酮苯脫蠟脫油裝置工藝優(yōu)化

馬文花

(中石化南陽(yáng)能源化工有限公司，河南 南陽(yáng) 473132)

南陽(yáng)能源化工有限公司輕質(zhì)酮苯脫蠟脫油裝置于1997年建成并投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)處理能力8萬(wàn)t/a，由中石化洛陽(yáng)石油化工工程公司設(shè)計(jì)，全部采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)。2000年裝置進(jìn)行了擴(kuò)能改造，改造后裝置生產(chǎn)能力擴(kuò)大到12萬(wàn)t/a。加工的原料油為糠醛精制裝置生產(chǎn)的減二線(xiàn)、減三線(xiàn)、減四線(xiàn)、減五線(xiàn)及丙烷脫瀝青裝置生產(chǎn)的輕脫瀝青油。

1 改造前存在問(wèn)題

輕質(zhì)酮苯脫蠟脫油裝置正常運(yùn)行時(shí)原料分兩路分別進(jìn)入一段濾液換冷套管結(jié)晶器E3103AB、原料氨冷套管結(jié)晶器(Ⅰ)E3104AB、原料氨冷套管結(jié)晶器(Ⅱ)E3105AB，當(dāng)套管堵塞嚴(yán)重時(shí)，需對(duì)套管進(jìn)行化套管操作，此時(shí)關(guān)閉一路進(jìn)料，造成裝置處理能力下降，影響裝置加工量。

在夏季生產(chǎn)中，輕質(zhì)酮、重質(zhì)酮和特種蠟成型三套裝置同時(shí)開(kāi)工的情況下，冷凍系統(tǒng)氨循環(huán)量過(guò)大，超過(guò)空冷負(fù)荷，造成冷凍機(jī)出口壓力和氨冷凝后溫度過(guò)高，達(dá)33～34 ℃(正常應(yīng)為17～23 ℃)。同時(shí)進(jìn)入表面蒸發(fā)式空冷(以下簡(jiǎn)稱(chēng)濕空冷)的氣氨溫度高達(dá)80 ℃。由于公司水中Ca2+、Mg2+含量偏高，水結(jié)垢最快的溫度是60 ℃左右，所以造成噴在空冷管束上的水結(jié)垢嚴(yán)重，致使?jié)窨绽涔苁Y(jié)垢嚴(yán)重，傳熱傳質(zhì)效果不理想，其夏季超負(fù)荷運(yùn)行。

2 改造措施

是以糠醛精制油為原料，以甲乙酮和甲苯混合液為溶劑，通過(guò)降溫結(jié)晶、過(guò)濾、分離和溶劑回收等工藝過(guò)程，生產(chǎn)低凝固點(diǎn)的脫蠟油和脫油蠟(石蠟、地蠟)，分別作為潤(rùn)滑油及蠟精制裝置的原料。輕質(zhì)酮苯脫蠟脫油裝置是我廠(chǎng)潤(rùn)滑油及蠟生產(chǎn)系統(tǒng)的核心裝置，隨著公司8萬(wàn)t特種蠟基地的建設(shè)，降低輕質(zhì)酮苯裝置溶劑消耗、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高處理量已成南陽(yáng)能源化工有限公司的重要環(huán)節(jié)，對(duì)輕質(zhì)酮苯裝置進(jìn)行工藝改造勢(shì)在必行。

重質(zhì)酮苯裝置現(xiàn)在閑置，裝置間歇運(yùn)行，年運(yùn)行時(shí)間32天。輕質(zhì)酮苯脫蠟脫油裝置擬增加一路結(jié)晶備用流程，操作靈活，減少套管上壓，降低套管設(shè)備故障，有效避免因清洗套管造成的裝置加工量下降，提高生產(chǎn)平穩(wěn)率。在表面蒸發(fā)式空冷前擬增加一組干空冷，可有效降低高壓氣氨的溫度、壓力，減輕管束結(jié)垢，可以解決夏季空冷超負(fù)荷運(yùn)行的問(wèn)題，保障運(yùn)行安全，空冷器利舊。

3 原理及改造方案

3.1 原理

本裝置脫蠟原料在丁酮甲苯二元混合溶劑的作用下，利用其良好的低溫流動(dòng)性和選擇性，在冷凍、降溫過(guò)程中，分次加入混合溶劑，使蠟良好地結(jié)晶，輸送到真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)內(nèi)，使油、蠟分離，溶劑在回收系統(tǒng)得到較完全的回收及循環(huán)使用，整個(gè)過(guò)程是一個(gè)物理過(guò)程，它除去了潤(rùn)滑油原料中大分子正構(gòu)烷烴及異構(gòu)烷烴即蠟，以滿(mǎn)足潤(rùn)滑油品在低溫下的使用要求。酮苯脫蠟是溶劑脫蠟中最常見(jiàn)的一種，它具有處理量大、操作條件緩和、適用性廣，能處理各種餾分潤(rùn)滑油和殘?jiān)鼭?rùn)滑油等優(yōu)點(diǎn)。

3.2 改造方案

目前重質(zhì)酮苯脫油裝置處于停產(chǎn)狀態(tài)，考慮利舊，重質(zhì)酮苯脫油裝置原料換冷套管結(jié)晶器E3603作為輕質(zhì)酮苯脫蠟脫油裝置的原料設(shè)備一段濾液換冷套管結(jié)晶器，原料氨冷套管結(jié)晶器E3604作為原料一次氨冷套管結(jié)晶器，溶劑氨冷套管結(jié)晶器E3606作為原料二次氨冷套管結(jié)晶器。

重酮原料換冷套管結(jié)晶器需新開(kāi)兩個(gè)遠(yuǎn)傳溫度計(jì)口。輕酮原料：一段濾液換冷套管結(jié)晶器前引出至重酮原料；一段濾液換冷套管結(jié)晶器入口前。之后經(jīng)過(guò)重酮原料一段濾液換冷套管結(jié)晶器、原料氨冷套管結(jié)晶器(Ⅰ)、原料氨冷套管結(jié)晶器(Ⅱ)后返回至輕酮。濾液線(xiàn)自輕酮P3104AB出口至重酮原料：一段濾液換冷套管結(jié)晶器后返回輕酮，濾液線(xiàn)的流量調(diào)節(jié)閥需新增。一次稀釋溶劑線(xiàn)、二次稀釋溶劑線(xiàn)均從輕酮引出加入到重酮原料線(xiàn)，一次稀釋溶劑線(xiàn)的流量調(diào)節(jié)閥新增，二次稀釋溶劑的流量調(diào)節(jié)閥需新增。重酮原料：一段濾液換冷套管結(jié)晶器吹掃及排污管線(xiàn)，原料氨冷套管結(jié)晶器(Ⅰ)的氨系統(tǒng)管線(xiàn)、吹掃及排污管線(xiàn)均利舊重酮的相應(yīng)管線(xiàn)，原料氨冷套管結(jié)晶器(Ⅱ)氣氨線(xiàn)就近接至-35 ℃氣氨總線(xiàn)，其它管線(xiàn)利舊重酮的相應(yīng)管線(xiàn)。

其改造前流程如圖1所示，改造后流程如圖2所示。

圖1 改造前流程圖

圖2 改造后流程圖

在表面蒸發(fā)式空冷前需增加一組干空冷。具體流程：氨壓機(jī)出口——分離器——空冷器(新增)——表面蒸發(fā)器——工作罐——套管。在現(xiàn)有表面蒸發(fā)器前增加一組干空冷，降低表面蒸發(fā)器進(jìn)氨溫度，減輕表面蒸發(fā)器結(jié)垢，降低液氨后冷溫度及壓力。其改造后流程圖見(jiàn)圖3。

酮苯脫蠟脫油裝置設(shè)備如下：重質(zhì)酮苯裝置原料換冷套管結(jié)晶器E3603作為輕質(zhì)酮苯裝置的原料——一段濾液換冷套管結(jié)晶器，利舊；重酮原料氨冷套管結(jié)晶器E3604作為輕酮原料一次氨冷套管結(jié)晶器，利舊；重酮溶劑氨冷套管結(jié)晶器E3606作為原料輕酮二次氨冷套管結(jié)晶器，利舊；控制閥FV-3106C脫蠟一次溶劑去重酮線(xiàn)，新增；控制閥FV-3105F一段脫油濾液去重酮線(xiàn)，新增；控制閥FV-3103C濾液至重酮E3603，新增；控制閥FV-3105E二次稀釋溶劑至重酮，新增；控制閥 FV-101C原料一段濾液換冷套管結(jié)晶器入口，新增；空冷GP9×3-4-129-1.6S-23.4/DR-ⅡA 11kW×3(臺(tái))，利舊。

圖3 表面蒸發(fā)器空冷前增加干空冷流程圖

4 改造效果

本次改造輕質(zhì)酮苯脫蠟脫油裝置增加一路結(jié)晶備用流程，操作靈活，減少套管上壓，降低套管設(shè)備故障，有效避免因清洗套管造成的裝置加工量下降，提高了生產(chǎn)平穩(wěn)率，提高處理量0.6萬(wàn)t/a。

在夏季生產(chǎn)中，輕質(zhì)酮、重質(zhì)酮和特種蠟成型三套裝置同時(shí)開(kāi)工的情況下，冷凍系統(tǒng)氨循環(huán)量過(guò)大，超過(guò)空冷負(fù)荷，造成冷凍機(jī)出口壓力和氨冷凝后溫度過(guò)高，表面蒸發(fā)空冷器出口33～34 ℃(正常應(yīng)為17～23 ℃)。裝置投用后，干空冷運(yùn)行效果較好，出口溫度可到28～32 ℃，在此溫度下不但停用兩臺(tái)表面蒸發(fā)空冷器水泵，而且使表面蒸發(fā)空冷器出口溫度降低了3 ℃，達(dá)到了17～23 ℃。此干空冷增加達(dá)到的效果是：①滿(mǎn)足夏季滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行要求；②減緩濕空冷的管束結(jié)垢情況，從而降低表面蒸發(fā)空冷器的水量蒸發(fā)，降低水耗；③在冬季冷凝器負(fù)荷較低的情況下，可少開(kāi)或不開(kāi)濕空冷，進(jìn)一步降低系統(tǒng)能耗。

5 經(jīng)濟(jì)效益

改造后提高輕質(zhì)酮苯的處理量0.6萬(wàn)t/a。輕質(zhì)酮苯處理量能提高0.6萬(wàn)t/a，蠟收率35.72%，油收率47.27%，每年可提高蠟產(chǎn)量0.63萬(wàn)t，脫蠟油0.85萬(wàn)t，蠟下油0.32萬(wàn)t。

精制油扣稅價(jià)為4 238元/t，粗蠟單價(jià)5 957元/t，脫蠟油單價(jià)4 271元/t，蠟下油單價(jià)為3 840元/t，裝置綜合加工費(fèi)420元/t。則提高處理量年盈利：85萬(wàn)元。根據(jù)制冷原理冷凝溫度升高1 ℃，制冷能力減少1%～2%，壓縮功增加1%～1.5%，電耗增加2%～2.5%。冷凍機(jī)出口壓力主要由氨的冷凝溫度所決定。如果冷凝溫度降低5 ℃，冷凝時(shí)壓力可減少0.2 MPa，它將引起冷凍機(jī)壓縮比降低，吸入氨氣能力提高。因此，冷凍機(jī)壓力每降0.2MPa，即冷凝溫度降低5 ℃，可能提高制冷能力5%～10%。

項(xiàng)目成功完工后表面蒸發(fā)空冷器出口冷凝溫度能降低3 ℃。則制冷效率可提高3%～6%，生產(chǎn)時(shí)共用四臺(tái)壓縮機(jī)，電機(jī)功率為1 300 kW，則每年可節(jié)電41.6萬(wàn)kW·h。壓縮機(jī)每年節(jié)約費(fèi)用為32.7萬(wàn)元。干式空冷器的消耗電功率為22 kW，每年費(fèi)用為13.83萬(wàn)元。

節(jié)約費(fèi)用：項(xiàng)目總投資330萬(wàn)元，折舊按15年計(jì)算。則總收益82.53萬(wàn)元。

6 結(jié)論

將閑置的重質(zhì)酮苯脫油裝置結(jié)晶流程，引入到輕質(zhì)酮苯脫蠟脫油裝置，使結(jié)晶部分增加一路流程作為備用，杜絕頻繁切換、流量波動(dòng)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，保障裝置平穩(wěn)運(yùn)行；利舊安裝干空冷一組，解決冷凍系統(tǒng)高壓氣氨容易超壓的問(wèn)題，消除超壓風(fēng)險(xiǎn)。改造后取得了良好的效果，節(jié)約能耗，產(chǎn)品質(zhì)量得到保證，經(jīng)濟(jì)效益顯著，在同類(lèi)裝置具有應(yīng)用推廣價(jià)值。