聚甲醛裝置運行管理的探討

楊軍，王瑩，張樂樂，林曉燕，陳星，高勇

（寧煤集團(tuán)甲醇分公司，寧夏 銀川 750411）

1 裝置概述

寧煤集團(tuán)聚甲醛項目的生產(chǎn)工藝采用富藝國際工程有限公司6萬噸/年共聚甲醛生產(chǎn)技術(shù)，是煤化工園區(qū)唯一的一套精細(xì)化工裝置，由甲醛制備、三聚甲醛制備、二氧五環(huán)制備、聚合裝置、后處理裝置等6個工段組成。聚甲醛裝置是綜合性較強的技術(shù)密集型工業(yè)。生產(chǎn)過程中工藝流程長、單元反應(yīng)多、原料復(fù)雜、中間過程控制要求嚴(yán)格，各種用于控制和調(diào)整的特性參數(shù)繁多；而且應(yīng)用和涉及多領(lǐng)域、多學(xué)科的理論知識和專業(yè)技能，其中包括多步合成、分離技術(shù)、分析測試、商品化加工、技術(shù)服務(wù)等，需要消耗大量的人力資源去管理。

2 聚甲醛裝置運行管理難點

該技術(shù)由臺塑共聚甲醛的單線2萬噸生產(chǎn)能力放大至單線3萬噸，存在許多的技術(shù)瓶頸和設(shè)計缺陷，再由于聚甲醛廠家工藝技術(shù)上的劣勢，缺乏相關(guān)的技術(shù)資料和指導(dǎo)，造成運行周期短，裝置損耗大等問題。公司針對裝置穩(wěn)定運行成立技術(shù)攻關(guān)組研究運行管理，重點分析該裝置運行中存在的問題，在原設(shè)計的基礎(chǔ)上提出調(diào)整措施和解決方案，提高裝置運行周期，降低運行成本。

2.1 設(shè)備產(chǎn)能小，單元多，循環(huán)復(fù)雜

主裝置由3套甲醛制備、7套濃縮、2套三聚甲醛制備、1套二氧五環(huán)制備、2套共聚甲醛制備生產(chǎn)線組成，另外配套熱水系統(tǒng)。各單元之間流程聯(lián)系緊密，且儲存能力有限，小單元的故障，容易引起全系統(tǒng)的生產(chǎn)中斷。

2.2 系統(tǒng)流程長，反應(yīng)復(fù)雜，副反應(yīng)多

聚甲醛制備是以甲醇為原料氧化生成甲醛，再以高濃度甲醛在濃硫酸催化作用下生產(chǎn)三聚甲醛和二氧五環(huán)共聚單體，通過螺桿擠出式反應(yīng)器，由三氟化硼做引發(fā)劑，甲縮醛做分子量調(diào)節(jié)劑，進(jìn)行兩種單體的共聚反應(yīng)。

此生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生縮醛類、聚酯類等雜質(zhì)，容易形成共沸組分，單體精制難度大，需要通過精餾、萃取等多種方式進(jìn)行單體提純，而且產(chǎn)品后期穩(wěn)定性控制要求高，工藝指標(biāo)控制范圍窄，調(diào)整中稍有波動都會造成單體質(zhì)量不合格，聚合反應(yīng)的大幅度波動，產(chǎn)品質(zhì)量不合格。

2.3 副反應(yīng)產(chǎn)生甲酸量大，系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重

聚甲醛在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量甲酸，系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重，對材料等級要求嚴(yán)格，設(shè)備維護(hù)難度大、成本高，制約裝置長周期穩(wěn)定運行，且管道、閥門及設(shè)備頻繁出現(xiàn)腐蝕泄漏，由于泄漏介質(zhì)有毒有害，需及時消漏，造成裝置的檢修頻率高，非計劃停車檢修頻繁，嚴(yán)重影響裝置的負(fù)荷調(diào)整。

2.4 介質(zhì)極易出現(xiàn)結(jié)晶、自聚

聚甲醛裝置生產(chǎn)所需的原輔材料及中間產(chǎn)品，三聚甲醛、甲醛等介質(zhì)容易發(fā)生低溫結(jié)晶，高濃度自聚，而造成設(shè)備、管道堵塞，流量計卡澀，屏蔽泵損壞等，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。為了避免介質(zhì)結(jié)晶自聚，管道、設(shè)備等保溫伴熱量大，檢查維護(hù)任務(wù)重。塔、泵、過濾器、換熱器等運行周期短，定期清理維護(hù)項目多。

2.5 介質(zhì)特性明顯，檢修頻繁安全管控難度大

生產(chǎn)過程中使用甲醛、泵、濃硫酸、三氟化硼等多種物料，有毒有害、可燃易爆、強腐蝕性介質(zhì)多，對人員勞動防護(hù)、環(huán)境保護(hù)要求高，加之裝置腐蝕泄漏和系統(tǒng)堵塞造成裝置連續(xù)運行能力弱，定期維護(hù)頻次高，作業(yè)風(fēng)險增加，安全管理任務(wù)艱巨。

3 聚甲醛裝置長周期穩(wěn)定運行的管理思路

裝置在運行測試階段會暴露出諸多問題，針對問題展開全員性的技術(shù)攻關(guān)予以解決或是延長其出現(xiàn)周期，最終將影響安全生產(chǎn)的因素進(jìn)行問題分類，分析總結(jié)歸納，整理出管理措施，通過運行管理的優(yōu)化、細(xì)化、制度化、標(biāo)準(zhǔn)化，消除裝置隱患，提高工作標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范員工工作行為，不斷優(yōu)化完善及時更新，從而形成運行模式，達(dá)到裝置安全平穩(wěn)運行。

3.1 事故預(yù)想保障安全

以事故預(yù)想為思路，全面分析作業(yè)過程中的控制點、設(shè)備管線、操作步驟等方面存在的各種風(fēng)險，制定切實可行包含全方面的風(fēng)險控制措施，并根據(jù)作業(yè)環(huán)境、條件的不斷變化進(jìn)行動態(tài)辨識，及時更新，形成最終的風(fēng)險控制卡，持卡作業(yè)；以風(fēng)險控制卡為主題進(jìn)行員工的安全教育，培養(yǎng)應(yīng)急處理能力，嚴(yán)格要求人員勞動防護(hù)用品的規(guī)范使用；針對頻繁作業(yè)點進(jìn)行硬件改造和工藝調(diào)整，延長周期，降低檢修頻次；評估隱患影響程度，將隱患分級，提前制定匯總作業(yè)計劃，辨識風(fēng)險，做到逐級審核把關(guān)，避免非計劃的倉促作業(yè)；遇異常工況，及時分析原因制定預(yù)防及處理措施，形成報告，組織全員學(xué)習(xí)培訓(xùn)，杜絕重復(fù)事件發(fā)生。

3.2 解決問題全面長遠(yuǎn)

每日組織技術(shù)人員進(jìn)行全裝置隱患排查，每周組織專項關(guān)鍵點檢查，每周召開工藝技術(shù)例會，技術(shù)組、各班組對于裝置問題進(jìn)行全面梳理，進(jìn)行隱患匯總，不論大小，一律制定解決方案和整改時間，并對之前問題進(jìn)行回頭看，反饋措施落實和追蹤實施效果，逐步提升，對標(biāo)運行周期和成效不斷超越。難以解決的長期問題如甲酸腐蝕，高濃度甲醛自聚等問題不放下，階段性的實施總結(jié)，立足長遠(yuǎn)進(jìn)行打算，逐步推進(jìn)。

3.3 全員參與技術(shù)攻關(guān)

由于裝置放大效應(yīng)的存在，使得裝置的很多問題無法在短期內(nèi)得到解決，需要所有人員長期的總結(jié)和改造。成立技術(shù)攻關(guān)組，每日組織核心人員及班組人員召開攻關(guān)會議，針對裝置的技術(shù)瓶頸，頻繁作業(yè)點，腐蝕泄漏等問題組織大家的力量，總結(jié)當(dāng)日工況，下發(fā)日操作指令，統(tǒng)一操作手段，便于找出核心措施，不斷優(yōu)化，同時培養(yǎng)技術(shù)人才，讓裝置越來越穩(wěn)，技術(shù)力量越來越強。

3.4 技術(shù)資料嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致

嚴(yán)格管理工藝指標(biāo)控制，每日分析異常指標(biāo)提出控制措施和考核意見，提高全員指標(biāo)控制意識。制定并不斷更新關(guān)鍵參數(shù)控制要求，嚴(yán)格管理班組工作交接和落實，及時準(zhǔn)確的將工況調(diào)整、操作經(jīng)驗、工藝指令、指標(biāo)控制等交接傳達(dá)，建立統(tǒng)一的調(diào)整理念。每月編寫技術(shù)總結(jié)，對待技術(shù)總結(jié)、資料收集整理要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，技術(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計最重要，基礎(chǔ)資料真實可靠，數(shù)據(jù)分析井井有條是技術(shù)創(chuàng)新的支持，也是人員培訓(xùn)的關(guān)鍵資料。經(jīng)常回頭翻看，及時更新崗位操作法及工藝技術(shù)規(guī)程，關(guān)鍵成果形成論文。

3.5 日清項目標(biāo)準(zhǔn)落實

將技術(shù)攻關(guān)成果進(jìn)行總結(jié)，對于系統(tǒng)易堵塞、易腐蝕、易故障部位摸索運行周期，進(jìn)行定期檢查提前預(yù)防，將工藝指令內(nèi)容中的有效措施轉(zhuǎn)化為日檢查清理項目，根據(jù)運行情況定期修改日清項目及頻次。加強日清項目的監(jiān)督執(zhí)行，對于保溫伴熱無法滿足的介質(zhì)管線，更需要操作人員進(jìn)行定期的沖洗置換。對極易結(jié)晶自聚的介質(zhì)管線，還需要對泵前的濾網(wǎng)定期清理，防止吸入口堵塞損壞設(shè)備。管理人員要定期進(jìn)行督促指導(dǎo)，操作人員要按照定期處置要求嚴(yán)格執(zhí)行。這些日清項目的執(zhí)行極大的提高了班組員工的工作量，但相比不定期處置這些項目所帶來的運行風(fēng)險還是很小的。

3.6 把握周期計劃檢修

聚甲醛裝置在連續(xù)運行中，由于介質(zhì)易堵塞腐蝕，系統(tǒng)副反應(yīng)復(fù)雜，需針對裝置周期性波動和產(chǎn)品質(zhì)量影響因素，結(jié)合工藝操作和設(shè)備檢維修，定期進(jìn)行局部停車清理檢修維護(hù)，各單元聯(lián)系緊密，卻又互有緩沖空間，通過不同生產(chǎn)線的切換供應(yīng)，單線運行，保證整個系統(tǒng)流程不中斷。依據(jù)裝置問題拐點，設(shè)備維護(hù)周期，定期對各分單元進(jìn)行短暫計劃性的交出檢修，對系統(tǒng)進(jìn)行清洗置換，排出副反應(yīng)雜質(zhì)，并根據(jù)運行效果的不斷擴大而延長運行周期。

3.7 長遠(yuǎn)貯備周期定檢

影響裝置平穩(wěn)運行的主要是換熱器、塔、及屏蔽泵這三類設(shè)備。由于系統(tǒng)的甲醛含量高造成塔內(nèi)件、換熱器管板與換熱管腐蝕；屏蔽泵因介質(zhì)腐蝕及堵塞經(jīng)常跳車；做好計劃檢修工作，保證備機正常，執(zhí)行屏蔽泵定檢，易腐蝕備件升級材質(zhì)；無備機專有設(shè)備必須掌握設(shè)備運行狀態(tài)，合理利用裝置生產(chǎn)線切換、定期清理等計劃停車機會，進(jìn)行針對性的定檢；做好動、靜設(shè)備及專有設(shè)備的備件儲備工作，避免設(shè)備損壞返廠維修的無備機被動局面；對裝置極易出現(xiàn)腐蝕的屏蔽泵、換熱器、管閥件等建立臺賬，定期進(jìn)行測厚，梳理出影響裝置運行和環(huán)保指標(biāo)的關(guān)鍵點，提前規(guī)劃及時儲備；對專有設(shè)備的備件進(jìn)行全面的細(xì)化梳理，聯(lián)系專業(yè)測繪，實現(xiàn)國產(chǎn)化替代，避免長周期進(jìn)口采購耽誤生產(chǎn)。

3.8 工段輪崗培養(yǎng)人員

以崗位的精簡為主線，以人員一崗多能為目標(biāo)，按計劃地開展員工通崗培訓(xùn)。針對技術(shù)員、班長、操作工進(jìn)行分級輪崗培訓(xùn)，分層級考評，縱向深入，確保培訓(xùn)效果。讓員工更深地理解整套裝置的運行關(guān)系，熟知裝置關(guān)鍵點，在操作調(diào)整中能夠把握重點，增強系統(tǒng)大流程把控能力，培養(yǎng)技術(shù)人才。

3.9 嚴(yán)控排放保護(hù)環(huán)境

梳理系統(tǒng)補水點，廢水排放點，實施節(jié)能節(jié)水措施，整體優(yōu)化系統(tǒng)用水平衡，將可替代、可回收部分進(jìn)行充分回收利用，減少廢水排放量；分析系統(tǒng)副反應(yīng)發(fā)生區(qū)，在保證單體、成品質(zhì)量的前提下，調(diào)整系統(tǒng)雜質(zhì)排放量，減少廢水中COD；有毒有害介質(zhì)控制重在消漏，針對各個泄漏點制定回收和監(jiān)控措施，利用負(fù)壓抽吸廢氣洗滌，檢修置換排放進(jìn)行過濾收集，分階段回收，實現(xiàn)密閉排放和原料回收。

4 結(jié)語

一套裝置，一項技術(shù)的進(jìn)步，來自于成果鞏固和推演，從而不斷的優(yōu)化和提升，形成自主品牌和模式，對提高聚甲醛產(chǎn)品在市場上的競爭力有非常重要的意義。