糠醛精制裝置溶劑損耗原因及應(yīng)對措施探討

居增南

(中國石油化工股份有限公司濟(jì)南分公司，山東 濟(jì)南 250101)

糠醛精制裝置是傳統(tǒng)“老三套”生產(chǎn)工藝的主要組成裝置之一，廣泛用于潤滑油基礎(chǔ)油的生產(chǎn)過程。其工藝原理是利用糠醛對原料油中不同組分溶解能力的差異，通過抽提的方法將原料油中的膠狀物質(zhì)、多環(huán)短側(cè)鏈的芳烴及重芳烴、環(huán)烷酸類等非理想組分脫除，從而實(shí)現(xiàn)對原料油精制的目的。

糠醛作為萃取溶劑其重要性不言而喻，但目前糠醛精制裝置在運(yùn)行過程中存在著糠醛消耗較大的問題，這一方面影響了裝置的運(yùn)行效率；另一方面糠醛價(jià)格較高，也增加了裝置的運(yùn)行成本。在當(dāng)前追求節(jié)能減排、綠色環(huán)保的大背景下，降低糠醛損耗得到了越來越多的重視。

本文主要介紹了工業(yè)生產(chǎn)中引起糠醛損耗的主要原因及一些降低溶劑損耗的措施。

1 糠醛損耗途徑

1.1 攜帶損耗

糠醛精制裝置溶劑回收系統(tǒng)主要由精制液回收系統(tǒng)、抽出液回收系統(tǒng)和水溶液回收系統(tǒng)組成，一般采用 “閃蒸+汽提”的回收方式?；厥胀瓿珊笕詴?huì)有少量糠醛會(huì)隨著精制油、抽出油以及脫水塔底的廢水一起外送出裝置而造成溶劑損失。雖然其中攜帶的糠醛含量很低，但經(jīng)一個(gè)運(yùn)行周期的累積，這部分糠醛損失卻能占到糠醛損耗總量的20%左右[1]。

1.2 變質(zhì)損耗

糠醛屬于雜環(huán)呋喃族醛類，化學(xué)性質(zhì)活潑，氧化安定性和熱安定性較差，室溫下放置就能與氧氣發(fā)生反應(yīng)，尤其是溫度超過230 ℃時(shí)就會(huì)發(fā)生明顯的分解縮合反應(yīng)。在實(shí)際生產(chǎn)中系統(tǒng)內(nèi)往往存有少量的氧氣，并且為保證溶劑回收效果加熱爐出口溫度一般需要維持在200～220 ℃，當(dāng)加熱爐波動(dòng)時(shí)局部溫度容易超過230 ℃。在這種情況下糠醛很容易氧化成過氧化糠酸，并且過氧化糠酸又會(huì)起到促進(jìn)作用，加速糠醛的氧化，最后縮合成焦，造成大量糠醛的變質(zhì)損耗[2]。有研究表明，糠醛氧化產(chǎn)生的焦類物質(zhì)能占到整個(gè)裝置積碳的85%[3]。

1.3 腐蝕泄露損耗

腐蝕泄漏損耗主要是設(shè)備、管道因腐蝕減薄而引起的溶劑外泄，此類問題一般很難預(yù)測，一旦出現(xiàn)往往會(huì)造成糠醛大量跑損。腐蝕產(chǎn)生的主要原因有以下幾方面[4]：一是原料環(huán)烷酸含量過高，酸值太大，對金屬產(chǎn)生腐蝕；二是生產(chǎn)中糠醛不斷氧化成糠酸并在裝置中一直積累，系統(tǒng)酸值不斷增大，腐蝕速度加快；三是金屬材質(zhì)與附著在其表面縮合產(chǎn)生的焦垢存在有特殊的狹小縫隙發(fā)生了電化學(xué)腐蝕，即垢下腐蝕。

以上三種損耗中，變質(zhì)損耗和泄露損耗是造成糠醛損失的主要原因，且降低攜帶損耗目前并不經(jīng)濟(jì)，故下文主要討論其他兩種損耗的降損措施。

2 糠醛降損措施

2.1 降低原料含氧量

裝置中存在氧氣是糠醛發(fā)生氧化的主要原因，其來源于微量氧氣溶于原料中，并不斷隨原料進(jìn)入系統(tǒng)，因此降低原料的含氧量可以大大緩解糠醛的變質(zhì)損失。降低含氧量一般有以下兩種途徑[5]：一是對潤滑油原料儲(chǔ)罐加設(shè)氮?dú)饷芊猓乐乖嫌团c空氣接觸，避免攜帶氧氣，同時(shí)也能夠降低脫氣塔的負(fù)荷；二是控制好脫氣塔的操作，維持脫氣塔真空度在0.06 ～0.09 MPa，保證原料脫氣效果。

2.2 嚴(yán)控溶劑回收加熱溫度

加熱爐超溫能引起大量糠醛分解縮合。在確?？啡┗厥招Ч那疤嵯拢M量降低加熱爐爐出口溫度，同時(shí)調(diào)整出口溫度控制閥靈敏度，削弱瓦斯管網(wǎng)、進(jìn)料量波動(dòng)對加熱爐出口溫度的影響。

此外，已有煉廠的糠醛精制裝置采用操作更為簡單、控制更加精準(zhǔn)的蒸汽加熱器來替代加熱爐對精制液和抽出液加熱。其出口溫度更為穩(wěn)定，糠醛損耗也有減少，取得了不錯(cuò)的效果[6]。

2.3 加注KQ-1型緩蝕劑

KQ-1型緩蝕劑是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的有機(jī)胺化合物，呈堿性，可以糠酸發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，且不與糠醛反應(yīng)。其緩蝕機(jī)理是利用KQ-1與系統(tǒng)中的糠酸生成絡(luò)合物，破壞糠醛、水、糠酸形成的三元共沸體系，使絕大部分糠酸和廢水一起從脫水塔底排除裝置，從而避免了糠酸隨循環(huán)糠醛再次進(jìn)入系統(tǒng)[7]。添加KQ-1型緩蝕劑后返回系統(tǒng)的糠酸量可減少75%～90%，循環(huán)糠醛的酸值也較之前有較大幅度下降[8]，從而抑制了糠醛的氧化、結(jié)焦以及對金屬的腐蝕，降低了溶劑損耗。

2.4 易蝕部位材質(zhì)升級(jí)

糠醛對不同金屬的腐蝕能力有很大的差異，在溫度為60 ℃、糠醛酸值為15 mgKOH/g的條件下，糠酸對碳鋼的腐蝕速率為1.2 mm·a-1，而對18-8不銹鋼的腐蝕速率為0.0015 mm·a-1，僅為碳鋼的0.125%[4]。國內(nèi)煉廠糠醛精制裝置采用的金屬材料等級(jí)通常較低，多為普碳鋼，生產(chǎn)中經(jīng)常腐蝕穿孔。因此對高溫部位、氣液相變部位以及抽真空系統(tǒng)等容易發(fā)生腐蝕的位置進(jìn)行材料升級(jí)，能有效減少穿孔腐蝕次數(shù)，降低糠醛外漏，延長裝置運(yùn)行周期。

3 結(jié)束語

糠醛溶劑損耗的高低反映了企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平，直接影響著裝置的經(jīng)濟(jì)效益。各大煉廠在降低糠醛精制裝置溶劑損耗方面做了很多工作和改進(jìn)，取得了顯著效果。但目前糠醛降損的關(guān)注點(diǎn)多集中在減小糠醛的變質(zhì)損耗和泄漏損耗方面，對降低攜帶損耗方面研究不多。在日益嚴(yán)格的環(huán)保要求下，如何降低溶劑攜帶損耗可能是今后的熱點(diǎn)方向。