生产过程应用工序管理模式降低丙烯单耗.docx
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生产过程应用工序管理模式降低丙烯单耗
生产过程应用工序管理模式,降低丙烯单耗
镇海石化工业贸易有限责任公司李振军
前言镇海石化工业贸易有限责任公司聚丙烯装置是一套利用间歇式液相本体法工艺(也称“小本体”法)来生产粉料聚丙烯的装置,其装置初建于1995年,最初年设计能力20000t/a,几经扩建,生产规模不断扩大,其设计加工能力达到32000t/a,实际生产能力已达到50000吨/年。
随着近几年丙烯价格的上涨、间歇本体法装置原料短缺,国内同行业都非常重视对丙烯单耗的控制,根据行业年报反馈,该装置在“小本体”聚丙烯生产行业中其生产规模和各项生产主要指标均处于中游水平。
因此要想在市场上具有竞争力,就必须不断通过现有条件,寻找丙烯单耗偏高的环节,强化过程管理,寻找各个环节中存在的问题,依靠科技进步,优化生产,逐步解决各个环节的问题,降低丙烯单耗。
一、现状和分析
1、该套装置生产工艺特点
镇海石化工业贸易有限责任公司聚丙烯装置采用间歇式液相本体法工艺生产,单线生产配备8台12m3聚合釜和6台14m3闪蒸釜。
每台聚合釜反应周期约3至5小时,反应后的丙烯通过高压回收利用,经冷凝器冷凝后通过计量罐继续投用,进入闪蒸后的丙烯通过气柜,经尾气压缩机压缩后进行回收利用。
具体生产工序如图1:
图1小本体聚丙烯生产工序
该装置共有6个生产工序组成,相对于规模较大的其他聚丙烯生产工艺,“小本体”生产工艺是一种简单、成熟的PP工业生产方法,设备少、技术简单,操作方便,因此“小本体”生产工艺比较不重视自动化控制技术,目前在国内针对该类型自动化控制还处于逐步推广阶段,由于自动化程度低,自动控制仍为单回路的仪表控制,手动操作较多,人为因素影响大,生产极易产生波动。
2、该套装置单耗控制情况
镇海石化工业贸易有限责任公司聚丙烯装置丙烯单耗近几年有了非常大的突破,从最初1.2t/tPP下降到了2011年的1.0265t/tPP,下图2为镇海石化工业贸易有限责任公司聚丙烯装置近几年的单耗变化情况。
图22007-2011年聚丙烯装置单耗趋势
从上图可以看出,随着装置老化、生产瓶颈的存在,单耗下降趋势越来越平滑,也就是说单耗的下降难度不断增大,因此也需要镇海石化工业贸易有限责任公司聚丙烯车间通过对各个环节的分析,寻找存在的问题,通过技术改进,优化生产逐步克服装置存在的各种问题,努力降低车间单耗。
3、装置目前管理情况
聚丙烯车间生产管理目前主要紧紧抓住了影响工序的专业管理,如工艺、设备,质量等,并建立了有关的机构、程序、制度、确保生产的顺利进行,但缺乏系统性处理问题,经常出现了条块化,各行其是,各种专业出现冲突现象。
二、工序管理模式的内涵
化工企业的工序管理,是化工生产过程质量管理的孩心,是现代科学技术与先进管理方法的综台运用。
工序管理,也叫工序质置控制或工序质量管理,是对影响生产装置正常运转昀人、机、料、法环五大因素进行控制所进行营理活动的总和。
其实质是运用系统论、信息论、控制论的观点把生产过程及其影响因素看作一个整体,通过管理因素控制结果,保证最终建立一个稳定的生产状态。
其核心就是按照生产目的的要求,将专业技术和管理技术结台起来,建立一个可控的工序质量保证体系。
就化工企业生产管理来说,着力抓好生产过程的工序管理,提高生产质量控制水平,是管理的一个重要方面。
通过工艺流程中的控制调节,使各个环节的参数都达到控制指标,才能保证最终的生产控制质量,为发展奠定可靠的基础。
在生产质量管理中工序管理是核心,工序管理应着重抓好因素分析、因素控制、因素改善这三个基本环节。
根据工序管理的要求针对镇海石化工业贸易有限责任公司聚丙烯车间形成如下的管理思路和方案,见图3。
是
单耗指标
是
图3思路和方案
三、管理方案实施
(一)、工序管理点分析和建立
镇海石化工业贸易有限责任公司聚丙烯车间在设置工序管理点过程中,坚持从实际出发,摸索适合自身情况的模式和路子,按照对丙烯单耗影响的程度,分析丙烯特性、生产工艺流程和存在的问题,根据建立工序管理点的原则:
①对丙烯单耗有严重影响的关键质量特性、关键部位或重要影响因素,易出现问题的薄弱环节。
②对工艺上有严格要求,对下工艺的工作有严重影响的关键特性过程。
③对质量不稳定,出现不合格时损失价值较大的过程。
④对安全生产有严重影响的关键过程。
建立了6个工序管理点(见表2)。
表1工序管理点明细表
编号
岗位名称
工序
控制
管理点名称
工艺要求
检测方法
检测
频率
管理者
1
聚合
聚合釜
高压余压
10-5月≤1.2Mpa
6-9月≤1.4Mpa
仪表
连续
李振军
2
聚合
聚合釜
回收后中部温度
≥65℃
仪表
连续
李振军
4
闪蒸
闪蒸釜
闪蒸放空压力
≤0.05Mpa
仪表
连续
胡世达
5
包装
包装秤
包装称重
25±0.25Kg
人工
2次/批
王晓峰
6
输送精制
丙烯缓冲罐
丙烯纯度
纯度≥99.5%
人工
1次/月
孙明先
(二)、工序管理点控制
1、健全工序管理组织
工序管理是化工生产过程中的一项综合性工作,影响因素多涉及范围广。
因而,必须建立健全与之相适应的组织领导机构,集中管理。
车间日常工怍与工序管理融为一体,车间主任亲自负责工序管理,其他技术人员分别负责人,机,料、法,环中归口部分的管理,将工序质置管理的各项工作内容真正落到实处,紧紧抓住影响工序的专业管理,如工艺、设备,质量等,并建立了有关的机构、程序、制度、保证工序管理顺利进行。
2、开展培训活动
加强培训提高操作水平,培养全员降耗意识,使人人参与到降耗行动中,聚丙烯车间为提高技术管理人员和操作人员技术素质,采取多种多样的技能训练。
针对班组长和主操专门制定学习培训计划,开展班组长论坛交流,发现车间、班组存在的问题和解决的办法,提高班组骨干技术水平和管理水平,提高班组处理异常情况能力和精细操作能力。
根据聚丙烯车间要求,落实好导师带徒制度,根据聚丙烯车间要求建立学习计划,车间每月组织人员进行考核,促进新进大中专生学习积极性。
镇海石化工业贸易有限责任公司聚丙烯车间车间在年初制定了《聚丙烯车间培训计划》,并上报镇海石化工业贸易有限责任公司备案,表2是本年度主要的技术培训情况。
表22012年开展的主要培训
序号
培训时间
培训内容
培训对象
1
2012.1
工序管理要点
包装、聚合
2
2012.4
自动包装线异常问题处理
包装
3
2012.7
自动包装线缝包机原理、维护、使用学习
包装
4
2012.9
2011年技术改造项目介绍、原理及操作要求
聚合
5
2012.9
气动球阀现场切换操作
聚合
6
2012.9
班组长化工设备基础和操作培训
班组长
7
2012.12
岗位操作培训及高级工培训
聚合
通过培训制度的落实,提高了操作人员的操作水平,为安全平稳高效生产打下了坚实的基础。
3、优化班组考核激励方式
年初镇海石化工业贸易有限责任公司聚丙烯车间对车间经济责任制考核进行了完善,逐步形成一个降低生产成本考核机制,如下图4班组考核模式。
新的考核模式结合公司考核指标,加强目标管理运用,把车间目标每月分解给班组,月底进行考核,与经济责任制直接挂钩,促进班组降本增效积极性。
在原有班组考核的基础上,细化考核细则,极大的调动了职工的积极性,增强效益意识。
图4班组考核模式
4、优化巡查制度
为了确保工序管理运行的平稳可靠,聚丙烯车间制定了相关的巡查制度,首先他们构建多级巡检体系,如操作人员巡检——保运人员巡检——管理技术人员巡检,这样确保多方位多层次对装置的运行进行监控。
其次,针对装置的关键工艺、关键设备、关键控制系统制定巡检保运的关键点,设置完好运行的关键参数,这样在整个过程中做到有据可查,有法可依。
他们将岗位检查制度化,采用不同岗位、不同操作和管理人员分时巡检和专项检查结合,有效地提高了现场巡检的广度和深度,同时要求巡检工作安排有计划,落实有专人,检查有重点。
这些制度都有效的保证了工序管理有效运行。
5、各工序点控制要求和措施
为保证设置的工序管理点能有效运转,真正达到工序管理的效果和目的,我们采取了如下措施:
①管理指标在流程图中明确。
②建立工艺规程,操作法(作业指导书),找出影响主导因素。
③编有检验文件,明确检验方法和检验手段。
④建立了数据记录表等,在线仪表记录的设置报警点并进行报警点记录,可进行数据追溯,发送报警的列入班组经济责任制考核。
⑤建立监督责任制,确保落实到人,专人负责。
(三)、各工序点控制改善
在针对工序管理点控制和监控过程中出现的问题进行了如下改善。
1、高压余压控制改善
1.1降低高压回收系统的压力,因为聚合生产过程中有部分未反应的氢气,随高压回收过程进入高压回收系统,夹带的氢气由于露点较高,无法在当前高压回收系统中的冷凝器中冷凝,随着时间累积,造成回收罐氢气分压增加,增加了系统压力,极易造成控制压力达到上限,针对这个问题,我们设计了远程控制泄压阀,在回收罐高液位时,定量向气柜排放不凝气,减少系统内不凝气对回收压差的影响,并作为定期排放要求进行。
1.2控制回收罐低液位状态,提高分压能力,实现了高压回收罐通过丙烯泵质量流量计投料,具体投料流程如图5:
图5计量泵投流程
这样既避免了原来高压回收罐投料时与聚合釜回收时间上的冲突,解决了高压冷凝器憋压现象,同时高压回收罐丙烯料并入现有的原料罐系统投料,避免了高压回收罐高液位投料现象,特别对于夏季高压回收非常有利,通过今年夏季摸索,形成一套错位回收,液位控制,保持液位在30%以下,确保夏季高压余压控制在1.4Mpa以内。
下面是2012年7、8、9三个月回收压力平均控制情况,见表3。
表3泵投与冷冻机组单耗对比
月份
年份
7月
8月
9月
2012
1.0274
1.0218
1.0282
2、回收后中部温度控制和改善
聚丙烯车间班组操作时依据釜温判断回收终点,目前班组执行的较好,并在执行过程中摸索出自己的操作方法,在回收过程中根据与终点温度的差距,及时关闭冷水系统,班组根据反应情况,利用自动泄压系统,在快到反应终点前,提前加速反应,确保回收后中部温度在65℃以上
3、闪蒸放空压力
利用大修,优化放料流程,把原先的手动控制全部改到主控室远程控制,这样一方面降低班组劳动强度,同时提高了精细操作水平,在主控室可以直接观看到各个部门之间的压差关系,有利于泄放工作,同时避免了先前手动操作过程中,由于操作人员岗位衔接问题,造成提前放空等问题。
有利于闪蒸尾气充分进入气柜回收。
4、包装称重
自动包装线投用后,包装称重不在由操作工操作控制,减少人为称重影响,提高称重精度,对降低丙烯单耗非常有好处,但是如何及时发现包装秤故障或者称重不准是聚丙烯车间必须面对的问题,因此聚丙烯车间建立称重复检制度,对每批料间隔40包进行复检称重,同时要求车间值班人员参与巡检复检,促进复检制度化,从运行情况看,多次及时发现称重问题,并及时等到处理。
5、丙烯纯度
加强丙烯原料中杂质的控制,原料中存在的杂质,不仅仅是对丙烯单耗的直接影响,降低了丙烯纯度,同时也是影响生产的重要因素。
通过对同类装置和连续化装置的对比,以及出现杂质的新情况,确立了内部丙烯质量参考指标,见表4:
表4内部丙烯质量参考指标
项目
质量指标
丙烯
≥99.5%
O2
≤10PPm
H2O
≤10PPm
S(总硫)
≤3PPm
H2S
≤100PPb
CO2
≤5PPm
CO
≤5PPm
炔烃
≤5PPm
双烯烃
≤5PPm
C4组份
基本无
乙烯+乙烷
≤100PPm
砷
≤30PPb
另外确定稳定的精制流程:
原料丙烯→固碱塔→水解脱硫塔→脱硫塔→脱氧塔→原料罐→氧化铝脱水塔→脱砷塔→聚合釜,为更有效进行精制,对氧化铝脱水塔进口阀门进行限速,确保精制能力。
如果装置精丙烯中S及H2S含量或砷含量超标时,对其进行循环精制,确保原料质量合格方可使用,保证精丙烯的质量。
四、管理成效
通过生产过程应用工序管理模式,镇海石化工业贸易有限责任公司聚丙烯车间整体单耗取得了明显的成效,2012年车间单耗下降到1.0230t/tpp,取得了不错的直接经济效益,单从单耗这一块结算,以年底完成4万吨来计算,就节约精丙烯为产生的经济效益为:
Em=(Q1-Q0)*r-(∑Ca+I)-F=40000*(1.0265-1.0230)*10000-15
=125(万元)
Q1:
2011年丙烯单耗1.0265t/tpp(40000吨计算)
Q0:
2012年丙烯单耗1.0230t/tpp(40000吨计算)
R:
精丙烯价格平均10000元
∑Ca+I)-F:
实施费用、损失费用、非本成果效益15万元
根据公式计算共可产生经济效益为125万元。
五、实践体会
1、任何管理措施必须取得全体职工的支持与参与。
只有全员参与,才能使每个人成为管理和控制的主体,形成人人重视管理,思想上形成“管理”的观念,改变管理的思路、作风、方法,使管理措施有效实施,有效调动职工积极性,使管理渗透角角落络,发挥管理的作用。
2、工序管理符合化工生产的应用,化工生产的特点决定了化工工序管理必定有其独特的模式。
只有切实突出因素管理,把因素管理自觉地贯穿于工序分析、工序控制、工序改善中去,才会使化工工序管理不断地创新、前进和提高,才能创造出具有化工特色的工序管理模式。
3、化工工序改善的实质,就是当工序管理的目标或工序条件发生变化时,如何尽快找到一组相应的最佳因素组合,使工序能在新的最佳组合的基础上尽快地达到和确立起新的受控状态。
这是化工工序改善的一个突出特点。
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- 生产过程 应用 工序 管理模式 降低 丙烯