煤制烯烴企業(yè)生產(chǎn)裝置提高負(fù)荷淺析

白永偉 李和平 楊金龍

中煤陜西榆林能源化工有限公司

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，新型煤化工產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模，煤制烯烴、煤制油、煤制天然氣、煤制芳烴、煤制乙二醇等產(chǎn)業(yè)鏈已相對(duì)成熟，特別是作為替代石油生產(chǎn)低碳烯烴的煤制烯烴技術(shù)近幾年迅速發(fā)展[1]。如何提高煤制烯烴企業(yè)的生產(chǎn)負(fù)荷，提高經(jīng)濟(jì)效益，成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

1 中煤陜西榆林能源化工有限公司煤制烯烴項(xiàng)目一期簡(jiǎn)介

中煤陜西榆林能源化工有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中煤陜西公司)煤制烯烴項(xiàng)目一期設(shè)計(jì)規(guī)模為180×104t/a甲醇、60×104t/a DMTO(Dalian Methanol to Olefin)、30×104t/a聚乙烯和30×104t/a聚丙烯，項(xiàng)目于2014年7月一次投料成功。工廠主要由氣化裝置、凈化裝置、甲醇裝置、DMTO裝置、烯烴分離裝置、聚乙烯裝置、聚丙烯裝置及C4綜合利用等主要生產(chǎn)裝置組成。采用美國(guó)GE公司水煤漿氣化技術(shù)、德國(guó)Linde公司低溫甲醇洗凈化技術(shù)、英國(guó)Davy公司甲醇合成技術(shù)、中科院大連化物所甲醇制烯烴技術(shù)(DMTO)、美國(guó)ABB Lummus公司烯烴分離技術(shù)、美國(guó)Univation公司聚乙烯技術(shù)、美國(guó)Dow公司聚丙烯技術(shù)路線(xiàn)。中煤陜西公司煤制烯烴項(xiàng)目一期工藝流程示意圖見(jiàn)圖1。

2 提高煤制烯烴企業(yè)主生產(chǎn)裝置運(yùn)行負(fù)荷的措施

2.1 提高氣化裝置運(yùn)行負(fù)荷的措施

氣化裝置的主要作用是將煤制成高壓水煤漿，在氣化爐內(nèi)水煤漿與氧氣在6.5 MPa、1 350 ℃左右的條件下發(fā)生不完全燃燒反應(yīng)，生成以CO+H2為主要成分的粗合成氣，并將粗合成氣在洗滌塔中進(jìn)行洗滌后送至下游凈化裝置。氣化裝置設(shè)計(jì)7套GE水煤漿氣化爐，配套6套煤漿制備系統(tǒng)，每套氣化爐設(shè)計(jì)日處理干煤1 500 t。

影響氣化裝置高負(fù)荷運(yùn)行的因素包括原料煤處理量、原料煤的品質(zhì)、煤漿濃度、氧煤比。原料煤處理量增加，氣化爐產(chǎn)氣量提高；原料煤的灰分、內(nèi)水含量越低，參與反應(yīng)的有效碳含量越高，氣化爐產(chǎn)氣量也就越大；煤漿濃度越高，單位時(shí)間內(nèi)入爐有效碳含量就越高，氣化爐的產(chǎn)氣量就越大；保持適當(dāng)?shù)难趺罕?，在保證氣化爐液態(tài)排渣的前提下降低氣化爐溫度，有利于提高氣化爐有效氣量。

中煤陜西公司提高氣化裝置運(yùn)行負(fù)荷的措施：嚴(yán)格控制原料煤質(zhì)量，增加氣化爐運(yùn)行套數(shù)，提高煤漿濃度。通過(guò)制定嚴(yán)格的入廠原料煤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確保原料煤質(zhì)量穩(wěn)定；氣化裝置原有7套氣化爐，實(shí)行五開(kāi)一備一檢修模式，為保證水煤氣長(zhǎng)周期連續(xù)大流量的供給，氣化裝置增加1套氣化爐，實(shí)行六開(kāi)一備一檢修模式；在原來(lái)6套棒磨機(jī)的基礎(chǔ)上，新增加1套棒磨機(jī)，這在國(guó)內(nèi)煤制烯烴企業(yè)屬于先例；為提高煤漿濃度，對(duì)煤漿制備系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，增加煤漿提濃技改項(xiàng)目，通過(guò)分級(jí)研磨、粒徑控制和三峰級(jí)配，煤漿濃度由原來(lái)的62%(w)提高至65%(w)左右，且大幅改善煤漿流動(dòng)性、穩(wěn)定性和霧化性能。煤漿提濃技改項(xiàng)目投入使用后，降低了氣化煤耗、氧耗，提高氣化爐運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)，氣化裝置比煤耗由621.70 kg/1 000 m3(CO+H2)降為591.55 kg/1 000 m3(CO+H2)，比氧耗由400.97 m3/1 000 m3(CO+H2)降為373.91 m3/1 000 m3(CO+H2)，有效氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)由80.00%增加至81.62%，粗渣殘?zhí)柯视?.6%(w)降為6.72%(w)，每年可減少用煤量約20×104t，可減排CO2約9.44×104t，可帶來(lái)綜合經(jīng)濟(jì)效益約4 298.5萬(wàn)元。

氣化裝置設(shè)計(jì)日處理干煤7 500 t，目前實(shí)際日均處理量約8 798 t，達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的117%，氣化裝置還有提高負(fù)荷空間，受下游甲醇合成裝置處理能力的制約，氣化裝置無(wú)提高負(fù)荷的必要。

2.2 提高凈化裝置運(yùn)行負(fù)荷的措施

凈化裝置的主要作用是處理來(lái)自氣化裝置的粗水煤氣，脫除變換氣中的酸性氣體 CO2、H2S和COS，以滿(mǎn)足甲醇合成裝置的進(jìn)料需要。凈化裝置包括變換單元、低溫甲醇洗單元、硫回收單元，變換、低溫甲醇洗均為兩個(gè)系列。

影響凈化裝置高負(fù)荷運(yùn)行的因素主要是催化劑使用壽命。變換爐催化劑采用鈷鉬寬溫耐硫催化劑，如果增加進(jìn)變換爐氣量，易帶走反應(yīng)熱，催化劑床層溫度下降，造成變換爐跨溫。

凈化裝置低溫甲醇洗單元設(shè)計(jì)處理氣量為77.6×104m3/h，目前實(shí)際處理氣量為87×104m3/h，達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的112%，凈化裝置還有提高負(fù)荷的空間。

2.3 提高甲醇合成裝置運(yùn)行負(fù)荷的措施

甲醇合成裝置的主要作用是將凈化裝置送來(lái)的合成氣經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)DMTO級(jí)甲醇，并送至甲醇罐區(qū)。

影響甲醇合成裝置高負(fù)荷運(yùn)行的因素有以下幾點(diǎn)：甲醇水冷卻器后溫度、催化劑床層溫度、甲醇合成循環(huán)氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速。甲醇水冷卻器使氣體甲醇冷凝成液體，同時(shí)降低未反應(yīng)氣體的溫度返回壓縮機(jī)循環(huán)使用。高負(fù)荷運(yùn)行下，粗甲醇分離效果不佳，部分甲醇?xì)怏w直接帶入循環(huán)氣壓縮機(jī)及合成塔，造成循環(huán)氣進(jìn)塔溫度升高、壓縮機(jī)負(fù)荷增加、合成塔的單程轉(zhuǎn)換率下降，尤其是在夏季環(huán)境溫度較高時(shí)，這一影響因素非常明顯；甲醇裝置提高負(fù)荷的過(guò)程中，合成塔空速升高，合成氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速也需要適當(dāng)提高，當(dāng)合成氣壓縮機(jī)透平的調(diào)速閥全開(kāi)后，甲醇合成裝置的負(fù)荷達(dá)到最大值。

中煤陜西公司提高甲醇合成裝置運(yùn)行負(fù)荷的措施：降低甲醇水冷卻器后溫度、提高循環(huán)氣壓縮機(jī)處理能力。一方面對(duì)現(xiàn)有空冷器加裝噴淋降溫裝置，并對(duì)空冷器換熱管翅片進(jìn)行吹灰作業(yè)，將空冷器換熱管翅片內(nèi)積塵、積灰進(jìn)行徹底吹凈，提高空冷器降溫能力；另一方面正在對(duì)甲醇合成裝置進(jìn)行擴(kuò)能改造，在現(xiàn)有28臺(tái)空冷器的基礎(chǔ)上，1#、2#空冷組各增加8臺(tái)空冷器，并且新增加1臺(tái)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的合成循環(huán)氣壓縮機(jī)。

甲醇合成裝置設(shè)計(jì)日產(chǎn)精甲醇能力為5 500 t，目前實(shí)際日生產(chǎn)約6 350 t，達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的115%。夏季環(huán)境溫度較高時(shí)，合成塔出口氣體經(jīng)過(guò)空冷器和水冷器后的溫度高達(dá)60 ℃(設(shè)計(jì)要求是45 ℃)，空冷噴淋設(shè)施投用后，該溫度降至54 ℃左右，壓縮機(jī)透平調(diào)速閥開(kāi)至95%，裝置達(dá)到最大處理能力，無(wú)提高負(fù)荷的空間。甲醇合成裝置擴(kuò)能改造項(xiàng)目投入使用后，預(yù)計(jì)運(yùn)行負(fù)荷能達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的120%以上。

2.4 提高DMTO裝置運(yùn)行負(fù)荷的措施

DMTO裝置的主要作用是將甲醇轉(zhuǎn)化為輕烯烴混合氣體，為下游烯烴分離裝置提供進(jìn)料。

影響DMTO裝置高負(fù)荷運(yùn)行的因素有以下兩點(diǎn)：DMTO裝置水洗塔塔頂溫度及水洗塔壓差的高低。水洗塔塔頂溫度越高，水洗塔塔頂產(chǎn)品氣量越大，DMTO裝置反應(yīng)器壓力越高，導(dǎo)致烯烴分離裝置產(chǎn)品氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速越大，水洗塔塔頂設(shè)計(jì)溫度40 ℃，夏季高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)能達(dá)到65 ℃以上，反應(yīng)器設(shè)計(jì)壓力為0.12 MPa，實(shí)際運(yùn)行時(shí)能達(dá)到0.14 MPa；DMTO反應(yīng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生少量以多甲基苯為主的油類(lèi)化合物，這些化合物易與水洗水中的催化劑細(xì)粉形成蠟狀物而附著于水洗塔塔盤(pán)上，造成水洗塔塔盤(pán)堵塞，塔內(nèi)氣液相傳熱、傳質(zhì)效果下降，水洗塔壓差上升，容易導(dǎo)致反應(yīng)器憋壓和產(chǎn)品氣帶液等問(wèn)題。高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，水洗塔壓差能達(dá)到45 kPa，比設(shè)計(jì)值高約30 kPa，而且壓差波動(dòng)比較大，產(chǎn)品氣容易將水洗塔的水帶至壓縮機(jī)入口，對(duì)壓縮機(jī)安全運(yùn)行造成隱患。

中煤陜西公司提高DMTO裝置運(yùn)行負(fù)荷的措施：降低水洗水返塔溫度來(lái)降低水洗塔塔頂溫度；向水洗水系統(tǒng)注入藥劑降低水洗塔壓差。定期對(duì)DMTO裝置水系統(tǒng)冷換設(shè)備進(jìn)行清洗，提高冷卻器冷卻效率，并且創(chuàng)造性地新增1臺(tái)水洗水返塔冷卻器，降低水洗水返塔溫度；通過(guò)技術(shù)改造，增加了向水洗水系統(tǒng)連續(xù)注入藥劑的流程，并通過(guò)對(duì)不同萃取劑的試驗(yàn)，最終選擇了一種高效分散劑，有效解決了水洗塔壓差高的問(wèn)題。

DMTO裝置設(shè)計(jì)處理精甲醇量為225 t/h，目前處理精甲醇量約265 t/h，達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的118%。夏季環(huán)境溫度較高時(shí)，水洗塔塔頂溫度能達(dá)到60 ℃，若水洗塔塔頂溫度超過(guò)65 ℃，只能通過(guò)降低負(fù)荷來(lái)降低水洗塔塔頂溫度。自首次開(kāi)車(chē)以來(lái)，月均最高運(yùn)行負(fù)荷達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的119%。

2.5 提高烯烴分離裝置運(yùn)行負(fù)荷的措施

烯烴分離裝置的主要作用是將DMTO裝置產(chǎn)的輕烯烴混合氣體經(jīng)壓縮、水洗、堿洗脫除酸性氣體，干燥后進(jìn)入精餾系統(tǒng)，將輕烯烴混合氣體逐一進(jìn)行分離，最終獲得丙烷、混合C4、C5、聚合級(jí)乙烯、聚合級(jí)丙烯產(chǎn)品。

影響烯烴分離裝置高負(fù)荷運(yùn)行的因素有以下幾點(diǎn)：隨著烯烴分離裝置運(yùn)行負(fù)荷的提高，一方面烯烴分離裝置丙烯精餾塔的分離能力下降，丙烯的純度降低，另一方面烯烴分離裝置產(chǎn)品氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速也會(huì)相應(yīng)提高，產(chǎn)品氣壓縮機(jī)軸位移、軸振動(dòng)增大，產(chǎn)品氣壓縮機(jī)透平的調(diào)速閥全開(kāi)或壓縮機(jī)軸位移、軸振動(dòng)值增大至臨界值時(shí)，烯烴分離裝置的負(fù)荷達(dá)到最大值，但此時(shí)整個(gè)裝置完全沒(méi)有操作彈性，安全運(yùn)行能力極低；此外，DMTO裝置送來(lái)的產(chǎn)品氣溫度、流量較高時(shí)，產(chǎn)品氣壓縮機(jī)一段、二段入口氣液分離罐液位容易波動(dòng)，有壓縮機(jī)液位高連鎖跳車(chē)的風(fēng)險(xiǎn)。

中煤陜西公司提高烯烴分離裝置運(yùn)行負(fù)荷的措施：通過(guò)技術(shù)改造，烯烴分離裝置將第二丙烯精餾塔再沸器的加熱介質(zhì)由急冷水改為水洗水，并且在再沸器進(jìn)出口管線(xiàn)上增加清洗甩頭，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)清洗，提高了再沸器的加熱效率，提高第二丙烯精餾塔的分離能力。

目前，烯烴分離裝置的實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷為設(shè)計(jì)負(fù)荷的118%左右，此時(shí)，烯烴分離裝置產(chǎn)品氣壓縮機(jī)透平調(diào)速閥開(kāi)度88%左右，丙烯純度99.2%(w),設(shè)計(jì)值為99.5%(w)，烯烴分離裝置基本無(wú)提高負(fù)荷的空間。

2.6 提高聚乙烯裝置運(yùn)行負(fù)荷的措施

聚乙烯裝置的作用是將乙烯與共聚單體在催化劑的作用下聚合生成聚乙烯粉料，并通過(guò)擠壓造粒最終形成聚乙烯顆粒。

影響聚乙烯裝置高負(fù)荷運(yùn)行的因素集中在出料系統(tǒng)及擠壓造粒系統(tǒng)，有以下幾點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)加料器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行易粘壁，顆粒振動(dòng)篩架橋嚴(yán)重、篩網(wǎng)易堵，粒料干燥器后粒子帶水。乙烯與共聚單體總進(jìn)料量達(dá)到45 t/h后，旋轉(zhuǎn)加料器轉(zhuǎn)速達(dá)到30 r/min時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后旋轉(zhuǎn)加料器處物料軟化極易粘壁進(jìn)而變硬出現(xiàn)堵塞；一方面顆粒振動(dòng)篩選型偏小(設(shè)計(jì)37.5 t/h)，另一方面生產(chǎn)高熔指產(chǎn)品時(shí)，物料黏度大，流動(dòng)性差，導(dǎo)致篩分率下降，篩網(wǎng)易堵塞；粒料干燥器主要是將顆粒在離心力的作用下甩到篩網(wǎng)上，在篩網(wǎng)和轉(zhuǎn)子間撞擊脫水，負(fù)荷過(guò)高后，粒料干燥器脫水效率下降。

中煤陜西公司提高聚乙烯裝置運(yùn)行負(fù)荷的措施：增加粉料至包裝管線(xiàn)。聚乙烯裝置提高負(fù)荷的瓶頸主要在出料系統(tǒng)和擠壓造粒系統(tǒng)，而且主要是設(shè)備方面的問(wèn)題。在實(shí)際生產(chǎn)中擠壓造粒系統(tǒng)出現(xiàn)故障停車(chē)時(shí)，通過(guò)臨時(shí)的粉料輸送包裝線(xiàn)，進(jìn)行間斷性包裝工作，實(shí)現(xiàn)噸袋粉料外售，以緩解擠壓造粒系統(tǒng)故障對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)造成的影響，提高了反應(yīng)系統(tǒng)的連續(xù)性。

聚乙烯裝置設(shè)計(jì)負(fù)荷為進(jìn)料(乙烯+丁烯-1)37.5 t/h，目前實(shí)際進(jìn)料約45 t/h，達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的120%，基本無(wú)提高負(fù)荷空間，最高月均負(fù)荷達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的119%。

2.7 提高聚丙烯裝置運(yùn)行負(fù)荷的措施

聚丙烯裝置的作用是將丙烯在催化劑的作用下聚合生成聚丙烯粉料，并通過(guò)擠壓造粒最終形成聚丙烯顆粒。

影響聚丙烯裝置高負(fù)荷運(yùn)行的因素主要是樹(shù)脂輸送器的輸送能力，樹(shù)脂輸送器位于脫氣倉(cāng)下方，添加劑從進(jìn)料器靠重力進(jìn)入樹(shù)脂輸送器，與來(lái)自產(chǎn)品凈化倉(cāng)的樹(shù)脂混合，混合后的樹(shù)脂進(jìn)入造粒機(jī)緩沖料斗。廠家在設(shè)計(jì)樹(shù)脂輸送器的輸送能力時(shí)可能未考慮到粉料的堆積密度，使用不同廠家的催化劑生產(chǎn)的樹(shù)脂粉料堆密度差別較大，當(dāng)粉料的堆積密度較低時(shí)，樹(shù)脂輸送器的輸送能力非常有限。根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，總結(jié)各類(lèi)催化劑試用結(jié)果，在丙烯進(jìn)料量達(dá)到45 t/h左右時(shí)，樹(shù)脂輸送器輸送能力基本達(dá)到上限。

聚丙烯裝置設(shè)計(jì)負(fù)荷為進(jìn)料量37.5 t/h，目前，聚丙烯裝置的實(shí)際進(jìn)料量是45 t/h，達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的120%，基本無(wú)提高負(fù)荷空間，最高月均負(fù)荷達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的118%。

3 煤制烯烴企業(yè)延長(zhǎng)運(yùn)行周期的措施

中煤陜西公司采取多種措施延長(zhǎng)各裝置的運(yùn)行周期，減少開(kāi)停工次數(shù)，運(yùn)行周期的延長(zhǎng)相當(dāng)于變相的提高了企業(yè)的生產(chǎn)負(fù)荷。

3.1 提高設(shè)備管理水平

設(shè)備分為動(dòng)設(shè)備和靜設(shè)備。動(dòng)設(shè)備是指由驅(qū)動(dòng)設(shè)備帶動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，如泵、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)、電機(jī)及擠壓造粒機(jī)等，動(dòng)設(shè)備是整個(gè)煤制烯烴企業(yè)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的命脈；靜設(shè)備主要是指爐類(lèi)、塔類(lèi)、反應(yīng)設(shè)備類(lèi)、儲(chǔ)罐類(lèi)、換熱設(shè)備類(lèi)等。

中煤陜西公司以實(shí)施TnPM(全面規(guī)范化的生產(chǎn)設(shè)備維護(hù))為抓手，全面推行6S和6H管理方法來(lái)加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)維管理水平。一是加強(qiáng)外委運(yùn)維隊(duì)伍管理，制定考核細(xì)則，實(shí)施月度、季度、年度考核，提高了設(shè)備維護(hù)質(zhì)量；二是完善巡檢制度，落實(shí)包機(jī)責(zé)任制，嚴(yán)格設(shè)備管理標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)化預(yù)檢預(yù)修，主要設(shè)備完好率達(dá)到98%以上，備機(jī)始終處于完好備用狀態(tài)；三是應(yīng)用遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和故障診斷服務(wù)機(jī)制，實(shí)時(shí)掌握大機(jī)組運(yùn)行狀況，保證了大機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性；四是創(chuàng)建無(wú)泄漏工廠，開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化泵房、標(biāo)準(zhǔn)化變電所創(chuàng)建活動(dòng)，動(dòng)、靜密封點(diǎn)泄漏率控制在2‰和0.5‰以?xún)?nèi)。

3.2 引入先進(jìn)模擬軟件，保證公用工程系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行

公用工程系統(tǒng)是為全廠各工藝裝置提供蒸汽、電力、循環(huán)水等耗能工質(zhì)的生產(chǎn)系統(tǒng)，是煤制烯烴企業(yè)的血液，保證公用工程系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，對(duì)煤制烯烴企業(yè)起著舉足輕重的作用。以蒸汽系統(tǒng)為例，蒸汽系統(tǒng)為全廠提供不同壓力等級(jí)的蒸汽，壓力等級(jí)高的蒸汽主要用來(lái)推動(dòng)汽輪機(jī)做功，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)或機(jī)泵轉(zhuǎn)動(dòng)，壓力等級(jí)低的蒸汽為各裝置提供不同溫度等級(jí)的熱源。中煤陜西公司煤化工項(xiàng)目全廠蒸汽系統(tǒng)有5個(gè)壓力等級(jí)，分別是9.8 MPa、4.1 MPa、1.73 MPa、1.1 MPa、0.46 MPa，熱電裝置為全廠提供9.8 MPa蒸汽，并通過(guò)減溫減壓站生產(chǎn)不同壓力等級(jí)的蒸汽，另外凈化裝置和DMTO裝置可生產(chǎn)4.1 MPa蒸汽，甲醇合成裝置可生產(chǎn)1.73 MPa蒸汽，凈化裝置也可生產(chǎn)1.1 MPa、0.46 MPa蒸汽?？傊褐葡N企業(yè)蒸汽系統(tǒng)具有產(chǎn)氣裝置多、壓力等級(jí)多、使用裝置多的特點(diǎn)。

針對(duì)蒸汽系統(tǒng)的上述特點(diǎn)，中煤陜西公司引進(jìn)了某公司的Smartsteam模擬軟件。該軟件能實(shí)時(shí)采集全廠蒸汽系統(tǒng)的參數(shù)，通過(guò)計(jì)算，可有效指導(dǎo)調(diào)度人員調(diào)整各壓力等級(jí)蒸汽的平衡，尤其是在蒸汽系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常狀況時(shí)，該軟件能迅速準(zhǔn)確地計(jì)算該環(huán)節(jié)異常對(duì)整個(gè)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的影響，為調(diào)度人員提前實(shí)施應(yīng)對(duì)措施提供有力指導(dǎo)，從而保證各壓力等級(jí)蒸汽的動(dòng)態(tài)平衡，為各裝置提供高品質(zhì)的蒸汽，確保各裝置高負(fù)荷平穩(wěn)運(yùn)行。

4 最佳生產(chǎn)負(fù)荷的確定

4.1 生產(chǎn)負(fù)荷與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系

煤炭成本是影響煤制烯烴企業(yè)最終產(chǎn)品綜合成本的關(guān)鍵因素，在煤炭成本、產(chǎn)品銷(xiāo)售價(jià)格一定的情況下，煤制烯烴企業(yè)的利潤(rùn)基本與企業(yè)平均生產(chǎn)負(fù)荷呈線(xiàn)性關(guān)系[2]。

以煤炭?jī)r(jià)格300 元/t、聚烯烴綜合成本6 900 元/t、聚烯烴銷(xiāo)售均價(jià)8 500元/t計(jì)算，得出煤制烯烴企業(yè)每多產(chǎn)1 t聚烯烴，企業(yè)增加凈利潤(rùn)1 600元。以中煤陜西公司煤制烯烴項(xiàng)目為例，全廠各單元年平均負(fù)荷每提高1%，可多產(chǎn)0.6×104t聚烯烴，增加凈利潤(rùn)960萬(wàn)元。

4.2 各單元運(yùn)行負(fù)荷簡(jiǎn)介

由于該項(xiàng)目設(shè)有中間產(chǎn)品DMTO級(jí)甲醇、乙烯、丙烯罐區(qū)，所以將該項(xiàng)目主生產(chǎn)裝置工藝分為3個(gè)單元，即甲醇單元、烯烴單元、聚烯烴單元，其中甲醇單元包括氣化、凈化、甲醇合成3個(gè)主要裝置，決定DMTO級(jí)甲醇的產(chǎn)量。烯烴單元包括DMTO和烯烴分離兩個(gè)主要裝置，決定乙烯、丙烯的產(chǎn)量。聚烯烴單元包括聚乙烯裝置和聚丙烯裝置，決定聚乙烯、聚丙烯的產(chǎn)量。

中煤陜西公司煤制烯烴項(xiàng)目各生產(chǎn)單元2016年1月～2017年5月月平均負(fù)荷見(jiàn)表1。

表1 各生產(chǎn)單元月平均負(fù)荷Table1 Monthlyaverageloadofeachproductionunit時(shí)間2016年2017年1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月3月4月5月負(fù)荷/% 甲醇單元1061081041041051051051001068786114115115116113110 烯烴單元10710310911010710711311111311010311911711411711686 聚烯烴單元10810710710610610710111010711410410810911411611893 注:甲醇單元的負(fù)荷以甲醇的實(shí)際產(chǎn)量與設(shè)計(jì)產(chǎn)量的比值計(jì)算,烯烴單元的負(fù)荷以DMTO裝置處理甲醇量的實(shí)際值與設(shè)計(jì)值的比值計(jì)算,聚烯烴單元的負(fù)荷以聚烯烴(聚乙烯+聚丙烯)的實(shí)際產(chǎn)量與設(shè)計(jì)產(chǎn)量的比值計(jì)算。

2016年10～11月甲醇單元由于甲醇合成反應(yīng)的催化劑活性進(jìn)入末期，導(dǎo)致甲醇單元的月平均負(fù)荷只有87%、86%。更換甲醇合成反應(yīng)催化劑后，12月份甲醇單元的月平均負(fù)荷達(dá)到114%，當(dāng)甲醇單元負(fù)荷超過(guò)116%后合成壓縮機(jī)軸位移、軸振動(dòng)增大，增大了聯(lián)鎖跳車(chē)的可能性，嚴(yán)重影響了設(shè)備的壽命及裝置安全運(yùn)行能力。11月份由于甲醇單元停車(chē)檢修，影響了全廠蒸汽系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，導(dǎo)致烯烴單元、聚烯烴單元的月平均負(fù)荷降低，12月份烯烴單元的月平均負(fù)荷達(dá)到119%，此時(shí)烯烴分離產(chǎn)品氣壓縮機(jī)透平調(diào)速閥開(kāi)度為90%，調(diào)節(jié)裕度極小，而且乙烯、丙烯的純度也有所下降，此時(shí)烯烴單元的負(fù)荷基本達(dá)到最大值。聚烯烴單元反應(yīng)系統(tǒng)能在120%負(fù)荷下長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，擠壓造粒系統(tǒng)及輸送系統(tǒng)由于涉及固態(tài)、固態(tài)熔融物質(zhì)的輸送，在負(fù)荷達(dá)到120%后，旋轉(zhuǎn)下料器及樹(shù)脂輸送器堵塞概率增大，影響聚烯烴單元的整體負(fù)荷?？傊?，聚烯烴單元擠壓造粒系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷需在120%左右，這樣才能為擠壓造粒系統(tǒng)短時(shí)間檢修留有余地，保證聚烯烴單元整體月平均負(fù)荷在115%以上。另外，由于2017年5月是裝置檢修完開(kāi)車(chē)階段，各單元運(yùn)行平穩(wěn)率較低，導(dǎo)致月平均負(fù)荷整體偏低。

4.3 最佳生產(chǎn)負(fù)荷

煤制烯烴企業(yè)應(yīng)盡量提高生產(chǎn)負(fù)荷，增加經(jīng)濟(jì)效益，但在提高生產(chǎn)負(fù)荷的同時(shí)要確保企業(yè)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性、長(zhǎng)周期性，綜合考慮，得出中煤陜西公司煤制烯烴項(xiàng)目各主生產(chǎn)裝置最佳的生產(chǎn)負(fù)荷為118%左右。

5 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)于煤制烯烴企業(yè)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品方面由于石油市場(chǎng)疲軟導(dǎo)致聚烯烴價(jià)格低迷，原料方面由于國(guó)家對(duì)煤炭行業(yè)實(shí)施去產(chǎn)能政策，導(dǎo)致原料煤炭?jī)r(jià)格大幅上漲，所以，通過(guò)提高生產(chǎn)負(fù)荷，增加經(jīng)濟(jì)效益，提高企業(yè)自身抵抗風(fēng)險(xiǎn)能力顯得尤為重要。

[1] 王敏. 我國(guó)新型煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢(shì)分析[J]. 中國(guó)石油和化工經(jīng)濟(jì)分析， 2016(2): 39-41.

[2] 完繼光， 馬軍鵬， 毛成龍. 新形勢(shì)下煤制烯烴經(jīng)濟(jì)性分析[J]. 煤炭與化工， 2016(9): 25-28.