化工设备长周期运行

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1、化工过程系统及装备长周期安全运行西安交通大学程光旭主要内容一、西部大开发对我国过程装备技术带来的机遇及面临的新挑战二、化工过程装备长周期安全运行工程背景三、化工过程装备长周期安全运行保障体系四、工程案例分析本项目研究涉及的学科化学工程与工艺过程装备与控制材料科学机械工程一、西部大开发对我国过程装备技术带来的机遇及面临的新挑战西部大开发的四大支柱产业：煤炭、油气、电力和化工。涉及的三个重大工程：西煤东运、西电东送、西气东输。目前存在四大挑战和机遇（I）产品质量难以满足日益严格的国家环保标准要求2002年1月1日，我国柴油执行新的国标（GB252-2000），要求硫

2、含量不大于0.2%，氧化沉渣不大于2.5毫克/100毫升，色度不大于3.5。催化裂化柴油，特别是重油催化裂化柴油，不采取深度精制措施难以达到新标准。我国制定新的无铅汽油标准（GB17930-1999），将于2003年1月1日执行，规定汽油中芳烃含量不大40%，烯烃含量不大于35%（v/v），硫含量不大于0.08%（800ppm），笨含量小于2.5%。由此提出的重要研究课题：石油化工传统产业的提升，研制新型精炼装备重油裂化防催化剂污染的设备降低汽油中硫含量的净化设备降低汽油中烯烃含量的工艺及相应设备挑战及机遇（II）2．传统装备能耗较高炼油企业综合能耗，既包括动力

3、（电、蒸汽、水）和燃料（煤炭、天然气等），又包括加工过程中自用燃料（重油、瓦斯）以及催化裂化烧焦。由此提出的重要研究课题：先进合理的节能工艺流程是FCC节能的前提，采用新工艺对老装置进行改造，应采用高活性、高选择性催化剂和低回炼比操作，降低生焦。高效的设备是实现节能降耗的基础，应降低总输入能（烧焦放热、燃料消耗、外供蒸汽和外供电），提高能量回收水平。研究开发高效雾化喷嘴、高效旋风分离器、高效规整填料等。搞好装备“安、稳、长、满、优”运行控制是节能降耗的保证。全面考虑综合用能过程和全面优化是节能降耗的根本，应优化换热网络（外取热器、余热锅炉、油浆蒸汽发生器、分馏塔

4、等）。挑战与机遇（III）3．迫切要求大型装备国产化2001年上半年，全国成品油市场消费柴汽比为2.08，而炼油企业生产柴汽比为1.71左右。市场汽油过剩，柴油短缺。造成柴汽比供需矛盾的根本原因是我国炼油企业的原油二次加工以催化裂化为主，而催化裂化以生产汽油为主。由此提出的重要研究课题：提高柴油收率和改善柴油品质的精炼设备研究增产柴油的工艺及设备（目前已研究成功的催化剂有LRC-99，MLC-500、DMC、RGD-1等，可以提高柴油收率4%左右）渣油催化裂化的反应特点及新工艺与装置的动态机理模拟研究反应深度的控制原理，建立氢转移、异构化和烷基化反应控制技术研究

5、多相反应过程，开发清洁燃料生产的多相反应器挑战与机遇（IV）4.催化裂化装置的长周期运行不理想（安、稳、长、满、优运行）目前国内炼油厂主要生产装置一般大修周期约为“三年两修”，而在国外，大修期一般为三年，甚至可延至五年以上。由此提出的重要研究课题：目前国外石油化工企业生产的发展趋势是从向生产装置优化控制要效益，转向发挥工厂资产运行最大效益发展，即从生产系统的长周期运行要效益。过程状态控制变量的调控技术、过程变量非稳态、非线性技术研究不停车条件下设备现场无损检测方法及相关新技术研究涉及的学科新增长点西部大开发涉及学科新增长点：工程装备的现代制造技术煤化工石油、天然

6、气化工盐化工煤化工的核心技术及装备煤的气化----煤的干粉气化（Shell核心技术及装备）、水煤浆气化（美国德士古核心技术）煤的液化----煤的直接液化技术挑战传统化工和能源装备制造业的发展和升级的关键技术和系统集成技术具有自主知识产权的煤气化及净化技术及装备天然气化工核心技术及装备主要内容：合成氨、甲醇、乙烯、二甲醚、醋酸等核心技术：天然气制合成气、合成烃、制二甲醚、乙醇等。相关的所有设备几乎全部依赖进口工程装备的现代制造技术现代集成制造技术先进制造工艺、方法与装备先进微型加工技术先进机器人二、催化裂化长周期安全运行工程背景装置长周期运行，是指通过挖掘装置的生

7、产潜力，增加有效生产时间，从而减少修理费用，减少非计划停工、延长设备的使用寿命、提高企业的经济效益。装置的可靠度＝（运行周期日-非计划停工日）/（运行周期日）100%一般来讲，“二年一修”指连续运行23个月（运行周期日为690天），“三年一修”指连续运行35个月（运行周期日为1050天），“四年一修”指连续运行47个月（运行周期日为1410天）[2]。重催装置的可靠度：“二年一修”应≥96%,“三年一修”应≥96%,“四年一修”应≥95.5%重油催化裂化装置运行周期考核目标为2年。据统计，1998年中石化系统催化裂化装置全年共发生停工24次81.15天，其中，因

8、设备、仪表原因停工18次