某大型煉油項目開車工作總結及對設計工作的幾點啟示

李岐東 中國石油工程建設公司華東設計分公司 青島 266071

陳保華 廣西石化公司 欽州 535008

當前，國內的石化工程公司承擔的石化項目只做到施工的深度，而國際知名的石化工程公司除了做EPC項目外，還負責組織項目的“三查四定”、生產(chǎn)準備和開車工作。對于欲成為“國內一流、國際知名”的設計公司，在做好EPC項目的基礎上，還要深入研究項目的“三查四定”、生產(chǎn)準備和開車的工作內容和組織形式，利于企業(yè)長遠發(fā)展。筆者通過參加中國石油某大型煉油項目開車工作，經(jīng)歷了這個項目從“三查四定”到開車成功的過程，現(xiàn)將這些工作進行深入分析、歸納總結，希望對未來的工作有借鑒意義。

1 項目概況及技術特點

某石化公司107t/a煉油工程，是國家煉油工業(yè)“十一五”發(fā)展規(guī)劃中的重要項目，廠區(qū)占地186.4ha。華東設計分公司為工程項目的總體設計單位，除此之外，還擔負8套主體工藝裝置及部分油品儲運、配套系統(tǒng)工程及輔助生產(chǎn)設施等48個單元的設計任務。設計先期以蘇丹1/2/4區(qū)低硫原油為原料，遠期以中東高硫原油為原料，所有裝置在設計上均按加工高硫油的要求進行設計，兼顧低硫和高硫兩種工況下的操作。項目按照大規(guī)模、短流程、燃料型設計，采用常減壓蒸餾－重油催化裂化－加氫裂化的技術路線。在總加工流程、能量利用等方面經(jīng)美國UOP公司進行了優(yōu)化，公用工程系統(tǒng)經(jīng)UOP進行了概念設計，在系統(tǒng)配置上借鑒、吸收了國、內外的先進理念。生產(chǎn)的產(chǎn)品全部滿足歐Ⅲ、部分滿足歐Ⅳ標準的要求。每年可向西南等地區(qū)供應約9.0×106t汽油、柴油、芳烴和聚丙烯等燃料和石化產(chǎn)品。

2 項目的主要節(jié)點

項目設計及開車的主要節(jié)點見表1。

3 項目開車的總體思路

根據(jù)大型煉油項目試車過程中的階段性特點，將該項目的整個試車過程分為以下三個階段:

3.1 單機試車階段

該階段從裝置工程安裝基本結束，開始“三查四定”到裝置完成中交的試車階段，其主要任務是“三查四定 (主要任務是查設計漏項、未完成的工程、過程質量及隱患，針對檢查出的問題明確工作范圍、責任人、確定完成時間和制定整改措施)”、系統(tǒng)清洗、吹掃、試壓、單機試車、儀表單調、裝置中交等工作。這個階段的工作以施工單位為主，業(yè)主的相關部門配合，生產(chǎn)操作人員提前介入現(xiàn)場的施工質量檢查，在施工階段發(fā)現(xiàn)、整改問題。 “三查四定”及問題的整改落實、試車及施工交叉進行，中交前必須完成“三查四定”工作和設備的試運。生產(chǎn)人員通過第一階段工作的介入，確保各項試車工作順利進行，同時進行現(xiàn)場學習，達到熟悉現(xiàn)場流程和練兵的目的。

3.2 聯(lián)動試車階段

裝置中交后進入聯(lián)動試車階段，以業(yè)主的生產(chǎn)人員牽頭組織，該階段的主要工作是進行系統(tǒng)的吹掃、氣密、干燥、儀表和大型機組的聯(lián)調、裝置水聯(lián)運、油聯(lián)運和三劑裝填，并對自控儀表系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)的性能進行檢查和考核，檢驗其是否達到設計規(guī)范和生產(chǎn)運行的要求。

表1 本項目設計及開車的主要節(jié)點

3.3 投料試車階段

結合該項目規(guī)模大、技術新和人員少的特點，以及全廠同時開停的設計思路，首次投料試車采用“到開車”的開工思路。投料試車過程分兩步走:第一步是常減壓裝置、制氫和石腦油加氫的首次備料開工;第二步是所有生產(chǎn)裝置進入聯(lián)動開工階段。首次備料開工時先開常減壓，為下游裝置準備開工用油，然后在條件具備時開制氫、石腦油加氫裝置，為重整裝置準備開工精制油，同時完成加氫裂化、加氫精制裝置的氣密和催化劑硫化工作。待所有裝置都準備就緒處于待料狀態(tài)后，根據(jù)各裝置之間的供料關系、中間庫存、燃料、動力平衡等安排所有裝置聯(lián)動投料開車。

4 項目開車的經(jīng)驗總結

回顧整個項目的開車過程，從生產(chǎn)準備到工程收尾、各階段試車的組織以及正式投料開工，進展順利，主要得益于以下幾個方面的工作。

4.1 《項目總體開車方案》的編寫和優(yōu)化完善

根據(jù)集團公司發(fā)布的《大、中型建設項目試車管理暫行規(guī)定》，結合最近幾年新開煉廠的經(jīng)驗和本項目工藝技術特點，編寫了《項目總體開車方案》，方案在內容和形式上有所突破，更清晰地將試車過程劃分為單機試車、聯(lián)動試車和投料試車三個階段，每一階段對應七個方面的準備工作、計劃安排、應具備的條件和應達到的標準。

2009年7月，邀請國內新開工的大型煉廠和設計院的專家，對總體開工方案進行討論審查，就一些具體問題落實解決方案。重點是提出應急或退守方案的修改建議、完善產(chǎn)品出廠方案、建議延伸3.0MPa氮氣管網(wǎng)至臨氫裝置等，并補充需要增加完善的開工流程等臨時設施。另外，根據(jù)全廠開工的需要，增加了開工臨時設施089和下海設施完善項目090設計單元，使總體開車方案更加完善。2009年11月，《項目總體開車方案》順利通過總部組織的審查并得到批復。

在實際的生產(chǎn)準備和試車過程中，總體試車方案始終貫穿其中。在生產(chǎn)準備階段，組織編寫了所有裝置的操作規(guī)程、裝置開工方案、生產(chǎn)相關的管理制度;編制了開工物資準備計劃包括開工油品、備品配件、三劑等落實方案;對銷售系統(tǒng)和外部條件的落實開展具體細致的工作。使《項目總體開車方案》在整個項目開車過程中真正起到計劃書和作業(yè)指導書的作用。

4.2 嚴格遵循《項目總體開車方案》和《裝置開車方案》

在《項目總體開車方案》的指導下，借鑒了近年來新建煉廠的開工組織經(jīng)驗，結合業(yè)主的組織和人員特點，對三階段試車工作的內容和標準進行擴展、細化，形成了目標明確、標準統(tǒng)一、條件確認有據(jù)可依的試車標準。在執(zhí)行過程中，嚴格遵循《裝置開車方案》，堅持按試車標準進行條件確認，所有條件確認到位后再開展下一步工作，真正做到步步為營、穩(wěn)扎穩(wěn)打，在條件不具備之前絕不倉促冒進，避免走回頭路和發(fā)生安全事故。

4.3 完善應急預案和措施

實踐證明，完善的應急措施對項目開車十分必要。因此在編制總體試車方案時，針對各裝置可能出現(xiàn)的異常情況，分別編制了退守方案，對于當時不具備條件的，通過增加臨時措施，確保退守方案切實可行。這些措施在開車過程中發(fā)揮了至關重要的作用，避免了因一套裝置出現(xiàn)異常而影響所有裝置都退回到原點，做到了進退靈活。

4.3.1 設置中間物料去原油罐的應急流程

在開工前通過原油方案的模擬計算，就預見到可能會出現(xiàn)中間物料憋庫的情況，特別是蠟油和渣油。因此，在開工前對流程進行完善，確保返罐流程暢通。實踐證明，該措施在開工以及試生產(chǎn)過程中起到了很大作用，如在開工過程中，由于連續(xù)重整和加氫裂化裝置開車周期長，這期間出現(xiàn)蠟油中間罐滿返原油罐。在試生產(chǎn)期間，由于渣油出廠能力的限制以及原油加工配比還在摸索階段，渣油產(chǎn)量較大，在一定時期內出現(xiàn)不均衡的情況，都通過返原油罐避免了裝置停工的發(fā)生。

4.3.2 增加液化氣汽化設施，確保燃料氣供給

原系統(tǒng)設計一臺5t/h的液化氣汽化器，作為催化烘兩器的燃料氣來源，但該汽化器未考慮開車過程中可能的最大燃料氣需求量，因此在臨時設施中增加一臺20t/h的汽化器，作為燃料氣管網(wǎng)的保障措施。在開工初期，催化裝置多次切斷進料，給全廠的燃料氣管網(wǎng)造成很大的沖擊，但由于有25t/h的汽化器在線備用，每次都能及時提高負荷，保證其他裝置用燃料氣不受影響，避免了大面積的裝置停車。

4.3.3 兩臺鍋爐并列運行，保障蒸汽管網(wǎng)穩(wěn)定

催化裂化裝置開工后，產(chǎn)汽量 (450t/h)基本可滿足其他裝置的需要，但由于運行初期裝置不平穩(wěn)，切斷進料時對蒸汽管網(wǎng)沖擊非常大，此時動力站兩臺處于低負荷運行的鍋爐 (每臺能力130t/h)能夠迅速提負荷，確保加氫裂化、重整等關鍵裝置不會因蒸汽管網(wǎng)大幅度波動而停工。

4.3.4 開工初期制氫裝置與連續(xù)重整裝置并列運行

制氫裝置 (4×104Nm3/h)先開工為臨氫裝置提供氣密用氫氣，為后續(xù)開工打基礎。另外，在連續(xù)重整裝置開工初期，由于裝置不平穩(wěn)，氫氣時有波動，制氫裝置在此期間提供了可靠的氫氣，極大地緩解了連續(xù)重整裝置的運行壓力，裝置基本穩(wěn)定后出于運行經(jīng)濟性的考慮，將制氫裝置停下來，由連續(xù)重整裝置單獨供氫。

4.4 保證產(chǎn)銷銜接良好

通過完善銷售設施擴大各產(chǎn)品的出廠能力，鐵路專用線危險貨物運輸資質及時開通。在開車和試生產(chǎn)階段，保證原油進廠和產(chǎn)品出廠與生產(chǎn)銜接緊密，流程順暢，進出廠能力逐步提高，保證了生產(chǎn)的正常進行，這與開工前的一系列準備工作密不可分。

5 開車中的難點

(1)單裝置規(guī)模大、技術新，開車難度大。全廠有10套生產(chǎn)裝置 (引進UOP技術)和1套公用工程裝置采用了引進具有國際先進水平的工藝包，國內類似工藝技術或工況的可借鑒操作經(jīng)驗不多。

(2)在總流程設計和公用工程概念設計階段，經(jīng)整體優(yōu)化后實現(xiàn)短流程、高度整合、熱聯(lián)合。裝置之間互供料設計采用以直供料為主，達到節(jié)能目的。同時，中間罐存設計較小，設計全緩沖時間一般為2～3d。這些特點使上下游裝置銜接非常緊密，對全廠的開工和應急處理要求更高，在開工過程中要求相關裝置必須迅速具備條件，在事故狀態(tài)下必須增加特殊措施，以提高其它裝置的抗干擾能力。

(3)本項目在設計之初考慮加工低硫原油，遠期增加配套裝置后可加工高含硫原油，一期裝置在配置上均按加工高硫油設計，在操作運行上能兼顧低硫和高硫兩種不同的工況。然而在實際開工時，由于市場供應的原因，至少60%的原油必須由其它油種代替，這使得實際開工工況偏離設計工況較遠，增加了全廠平衡的難度。

(4)該項目按500人配備，人員編制非常精簡，而且隊伍年輕，操作經(jīng)驗少。需要通過培訓和實習來提高隊伍的開車操作水平。

6 對設計工作的幾點啟示

通過設計過程的HAZOP分析、現(xiàn)場的“三查四定”和開車等過程，發(fā)現(xiàn)了一些問題，共出設計變更單2402份，其中設計原因1346份，非設計原因1056份。為進一步提升工程設計質量，針對這些問題，組織各專業(yè)的技術專家進行認真分析和總結:

(1)設計院在規(guī)劃項目的總加工流程時，除關注項目的產(chǎn)品質量和經(jīng)濟效益外，還要研究總加工流程對總體開車的可實施性和項目運行的可靠度;同時，要根據(jù)開車過程中，裝置與裝置之間、裝置與罐區(qū)之間的邏輯關系，設置完善的開車流程、事故退守流程等，這是多數(shù)設計者易忽略的問題。

(2)應進一步提高設、校、審人員的責任心，減少因工作不細致造成的錯、漏、碰等低級錯誤。

(3)裝置大型化以后，設備的體積和管徑都相應增大，與小裝置的設計理念有很多不同，需要積累更多經(jīng)驗，以避免大型設備和管線與基礎、框架之間的碰撞問題。

(4)對于引進工藝包進行工程設計的裝置或系統(tǒng)，要全面了解和消化工藝包，并嚴格遵循工藝包進行設計，若有疑問及時溝通交流，不能隨意改變工藝包的要求進行設計，避免引起責任糾紛。

(5)由于相關專業(yè)之間的分工不明確或協(xié)調、溝通不夠引起的問題，只靠委托資料不能很好的解決問題，需要相關專業(yè)反復溝通與協(xié)調，才能達到較為理想的效果。

(6)在利用供貨商中間資料進行設計的情況下，待供貨商最終資料交付后，務必對資料進行仔細審查，避免供貨商資料更改引起的設計錯誤。

(7)在進行訂貨技術談判時，要將工作界面、界面條件、性能要求和技術參數(shù)談清楚，如果發(fā)現(xiàn)有漏項，及時補充談判或書面溝通。防止因技術談判不全、不深，造成設備不能安裝或不能滿足設計要求。

(8)安排合理的工期，有些業(yè)主可能把設計工期壓得很緊，作為設計院應該以事實為根據(jù)，與業(yè)主進行溝通和協(xié)調，盡可能爭取到合理的設計工期。事實證明，過分短的設計工期，必然以犧牲設計質量為代價。

(9)在設計過程中，設計人員必然面對很多的規(guī)范和標準，如有國際和地方法規(guī)、行業(yè)規(guī)范和標準、技術專利商的標準以及業(yè)主的要求。在遵循規(guī)范和標準方面，也容易出現(xiàn)問題。因此，首先要分清這些標準和規(guī)范高低先后，如果遇到兩個規(guī)范沖突的地方，必須聯(lián)系權威部門進行澄清，其次也可以參照行業(yè)內已經(jīng)成功運行的范例。

7 結語

項目2010年10月份進入試生產(chǎn)期，通過三個月的穩(wěn)定運行，于2010年12月份完成了除聚丙烯外其它所有裝置的標定，各項指標均達到設計要求。項目成功運行的經(jīng)驗值得類似企業(yè)參考借鑒。