酮苯裝置重套適應(yīng)性改造

張 征

（武漢金中石化工程有限公司，武漢 430223）

經(jīng)驗(yàn)交流

酮苯裝置重套適應(yīng)性改造

張 征

（武漢金中石化工程有限公司，武漢 430223）

針對酮苯裝置重套最大處理能力只有80 kt/a，與加氫改質(zhì)裝置能力不配套的情況，根據(jù)原油性質(zhì)變化采用正序工藝進(jìn)行了適應(yīng)性改造，實(shí)際生產(chǎn)情況表明，重套處理量提高到126 kt/a，油蠟綜合收率由60%上升到64.4%，能耗降至標(biāo)油112.46 kg/t原料，年增效2 252.8多萬元。

酮苯脫油脫蠟；正序工藝；改造

隨著中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長，車輛和機(jī)具的數(shù)量和質(zhì)量不斷增加，必然導(dǎo)致潤滑油需求的快速增長。中國潤滑油市場正處于轉(zhuǎn)變時(shí)期，為了滿足發(fā)動(dòng)機(jī)低污染排放要求，國家鼓勵(lì)企業(yè)對潤滑油及燃料油升級(jí)，因此高檔潤滑油的市場前景更加廣闊。

某石化分公司是國內(nèi)潤滑油加工手段最齊全的企業(yè)之一，配套糠醛精制（輕、重2套）、潤滑油加氫改質(zhì)、酮苯脫油脫蠟（輕、重2套）、潤滑油加氫精制、石蠟加氫精制、微晶蠟加氫精制、白土精制、石蠟成型等裝置，原油加工量已提高到6 Mt/a。為更好地發(fā)揮潤滑油加工裝置的效率，該公司利用正序工藝對酮苯裝置重套進(jìn)行了適應(yīng)性改造[1-2]。酮苯裝置加工減四線或輕脫瀝青原料油時(shí)稱為重套，加工減一、二、三線原料油時(shí)稱為輕套。

1 背景及裝置概況

隨著該公司新管線的建成，原油加工量提高，潤滑油原料有了更充足的來源。為充分發(fā)揮原來高含蠟原油特性，生產(chǎn)高質(zhì)量的潤滑油和石蠟、地蠟以及白油等特種產(chǎn)品，潤滑油系統(tǒng)輕重“兩條龍”加工裝置需要常年開工。根據(jù)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的物料平衡推算，酮苯裝置重套最大處理能力只有80 kt/a，與加氫改質(zhì)裝置能力不配套，加工量存在瓶頸，豐富高檔潤滑油資源沒能得到充分開發(fā)；同時(shí)酮苯裝置重套能耗高達(dá)標(biāo)油212 kg/t，遠(yuǎn)高于同類裝置能耗83.40 kg/t的平均水平。因此，需要在擴(kuò)能的同時(shí)對潤滑油系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造。

酮苯裝置重套原設(shè)計(jì)采用反序三段脫油工藝加工南陽油、江漢油的減四線、輕脫油餾分，因含蠟量高，采用酮苯逆序脫蠟工藝可以節(jié)省-40℃深冷源而節(jié)電，但南陽油的量逐年減少，其他原油來源比較多，目前主要加工加氫改質(zhì)減四線油和輕脫油，生產(chǎn)HVI500N、HVI120BS及微晶蠟等產(chǎn)品。

將酮苯裝置原料進(jìn)行深冷，分出油和蠟膏，此時(shí)油已合格，但蠟膏中還含有少部分油，再將蠟膏進(jìn)行二段脫油，得到合格的油和蠟，該過程稱為正序工藝。

將酮苯裝置原料進(jìn)行淺冷一段脫油，分出油和蠟膏，此時(shí)油稱為淺冷油，其中還含有少量蠟，蠟膏中還含有少部分油，再將淺冷油進(jìn)行深冷脫蠟，得到合格的基礎(chǔ)油，同時(shí)將蠟膏進(jìn)行二、三段脫油得到合格蠟，該過程稱為反序工藝。在滿足HVI500N產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提下（潤滑油傾點(diǎn)-13℃，蠟含油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤1.5%），采用正序工藝，目的產(chǎn)品潤滑油及微晶蠟收率為60%；而采用逆序工藝，目的產(chǎn)品潤滑油及微晶蠟收率為43%。產(chǎn)品潤滑油及微晶蠟收率正序工藝大于反序工藝，因此采用正序工藝對酮苯裝置重套進(jìn)行了適應(yīng)性改造[3]。

2 改造特點(diǎn)及內(nèi)容

2.1 工藝技術(shù)特點(diǎn)

1)酮苯裝置重套結(jié)晶部分原反序三段脫油一段脫蠟工藝改為正序一段脫蠟二段脫油工藝，提高目的產(chǎn)品油蠟收率且擴(kuò)大處理量；

2)為降低能耗，將離心式氨壓機(jī)改為螺桿式；

3)濾液及蠟下油溶劑回收采用三效蒸發(fā)；

4)蠟液溶劑回收采用升膜蒸發(fā)器且完善回收流程；

5)采用多點(diǎn)稀釋和冷點(diǎn)稀釋流程；

6)采用窄點(diǎn)技術(shù)，優(yōu)化換冷流程。

2.2 改造主要內(nèi)容

2.2.1 將離心式氨壓機(jī)改為螺桿式

螺桿式氨壓機(jī)的在節(jié)能和適應(yīng)性方面均優(yōu)于離心式氨壓機(jī)。離心式氨壓機(jī)的操作彈性低，適應(yīng)范圍較窄，處理量低時(shí)有喘振現(xiàn)象，必需開回流；而螺桿式氨壓機(jī)可在20%～100%自動(dòng)調(diào)節(jié)，更有利于節(jié)電。

改造選用的螺桿式壓縮機(jī)是一種新型壓縮裝置，優(yōu)點(diǎn)是：1）機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，占地面積少，重量輕；2）熱效率高，加工件少，機(jī)器易損件少，運(yùn)行安全可靠，操作維護(hù)簡單；3）氣體沒有脈動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，機(jī)組對基礎(chǔ)要求不高，不需要專門基礎(chǔ)；4）運(yùn)行中向轉(zhuǎn)子腔噴油，因此排氣溫度低，氨制冷劑一般不超過90℃；5）對濕行程不敏感，濕蒸汽或少量液體進(jìn)入機(jī)內(nèi)，沒有液擊危險(xiǎn)；6）可適應(yīng)外部環(huán)境的變化，隨出口壓力調(diào)節(jié)內(nèi)容積比，降低壓縮比，節(jié)約電能；7）可借助滑閥改變壓縮有效行程，可進(jìn)行10%～100%的無級(jí)冷量調(diào)節(jié)；8）節(jié)能效果明顯。

2.2.2 多點(diǎn)稀釋和冷點(diǎn)稀釋流程

按原料性質(zhì)，加氫處理輕脫瀝青改質(zhì)油時(shí)，采用全濾液循環(huán)多點(diǎn)稀釋流程。加氫處理減四線改質(zhì)含蠟油時(shí)，采用正序冷點(diǎn)稀釋工藝，即在換冷套管4、6、8、10根管中預(yù)留冷點(diǎn)稀釋開口及安裝相應(yīng)工藝管道。

由于冷點(diǎn)稀釋工藝過濾速度較高，脫油蠟含油量低，目的產(chǎn)品潤滑油及微晶蠟收率高，冷點(diǎn)前油的冷卻速度要求比較嚴(yán)格，降溫速率應(yīng)控制在1.5℃/min之內(nèi)，需要更大的套管面積來保證，故采用冷點(diǎn)稀釋和多點(diǎn)稀釋工藝，在換冷套管結(jié)晶器上預(yù)留有冷點(diǎn)稀釋溶劑的預(yù)留管口，并從原稀釋管線上增加一分支管與換冷套管結(jié)晶器中部原料管線相接，保證了稀釋效果。

2.2.3 改造溶劑、蠟液回收蒸發(fā)裝置

原設(shè)計(jì)濾液、蠟下油溶劑回收系統(tǒng)均采用四塔兩效流程，其中換熱蒸出率只有36%，尚未達(dá)到58%。而蠟液回收系統(tǒng)采用三塔兩效流程，實(shí)際換熱蒸出率只有30%左右。

改造將原濾液、蠟下油溶劑回收系統(tǒng)四塔二效蒸發(fā)改為五塔三效蒸發(fā)，將蠟液回收系統(tǒng)三塔兩效蒸發(fā)改為四塔兩效蒸發(fā)，每套回收系統(tǒng)充分利用各塔頂?shù)娜軇┱羝推崴椎拿撓炗?、蠟下油、蠟油等油品的熱量，濾液及蠟下油液三效蒸發(fā)換熱的溶劑蒸出率超過58%，到達(dá)62%～64%，比原來提高26～28個(gè)百分點(diǎn)，蠟液兩效蒸發(fā)換熱的溶劑蒸出率45%，比原來提高15個(gè)百分點(diǎn)，降低了裝置的能耗。

為了實(shí)現(xiàn)濾液、蠟下油液三效蒸發(fā)，蠟液的兩效蒸發(fā)的回收流程和節(jié)省投資，對蒸發(fā)、換熱流程進(jìn)行全面調(diào)整，每套蒸發(fā)系統(tǒng)各需增加蒸發(fā)塔1臺(tái)；并對原有換熱流程進(jìn)行了調(diào)整，盡可能利用原有設(shè)備。

2.2.4 改造蠟溶劑回收蒸汽加熱器

與蒸汽加熱器相比，升膜式蒸發(fā)加熱器具有如下優(yōu)點(diǎn)：1）傳熱系數(shù)高，傳熱性能好；2）連續(xù)操作，設(shè)備有效時(shí)間利用率高；3）蒸發(fā)與預(yù)熱都在小溫差下進(jìn)行，因而不易結(jié)焦，易于清洗，宜于多效流程操作；4）由于可多效操作，熱能消耗少；5）可進(jìn)行就地清洗，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

根據(jù)升膜蒸發(fā)器的特點(diǎn)，改造時(shí)將蠟溶劑回收系統(tǒng)蒸汽加熱器改為升膜式蒸發(fā)加熱器，其出口管線靠近蒸發(fā)塔的入口，保證了蒸發(fā)效果。

2.2.5 酮苯裝置重套逆序改為正序流程

根據(jù)原油性質(zhì)變化，為提高目的產(chǎn)品油蠟收率并擴(kuò)大處理量，將原酮苯裝置重套逆序改為正序流程：

1)原料油經(jīng)-18℃氨淺冷，改為原料油經(jīng)-18℃氨淺冷，再經(jīng)-40℃氨深冷，最后與三次稀釋溶劑混合后進(jìn)罐；

2)將一段脫油濾液脫蠟改為原料油直接脫蠟，過濾面積相應(yīng)增大，原3臺(tái)過濾機(jī)增加至5臺(tái)過濾機(jī)；

3)將脫油濾液罐改為二段脫油蠟下油罐，三段蠟下油液泵改為二段脫油蠟下油泵；

4)將二段脫油過濾機(jī)改為一段脫油過濾機(jī)；

5)將-18℃氨淺冷脫蠟套管結(jié)晶器改為-40℃氨深冷脫蠟套管結(jié)晶器；

6)將脫蠟原料-濾液換冷套管結(jié)晶器改為含油蠟液-脫蠟二次、三次及冷洗溶劑換冷套管結(jié)晶器，控制一段脫油進(jìn)料溫度；

7)將脫油原料-蠟下油換冷套管結(jié)晶器改為脫蠟原料-濾液換冷套管結(jié)晶器；

8)將脫蠟冷洗溶劑-濾液換熱器改為二、三次稀釋及冷洗溶劑-濾液換熱器，流程相應(yīng)調(diào)整；

9)將脫油原料加熱器改為脫蠟一次溶劑-濾液換熱器，控制一次溶劑稀釋冷點(diǎn)溫度；

10)增加二次、三次脫蠟稀釋及冷洗溶劑一次氨冷器和三次脫蠟稀釋溶劑二次氨冷器；

11)二段稀釋溶劑-蠟下油換熱器換大，脫蠟原料一蠟下油液換冷套管結(jié)晶器、二次氨冷套管結(jié)晶器換大；

12)在下蠟管上增加一根常溫溶劑線，有利于蠟膏向下流動(dòng)，同時(shí)可以調(diào)節(jié)一段脫油、二段脫油的進(jìn)料溫度；

13)一段脫油稀釋溶劑由原來濕溶劑改為二段脫油蠟下油液。

2.2.6 換冷流程優(yōu)化

利用窄點(diǎn)設(shè)計(jì)法的基本原則，根據(jù)RIPP《重質(zhì)潤滑油酮苯裝置工藝條件優(yōu)化》報(bào)告，優(yōu)化濾液換冷流程，即-26℃的濾液先與脫蠟二次、三次稀釋及冷洗溶劑換冷，再與一段脫油冷洗溶劑、脫蠟一次稀釋溶劑換冷，最后與脫蠟原料及溶劑換冷，結(jié)晶過濾部分濾液出口溫度由原來的17℃升至22.6℃，進(jìn)而節(jié)省冷量而節(jié)電[4]。

對蠟下油換冷流程也相應(yīng)進(jìn)行了優(yōu)化，由于蠟下油溫度在10～15℃，故先與二段脫蠟沖洗溶劑換冷，最大限度節(jié)省二段脫蠟沖洗溶劑氨冷負(fù)荷，再與二段稀釋溶劑換冷，最后與脫蠟原料換冷，蠟下油溫度可提至27℃。

通過優(yōu)化換冷流程?？晒?jié)省-20℃系統(tǒng)氨冷量284 kW。

2.2.7 真空壓縮機(jī)更新為油環(huán)式

輕、重2套裝置各安裝2臺(tái)油環(huán)式真空壓縮機(jī)，取代往復(fù)式真空壓縮機(jī)。

2.2.8 干燥塔不用重沸器

干燥塔采用蠟下油液一效蒸發(fā)塔塔頂溶劑部分冷凝汽及各末級(jí)閃蒸塔塔頂汽汽提，降低溶劑含水量，降低冷負(fù)荷，節(jié)省電力，減少結(jié)冰堵塞管道，保證了裝置長周期穩(wěn)定生產(chǎn)。

3 改造效果

裝置完成改造投產(chǎn)后進(jìn)行了標(biāo)定，結(jié)果表明加工量、油收率超過設(shè)計(jì)值，能耗大幅度下降，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，年增效2 252.8多萬元。

3.1 產(chǎn)量、質(zhì)量與能耗

1)裝置加工量。加工改質(zhì)減四線油16～18 t/h，加工改質(zhì)輕脫油18～20 t/h，折合年加工量為141 kt，超過121 kt的年設(shè)計(jì)處理量。

2)產(chǎn)品質(zhì)量和收率。HVI500N傾點(diǎn)≤-14℃，蠟含油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%～2.0%；HVI120BS傾點(diǎn)≤－13℃，蠟含油≤1.5%，均到達(dá)或超過設(shè)計(jì)值。HVI500N的油收率是51.1%，蠟收率13.3%，綜合收率64.4%，比設(shè)計(jì)高4.4個(gè)百分點(diǎn)，比反序收率高出16個(gè)百分點(diǎn)；HVI120BS的油收率是42.61%，蠟收率6.64%，綜合收率49.25%，比反序收率高出10個(gè)百分點(diǎn)。正序工藝改造后實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明綜合收率提高10個(gè)百分點(diǎn)以上。

3)能耗。生產(chǎn)HVI500N時(shí)能耗在標(biāo)油130 kg/t，生產(chǎn)HVI120BS時(shí)為標(biāo)油110 kg/t，下降約標(biāo)油60～70 kg/t。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

1)正序改造后比反序能耗下降約標(biāo)油60～70 kg/t，以加工量為141 kt/a計(jì)算，多產(chǎn)油蠟14.1 kt/a；油蠟（改質(zhì)）與蠟下油差價(jià)1 600元/t，正序工藝比反序工藝每年多獲得效益2 252.8萬元，反序改正序投入概算1 043.73萬元，僅1 a就可收回投資。

2)實(shí)測低壓級(jí)與高壓級(jí)螺桿機(jī)平均電流分別為52、34 A，而離心機(jī)的平均電流為150 A，則重套螺桿機(jī)組節(jié)約電能5.32×106 kWh/a。酮苯2套裝置同時(shí)生產(chǎn)，需開7臺(tái)螺桿機(jī)，則每年可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)1 381萬元，1 a就可收回投資。

3)油環(huán)式真空壓縮機(jī)只有減速機(jī)每年換2次油，僅消耗潤滑油1 t，節(jié)約潤滑油29 t/a，降低了運(yùn)行成本。按節(jié)電和節(jié)省潤滑油計(jì)算，每年可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益85.66萬元。同時(shí)，脫蠟、脫油生產(chǎn)時(shí)真空度有了大幅度的提高，電耗、維修費(fèi)用降低，也減輕了環(huán)境污染。

4 結(jié)束語

酮苯裝置重套逆序工藝改為正序工藝，實(shí)際生產(chǎn)情況表明，該工藝技術(shù)先進(jìn)、流程合理，具有投資省、能耗低、產(chǎn)品回收率高的優(yōu)勢，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。重套處理量由原來的80 kt/a提高到126 kt/a，油蠟綜合收率由60%上升到64.4%，能耗由標(biāo)油212 kg/t降至112.46 kg/t，年增效2 252.8多萬元。

螺桿式氨壓縮機(jī)、升膜蒸發(fā)器、油環(huán)式真空壓縮機(jī)在裝置上成功運(yùn)用，節(jié)能效果非常明顯，可在同類裝置新建和擴(kuò)能改造中推廣應(yīng)用。

[1]蒲祖國.加氫改質(zhì)潤滑油基礎(chǔ)油的生產(chǎn)與應(yīng)用[J].石油煉制與化工,2003,34(9):44-47.

[2]施洪香.用加氫基礎(chǔ)油開發(fā)潤滑油產(chǎn)品的探討[J].潤滑油,2002,17(4):15-21.

[3]李寶中,呂宏亮,王國斌,等.酮苯脫油脫蠟裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案[J].石油化工設(shè)計(jì),2005,22(1):15-18.

[4]趙斌.運(yùn)用窄點(diǎn)技術(shù)優(yōu)化ARGG聯(lián)合裝置的換熱網(wǎng)絡(luò)[J].煉油技術(shù)與工程,2005,35(6):36-39.

Adaptive Remake of Ketone-Benzol Unit Weight Set

Zhang Zheng

(Wuhan Jinzhong PetroChemical Engineering Co.,Ltd,Wuhan 430223)

The maximum processing power of ketone-benzol unit weight set was only 80 kt/a,which was not coordinated with the capability of hydrogenation modification device.We adopted positive sequence process for adaptive remake according to crude oil properties change.The actual production showed that throughput of heavy set increased to 126 kt/a,comprehensive yield of oil wax increased from 60%to 64.4%,energy consumption dropped to mark oil 112.46 kg per ton of raw materials,the year's efficiency reached to more than 2,252.8 ten thousand yuan.

ketone-benzol deoiled wax;positive sequence process;remake

TQ626.3

BDOI10.3969/j.issn.1006-6829.2012.04.012

2012-06-10