潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油裝置工藝流程優(yōu)化及節(jié)能措施

王海燕，任 峰，宗 軍，吳艷萍

(中國(guó)石化濟(jì)南分公司，濟(jì)南 250101)

潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油裝置工藝流程優(yōu)化及節(jié)能措施

王海燕，任 峰，宗 軍，吳艷萍

(中國(guó)石化濟(jì)南分公司，濟(jì)南 250101)

中國(guó)石化濟(jì)南分公司重質(zhì)基礎(chǔ)油光亮油生產(chǎn)工藝的“老三套”部分是在原糠醛精制、酮苯脫蠟和白土精制裝置基礎(chǔ)上擴(kuò)建改造而來(lái)。由于原料性質(zhì)及工藝流程的改變，各裝置在開(kāi)工初期均出現(xiàn)了流程不暢、操作不穩(wěn)和能耗、物耗較高等問(wèn)題。通過(guò)實(shí)施對(duì)糠醛精制裝置空冷器流程及三效蒸發(fā)塔自壓流程、酮苯精制裝置換熱流程、新鮮溶劑比的優(yōu)化以及停加白土并實(shí)現(xiàn)酮苯脫蠟-白土精制裝置熱聯(lián)合等技術(shù)改造，解決了上述問(wèn)題，改造后直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)804.27萬(wàn)元/a。

基礎(chǔ)油 溶劑精制 加氫處理 酮苯脫蠟 白土精制

中國(guó)石化濟(jì)南分公司(簡(jiǎn)稱濟(jì)南煉化)于2012年建成中國(guó)石化首個(gè)重質(zhì)基礎(chǔ)油光亮油生產(chǎn)基地(簡(jiǎn)稱光亮油基地)，該基地采用中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的RLT工藝[1-2]，即“老三套”與加氫組合：溶劑精制-加氫處理-溶劑脫蠟脫油-白土精制工藝，生產(chǎn)高黏度HVI Ⅱ類基礎(chǔ)油和高熔點(diǎn)石蠟產(chǎn)品。其中“老三套”工藝部分是在原有裝置基礎(chǔ)上，由“老三套”反序的“酮苯脫蠟-糠醛精制-白土精制”工藝[3]改造而來(lái)，改造前后工藝流程對(duì)比見(jiàn)圖1。改造后各裝置的原料性質(zhì)及操作工況均發(fā)生了較大變化。在光亮油基地開(kāi)工運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)了流程不暢、控制不穩(wěn)、現(xiàn)場(chǎng)操作不便、能耗物耗高等問(wèn)題。為使生產(chǎn)過(guò)程更加合理和節(jié)能，濟(jì)南煉化根據(jù)裝置現(xiàn)場(chǎng)情況，在盡量節(jié)約投資的前提下，利用檢修期間對(duì)“老三套”裝置的工藝流程進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，并實(shí)施了多項(xiàng)節(jié)能措施。本文主要介紹該裝置工藝流程的優(yōu)化及節(jié)能的措施。

圖1 改造前后工藝流程對(duì)比

1 工藝流程的優(yōu)化調(diào)整

1.1 糠醛精制裝置

濟(jì)南煉化光亮油基地的糠醛裝置是為加氫裝置制備原料。利用糠醛溶劑對(duì)潤(rùn)滑油非理想組分(多環(huán)短側(cè)鏈烴類)具有較強(qiáng)的溶解能力，而對(duì)飽和烴及少環(huán)長(zhǎng)側(cè)鏈芳烴溶解能力較弱的特性[4]，在抽提塔中以液-液萃取方式脫除非理想組分(抽出油)，得到加氫裝置所需要的精制油原料。

1.1.1 空冷器流程的調(diào)整 抽提塔進(jìn)料溫度是由2臺(tái)利舊空冷器、通過(guò)三通閥控制進(jìn)入空冷器物料流量來(lái)調(diào)節(jié)。進(jìn)料介質(zhì)由原來(lái)不含蠟料(脫蠟油)變?yōu)楹炘?減壓餾分油與丙烷脫瀝青油)。開(kāi)工后發(fā)現(xiàn)，在冬天，三通閥熱路開(kāi)度大，導(dǎo)致空冷器凝線，給生產(chǎn)帶來(lái)波動(dòng)。2013年檢修期間，在熱路增加閥門，開(kāi)工后采用熱路全關(guān)-走冷路-停風(fēng)機(jī)的方法，用空冷翅片的自然冷卻和循環(huán)水量的大小來(lái)調(diào)節(jié)抽提塔進(jìn)料溫度。

1.1.2 增加三效蒸發(fā)塔塔底跨線閥 抽提塔塔底抽出液三效蒸發(fā)塔的塔底料至閃蒸塔流程，正常生產(chǎn)時(shí)，由設(shè)置在25 m高空處的自壓閥門自壓完成；在開(kāi)、停工或生產(chǎn)波動(dòng)時(shí)，則由地面泵抽取完成。因此，正常生產(chǎn)時(shí)，地面泵出入口兩條管線處于靜止?fàn)顟B(tài)，只能常開(kāi)伴熱以防凝線。通過(guò)綜合分析和精確計(jì)算，在泵出入口閥外加設(shè)跨線，將自壓流程改至地面，停止伴熱。

1.1.3 真空系統(tǒng)互為備用 糠醛精制裝置真空系統(tǒng)主要用于回收精制油和抽出油中殘存的溶劑，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。光亮油基地投產(chǎn)后，其兩套真空系統(tǒng)曾多次發(fā)生泄漏，給安全生產(chǎn)帶來(lái)隱患。2013年檢修期間，在兩真空罐頂餾出線上分別增加隔斷閥，使兩套真空系統(tǒng)的4臺(tái)機(jī)泵兼顧功能并互為備用，開(kāi)1臺(tái)即可滿足正常生產(chǎn)。

1.2 酮苯脫蠟裝置

濟(jì)南煉化光亮油基地的酮苯脫蠟裝置是以加氫裝置的重質(zhì)蠟油餾分為原料，采用甲乙酮-甲苯混合溶劑，通過(guò)3次稀釋工藝，連續(xù)化地冷卻結(jié)晶和過(guò)濾分離，得到脫蠟油；通過(guò)2段降溫脫油工藝得到脫油蠟[5]，為白土精制裝置提供原料。

1.2.1 優(yōu)化換熱流程 酮苯脫蠟裝置加工的原料有3種，原設(shè)計(jì)中，1次稀釋溶劑與原料共用的換熱器流程需要根據(jù)原料性質(zhì)變化頻繁調(diào)整，給操作帶來(lái)很大的不穩(wěn)定因素。為解決這一問(wèn)題，2013年大檢修時(shí)，新增1臺(tái)脫蠟濾液-溶劑換熱器，固化了原料和溶劑的換熱流程，降低了換料期間的操作難度。

1.2.2 降低新鮮溶劑比 原料由輕質(zhì)向重質(zhì)切換時(shí)，溶劑比增大，能耗上升快。2014年裝置再次開(kāi)工后，優(yōu)化各段溶劑比，停加預(yù)稀釋溶劑[6]，減少新鮮溶劑用量4 t/h。

1.2.3 脫蠟濾機(jī)低真空閥門改造 脫蠟工序采用國(guó)產(chǎn)100 m2真空轉(zhuǎn)鼓濾機(jī)。由于實(shí)際加工負(fù)荷僅為設(shè)計(jì)加工量的50%左右，濾機(jī)液面很難控制，導(dǎo)致真空度和反吹壓力等關(guān)鍵參數(shù)大幅波動(dòng)。這是由于低真空閥門的開(kāi)度與液面相關(guān)，而原有的兩位式氣動(dòng)閥門無(wú)法連續(xù)調(diào)節(jié)液位。因此，進(jìn)行了增上定位器、改用可連續(xù)調(diào)節(jié)式控制閥的改造。

1.3 白土精制裝置

白土補(bǔ)充精制是基礎(chǔ)油和石蠟生產(chǎn)的最后一道工序，主要作用是通過(guò)白土的吸附作用去除其中的微量溶劑、水分等雜質(zhì)，改善產(chǎn)品的顏色和安定性。

1.3.1 停加白土 光亮油基地建設(shè)時(shí)，基礎(chǔ)油生產(chǎn)設(shè)計(jì)給定的白土加入量(w)為0.5%。但使用白土?xí)?lái)加工損失、產(chǎn)生廢白土以及廢白土處理等問(wèn)題。2013年4月開(kāi)始，白土加入量(w)從0.5%逐步降至0.4%，0.3%，0.2%，0.1%，至2013 年7月，實(shí)現(xiàn)停加白土，基礎(chǔ)油質(zhì)量未受影響。

1.3.2 調(diào)整真空濾機(jī)注油 白土精制裝置的產(chǎn)品——基礎(chǔ)油和脫油蠟均為水白色透明產(chǎn)品，黏度和色度是關(guān)鍵指標(biāo)，而外購(gòu)真空濾機(jī)潤(rùn)滑油的重點(diǎn)是滿足設(shè)備潤(rùn)滑性能要求，并未考慮對(duì)產(chǎn)品的影響。實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，真空濾機(jī)注油對(duì)最終產(chǎn)品外觀和黏度有不良影響。考慮真空濾機(jī)的潤(rùn)滑特點(diǎn)，采用以自產(chǎn)無(wú)色油品替代外購(gòu)潤(rùn)滑油。

2 節(jié)能措施的實(shí)施

2.1 糠醛精制裝置

2.1.1 0.3 MPa蒸汽綜合利用 糠醛精制裝置可通過(guò)完善的換熱流程自發(fā)產(chǎn)生0.3 MPa蒸汽。該蒸汽除糠醛精制裝置自身使用外，還供酮苯脫蠟裝置的蠟下液汽提塔和蠟液汽提塔使用。光亮油基地投產(chǎn)后，蒸汽發(fā)生量加大，余量蒸汽外排，造成浪費(fèi)。2013年檢修期間，增設(shè)0.3 MPa蒸汽至酮苯脫蠟塔和脫油濾液汽提塔流程，替代部分1.0 MPa蒸汽，使外排量降為零。

2.1.2 降低加熱爐排煙溫度 精制液加熱爐為利舊設(shè)備，由原來(lái)的單進(jìn)料改為雙進(jìn)料，爐體未變。在以設(shè)計(jì)加工量生產(chǎn)時(shí)，爐膛溫度高，排煙溫度達(dá)300 ℃，大幅超標(biāo)，造成了熱量損失。2013年檢修時(shí)，實(shí)施了采用熱媒水取熱的方案，投用后排煙溫度降至150 ℃以下。

2.2 酮苯脫蠟裝置

2.2.1 投用濾液全循環(huán) 2013年裝置運(yùn)行平穩(wěn)后，開(kāi)始進(jìn)行全濾液循環(huán)工藝試驗(yàn)：1次稀釋溶劑加入一段蠟下液(脫油一段濾機(jī)抽出液)進(jìn)行調(diào)節(jié)，減少新鮮溶劑6 t/h；2次稀釋溶劑全部采用一段蠟下液；3次稀釋溶劑采用循環(huán)濾液(脫蠟濾機(jī)高部真空抽出液)為主、新鮮溶劑為輔的流程。在生產(chǎn)HVIⅡ6和HVIⅡ10基礎(chǔ)油時(shí)，逐步將新鮮溶劑降為0，實(shí)現(xiàn)了全濾液循環(huán)。

2.2.2 低壓變頻泵代替高壓泵 2012年光亮油基地投產(chǎn)后，根據(jù)全廠物料平衡情況，酮苯脫蠟裝置加工負(fù)荷維持在50%左右的低位水平。其含油蠟液泵為250 kW高壓電機(jī)，實(shí)際流量?jī)H為額定流量的1/3以下，造成電耗的浪費(fèi)和生產(chǎn)的不穩(wěn)定。經(jīng)精確計(jì)算，于2014年4月增上1臺(tái)55 kW、380 V低壓變頻泵。

2.2.3 增加循環(huán)回水回路 酮苯脫蠟裝置新增的3臺(tái)液環(huán)真空泵，曲軸箱采用外盤(pán)管冷卻。開(kāi)工后發(fā)現(xiàn)，夏季外溫升高后，冷卻效果差，只能采取回水直排的方法來(lái)維持生產(chǎn)，這不利于節(jié)能，且增加了污水處理場(chǎng)的負(fù)擔(dān)。經(jīng)試驗(yàn)，在液環(huán)真空泵循環(huán)油的水冷器酸洗口增加軟管，使曲軸箱外盤(pán)管冷卻回水由“單”變“雙”，以降低回水阻力、增加回水流量，解決了曲軸箱溫度超高的情況，可節(jié)約循環(huán)水4 t/h。

2.3 酮苯脫蠟白土精制裝置熱聯(lián)合

停加白土后，酮苯脫蠟裝置的脫蠟油采用熱直連方式進(jìn)入白土精制裝置，進(jìn)行脫水、脫氣、脫雜質(zhì)處理。因此，停運(yùn)了1臺(tái)脫蠟油水冷器，降低循環(huán)水用量50 t/h；不再需要脫蠟油與白土混合罐，停用1臺(tái)機(jī)泵(17.6 kW)，停運(yùn)1臺(tái)攪拌器(7.5 kW)；加熱爐出口溫度比加白土?xí)r降低40 ℃左右；無(wú)白土的下料工藝效率提高，停運(yùn)1臺(tái)下料器(1.5 kW)。

3 技術(shù)改造效果

工藝流程優(yōu)化調(diào)整和節(jié)能措施實(shí)施后，濟(jì)南煉化光亮油基地新工藝的糠醛精制裝置、酮苯脫蠟裝置和白土精制裝置運(yùn)行平穩(wěn)，人工勞動(dòng)強(qiáng)度和能耗、物耗水平顯著降低。

3.1 糠醛精制裝置

抽提塔進(jìn)料空冷器流程的調(diào)整，使2臺(tái)空冷器停運(yùn)；真空系統(tǒng)互為備用后，停運(yùn)電機(jī)1臺(tái)；綜合利用0.3 MPa蒸汽，降低1.0 MPa蒸汽用量1t/h，減排0.3 MPa蒸汽0.5 t/h?？啡┚蒲b置每年產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益124.51萬(wàn)元。

3.2 酮苯脫蠟裝置

降低新鮮溶劑比、投用全濾液循環(huán)，使新鮮溶劑用量減少4 t/h；低壓變頻泵代替高壓泵的改造，節(jié)電144.9 kWh/h；循環(huán)回水回路增加后，節(jié)約循環(huán)水4 t/h；裝置瓦斯累計(jì)年單耗降低233 MJ。酮苯脫蠟裝置每年產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益146.72萬(wàn)元。

3.3 白土精制裝置

停加白土而節(jié)省的新鮮白土量為800 t/a；調(diào)整真空濾機(jī)注油，減少外購(gòu)潤(rùn)滑油0.5 t/d；酮苯脫蠟—白土精制裝置熱聯(lián)合，停運(yùn)水冷器1臺(tái)、電機(jī)多臺(tái)。白土裝置每年的直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)533.04萬(wàn)元。

技術(shù)改造后，糠醛精制裝置、酮苯脫蠟裝置、白土精制裝置的直接經(jīng)濟(jì)效益合計(jì)達(dá)804.27萬(wàn)元/a。

4 結(jié) 論

(1) 通過(guò)對(duì)空冷器流程、三效蒸發(fā)塔自壓流程的調(diào)整以及真空系統(tǒng)互為備用的實(shí)現(xiàn)，使糠醛精制裝置運(yùn)行更加平穩(wěn)；自發(fā)產(chǎn)生0.3 MPa蒸汽得以全部利用、加熱爐排煙溫度降低150 ℃以上。

(2) 通過(guò)優(yōu)化換熱流程、降低新鮮溶劑比、投用全濾液循環(huán)、濾機(jī)低真空閥門的改造、低壓變頻泵的投用、真空泵曲軸箱冷卻回路的改造，使酮苯脫蠟裝置操作穩(wěn)定性提高，回收系統(tǒng)負(fù)荷降低，裝置瓦斯累計(jì)年單耗降低233 MJ。

(3) 通過(guò)優(yōu)化調(diào)整，白土精制裝置實(shí)現(xiàn)了停加白土，實(shí)現(xiàn)了脫蠟油的熱直連直供和真空濾機(jī)注油的自產(chǎn)化。

(4) 通過(guò)各裝置工藝優(yōu)化及節(jié)能措施的實(shí)施，直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)804.27萬(wàn)元/a。

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[4] 陸士慶.煉油工藝學(xué)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2010：297-298

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PROCESS OPTIMIZATION AND ENERGY SAVING MEASURES OF LUBRICATING BASE OIL PRODUCTION UNITS

Wang Haiyan， Ren Feng， Zong Jun， Wu Yanping

(SINOPEC Jinan Company， Jinan 250101)

The new “three traditional technologies” units for production of bright stock were built through expansion and reconstruction of old processing units (furfural refining， ketone-benzene dewaxing and clay refining) of SINOPEC Jinan Company. The problems of operation instability， high energy and material consumptions occurred due to changes of feedstock properties during the start-up. These problems were solved well by technical transformation and adjustment of air cooler process for furfural refining unit and self-pressure process for three-effect evaporation tower， optimization and adjustment of heat exchange scheme and fresh solvent ratio for ketone-benzene dewaxing unit， stopping clay addition and realizing heat integration of ketone benzene dewaxing unit and clay refining unit. The direct economic benefit of these measures is more than ￥8.042 7millions/a.

base oil； solvent refining； hydrotreating； ketone-benzene dewaxing； clay refining

2015-01-15； 修改稿收到日期： 2015-05-15。

王海燕，碩士，高級(jí)工程師，主要從事潤(rùn)滑油和石油蠟的生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品應(yīng)用工作。

王海燕，E-mail：why.jnlh@sinopec.com。