酮苯裝置重套適應性改造

張 征

（武漢金中石化工程有限公司，武漢 430223）

經驗交流

酮苯裝置重套適應性改造

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，與加氫改質裝置能力不配套的情況，根據原油性質變化采用正序工藝進行了適應性改造，實際生產情況表明，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

隨著中國經濟持續增長，車輛和機具的數量和質量不斷增加，必然導致潤滑油需求的快速增長。中國潤滑油市場正處于轉變時期，為了滿足發動機低污染排放要求，國家鼓勵企業對潤滑油及燃料油升級，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潤滑油加工手段最齊全的企業之一，配套糠醛精制（輕、重2套）、潤滑油加氫改質、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行了適應性改造[1-2]。酮苯裝置加工減四線或輕脫瀝青原料油時稱為重套，加工減一、二、三線原料油時稱為輕套。

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。為充分發揮原來高含蠟原油特性，生產高質量的潤滑油和石蠟、地蠟以及白油等特種產品，潤滑油系統輕重“兩條龍”加工裝置需要常年開工。根據穩定運行時的物料平衡推算，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；同時酮苯裝置重套能耗高達標油212 kg/t，遠高于同類裝置能耗83.40 kg/t的平均水平。因此，需要在擴能的同時對潤滑油系統進行節能改造。

酮苯裝置重套原設計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省-40℃深冷源而節電，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減四線油和輕脫油，生產HVI500N、HVI120BS及微晶蠟等產品。

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

將酮苯裝置原料進行淺冷一段脫油，分出油和蠟膏，此時油稱為淺冷油，其中還含有少量蠟，蠟膏中還含有少部分油，再將淺冷油進行深冷脫蠟，得到合格的基礎油，同時將蠟膏進行二、三段脫油得到合格蠟，該過程稱為反序工藝。在滿足HVI500N產品質量要求的前提下（潤滑油傾點-13℃，蠟含油的質量分數≤1.5%），采用正序工藝，目的產品潤滑油及微晶蠟收率為60%；而采用逆序工藝，目的產品潤滑油及微晶蠟收率為43%。產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行了適應性改造[3]。

2 改造特點及內容

2.1 工藝技術特點

1)酮苯裝置重套結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，提高目的產品油蠟收率且擴大處理量；

2)為降低能耗，將離心式氨壓機改為螺桿式；

3)濾液及蠟下油溶劑回收采用三效蒸發；

4)蠟液溶劑回收采用升膜蒸發器且完善回收流程；

5)采用多點稀釋和冷點稀釋流程；

6)采用窄點技術，優化換冷流程。

2.2 改造主要內容

2.2.1 將離心式氨壓機改為螺桿式

螺桿式氨壓機的在節能和適應性方面均優于離心式氨壓機。離心式氨壓機的操作彈性低，適應范圍較窄，處理量低時有喘振現象，必需開回流；而螺桿式氨壓機可在20%～100%自動調節，更有利于節電。

改造選用的螺桿式壓縮機是一種新型壓縮裝置，優點是：1）機器結構緊湊，體積小，占地面積少，重量輕；2）熱效率高，加工件少，機器易損件少，運行安全可靠，操作維護簡單；3）氣體沒有脈動，運轉平穩，機組對基礎要求不高，不需要專門基礎；4）運行中向轉子腔噴油，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入機內，沒有液擊危險；6）可適應外部環境的變化，隨出口壓力調節內容積比，降低壓縮比，節約電能；7）可借助滑閥改變壓縮有效行程，可進行10%～100%的無級冷量調節；8）節能效果明顯。

2.2.2 多點稀釋和冷點稀釋流程

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

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

2.2.3 改造溶劑、蠟液回收蒸發裝置

原設計濾液、蠟下油溶劑回收系統均采用四塔兩效流程，其中換熱蒸出率只有36%，尚未達到58%。而蠟液回收系統采用三塔兩效流程，實際換熱蒸出率只有30%左右。

改造將原濾液、蠟下油溶劑回收系統四塔二效蒸發改為五塔三效蒸發，將蠟液回收系統三塔兩效蒸發改為四塔兩效蒸發，每套回收系統充分利用各塔頂的溶劑蒸汽和汽提塔底的脫蠟油、蠟下油、蠟油等油品的熱量，濾液及蠟下油液三效蒸發換熱的溶劑蒸出率超過58%，到達62%～64%，比原來提高26～28個百分點，蠟液兩效蒸發換熱的溶劑蒸出率45%，比原來提高15個百分點，降低了裝置的能耗。

為了實現濾液、蠟下油液三效蒸發，蠟液的兩效蒸發的回收流程和節省投資，對蒸發、換熱流程進行全面調整，每套蒸發系統各需增加蒸發塔1臺；并對原有換熱流程進行了調整，盡可能利用原有設備。

2.2.4 改造蠟溶劑回收蒸汽加熱器

與蒸汽加熱器相比，升膜式蒸發加熱器具有如下優點：1）傳熱系數高，傳熱性能好；2）連續操作，設備有效時間利用率高；3）蒸發與預熱都在小溫差下進行，因而不易結焦，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）可進行就地清洗，易實現自動化。

根據升膜蒸發器的特點，改造時將蠟溶劑回收系統蒸汽加熱器改為升膜式蒸發加熱器，其出口管線靠近蒸發塔的入口，保證了蒸發效果。

2.2.5 酮苯裝置重套逆序改為正序流程

根據原油性質變化，為提高目的產品油蠟收率并擴大處理量，將原酮苯裝置重套逆序改為正序流程：

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

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

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)將二段脫油過濾機改為一段脫油過濾機；

5)將-18℃氨淺冷脫蠟套管結晶器改為-40℃氨深冷脫蠟套管結晶器；

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

7)將脫油原料-蠟下油換冷套管結晶器改為脫蠟原料-濾液換冷套管結晶器；

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，流程相應調整；

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晶器、二次氨冷套管結晶器換大；

12)在下蠟管上增加一根常溫溶劑線，有利于蠟膏向下流動，同時可以調節一段脫油、二段脫油的進料溫度；

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 換冷流程優化

利用窄點設計法的基本原則，根據RIPP《重質潤滑油酮苯裝置工藝條件優化》報告，優化濾液換冷流程，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，結晶過濾部分濾液出口溫度由原來的17℃升至22.6℃，進而節省冷量而節電[4]。

對蠟下油換冷流程也相應進行了優化，由于蠟下油溫度在10～15℃，故先與二段脫蠟沖洗溶劑換冷，最大限度節省二段脫蠟沖洗溶劑氨冷負荷，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℃。

通過優化換冷流程。可節省-20℃系統氨冷量284 kW。

2.2.7 真空壓縮機更新為油環式

輕、重2套裝置各安裝2臺油環式真空壓縮機，取代往復式真空壓縮機。

2.2.8 干燥塔不用重沸器

干燥塔采用蠟下油液一效蒸發塔塔頂溶劑部分冷凝汽及各末級閃蒸塔塔頂汽汽提，降低溶劑含水量，降低冷負荷，節省電力，減少結冰堵塞管道，保證了裝置長周期穩定生產。

3 改造效果

裝置完成改造投產后進行了標定，結果表明加工量、油收率超過設計值，能耗大幅度下降，取得了較好的經濟效益，年增效2 252.8多萬元。

3.1 產量、質量與能耗

1)裝置加工量。加工改質減四線油16～18 t/h，加工改質輕脫油18～20 t/h，折合年加工量為141 kt，超過121 kt的年設計處理量。

2)產品質量和收率。HVI500N傾點≤-14℃，蠟含油的質量分數1.5%～2.0%；HVI120BS傾點≤－13℃，蠟含油≤1.5%，均到達或超過設計值。HVI500N的油收率是51.1%，蠟收率13.3%，綜合收率64.4%，比設計高4.4個百分點，比反序收率高出16個百分點；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個百分點。正序工藝改造后實際生產數據表明綜合收率提高10個百分點以上。

3)能耗。生產HVI500N時能耗在標油130 kg/t，生產HVI120BS時為標油110 kg/t，下降約標油60～70 kg/t。

3.2 經濟效益

1)正序改造后比反序能耗下降約標油60～70 kg/t，以加工量為141 kt/a計算，多產油蠟14.1 kt/a；油蠟（改質）與蠟下油差價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)實測低壓級與高壓級螺桿機平均電流分別為52、34 A，而離心機的平均電流為150 A，則重套螺桿機組節約電能5.32×106 kWh/a。酮苯2套裝置同時生產，需開7臺螺桿機，則每年可產生經濟1 381萬元，1 a就可收回投資。

3)油環式真空壓縮機只有減速機每年換2次油，僅消耗潤滑油1 t，節約潤滑油29 t/a，降低了運行成本。按節電和節省潤滑油計算，每年可產生經濟效益85.66萬元。同時，脫蠟、脫油生產時真空度有了大幅度的提高，電耗、維修費用降低，也減輕了環境污染。

4 結束語

酮苯裝置重套逆序工藝改為正序工藝，實際生產情況表明，該工藝技術先進、流程合理，具有投資省、能耗低、產品回收率高的優勢，各項技術指標均達到了設計要求，取得了顯著的經濟效益。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、升膜蒸發器、油環式真空壓縮機在裝置上成功運用，節能效果非常明顯，可在同類裝置新建和擴能改造中推廣應用。

[1]蒲祖國.加氫改質潤滑油基礎油的生產與應用[J].石油煉制與化工,2003,34(9):44-47.

[2]施洪香.用加氫基礎油開發潤滑油產品的探討[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化設計方案[J].石油化工設計,2005,22(1):15-18.

[4]趙斌.運用窄點技術優化ARGG聯合裝置的換熱網絡[J].煉油技術與工程,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