放空尾气氨含量的分析化验数据进行了统计，结果如下：,对策实施后，2014年9-11月份中压放空尾气氨含量均值达到4.09%（wt），优于目标值，目标达成。,制图：唐新强 时间：2014年12月2日,制图：唐新强 时间：2014年12月1日,13.02%,5%,4.09%,活动前,活动目标,活动后,十 、效果检查,为了检查症结解决情况，小组在2014年9-11月对现场数据进行了统计分析：,十 、效果检查,从图可以看出，两个主要问题/症结所占百
16、分比从94.59%降至0%。症结已经彻底解决。,十 、效果检查,症结解决情况：统计2014年9月-11月影响中压放空尾气氨含量高的各个影响环节，分析如下表：,十一 、效益评估,效益分析,直接经济效益,活动后系统每小时回收氨0.14吨，9-11月三个月共节约成本：0.14吨/小时24小时1285元/吨氨84天=36.27万元。,塔盘费用6.5万元，安装费2万元，合计8.5万元,3个月巩固期36.27-8.5=27.77万元,无形效益,降低中压尾气放空氨含量，降低了“三废排放”，减少了对环境的污染，提升了企业形象。,降低了装置氨耗，氨耗指标中石油化肥行业排名第一，提高了企业竞争力。,改善了现场作业
17、环境,十二 、巩固措施,十三 、总结下一步打算,通过本次活动，达到了我们的预期目标，QC小组成员各项能力得到提升。在以后的工作当中，我们要开展更多高质量、有实效的活动，为公司的发展贡献力量！,通过本次活动，达到了我们的预期目标，QC小组成员各项能力得到提升。在以后的工作当中，我们要开展更多高质量、有实效的活动，为公司的发展贡献力量！,通过本次活动，达到了我们的预期目标，QC小组成员各项能力得到提升。在以后的工作当中，我们要开展更多高质量、有实效的活动，为公司的发展贡献力量！,通过本次活动，达到了我们的预期目标，QC小组成员各项能力得到提升。在以后的工作当中，我们要开展更多高质量、有实效的活动，为公司的发展贡献力量！,降低蒸发系统耗汽量,降低蒸发系统耗气量,0,5,团队精神,服务意识,工作热情,解决问题能力,QC工具运用技巧,谢谢观看,
