酮苯脱蜡脱油装置提高经济效益的措施

    杨青松 张士博 郭瑞昕

    

    

    

    摘 ?????要：介绍了酮苯脱蜡脱油装置的生产现状，就目前条件下能够提高装置整体效益的有效措施，分析得出了提高石蜡收率、产量和降低动装置动力消耗的调整方向，在操作中如何具体提高效益的低温过滤和低稀释比例运行方案，以及在操作条件变化后如何避免指标调整带来的负面影响。

    关 ?键 ?词：酮苯脱蜡脱油装置;收率;能耗;效益

    中图分类号：TE 624 ?????文献标识码： A ???文章编号：文章编号： 1671-0460（2019）03-0606-04

    Abstract： The present production situation of ketobenzene dewaxing and deoiling unit was introduced， the measures to improve the overall efficiency of the unit under the present conditions were put forward， and the adjustment direction to increase the paraffin yield， output and reduce the power consumption was determined as well as the plans to improve low temperature filtration and low dilution ratio in operation， and to avoid the negative effect of index adjustment after the operation conditions change.

    Key words： Ketobenzene dewaxing and deoiling unit; Yield; Energy consumption; Benefit

    原油经过加工后主要是三大类产品：燃料油、润滑油和化工产品。一般的炼油厂也分为三种主要类型，即燃料型、燃料-润滑油型和燃料-化工型[1]。

    润滑油生产工艺多种多样，按其工艺加工方式大致可分为三种即物理方式、化学方式以及物理化学相结合方式。物理方式主要生产工艺是溶剂脱蜡，化学方式以加氢为主，物理化学方式则是将溶剂脱蜡与加氢工艺组合在一起生产。随着科技的不断发展，润滑油生产已有被加氢异构降凝装置取代的趋势，但“老三套”装置生产润滑油基础油依然有着投资少、加工方案灵活、产品多样性等优势，更多企业选择加氢工艺与传统“老三套”相结合的生产方式，以达到高品质、高效益、高回报的目的。但以石蜡基原油为原料生产润滑油和石蜡，酮苯脱蜡脱油装置还是能发挥其自身优势和不可替代的作用[2]。

    石蜡广泛应用于国民经济各个行业。近年来，随着国内外石蜡生产装置陆续关停，石蜡产量逐年下降，据统计到2019年全球石蜡市场缺口将接近27.2万t。

    通过调研对比分析国内的润滑油和石蜡产品市场，润滑油基础油受市场价格、税率、国外高品质基础油冲击等因素影响大，其产品力远不及石蜡。因此，酮苯脱蜡脱油装置顺应市场形势变化，逐渐将石蜡由副产品变成主产品，脱蜡油改走催化加氢路线。

    1 ?装置概况

    某厂目前有三套酮苯脱蜡脱油装置，分别加工蒸馏装置减三线和减四线蜡油，生产54#-66#全系列石蜡产品。

    30万t/a酮苯脱蜡脱油装置和40万t/a酮苯脱蜡脱油装置以减三线蜡油为原料，生产54#或56#石蜡，由于现阶段Ⅰ类润滑油基础油使用量的下降和基础油产品指标的调整，生产润滑油基础油产品效益低，30万t/a酮苯脱蜡脱油装置和40万t/a酮苯脱蜡脱油装置现为单脱加工方式，目的产品为石蜡。

    从工艺角度分析，装置特点是工艺复杂、操作难度大、连续生产中带有间歇性操作、操作波动大、设备切换频繁。定期操作包括热化套管、温洗滤机等，定期操作带来的是产品收率降低、能耗上升，所以，酮苯装置提高目的产品收率、降低装置能耗、降低加工成本对装置整体运行是十分重要的。

    酮苯脱蜡脱油装置的工艺原理是：将丁酮-甲苯二元溶剂与原料混合并降温，随着温度的下降，蜡在混合溶液中的溶解度也下降，最终蜡达到过饱和状态结晶析出，通过过滤达到蜡、油固、液两相分离的过程。溶剂在系统中除起选择性溶解作用外，还起降低油液黏度，为结晶形成和过滤分离创造有利条件的作用，其中丁酮为极性溶剂，具有很好的选择性，在低温下对蜡不溶解，对油有一定的溶解能力，甲苯为非极性溶剂，具有很好的溶解能力，但选择性差。丁酮和甲苯在混合溶剂中的比例不同而表现出不同的性质，在脱蜡脱油过程中，根据生产工艺要求和原料的不同，调整选用不同的丁酮、甲苯比例[3，4]。

    酮苯脫蜡脱油装置为冷点稀释脱蜡方式，主要是利用溶解度随温度的变化，物料在降温过程中逐步加入稀释溶剂，原料中的结晶析出的蜡在过滤机中与油进行分离[5]。

    溶剂脱油过程是将低温的固态含油蜡液升温，使熔点较低的蜡组分和高凝点的油组分从蜡中溶出，通过过滤分离出液相，从而达到脱油的目的[6]。

    30万t/a酮苯脱蜡脱油装置生产流程采用先酮苯脱蜡脱油后糠醛精制工艺，装置由结晶、过滤、真空密闭、冷冻、溶剂回收五个系统组成，装置脱蜡脱油溶剂采用丁酮、甲苯二元溶剂[7]。

    30万t/a酮苯装置以常减压蒸馏装置减三线蜡油为原料，由于装置产品方案的调整，原设计两种产品的装置转为只生产一种产品，产品为54#或56#石蜡。因为不生产基础油，装置整体效益下降，而企业的创效要求一直在提高，企业生产的产品根据市场变化，随时进行调整，对装置运行也提出了更高的要求。为了提高装置的创效和生存能力，需要装置保持较高的机动性，对装置加深研究，提高增效降耗能力。30万t/a酮苯脱蜡脱油装置在实际生产中遇到了同类问题，需要考虑如何充分利用资源、挖掘装置潜能，降低成本，提高企业效益。

    通过对30万t/a酮苯脱蜡脱油装置加工的蒸馏装置减三线蜡油石蜡潜含量分析，结果为41%～45%，而实际生产中的蜡收率只能达到37.6%，与蜡的潜含量存在一定的差值，说明石蜡没有被完全分离出来，也就是蜡收率提高还有一定空间。所以把提高蜡收率作为一个技术攻关目标。

    另外，从能耗数据上对比，30万t/a酮苯脱蜡脱油装置较加工同样原料的同类装置能耗高13.5 kg标油/t，把能耗降低作为了另一个技术攻关目标。

    2 ?装置的调整

    2.1 ?提高蜡收率的工艺调整

    装置改为单脱以后，设计的脱蜡段制冷量出现过剩情况，为充分利用装置冷量，把脱蜡段过剩的冷量移至脱油段使用，通过降低段脱油段过滤温度，减少了低熔点石蜡组分的损失，达到增产石蜡的目的。

    在实际生产中，通过现场改造，把原并联的溶剂氨器冷却器改为串联，把一台-15 ℃氨气冷却器改为-25 ℃，以达到深冷降温的作用。新增一条溶剂管线用于转移脱蜡段溶剂至脱油段，控制脱油段温度提升幅度，实现脱油段低溫过滤。

    2.1.1 ?装置原料

    装置加工的原料为蒸馏装置减三线蜡油，从原料性质分析数据看，原料性质基本保持稳定，主要性质见表1。

    2.1.2 ?调整过程

    装置为了提高蜡收率，在调整脱油段过滤温度操作中，按以下两步进行。

    第一步，装置设计数据是以双脱制定的，装置冷冻能力大，脱蜡段进料温度低，单脱时可以通过停用脱油段加热器来降低脱油段进料温度，提高蜡收率。

    第二步，为进一步降低脱油一段、二段过滤温度，对装置进行适应性改造，将剩余制冷能力和脱蜡段低温溶剂挪到脱油段使用，来降低脱油段溶剂温度。

    2.1.3 ?产品蜡收率

    装置调整前5 d和调整后5 d的蜡收率数据见表3。

    2.1.4 ?产品蜡馏出口质量

    调整后连续4 d 2个时间点馏出口分析数据见表4。

    2.1.5 ?其他调整

    为防止由于过滤温度降低带来的质量波动，脱油一段增开了一台滤机，通过增加过滤面积达到降低过滤速度的目的，有效的控制了蜡含油指标，保证产品质量合格。

    2.2 ?降低能耗的调整

    酮苯脱蜡脱油装置的能耗主要体现在电和蒸汽消耗上，在电的使用上，主要消耗在制冷上，重点用电设备是氨压机;蒸汽主要消耗在回收系统的溶剂和油品的加热器上。从理论上分析，制冷量主要是用在套管结晶机上，套管结晶机的用冷量相关的参数一个是冷却介质的流量，另一个是冷却介质的初温，在套管结晶机里，原料量是不可调的，可调的是预稀释流量和温度、一次稀释流量和温度。蒸汽加热器的蒸汽消耗，主要与加热介质流量有关系，产品量是固定的，可调的只有需要加热的溶剂量。

    蜡收率调整后对动力消耗进行了对比，由于主要影响电耗，所以只是对比电耗。表5为蜡收率调整前、后3周的电单耗数据。

    通过充分利用装置的制冷能力实现了蜡收率的提高，但同时增加了装置的电耗。为降低能耗，达到增收不增耗的目的，通过系统分析，进行了操作参数的调整，实现了装置能耗的下降。表6为装置调整前、后相关操作参数对比表。

    3 ?存在问题及下一步调整方向

    3.1 ?存在的问题

    酮苯脱蜡脱油装置通过各系统的工艺优化调整，蜡收率大幅提高，最高可到41.2%，同时蜡含油可控制在0.5%以下，产品质量相对稳定。但是提高蜡收率是通过降低过滤温度来实现的，而低温过滤带来的是装置电耗的增加。

    虽然在整个工艺调整阶段蜡含油指标都合格，但从后期连续生产来看，还是有个别馏出口质量不合格，主要是部分操作参数波动、或者原料出现变化以及蒸馏装置调整减压侧线产品造成，由于低温下的溶剂溶解能力下降，脱油段脱油能力下降，导致装置在质量方面的抗干扰能力下降，所以产品质量有时出现不合格。

    在装置进行节能调整后，装置的总能耗得到了降低，增加了效益。由于装置运行中新鲜溶剂循环比例的变化，装置能耗下降了6.82 kg标油/t，使装置的生产成本得到了进一步的降低。

    3.2 ?下一步调整方向

    为进一步节约加工成本、增产增收，酮苯脱蜡脱油装置从工艺、设备两方面着手进行分析，还有诸多改善、提高的措施，主要有以下三个方面，一是降低蜡含油，继续提高蜡收率;二是降低装置能耗，比如进一步提高保温、保冷效果;三是降低其他各项消耗，比如设备配件消耗、三剂消耗、润滑油消耗、人工成本等。

    原料的蜡潜含量决定和限制了蜡收率，通过比对，现阶段的蜡收率与原料蜡含量还有一定差距。这就需要从精细操作着手，避免由于生产波动带来的蜡损失。

    酮苯脱蜡脱油装置通过生产调整，现已基本实现了单脱生产，但装置的能耗高于原设计为单脱的装置。为进一步节能降耗、优化生产，装置还需要进行适当的工艺动改，除此之外，引进先进的集成控制系统、自动温洗滤机系统、节能变频设备使用等，都是行之有效的节能措施。

    另外，生产的调整要以原料的分析数据为依据，要根据分析数据变化及时调整操作，努力实现高质量、高收率的目标。

    4 ?结束语

    随着市场竞争的不断加剧，企业需要转型和提高，装置更要适应不断变化的形势，特别是“可持续、绿色、低碳”发展对于酮苯脱蜡脱油装置来说尤为重要，这就需要掌握关键技术，在已成熟的工艺上改进提高，挖潜增效，扬长避短，持续增进经济效益和技术水平，利用近些年出现的新设备、新技术，提高装置整体竞争力，采用新技术、开发新产品、拓展新业务，提高产品竟争力，在环保方面努力推进清洁生产，持续调整产品结构和产业结构，在润滑油、蜡产业链上取得更大突破。

    参考文献：

    [1] 侯祥麟.中国炼油技术[M].北京：中国石化出版社，1991.

    [2] 侯晓明.润滑油基础油生产装置技术手册[M].北京：中国石化出版社，2014.

    [3] 刘家明.炼油装置工艺与工程[M].北京：中国石化出版社，2017.

    [4] 水天德.现代润滑油生产工艺[M].北京：中国石化出版社，1997.

    [5] 江泽政.润滑油溶剂脱蜡[M].北京：中国石化出版社，1994.

    [6] 梁朝林.溶剂脱蜡[M].北京：中国石化出版社，2011.

    [7] 李贺，孙福奇，陈洋，等.原料对酮苯装置蜡结晶的影响[J].当代化工，2017，46（4）：629-632.

    [8]沈大建.荆门石化的酮苯装置技术改造[J].当代化工，2011，40（5）：481-483.