酮苯脫蠟裝置節(jié)能優(yōu)化改造

王恩廷

酮苯脫蠟裝置節(jié)能優(yōu)化改造

王恩廷

（泰州石油化工有限責(zé)任公司，江蘇 泰州 225300）

為降低酮苯脫蠟裝置能耗，對(duì)裝置進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，調(diào)整泛氣系統(tǒng)流程，并優(yōu)化操作工藝參數(shù)，降低溶劑含水率。實(shí)施后裝置產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，裝置能耗降低1.22 kgEO·t-1。

石蠟；優(yōu)化；改造；能耗

泰州石油化工有限責(zé)任公司主要加工的蘇北石蠟基原油，原油經(jīng)常減壓裝置分餾后，減二側(cè)線(xiàn)蠟油和減三側(cè)線(xiàn)蠟油作為酮苯裝置的原料，生產(chǎn)高熔點(diǎn)石蠟。酮苯裝置自2010年大修后已運(yùn)行10余年，設(shè)備性能下降，套管結(jié)晶器、換熱器等設(shè)備維修頻次高。同時(shí)在加工減二線(xiàn)蠟油和減三線(xiàn)蠟油切換過(guò)程中未能及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，造成裝置生產(chǎn)波動(dòng)、裝置蒸汽消耗量高等突出問(wèn)題，這些原因?qū)е铝送矫撓炑b置能耗偏高，蠟膏含油量波動(dòng)。如何降低裝置能耗、優(yōu)化操作、穩(wěn)定裝置生產(chǎn)成為迫切需要解決的問(wèn)題。

1 酮苯脫蠟裝置生產(chǎn)現(xiàn)狀

1.1 酮苯脫蠟裝置工藝流程

酮苯脫蠟裝置工藝流程示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 酮苯脫蠟裝置工藝流程示意圖

原料油與溶劑（甲乙酮和甲苯的混合溶劑）混合后，進(jìn)入結(jié)晶系統(tǒng)，在結(jié)晶套管中進(jìn)行冷卻，根據(jù)混合溶劑對(duì)油蠟的溶解度不同，使蠟結(jié)晶析出，然后進(jìn)入一段過(guò)濾機(jī)過(guò)濾，得到一段脫油蠟和脫蠟油；一段脫油蠟經(jīng)過(guò)濾液沖洗，經(jīng)過(guò)二次、三次過(guò)濾，得到脫油蠟膏，用于生產(chǎn)固體高熔點(diǎn)石蠟。

1.2 原料油性質(zhì)

酮苯脫蠟裝置加工常減壓裝置生產(chǎn)的減二線(xiàn)蠟油和減三線(xiàn)蠟油，且以減二線(xiàn)蠟油原料為主。當(dāng)減三線(xiàn)蠟油的庫(kù)存量達(dá)到加工要求時(shí)，切換生產(chǎn)減三線(xiàn)蠟油。原料的加工量及性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 原料加工量及性質(zhì)

從表1可以看出，減三線(xiàn)蠟油比減二線(xiàn)蠟油的餾分重，密度 、黏度、凝固點(diǎn)更高，主要原因是烴類(lèi)的相對(duì)分子質(zhì)量增大，餾程寬。在生產(chǎn)不同原料油時(shí)，需對(duì)溶劑組成、劑油比、加工量進(jìn)行調(diào)整[1]。

2 影響裝置能耗的主要因素

2.1 原料油性質(zhì)重質(zhì)化

相比于減二線(xiàn)蠟油，減三線(xiàn)蠟油屬于餾分重、黏度大的重質(zhì)原料，在同等條件下，與溶劑混合后黏度大，蠟結(jié)晶中含油量高，套管壓力大，不利于輸送。溶劑量大時(shí)，增加冷凍、過(guò)濾和回收系統(tǒng)的負(fù)荷，降低裝置加工量，增加溶劑損耗和能耗。在原料油性質(zhì)重質(zhì)化的情況下，尋找合理的工藝條件，穩(wěn)定裝置運(yùn)行，是裝置節(jié)能的重要舉措。

2.2 溶劑含水量偏高

經(jīng)測(cè)定，裝置的溶劑含水量在1.5%以上，含水量高于控制值。溶劑中夾帶的水分在套管降溫的過(guò)程中會(huì)凝結(jié)結(jié)成冰粒，附著在冷卻器表面，影響傳熱效果，造成結(jié)晶效果差，蠟膏含油量高，還會(huì)造成套管壓力上升，嚴(yán)重時(shí)造成套管安全銷(xiāo)斷裂，增加套管處理頻次，引起生產(chǎn)的波動(dòng)，增加裝置的能耗。冰粒帶入過(guò)濾機(jī)后，會(huì)堵塞、磨損濾布，降低過(guò)濾速度，過(guò)濾易失效，增加溫洗次數(shù)。水被帶入回收系統(tǒng)后，還增加了蒸發(fā)塔負(fù)荷和能耗[2-3]。經(jīng)計(jì)算，每蒸發(fā)出1 t水，大約需要2.09 MJ的熱量。

2.3 主要設(shè)備性能下降

本公司套管結(jié)晶器13臺(tái)，其中部分設(shè)備使用20年以上。在生產(chǎn)過(guò)程中，常有套管刮刀軸轉(zhuǎn)動(dòng)失靈，造成套管上壓塊，傳熱效果差，增加了設(shè)備的冷凍負(fù)荷，造成能耗上升，加工量下降。換熱器管束存在結(jié)垢現(xiàn)象，影響傳熱效果。

2.4 凝結(jié)水利用率偏低

酮苯裝置回收系統(tǒng)采用蒸汽加熱，產(chǎn)生大量高溫凝結(jié)水，凝結(jié)水中的泛氣溫度在150 ℃以上。目前凝結(jié)水中的泛氣利用效率低，主要用于罐區(qū)加熱。因泛氣管線(xiàn)長(zhǎng)，能量損失較大。同時(shí)凝結(jié)水罐罐容小，泛氣回收量不足，能耗損失較大。經(jīng)測(cè)算，將泛氣綜合利用，可減少裝置蒸汽用量約400 kg·h-1。

3 節(jié)能優(yōu)化措施

3.1 調(diào)整操作參數(shù)，適應(yīng)原料變化

酮苯脫蠟裝置是公司重要的二次加工生產(chǎn)裝置，拓展裝置原料來(lái)源，提高裝置運(yùn)行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，能有效提高企業(yè)效益。裝置主要加工減二線(xiàn)蠟油，在減三線(xiàn)蠟油達(dá)到庫(kù)存要求后，進(jìn)行原料切換，集中生產(chǎn)，降低裝置原料的切換頻次。為裝置穩(wěn)定運(yùn)行，減少裝置處理異常中的溫洗、蒸汽吹掃等，降低裝置能耗，劑油質(zhì)量比調(diào)整情況見(jiàn)表2。

表2 溶劑組成及劑油質(zhì)量比

裝置生產(chǎn)過(guò)程中，稀釋比的大小需要根據(jù)原料的性質(zhì)多次驗(yàn)證。若溶劑加入量小，原料油和溶劑混合后黏度大，蠟結(jié)晶中含油量高，套管壓力大，不利于輸送；溶劑量大時(shí)，增加冷凍、過(guò)濾和回收系統(tǒng)的負(fù)荷，降低裝置加工量，增加溶劑損耗和能耗。經(jīng)過(guò)多次調(diào)整，確定減二線(xiàn)蠟油和減三線(xiàn)蠟油的總稀釋比分別為3∶1和3.5∶1。

3.2 設(shè)備更新改造，平穩(wěn)裝置運(yùn)行

套管結(jié)晶器是酮苯裝置的核心設(shè)備，主要是冷卻原料和溶劑的混合物，控制一定的降溫速率，將溶劑和原料降至零下，使原料中蠟組分在套管內(nèi)緩慢凝結(jié)，析出蠟的結(jié)晶體。套管結(jié)晶器直接關(guān)系到裝置的加工量、蠟的質(zhì)量及收率。

現(xiàn)有的套管結(jié)晶器運(yùn)行年限長(zhǎng)，性能穩(wěn)定性下降，常發(fā)生轉(zhuǎn)軸不動(dòng)，刮刀不能及時(shí)地將套管內(nèi)壁上的蠟膏刮離，造成套管壓力增大，傳熱效果差，加工量下降。為解決這一問(wèn)題，對(duì)套管結(jié)晶器的轉(zhuǎn)軸、刮刀、鏈條等零部件進(jìn)行全面檢查、更換，同時(shí)對(duì)運(yùn)行波動(dòng)大的機(jī)泵、結(jié)垢嚴(yán)重的換熱器進(jìn)行更新改造，提高設(shè)備性能。實(shí)施后裝置運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，達(dá)到預(yù)期效果。

3.3 優(yōu)化改造凝結(jié)水流程，提高泛氣利用效率

酮苯脫蠟裝置回收系統(tǒng)用蒸汽作為熱源。蒸汽通過(guò)加熱器后溫度降低，形成夾帶泛氣的高溫夾帶蒸汽的凝結(jié)水，進(jìn)入凝結(jié)水罐后分離，產(chǎn)生溫度在150 ℃以上的泛氣和外排水，因泛氣的壓力波動(dòng)大，一直未能充分利用，泛氣僅作為罐區(qū)加熱熱源。經(jīng)過(guò)工藝核算和改造，在凝結(jié)水罐增加1臺(tái)調(diào)節(jié)閥，補(bǔ)入低壓蒸汽，穩(wěn)定泛氣壓力。同時(shí)將凝結(jié)水罐（D-203）操作壓力提高至0.5 MPa，穩(wěn)定泛氣出口壓力。泛氣經(jīng)與過(guò)熱蒸汽換熱至190 ℃后作為回收系統(tǒng)汽提蒸汽，并作為備用的伴熱蒸汽。泛氣優(yōu)化利用后，節(jié)約蒸汽0.46 t·h-1。

3.4 優(yōu)化工藝操作，降低溶劑含水率

溶劑含水量的增加造成回收系統(tǒng)管線(xiàn)腐蝕，增加結(jié)晶系統(tǒng)的冷凍負(fù)荷等。優(yōu)化工藝操作，降低溶劑含水率，消除水分對(duì)裝置生產(chǎn)的影響。加強(qiáng)原料罐切水管理，控制水分離罐的界面，溫度控制不超過(guò)45 ℃，減少上層溶劑的含水率。同時(shí)提高干燥塔進(jìn)料溫度，穩(wěn)定塔底溫度，使水分向塔頂富集。在脫酮塔的操作上，降低進(jìn)料溫度，減少塔頂丙酮帶水[4-5]。通過(guò)一系列的操作，溶劑含水量控制在0.4%以下，取得良好效果。

4 優(yōu)化改造后效果分析

通過(guò)對(duì)酮苯裝置的改造和工藝調(diào)整優(yōu)化，裝置的操作工藝水平得到提升，裝置運(yùn)行平穩(wěn)，蒸汽用量明顯下降，蠟膏含油量控制在2%以下，產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定，具體能源消耗情況如表3所示。

表3 優(yōu)化改造前后能源消耗表

從表3可知，優(yōu)化改造后，酮苯裝置的用電量、蒸汽、循環(huán)水均有所下降，能耗降低1.22 kgEO·t-1，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié) 論

1）根據(jù)原料的性質(zhì)及時(shí)調(diào)整酮苯裝置的劑油質(zhì)量比等工藝參數(shù)，有利于裝置的平穩(wěn)運(yùn)行，降低能耗。

2）通過(guò)工藝優(yōu)化后，酮苯裝置回收系統(tǒng)產(chǎn)生的泛氣出口壓力及流量平穩(wěn)，可以作為汽提蒸汽和伴熱蒸汽，減少蒸汽消耗。

3）采取多項(xiàng)優(yōu)化措施、控制溶劑含水量，有利于結(jié)晶套管蠟粒的降溫結(jié)晶和回收系統(tǒng)溶劑的回收，減少水分的冷凝和加熱造成的能源損耗。

［1］李強(qiáng).酮苯裝置加工蘇北油減四線(xiàn)餾分油的工藝研究[J]. 石油和化工設(shè)備，2019，22（6）：62-64.

［2］鄭振聰.酮苯脫蠟裝置的節(jié)能技措效果分析[J].石油與天然氣化工，2006，35（2）:125-126.

［3］邵義智，沈宇松，李少萍.酮苯脫蠟溶劑回收系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化研究[J].石油煉制與化工，2020，51（6）:114-119.

［4］林崧，陳濤.降低酮苯脫蠟裝置溶劑含稅的有效途徑[J]. 潤(rùn)滑油， 2008，23（5）：11-14.

［5］沈藝，李強(qiáng)，呂涯等.酮苯脫蠟裝置溶劑回收系統(tǒng)腐蝕原因和對(duì)策[J]. 腐蝕與防護(hù)，2014，35（2）：196-199．

Energy-saving Optimization Transformation of Ketone-benzene Dewaxing Unit

（Taizhou Petrochemical Co., Limited., Taizhou Jiangsu 225300, China）

In order to reduce the energy consumption of the keton-benzol dewaxing unit,the technical transformation of energy saving was carried out,and the flow gas system was adjusted. The operating parameters were optimized to reduce the water content of solvent. After above transformation, the product quality of the device was stable, and device energy consumption was reduced 1.22kgEO·t-1.

Paraffin; Optimization; Modification; Energy consumption

2021-02-25

王恩廷（1982-），男，河南開(kāi)封人，工程師，碩士，2008年畢業(yè)于常州大學(xué)化學(xué)工藝專(zhuān)業(yè)，研究方向：石油化工裝置技術(shù)改造。

TE624.5

A

1004-0935（2021）03-0352-03