酮苯脫蠟脫油裝置提高經(jīng)濟(jì)效益的措施

楊青松 張士博 郭瑞昕

摘 ?????要：介紹了酮苯脫蠟脫油裝置的生產(chǎn)現(xiàn)狀，就目前條件下能夠提高裝置整體效益的有效措施，分析得出了提高石蠟收率、產(chǎn)量和降低動(dòng)裝置動(dòng)力消耗的調(diào)整方向，在操作中如何具體提高效益的低溫過濾和低稀釋比例運(yùn)行方案，以及在操作條件變化后如何避免指標(biāo)調(diào)整帶來的負(fù)面影響。

關(guān) ?鍵 ?詞：酮苯脫蠟脫油裝置;收率;能耗;效益

中圖分類號：TE 624 ?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ???文章編號：文章編號： 1671-0460（2019）03-0606-04

Abstract： The present production situation of ketobenzene dewaxing and deoiling unit was introduced， the measures to improve the overall efficiency of the unit under the present conditions were put forward， and the adjustment direction to increase the paraffin yield， output and reduce the power consumption was determined as well as the plans to improve low temperature filtration and low dilution ratio in operation， and to avoid the negative effect of index adjustment after the operation conditions change.

Key words： Ketobenzene dewaxing and deoiling unit; Yield; Energy consumption; Benefit

原油經(jīng)過加工后主要是三大類產(chǎn)品：燃料油、潤滑油和化工產(chǎn)品。一般的煉油廠也分為三種主要類型，即燃料型、燃料-潤滑油型和燃料-化工型[1]。

潤滑油生產(chǎn)工藝多種多樣，按其工藝加工方式大致可分為三種即物理方式、化學(xué)方式以及物理化學(xué)相結(jié)合方式。物理方式主要生產(chǎn)工藝是溶劑脫蠟，化學(xué)方式以加氫為主，物理化學(xué)方式則是將溶劑脫蠟與加氫工藝組合在一起生產(chǎn)。隨著科技的不斷發(fā)展，潤滑油生產(chǎn)已有被加氫異構(gòu)降凝裝置取代的趨勢，但“老三套”裝置生產(chǎn)潤滑油基礎(chǔ)油依然有著投資少、加工方案靈活、產(chǎn)品多樣性等優(yōu)勢，更多企業(yè)選擇加氫工藝與傳統(tǒng)“老三套”相結(jié)合的生產(chǎn)方式，以達(dá)到高品質(zhì)、高效益、高回報(bào)的目的。但以石蠟基原油為原料生產(chǎn)潤滑油和石蠟，酮苯脫蠟脫油裝置還是能發(fā)揮其自身優(yōu)勢和不可替代的作用[2]。

石蠟廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)行業(yè)。近年來，隨著國內(nèi)外石蠟生產(chǎn)裝置陸續(xù)關(guān)停，石蠟產(chǎn)量逐年下降，據(jù)統(tǒng)計(jì)到2019年全球石蠟市場缺口將接近27.2萬t。

通過調(diào)研對比分析國內(nèi)的潤滑油和石蠟產(chǎn)品市場，潤滑油基礎(chǔ)油受市場價(jià)格、稅率、國外高品質(zhì)基礎(chǔ)油沖擊等因素影響大，其產(chǎn)品力遠(yuǎn)不及石蠟。因此，酮苯脫蠟脫油裝置順應(yīng)市場形勢變化，逐漸將石蠟由副產(chǎn)品變成主產(chǎn)品，脫蠟油改走催化加氫路線。

1 ?裝置概況

某廠目前有三套酮苯脫蠟脫油裝置，分別加工蒸餾裝置減三線和減四線蠟油，生產(chǎn)54#-66#全系列石蠟產(chǎn)品。

30萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置和40萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置以減三線蠟油為原料，生產(chǎn)54#或56#石蠟，由于現(xiàn)階段Ⅰ類潤滑油基礎(chǔ)油使用量的下降和基礎(chǔ)油產(chǎn)品指標(biāo)的調(diào)整，生產(chǎn)潤滑油基礎(chǔ)油產(chǎn)品效益低，30萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置和40萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置現(xiàn)為單脫加工方式，目的產(chǎn)品為石蠟。

從工藝角度分析，裝置特點(diǎn)是工藝復(fù)雜、操作難度大、連續(xù)生產(chǎn)中帶有間歇性操作、操作波動(dòng)大、設(shè)備切換頻繁。定期操作包括熱化套管、溫洗濾機(jī)等，定期操作帶來的是產(chǎn)品收率降低、能耗上升，所以，酮苯裝置提高目的產(chǎn)品收率、降低裝置能耗、降低加工成本對裝置整體運(yùn)行是十分重要的。

酮苯脫蠟脫油裝置的工藝原理是：將丁酮-甲苯二元溶劑與原料混合并降溫，隨著溫度的下降，蠟在混合溶液中的溶解度也下降，最終蠟達(dá)到過飽和狀態(tài)結(jié)晶析出，通過過濾達(dá)到蠟、油固、液兩相分離的過程。溶劑在系統(tǒng)中除起選擇性溶解作用外，還起降低油液黏度，為結(jié)晶形成和過濾分離創(chuàng)造有利條件的作用，其中丁酮為極性溶劑，具有很好的選擇性，在低溫下對蠟不溶解，對油有一定的溶解能力，甲苯為非極性溶劑，具有很好的溶解能力，但選擇性差。丁酮和甲苯在混合溶劑中的比例不同而表現(xiàn)出不同的性質(zhì)，在脫蠟脫油過程中，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和原料的不同，調(diào)整選用不同的丁酮、甲苯比例[3，4]。

酮苯脫蠟脫油裝置為冷點(diǎn)稀釋脫蠟方式，主要是利用溶解度隨溫度的變化，物料在降溫過程中逐步加入稀釋溶劑，原料中的結(jié)晶析出的蠟在過濾機(jī)中與油進(jìn)行分離[5]。

溶劑脫油過程是將低溫的固態(tài)含油蠟液升溫，使熔點(diǎn)較低的蠟組分和高凝點(diǎn)的油組分從蠟中溶出，通過過濾分離出液相，從而達(dá)到脫油的目的[6]。

30萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置生產(chǎn)流程采用先酮苯脫蠟脫油后糠醛精制工藝，裝置由結(jié)晶、過濾、真空密閉、冷凍、溶劑回收五個(gè)系統(tǒng)組成，裝置脫蠟脫油溶劑采用丁酮、甲苯二元溶劑[7]。

30萬t/a酮苯裝置以常減壓蒸餾裝置減三線蠟油為原料，由于裝置產(chǎn)品方案的調(diào)整，原設(shè)計(jì)兩種產(chǎn)品的裝置轉(zhuǎn)為只生產(chǎn)一種產(chǎn)品，產(chǎn)品為54#或56#石蠟。因?yàn)椴簧a(chǎn)基礎(chǔ)油，裝置整體效益下降，而企業(yè)的創(chuàng)效要求一直在提高，企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品根據(jù)市場變化，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，對裝置運(yùn)行也提出了更高的要求。為了提高裝置的創(chuàng)效和生存能力，需要裝置保持較高的機(jī)動(dòng)性，對裝置加深研究，提高增效降耗能力。30萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置在實(shí)際生產(chǎn)中遇到了同類問題，需要考慮如何充分利用資源、挖掘裝置潛能，降低成本，提高企業(yè)效益。

通過對30萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置加工的蒸餾裝置減三線蠟油石蠟潛含量分析，結(jié)果為41%～45%，而實(shí)際生產(chǎn)中的蠟收率只能達(dá)到37.6%，與蠟的潛含量存在一定的差值，說明石蠟沒有被完全分離出來，也就是蠟收率提高還有一定空間。所以把提高蠟收率作為一個(gè)技術(shù)攻關(guān)目標(biāo)。

另外，從能耗數(shù)據(jù)上對比，30萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置較加工同樣原料的同類裝置能耗高13.5 kg標(biāo)油/t，把能耗降低作為了另一個(gè)技術(shù)攻關(guān)目標(biāo)。

2 ?裝置的調(diào)整

2.1 ?提高蠟收率的工藝調(diào)整

裝置改為單脫以后，設(shè)計(jì)的脫蠟段制冷量出現(xiàn)過剩情況，為充分利用裝置冷量，把脫蠟段過剩的冷量移至脫油段使用，通過降低段脫油段過濾溫度，減少了低熔點(diǎn)石蠟組分的損失，達(dá)到增產(chǎn)石蠟的目的。

在實(shí)際生產(chǎn)中，通過現(xiàn)場改造，把原并聯(lián)的溶劑氨器冷卻器改為串聯(lián)，把一臺-15 ℃氨氣冷卻器改為-25 ℃，以達(dá)到深冷降溫的作用。新增一條溶劑管線用于轉(zhuǎn)移脫蠟段溶劑至脫油段，控制脫油段溫度提升幅度，實(shí)現(xiàn)脫油段低溫過濾。

2.1.1 ?裝置原料

裝置加工的原料為蒸餾裝置減三線蠟油，從原料性質(zhì)分析數(shù)據(jù)看，原料性質(zhì)基本保持穩(wěn)定，主要性質(zhì)見表1。

2.1.2 ?調(diào)整過程

裝置為了提高蠟收率，在調(diào)整脫油段過濾溫度操作中，按以下兩步進(jìn)行。

第一步，裝置設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是以雙脫制定的，裝置冷凍能力大，脫蠟段進(jìn)料溫度低，單脫時(shí)可以通過停用脫油段加熱器來降低脫油段進(jìn)料溫度，提高蠟收率。

第二步，為進(jìn)一步降低脫油一段、二段過濾溫度，對裝置進(jìn)行適應(yīng)性改造，將剩余制冷能力和脫蠟段低溫溶劑挪到脫油段使用，來降低脫油段溶劑溫度。

2.1.3 ?產(chǎn)品蠟收率

裝置調(diào)整前5 d和調(diào)整后5 d的蠟收率數(shù)據(jù)見表3。

2.1.4 ?產(chǎn)品蠟餾出口質(zhì)量

調(diào)整后連續(xù)4 d 2個(gè)時(shí)間點(diǎn)餾出口分析數(shù)據(jù)見表4。

2.1.5 ?其他調(diào)整

為防止由于過濾溫度降低帶來的質(zhì)量波動(dòng)，脫油一段增開了一臺濾機(jī)，通過增加過濾面積達(dá)到降低過濾速度的目的，有效的控制了蠟含油指標(biāo)，保證產(chǎn)品質(zhì)量合格。

2.2 ?降低能耗的調(diào)整

酮苯脫蠟脫油裝置的能耗主要體現(xiàn)在電和蒸汽消耗上，在電的使用上，主要消耗在制冷上，重點(diǎn)用電設(shè)備是氨壓機(jī);蒸汽主要消耗在回收系統(tǒng)的溶劑和油品的加熱器上。從理論上分析，制冷量主要是用在套管結(jié)晶機(jī)上，套管結(jié)晶機(jī)的用冷量相關(guān)的參數(shù)一個(gè)是冷卻介質(zhì)的流量，另一個(gè)是冷卻介質(zhì)的初溫，在套管結(jié)晶機(jī)里，原料量是不可調(diào)的，可調(diào)的是預(yù)稀釋流量和溫度、一次稀釋流量和溫度。蒸汽加熱器的蒸汽消耗，主要與加熱介質(zhì)流量有關(guān)系，產(chǎn)品量是固定的，可調(diào)的只有需要加熱的溶劑量。

蠟收率調(diào)整后對動(dòng)力消耗進(jìn)行了對比，由于主要影響電耗，所以只是對比電耗。表5為蠟收率調(diào)整前、后3周的電單耗數(shù)據(jù)。

通過充分利用裝置的制冷能力實(shí)現(xiàn)了蠟收率的提高，但同時(shí)增加了裝置的電耗。為降低能耗，達(dá)到增收不增耗的目的，通過系統(tǒng)分析，進(jìn)行了操作參數(shù)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了裝置能耗的下降。表6為裝置調(diào)整前、后相關(guān)操作參數(shù)對比表。

3 ?存在問題及下一步調(diào)整方向

3.1 ?存在的問題

酮苯脫蠟脫油裝置通過各系統(tǒng)的工藝優(yōu)化調(diào)整，蠟收率大幅提高，最高可到41.2%，同時(shí)蠟含油可控制在0.5%以下，產(chǎn)品質(zhì)量相對穩(wěn)定。但是提高蠟收率是通過降低過濾溫度來實(shí)現(xiàn)的，而低溫過濾帶來的是裝置電耗的增加。

雖然在整個(gè)工藝調(diào)整階段蠟含油指標(biāo)都合格，但從后期連續(xù)生產(chǎn)來看，還是有個(gè)別餾出口質(zhì)量不合格，主要是部分操作參數(shù)波動(dòng)、或者原料出現(xiàn)變化以及蒸餾裝置調(diào)整減壓側(cè)線產(chǎn)品造成，由于低溫下的溶劑溶解能力下降，脫油段脫油能力下降，導(dǎo)致裝置在質(zhì)量方面的抗干擾能力下降，所以產(chǎn)品質(zhì)量有時(shí)出現(xiàn)不合格。

在裝置進(jìn)行節(jié)能調(diào)整后，裝置的總能耗得到了降低，增加了效益。由于裝置運(yùn)行中新鮮溶劑循環(huán)比例的變化，裝置能耗下降了6.82 kg標(biāo)油/t，使裝置的生產(chǎn)成本得到了進(jìn)一步的降低。

3.2 ?下一步調(diào)整方向

為進(jìn)一步節(jié)約加工成本、增產(chǎn)增收，酮苯脫蠟脫油裝置從工藝、設(shè)備兩方面著手進(jìn)行分析，還有諸多改善、提高的措施，主要有以下三個(gè)方面，一是降低蠟含油，繼續(xù)提高蠟收率;二是降低裝置能耗，比如進(jìn)一步提高保溫、保冷效果;三是降低其他各項(xiàng)消耗，比如設(shè)備配件消耗、三劑消耗、潤滑油消耗、人工成本等。

原料的蠟潛含量決定和限制了蠟收率，通過比對，現(xiàn)階段的蠟收率與原料蠟含量還有一定差距。這就需要從精細(xì)操作著手，避免由于生產(chǎn)波動(dòng)帶來的蠟損失。

酮苯脫蠟脫油裝置通過生產(chǎn)調(diào)整，現(xiàn)已基本實(shí)現(xiàn)了單脫生產(chǎn)，但裝置的能耗高于原設(shè)計(jì)為單脫的裝置。為進(jìn)一步節(jié)能降耗、優(yōu)化生產(chǎn)，裝置還需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓に噭?dòng)改，除此之外，引進(jìn)先進(jìn)的集成控制系統(tǒng)、自動(dòng)溫洗濾機(jī)系統(tǒng)、節(jié)能變頻設(shè)備使用等，都是行之有效的節(jié)能措施。

另外，生產(chǎn)的調(diào)整要以原料的分析數(shù)據(jù)為依據(jù)，要根據(jù)分析數(shù)據(jù)變化及時(shí)調(diào)整操作，努力實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高收率的目標(biāo)。

4 ?結(jié)束語

隨著市場競爭的不斷加劇，企業(yè)需要轉(zhuǎn)型和提高，裝置更要適應(yīng)不斷變化的形勢，特別是“可持續(xù)、綠色、低碳”發(fā)展對于酮苯脫蠟脫油裝置來說尤為重要，這就需要掌握關(guān)鍵技術(shù)，在已成熟的工藝上改進(jìn)提高，挖潛增效，揚(yáng)長避短，持續(xù)增進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)水平，利用近些年出現(xiàn)的新設(shè)備、新技術(shù)，提高裝置整體競爭力，采用新技術(shù)、開發(fā)新產(chǎn)品、拓展新業(yè)務(wù)，提高產(chǎn)品竟?fàn)幜?，在環(huán)保方面努力推進(jìn)清潔生產(chǎn)，持續(xù)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，在潤滑油、蠟產(chǎn)業(yè)鏈上取得更大突破。

參考文獻(xiàn)：

[1] 侯祥麟.中國煉油技術(shù)[M].北京：中國石化出版社，1991.

[2] 侯曉明.潤滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)裝置技術(shù)手冊[M].北京：中國石化出版社，2014.

[3] 劉家明.煉油裝置工藝與工程[M].北京：中國石化出版社，2017.

[4] 水天德.現(xiàn)代潤滑油生產(chǎn)工藝[M].北京：中國石化出版社，1997.

[5] 江澤政.潤滑油溶劑脫蠟[M].北京：中國石化出版社，1994.

[6] 梁朝林.溶劑脫蠟[M].北京：中國石化出版社，2011.

[7] 李賀，孫福奇，陳洋，等.原料對酮苯裝置蠟結(jié)晶的影響[J].當(dāng)代化工，2017，46（4）：629-632.

[8]沈大建.荊門石化的酮苯裝置技術(shù)改造[J].當(dāng)代化工，2011，40（5）：481-483.