提高预加氢反应温度

兰州石化公司炼油厂长征QC小组提高预加氢系统反应温度重整加氢联合车间重整装置自一九九九年一月投产，由60万吨/年的重整和40万吨/年的芳烃抽提组成。重整装置是石化公司炼油厂重要的生产装置。装置的主要产品有：苯、甲苯、二甲苯、车用汽油、航空汽油、6#溶剂油、120#溶剂油、180#航空汽油等；重整装置为多家生产装置提供氢气；进入千万吨炼厂以来，重整装置预加氢加工能力的大小，将影响产氢量的大小，也制约其它生产装置的发展。装置简介【目录】小组概况选择课题现状调查设定目标分析原因确定主因制订对策实施对策检查效果制订巩固措施总结及下一步打算一、小组概况1.小组名称:重整加氢联合车间长征QC小组2.课题名称:提高预加氢系统反应温度3.小组成立时间:2006年３月4.课题完成时间:2007年8月5.注册时间：2006年３月6.注册编号：QC/51.15-03-20067.QC小组长编号：甘质协2000

00108.小组类型：攻关型9.小组成员:序号姓名组内分工年龄文化程度TQM教育时间备注1胡沁春全面负责35大专72小时2冯邵艳技术指导30本科72小时工程师3高晓燕技术指导33本科72小时工程师4窦克俭协调检查42高中72小时技师5蔡立栋实施操作34本科72小时工程师6李源实施操作32大专72小时7王强操作记录32中技72小时8石垣操作记录34中技72小时(制表王强2006年3月)表-1小组成员一览表

10.小组集体活动次数：28次分散活动次数：10次出勤率：100％11.小组成员共提合理化建议4条采纳、实施3条一、小组概况12.资料、记录、卡片齐全13.发表人：胡沁春14.活动计划进度表序号建议人建议内容采纳情况实施情况1胡沁春进一步提高加热炉热效率采纳实施2蔡立栋增设一台换热器，提高换热效果采纳实施3王强改善瓦斯组成，以提高加热炉出口温度采纳实施4窦克俭加强员工培训，提高技术素质否否表-2合理化建议表(制表王强2006年3月)计划进度实际进度(制表王强2006年3月)表-3活动计划进度表

任务名称负责人2006年2007345678910111212345678

小组概况胡沁春

选择课题蔡立栋

现状调查蔡立栋

P设定目标冯邵艳

分析原因冯邵艳

确定主因胡沁春

制订对策窦克俭

D实施对策窦克俭

C检查效果高晓燕

制订巩固措施高晓燕

A总结及下步打算冯邵艳

巩固期胡沁春

二、选择课题重整加氢联合车间重整装置尽快解决生产瓶颈，达到千万吨炼厂的发展要求炼油厂要求预加氢反应温度指标控制在300℃

车间指标提高预加氢系统反应温度小组选题(制表王强2006年3月)

装置问题进入2005年年底以来随着千万吨炼厂的发展要求，重整加氢联合车间重整装置预加氢加工量提高，但是暴露出装置预加氢反应温度低达不到指标，使系统加工量无法提高。表-42005年4月-2006年3月数据表（平均值）时间（月）4567894-9月平均加工量t/d1520150015301500151015301515反应温度℃300302299298301300300时间（月）10111212310月-3月平均加工量t/d1600168017001715167016901676反应温度℃276280278279278277278结论：从表中看，2005年4月至9月预加氢加工量为1515t/d，反应温度达到300℃，满足生产要求；2005年10月至2006年3月随着加工量的提高1676t/d，反应温度下降至278℃，达不到车间指标。由于反应温度低，将直接影响预加氢催化剂的寿命，故此重整装置将无法再提高加工量。三、设定目标图-3预加氢反应温度目标值图小组目标：提高预加氢反应温度目标值：反应温度由278℃提高到300℃(制图石垣2006年5月)现状278目标300四、目标可行性分析由选题理由得知：1、车间要求预加氢反应温度指标为300℃。2、目前实际反应温度为278℃。实际温度与要求温度相差22℃。目前生产现状是：(制图石垣2006年4月)加热炉铂料反应器换104炉102

图-1工艺流程图流程简介：铂料首先进入换104换热，然后送入加热炉，经过加热后进入反应器。

小组成员高晓燕收集了2005年12月至2006年2月影响预加氢反应温度低的各项目频数进行分析，并做频数表和排列图：表-5影响预加氢反应温度低的各项目频数统计表编号项目频数(次)累计频数累计百分数（%）A加热炉出口温度低404080B进料硫含量高54590C催化剂失活44998D其他150100

累计数5050100(制表王强2006年4月)结论：通过排列图我们可以看出，加热炉出口温度低是导致预加氢反应温度低的关键问题。(制图石垣2006年4月)图-２排列图

80%98%90%累计百分数﹪频数（次）n＝50···通过对设备原理和其他生产条件分析，充分证明：只要解决了问题的80%，就能将预加氢反应温度提高到300℃以上。因此，小组目标是可以实现的！！五、分析原因针对炉出口温度低这一问题我们从人、机、料、法、环五个方面进行因果分析：(制图石垣2006年5月)误操作炉出口温度低冬夏气温变化大工艺问题入炉温度低炉热效率低人机法环料缺乏经验培训不合格责任心不强技术水平低

加热炉完好率低原料水杂含量超标瓦斯热值低图-4因果图六、确定主因因素１责任心不强公司规定工艺违反率≯2％，现场巡检率≮95％窦克俭查阅工艺纪律检查台帐，统计数据如下：时间工艺违反率现场巡检率2006年2月199.62006年3月099.7平均0.599.7结论：工艺违反率、现场巡检率全部符合公司规定的要求，故责任心不强是非要因。(制表王强2006年6月)

因素２培训不合格公司规定所有操作员必须持证上岗。高晓燕查阅培训档案：司炉岗位全体操作员１０人均有上岗证。车间还定期对操作员进行培训。2006年2月对操作员培训后考核如下：(制表石垣2006年6月)结论:操作员培训考核均合格，培训不合格是非要因表-7考核成绩表序号成绩人数合格情况190以上６合格280以上3合格370以上１合格460以上０合格表-6工艺违反率和现场巡检率（%）六、确定主因结论：因此操作人员缺乏经验是非要因。(制表王强2006年6月)因素3缺乏经验司炉操作员都在此岗位工作7年以上，2006年3月2日对岗位全体操作员进行季度技能测试考核，如下：因素4加热炉完好率低

炼油厂规定加热炉完好率必须达到≮

98%,小组成员李源查阅设备台帐2005年4月-2006年3月加热炉完好率：表-9加热炉完好率（%）时间（月）2005年2006年45678910111212完好率10099.910010099.810099.7100100100100

结论:加热炉完好率均≮

98%的指标要求,因此加热炉完好率低是非要因。(制表王强2006年6月)表-8技能测试考核表参加人数不合格人数合格人数优秀人数合格率%10028100六、确定主因因素5原料水杂含量超标

原料水杂含量高会造成加热炉温度下降，因此原料分析指标为：透明无水杂。此项由化验室对原料进行分析后，将分析数据输入分析台帐。小组成员胡沁春收集2005年4月－2006年3月原料分析水杂含量分析台帐统计发现：原料水杂分析均达到透明无水杂。结论:原料水杂含量超标是非要因。因素6加热炉热效率低

预加氢加热炉热效率指标:≮

89%,李源收集2005年4-2006年2月炉102热效率数据入下:结论:热效率均达到≮89%的指标要求,热效率低是非要因。(制表王强2006年6月)表-10加热炉热效率时间（月）2005年2006年45678910111212热效率89.690.391.590.291.489.890.29089.992.191.2六、确定主因因素7入炉温度低入炉温度的高低直接影响加热炉出口温度变化。在同等加工量、同等热源下入炉温度高，炉出口温度将提高；反之亦然。车间指标入炉温度：260℃。(制图石垣2006年6月)加热炉铂料反应器换104炉102(制表王强2006年7月)结论:从统计表看2005年4月-2005年9月入炉温度263℃，炉出口温度达到指标300

℃

；2005年10月-2006年3月随着千万吨炼厂发展要求，车间提高加工量后入炉温度仅为233℃，远远达不到车间指标。因此入炉温度低是要因。表-112005年4月-2006年3月（平均值）时间（月）4567894-9月平均入炉温度℃262265263266263261263出口温度300302299298301300300时间（月）10111212310月-3月平均入炉温度℃248233228226230231233出口温度276280278279278277278图-5工艺流程图六、确定主因因素8瓦斯热值低

提高瓦斯用量或者提高瓦斯热值均可以达到提高炉出口温度的目的。小组成员蔡立栋收集加热炉操作参数发现：炉子瓦斯控制阀阀位已开到95%以上（阀位范围0%-100%）,瓦斯用量达到365nm3/h以上,操作已经没有调节余地，可是炉出口温度仅为278℃，无法通过提高瓦斯用量来提高炉出口温度。只能通过提高瓦斯热值来达到提高炉出口温度的目的。结论:瓦斯热值低是要因。因素9冬夏气温变化大

小组成员冯邵艳查看气温和操作大帐的历史数据统计如下：结论：外界气温温度差为45℃，而炉出口温度差仅为4℃，炉出口温度变化不大，因此冬夏气温变化大是非要因。(制表王强2006年7月)表-122005年冬夏气温与反应温度对比表（℃）时间（2月）冬季环境温度反应温度时间（8月）夏季环境温度反应温度1日-112771日292785日-102785日3128010日-927610日2827615日-1328015日3227920日-1127920日30280六、确定主因七、制订对策表

针对以上问题分析，经过我小组成员共同分析讨论，按5W1H要求制订对策计划表：表-13对策计划表序号要因对策目标措施时间地点负责人1入炉温度低现场改流程提高入炉温度至260℃增加一台换热器2006年7月-2006年11月操作室胡沁春蔡立栋王强高晓燕2瓦斯热值低提高瓦斯比重降低瓦斯用量至300nm3/h利用回归分析，确定瓦斯用量和炉出口温度2006年11月-2007年3月操作室窦克俭李源冯邵艳石垣(制表王强2006年7月)

小组对因果图中9条末端要因进行了逐条确认后，得到主要要因：1.入炉温度低；2.瓦斯热值低1.入炉温度低2.瓦斯热值低主要要因确定八、对策实施

（1）对策1的实施：经过小组成员共同讨论分析，并采纳成员蔡立栋的合理化建议：增加一台换热器。换热器由进料与塔101顶物换热,一方面降低了塔101顶物温度降低了塔顶空冷的负荷;另一方面提高了进料入炉温度达到车间指标260℃。(制图石垣2006年8月)塔101换104炉102换101回流罐空冷铂料反应器加热炉新增换热器结论：通过对策1的实施，进料入炉温度提至了263℃，进而炉出口温度达到了291.8℃。提高入炉温度至260℃的对策目标实现了，要因1得到了解决。表-142006年11月进料入炉温度统计表

时间（日）3456789101112入炉温度(℃)266262265263261263265260261262炉出口温度291289290288290292289290291293时间（日）131415161718192021平均入炉温度(℃)265263261264263262264264263263炉出口温度291290288292293291294289290291.8(制表王强2007年2月)图-6工艺流程改造图此方案实施效果见表-14：八、对策实施（2）对策2的实施:炉出口温度低可以通过提高瓦斯量或提高瓦斯热值解决，可是实际生产中瓦斯控制阀开度达到95%（控制阀开度范围为0%-100%），操作已没有调节余地。因此小组采纳成员王强的建议，将瓦斯的比重由0.62㎏/m3提至0.85㎏/m3，从而改变瓦斯组成，提高了瓦斯热值。那么瓦斯热值改变了，小组将重新寻找加热炉出口温度与瓦斯用量的配比关系、适宜的对应数据。因此小组成员王强收集了30组预加氢加热炉出口温度与瓦斯用量数据进行分析：X-瓦斯用量Y-加热炉出口温度(制表王强2006年8月)表-15炉出口温度与瓦斯用量数据序号XY序号XY序号XY116522011255280212282502270286123353282240036532282631321023523270296433532014235260242402665290305152902552535033863603421619024026290300716522517350333271902458415375182552722821024093103021938034829270345103803552031031830290260r=Lxy/√Lxx·√Lyy=0.93

查表ra=0.361因r﹥ra故X与Y线性关系显著，且呈正强相关计算a,b值:

根据剩余标准偏差，建立瓦斯用量与加热炉出口温度之间相关关系界限√V余

=√(Lyy-Lxy·b)/n-2=16.3Y上=a+bx+2√V余=0.61x+152.8Y下=a+bx-2√V余=0.61x+87.5通过计算得：Lxx=∑X2－(∑X)2/N=1399620.8Lyy=∑Y2－(∑Y)2/N=59349.4Lxy=∑XY-(∑X)(∑Y)/N=85046.6八、对策实施b=Lxy/Lxx=0.61a=y－

b·x=120.1y=0.61x－

120.1加热炉瓦斯用量与加热炉出口温度的相关数据计算设直线方程：Y=a+bx结论1：通过进行相关分析，我们明确加热炉瓦斯用量与加热炉出口温度之间存在着正强相关的关系。

结论2：从上图看炉出口温度控制在300℃时,瓦斯用量为

250-350nm3/h。结合生产实践决定瓦斯用量控制在300nm3/h

。（阀位65%）八、对策实施结论：通过问题2的实施，瓦斯用量降至到300nm3/h

，炉出口温度达到了300.5℃。第二个要因得到了解决。根据以上两组方程，画出回归直线和管理界线图(制图石垣2006年9月)图-7回归直线和管理界线图表-162007年1月加热炉出口温度统计表时间（日）3456789101112瓦斯用量（nm3/h）299305297289295300302308312306炉出口温度(℃)300301300299302300302301299302时间（日）131415161718192021平均瓦斯用量（nm3/h）296299301295300307310289288300炉出口温度(℃)300302298299300301304301299300.5九、效果检查2.反应温度活动前278℃，小组目标为300℃，活动后300℃，达到了小组的目标与目标值。

预加氢反应温度(制图石垣2007年4月)1.流程改造及操作参数（瓦斯用量300

nm3/h）两个方案实际应用后的效果可见下表：表-18

2007年2月－4月预加氢加工量数据表时间（2月）上旬中旬下旬加工量(t/d)186018401875时间（3月）上旬中旬下旬加工量(t/d)186718531865时间（4月）上旬中旬平均加工量(t/d)186218581860(制表王强2007年4月)

结论：从表-17、表-18中我们看到预加氢反应温度达

300℃，预加氢加工量提到了1860t/d。表-172007年2月-4月预加氢反应温度数据表时间（2月）上旬中旬下旬反应温度302301298时间（3月）上旬中旬下旬反应温度299300301时间（4月）上旬中旬平均反应温度300299300(制表王强2007年4月)活动后小组目标活动前300300278

九、效果检查经济效益鉴定书小组名称：重整加氢联合车间长征QC小组 内容:本小组以《提高预加氢反应温度》为题，自2006年3月开展QC攻关活动，通过小组成员的共同努力，2007年8月按期完成课题，且经济效益显著。经济效益计算如下：1.年铂料增加量:

（1860-1700）/24×8000×10-4

＝5.33万吨三苯比例47.3％三苯与石脑油的差价：336元增产三苯产量＝5.33×84％×47.3％＝2.12万吨年效益＝336×2.12＝712万元2.瓦斯单价：750元／吨自调整操作后预加氢加热炉-102瓦斯用量：活动前365nm3/h活动后降至到300nm3/h

年效益＝750×（365－300）×0.2×10-3×8000×10-4

＝7.8万元3.改造流程、增加一台换热器共投资60万元

全年效益＝712+7.8-60＝659.8万元车间鉴定：技术部门鉴定：财务部门鉴定:经济效益显著1.年铂料增加量:（1860-1700）/24×8000×10-4

＝5.33万吨三苯比例47.3％三苯与石脑油的差价：336元增产三苯产量＝5.3