浅析杜邦硫酸法烷基化装置加工损失情况及应对措施

浅析杜邦硫酸法烷基化装置加工损失情况及应对措施

吴泽

中国石油化工股份有限公司天津分公司化工部   天津 300000

摘 要：降低石油化工装置的加工损失率是炼化企业挖潜增效的主要方向之一。本文介绍了某石化公司烷基化装置加工损失率的计算方法。通过分析装置开工以来损失率的变化找出产生损失的原因，并针对损失的来源制定降低措施，以及采取相应措施后所取得的效果。

关键词：烷基化装置;加工损失;损失率

前言

加工损失率是石油化工装置的一项重要经济技术指标。装置的加工损失率标志着该装置的技术和管理水平的高低。在“双碳”的背景下，随着企业的高质量发展和持续推进绿色转型，如何在现有生产技术的条件下降低装置的加工损失，达到节能降耗的目标，充分利用资源生产出优质的产品是所有石化企业所急需探索的问题。

概述

烷基化装置的产品异辛烷作为汽油调和组分，可以提高车用汽油辛烷值，同时降低烯烃、芳烃在成品汽油中的占比，从而满足第六阶段的车用汽柴油质量标准。某石化公司烷基化装置使用杜邦硫酸法烷基化技术，于2018年8月建成投产。装置设计规模为30万吨/年烷基化油产品和3万吨/年硫酸产品。装置以某石化公司气体分馏装置的自产碳四，辅以外购碳四为原料。2020年该烷基化装置加工损失率为0.35%,与装置设计加工损失率及同类装置相比，该装置加工损失率偏大，具备较大的优化空间。

1.加工损失的分析

1.1加工损失率的计算方法

加工损失率根据《石油化工统计指标解释》的定义:某装置的加工损失率反映的是某一装置或某一工艺过程的损失情况的指标。

装置的加工损失率（％）=某装置加工损失量/该装置加工量*100％

目前烷基化装置加工损失率的计算方法：

加工损失率=（装置原料投入量-装置产品量）/装置原料投入量*100％

1.2烷基化装置加工损失的情况

根据以上计算方法得出烷基化装置开工以来的加工损失率,通过对比发现损失率在逐年下降。2020年由于疫情和装置检修的影响，烷基化装置开工率较低，全年加工损失率为0.35%。

1.3影响加工损失率的主要因素

由3.2可知,近年该烷基化装置的加工损失率虽然逐年降低，但仍有压缩的潜力。想要进一步降低装置加工损失率首先要分析造成加工损失的主要因素，包含如下内容：

1)原料与产品在运输和储存的过程中产生的损失；

2)装置生产过程中产生的工艺损失；

3)装置生产排放造成的损失；

4)装置日常操作带来的损失，比如采样、切水等；

5)设备的跑冒滴漏造成的损失；

6)装置波动，计划和非计划停工发生的损失；

7)计量仪表偏差造成的损失。

2.降低加工损失率所采取的措施

2.1针对原料与产品的储运损失

烷基化装置开工初期原料有部分外采碳四，均通过汽车进厂，装卸时会产生储运损耗。仅2020年全年外采碳四1万吨，按千分之三的储运损耗计算，则2020年原料的储运损失为30吨。2021年烷基化装置原料来源均为公司自产碳四，原料全部实现了管输进厂，降低了外采原料带来的这部分储运损失。

烷基化装置产品出厂为汽车和管输两种方式，其中大部分产品异辛烷自用于调兑自产汽油。剩余部分异辛烷汽车出厂进行外售，相比之下汽车出厂会带来更大的损失，在考虑异辛烷外售价格的影响后，尽量减少汽车运输。同时优化罐区操作，合理利用储罐，最大限度的减少收付料操作，从而减少罐的扰动和采样化验，并要利用好油气回收系统。

2.2针对装置的工艺损失

烷基化装置包括烷基化单元和待生酸单元。烷基化单元出来的废硫酸到待生酸单元进行再生，从而达到循环使用的目的，因此这部分废酸会夹带烷基化单元的物料，从而造成物料的损失，由以往数据可知烷基化装置的酸耗和损失率基本成正相关，如图1所示。

本装置考虑到废酸夹带物料的情况，设计了符合要求的酸沉降罐和脱酸罐，但废酸夹带物料理论上是无法完全避免的，控制酸耗在合理范围内，可以降低这部分的物料损失。因此装置的工艺技术人员在保证产品质量合格的前提下，不断摸索，通过调整反应器的烷烯比来提高反应转化率，在一定程度上降低了烷基化反应对硫酸的需求，即以减少硫酸用量的方式降低酸耗，减少这部分的物料损失。

2.3针对装置的排放损失

烷基化装置的主要排放损失为火炬气。烷基化装置原料中轻组分的增加会导致装置制冷系统产生超压，为了维持系统的压力稳定，会排放出不容易准确计量的火炬气，从而造成物料的浪费和损失。

因此装置工艺人员密切关注原料的组成及产品的各项参数。控制原料中轻烃含量，发现原料轻组份波动及时与相关部门沟通调整。内操人员精心操作脱轻烃塔，稳定塔压，尽量减少原料中的轻组份进入反应系统。定期分析制冷系统丙烷含量与压缩机压力的变化，每月按时对制冷系统进行不凝气的排放，保证系统内的压力稳定。

2.4针对装置日常操作带来的损失

内操人员精心监盘，及时调整装置各项工艺参数，减少不必要的外排量。保证馏出口的合格率，减少采样频率。外操人员日常切水操作时要注意区分装置物料和污水，确保无装置物料排出，严格执行切水管理，一对一切水，严禁离开切水现场，避免排出物料造成装置的安全隐患和不必要的损失。

2.5设备的跑冒滴漏造成的损失

烷基化装置工艺中有硫酸的参与，硫酸具有很强的腐蚀性，所以要重点控制装置酸性介质的腐蚀监测和泄漏。

外操人员加强巡检，发现问题及时进行处置并做好记录。每周组织两到三次现场5S活动，定期对现场环境、高处、设备运行、腐蚀泄漏等问题进行检查和整改。设备管理人员对设备的运行情况做好台账，加强设备管理，减少设备检修频次，利用好大修和计划停工的机会进行搭车检修，减少因设备检修倒空置换物料造成的损失。利用好视频监控和LDAR等检测手段，确保装置的稳定运行。

2.6针对装置波动损失

平稳的生产运行是装置进行优化提升的基础。生产的异常波动会影响产品的产出和质量。装置停工时会产生退料，装置开工时往往会有部分不合格产品。因此减少装置的生产波动可以有效的减少装置的加工损失。

工艺管理人员注重对装置日常生产数据的收集，并进行分析，优化装置的运行操作，对于异常现象早发现早处理，避免造成更大的影响。组织编制手指口述操作法并不断完善装置的应急预案，加强对职工的培训。充分利用班组的副班时间进行学习，定期进行演练。组织职工参加技能比武并与绩效考核挂钩，激励员工提高技术水平。确保装置平稳操作避免非计划停工,如果装置需要计划停工，则要做好停工方案的优化，把停开工损失降到最低。

2.7针对计量偏差损失

烷基化装置的产品正丁烷管输外售，输送管线较长，且该类产品容易发生汽化，导致计量不准确，从而产生损失。

因此计量部门要做好物料输送的追踪和统计。对于存在争议的计量数据要及时校验仪表的精确度，并随着工况的变化，使用相符合的计量仪表，避免使用量程与管道流量不匹配流量计，而导致仪表无法计量的情况。

3.成果

在对烷基化装置加工损失的来源进行分析后，采取了一系列降低装置加工损失的措施。2021年全年烷基化装置的加工损失率为0.29%，比2020年全年加工损失率0.35%下降了0.6个百分比，降低装置加工损失所采取的措施初见成效。

2022年技术人员强化落实减少装置加工损失的措施，使加工损失率进一步降低，全年加工损失率达到了0.28%，是装置开工以来的最好水平。

结束语

2022年国际形势复杂多变，原油价格一路上涨，导致炼化装置原料价格水涨船高，石化企业效益形势严峻。降低装置损失率是企业降本增效最直接的方法之一，某石化公司烷基化装置通过细化分析，强化管理，从源头控制装置的加工损失，使得装置加工损失率有效降低。在确保装置的稳定长周期运行的前提下，还可以通过采用新技术、创新管理方式等方法进一步降低装置加工损失率。

参考文献：
[1]《石油化工统计指标解释》[S]

1 / 3