高 健

（中國石油化工股份有限公司北京燕山分公司，北京 102599）

化工行業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位，隨著國家提出2030年實現(xiàn)碳達(dá)峰和2060年實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，化工生產(chǎn)裝置的長周期安全、穩(wěn)定運行顯得尤為重要。設(shè)備或人為原因造成停車，不僅造成巨大經(jīng)濟損失，更會導(dǎo)致大量的碳排放，與國家碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)背道而馳。乙烯–乙酸乙烯共聚物（EVA）生產(chǎn)裝置的開、停車操作都伴隨著系統(tǒng)的氮氣、乙烯置換，增加成本的同時，提高了碳排放。實踐證明，延長化工裝置的長周期運行，不斷提高裝置長周期運行水平，不僅可以降低裝置生產(chǎn)成本，更能有效降低揮發(fā)性有機物（VOC）排放。文章著重統(tǒng)計分析了國內(nèi)某EVA裝置近幾年的停車原因，提出可行性建議，以達(dá)到提高裝置長周期運行水平的目的。

1 裝置概況

以某EVA樹脂生產(chǎn)裝置為例進(jìn)行分析探究，該EVA樹脂生產(chǎn)裝置引進(jìn)國外某公司釜式法技術(shù)，正式投產(chǎn)后，年產(chǎn)量達(dá)4萬噸；以乙烯和乙酸乙烯為原料，以丙烯為調(diào)節(jié)劑。主要采用類似高壓聚乙烯的高壓本體聚合工藝，經(jīng)過兩級壓縮，將乙烯、乙酸乙烯和調(diào)節(jié)劑（丙烯）壓縮至工藝壓力，進(jìn)入反應(yīng)器，并在反應(yīng)器中注入有機過氧化物作為引發(fā)劑，引發(fā)聚合反應(yīng)，高壓法聚合反應(yīng)可以制得乙酸乙烯含量在5%～40%、相對分子量為（2～5）×104的EVA樹脂。熔融狀態(tài)的聚合物經(jīng)過高、中、低壓分離器后，進(jìn)入擠壓機，經(jīng)過擠出、造粒、干燥，制得顆粒狀EVA樹脂產(chǎn)品。該裝置具有高溫高壓的生產(chǎn)特點，聯(lián)鎖點較多，聯(lián)鎖保護(hù)措施等級較高，生產(chǎn)工藝或設(shè)備略有波動，易造成裝置停車。如何提高裝置運行的穩(wěn)定性、延長裝置運行周期，是裝置管理人員和技術(shù)人員長期研究的問題。

2 影響高壓裝置長周期運行的問題

該EVA裝置已運行近20多年，設(shè)備老化、儀表線路老化、儀表器件本身質(zhì)量問題是造成裝置停車的主要原因。設(shè)備問題主要集中在一次壓縮機、二次壓縮機及反應(yīng)器、引發(fā)劑泵等核心設(shè)備上。該EVA裝置分別于2016年和2021年進(jìn)行了兩次大檢修，由表1可以看出，越是臨近大檢修，非計劃停工時間越長。近10年來，裝置最長的一次運行周期為2013年的166天，其次是2010年的159天；在2016年大檢修后，最長的運行周期也僅為124天。非計劃停工次數(shù)最多是2011年和2012年，均為15次，造成非計劃停工的原因主要集中在設(shè)備和電儀問題，占比近80%。其中，內(nèi)部因素占到91%，外部因素只占9%，外部因素主要是外部電網(wǎng)不穩(wěn)和乙烯原料不足，規(guī)避難度較高。而在內(nèi)部因素中造成非計劃停工最多的是反應(yīng)器壓差高報聯(lián)鎖停工，占到總停工次數(shù)的25%，其后依次為二次壓縮機故障、引發(fā)劑泵故障、反應(yīng)器攪拌故障和一次壓縮機故障。

表1 2010-2020年EVA裝置非計劃停工

2.1 反應(yīng)器壓差高限報警問題

反應(yīng)器出口閥是EVA裝置的關(guān)鍵閥門，控制著反應(yīng)器的壓力，裝置自建立以來，雖配套2個相同的壓力控制閥交替使用，但由于使用時間過長，造成閥套、閥座、閥桿等磨損嚴(yán)重，信號與動作不一致，存在延遲等問題，造成多次非計劃停車，更換頻率逐漸增大，維修成本也逐漸增加。反應(yīng)器壓力控制閥使用周期短，而且存在突然泄漏的危險，嚴(yán)重影響裝置的安全長周期運行。

2.2 壓縮機故障問題

該裝置采用兩次壓縮，一次壓縮機將2 MPa的乙烯加壓到20 MPa，二次壓縮機是將20 MPa的乙烯加壓到160 MPa。

由圖1可以看出，近10年因二次壓縮機故障造成的非計劃停車19次，一次壓縮機故障停車8次，共27次，占總非計劃停車次數(shù)的26.47%。二次壓縮機故障點主要集中在二次機底部風(fēng)機故障或壓力低、熔斷桿報警（誤報）以及段間組合閥故障，而一次機故障點主要集中在壓縮機一段氣閥故障和壓縮機填料泄漏。由此可見，大型壓縮機組在石化裝置壓縮并輸送工藝介質(zhì)過程中的重要性，是石化裝置安全可靠運行的基本保障。

圖1 非計劃停車因素

2.3 引發(fā)劑泵故障問題

引發(fā)劑泵用于將配置好的引發(fā)劑按照一定量注入到反應(yīng)器中，保證反應(yīng)器的反應(yīng)溫度。由圖1可以看出，在近10年間非計劃停車中，引發(fā)劑泵故障占到了10.78%，達(dá)11次。引發(fā)劑泵故障點主要集中在組合閥故障或堵塞，造成注入量不穩(wěn)，反應(yīng)器溫度波動，引發(fā)聯(lián)鎖停車。

2.4 反應(yīng)器攪拌電機及軸承

該裝置反應(yīng)器為釜式反應(yīng)器，需要持續(xù)攪拌，才能保證反應(yīng)物料在釜內(nèi)充分混合，保證反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力均勻分布。自裝置建立開始，共有2套攪拌和2臺攪拌電機交替使用，同樣是因為使用期限過長，造成設(shè)備磨損嚴(yán)重，維修周期縮短，維修成本上升。反應(yīng)器攪拌電機及軸承故障點主要集中在攪拌功率增大和攪拌電機過熱而引起聯(lián)鎖停車。

3 裝置長周期運行的對策建議

確保高壓裝置長周期運行是一個系統(tǒng)工程，不僅涉及設(shè)備管理、人員管理和工藝管理，而且還與新設(shè)備、新工藝技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用密切相關(guān)[1]?；ぱb置實現(xiàn)長周期運行的關(guān)鍵是及時發(fā)現(xiàn)并消除設(shè)備隱患和工藝異常。任何事故無論大小，都是一個伴有量變和質(zhì)變的過程，都要經(jīng)歷正常狀態(tài)、隱患出現(xiàn)狀態(tài)和事故發(fā)生狀態(tài)[2]。在事故量變過程中及時發(fā)現(xiàn)，將事故隱患消滅在萌芽狀態(tài)，是保證長周期運行的關(guān)鍵。

3.1 加強生產(chǎn)工藝管理，保障平穩(wěn)生產(chǎn)

化工生產(chǎn)的平穩(wěn)操作是工藝管理的重要內(nèi)容，生產(chǎn)過程平穩(wěn)程度、工藝參數(shù)波動程度都是影響裝置運行周期長短的最直接因素[3]。生產(chǎn)頻繁波動不但影響裝置產(chǎn)品質(zhì)量，而且還會對設(shè)備和管線造成沖擊和破壞，影響設(shè)備性能；加速設(shè)備、管線沖刷、減薄和結(jié)垢，縮短生產(chǎn)設(shè)備和工藝管線的有效壽命，增加設(shè)備損壞泄漏的風(fēng)險，嚴(yán)重時導(dǎo)致裝置非計劃停車。因此，要抓好做好化工生產(chǎn)過程的平穩(wěn)操作，減少工藝波動，避免設(shè)備超溫、超壓、超負(fù)荷運行。

控制工藝參數(shù)波動是優(yōu)化工藝管理的一項重要內(nèi)容，可以從源頭上降低物料因素對裝置平穩(wěn)運行所產(chǎn)生的影響，也是做好裝置設(shè)備防腐抗垢、保障設(shè)備性能的根本保證[4]。要強化物料質(zhì)量管理，確保界區(qū)原料以及系統(tǒng)內(nèi)物料在線分析的準(zhǔn)確性，做好記錄，及時調(diào)整，采取可控措施降低原料中氧含量、水含量及其他雜質(zhì)含量，并抓好水、電、汽等公用工程系統(tǒng)的工藝管理。

3.2 加強巡回檢查管理，提高巡檢質(zhì)量

巡檢人員通過“望、聞、聽、摸”，可以將生產(chǎn)隱患消除在初期萌芽階段，最終防止事故發(fā)生，保證系統(tǒng)的長周期運行。技術(shù)管理人員每天對裝置進(jìn)行一次全面深入的現(xiàn)場檢查，重點檢查關(guān)鍵設(shè)備、特殊管線的運行狀況，并做好記錄。崗位操作人員的巡檢是及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)隱患的主要手段，按照不同的崗位巡檢路線、內(nèi)容、頻次和要求，對本崗位所屬設(shè)備、管線、閥門、儀表做全面詳細(xì)檢查，杜絕“跑冒滴漏”等現(xiàn)象。提高班組長崗位的巡檢質(zhì)量，在對裝置全面巡檢基礎(chǔ)上，對裝置重點設(shè)備如壓縮機、引發(fā)劑泵、攪拌電機等給予特別重視，發(fā)現(xiàn)異常，及時處理匯報并解決。

3.3 加強設(shè)備維護(hù)管理，延長設(shè)備運行周期

EVA裝置抓管理抓落實，重點確保重點設(shè)備的穩(wěn)定性運行，成立工藝和儀表特護(hù)小組，關(guān)注重點設(shè)備。首先，設(shè)備的正確使用和日常精心維護(hù)是設(shè)備管理工作的重要環(huán)節(jié)和前提，要做好設(shè)備的日常維護(hù)和巡回檢查工作，確保班組、維修、技術(shù)以及設(shè)備人員巡檢到位。其次，做好設(shè)備的計劃檢修工作和提高檢修質(zhì)量。設(shè)備的監(jiān)測和故障判斷是實現(xiàn)預(yù)防性維修必不可少的重要手段，有計劃檢修和高質(zhì)量檢修工作是保障設(shè)備長周期運行的基礎(chǔ)[5]。再次，做好備用設(shè)備管理工作，確保設(shè)備時刻處于良好備用狀態(tài)，要求按規(guī)定頻次進(jìn)行盤車，有計劃地進(jìn)行備用設(shè)備切換操作，冬季更要做好設(shè)備防凍工作。最后，完善的設(shè)備管理體系是實現(xiàn)設(shè)備管理的基礎(chǔ)，做到任何工作有據(jù)可查、獎懲分明，是設(shè)備管理工作的理論基礎(chǔ)。EVA裝置先后制定了多個設(shè)備管理規(guī)定和辦法，包括《大檢修設(shè)備管理規(guī)定》《裝置設(shè)備巡檢管理辦法》《備品備件管理辦法》等，并不斷修訂和更新，通過持續(xù)完善設(shè)備管理體系文件指導(dǎo)，提升設(shè)備使用效率，達(dá)到裝置長周期運行的目的。

3.4 抓好人員管理，提高人員執(zhí)行力

人的管理是化工裝置長周期穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，要求通過不同方式提高員工的管理水平和技能操作水平，強化員工執(zhí)行力。應(yīng)不定期組織技術(shù)管理人員進(jìn)行外出學(xué)習(xí)和集中培訓(xùn)，或邀請行業(yè)內(nèi)專家來裝置現(xiàn)場進(jìn)行技術(shù)交流活動，提高管理水平。注重操作人員操作水平的提高，通過班組內(nèi)部、外部培訓(xùn)、師帶徒、集中脫產(chǎn)培訓(xùn)等手段，結(jié)合定期競賽和上崗考試，不斷促進(jìn)技能操作水平的提高。重視員工執(zhí)行力的培養(yǎng)建設(shè)。執(zhí)行力是員工保質(zhì)保量完成工作和任務(wù)的能力，發(fā)現(xiàn)問題立即處理，人員全天候待命，要求通過制度建設(shè)不斷提升員工的實際執(zhí)行力。

4 結(jié)語

通過對EVA裝置長周期運行影響因素的探析，分析影響裝置非計劃停車的內(nèi)部因素和外部因素，采取最優(yōu)化措施，合理控制工藝過程，加強對設(shè)備的管理，提高設(shè)備運行效率。提高裝置長周期、安全平穩(wěn)運行，不僅可以降低裝置檢維修成本，促進(jìn)裝置節(jié)能降耗，而且還能極大降低裝置的VOC排放，符合國家“雙碳”戰(zhàn)略的基本要求，有助于國家“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)，具有重要的實際意義。