糠醛精制裝置脫水流程的優(yōu)化設(shè)計(jì)

任峰+等

摘要：介紹了中國(guó)石化濟(jì)南分公司糠醛精制裝置脫水系統(tǒng)的原理及流程現(xiàn)狀，針對(duì)現(xiàn)有流程存在的問(wèn)題，提出初步優(yōu)化解決方案，通過(guò)分析論證，確定完善的優(yōu)化方案并實(shí)施。結(jié)果表明，該方案完全解決了加工量瓶頸問(wèn)題，顯著提高了裝置的安全環(huán)保生產(chǎn)水平。

關(guān)鍵詞：糠醛精制裝置；脫水流程；優(yōu)化方案

中圖分類號(hào)：TE6263文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：

Optimization Design for Dehydration Process of Furfural Refining Unit

REN Feng， YNG Peng， YNG Jun， ZONG Jun

（SINOPEC Jinan Company， Jinan 25010 China）

bstract：The principle and existing process of the dehydration process in Furfural Refining Unit of SINOPEC Jinan Company were introduced To solve problems of the existing process， the preliminary optimization solution was proposed Through analysis and demonstration， the perfect optimization scheme was determined and implemented The results show that the problem of processing capacity bottlenecks is solved completely and the safety and environmental protection production level of unit is improved significantly

Key words：furfural refining unit； dehydration process； optimization scheme

0引言

糠醛精制是潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油加工工藝的重要工序，其主要作用是利用溶劑的選擇性，實(shí)現(xiàn)理想組分和非理想組分的分離。中國(guó)石化濟(jì)南分公司糠醛精制裝置于1992年5月投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)加工能力250 kt/a，2012年擴(kuò)能改造后達(dá)到了350 kt/a。裝置精廢液回收分別采用先閃蒸后汽提和五塔三效蒸發(fā)流程，降低了干燥脫水系統(tǒng)的負(fù)荷。生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含醛水溶液要通過(guò)水回收系統(tǒng)進(jìn)行回收，其運(yùn)行情況的好壞直接影響到整個(gè)裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)。隨著環(huán)境保護(hù)要求的日益提高，現(xiàn)有脫水流程的不足逐步顯現(xiàn)。

1脫水流程存在的問(wèn)題

11脫水由來(lái)

（1）精制液經(jīng)過(guò)一次閃蒸、抽出液經(jīng)過(guò)三效蒸發(fā)和一次閃蒸后，仍然含有少量的糠醛溶劑，不能直接外放，為此采用了先閃蒸后減壓汽提的方法，從而達(dá)到產(chǎn)品的質(zhì)量要求。

（2）汽提塔頂?shù)娜┧卜形锝?jīng)過(guò)冷卻后進(jìn)入醛水分離罐（D-1）進(jìn)行沉降分離，一格內(nèi)為含水6%的濕醛溶液[1]，進(jìn)入干燥塔（C-6）進(jìn)行干燥；二格內(nèi)為含醛68%的水溶液，進(jìn)入脫水塔（C-7、C-8）進(jìn)行回收。

12脫水原理

糠醛和水能形成共沸物，常溫下的共沸點(diǎn)為975 ℃。含醛水溶液從脫水塔上部進(jìn)入，經(jīng)分配盤分配后均勻向下流動(dòng)，在汽提蒸汽的作用下將醛水共沸物從塔頂蒸發(fā)出來(lái)，不含醛的污水從塔底排出。

13流程現(xiàn)狀

糠醛精制裝置脫水系統(tǒng)流程見(jiàn)圖1。

糠醛精制裝置脫水系統(tǒng)流程

（1）糠醛精制裝置有兩座脫汽塔，分別是含10 m Q-1型填料段的填料塔（C-7），含20層圓泡冒塔板的塔盤塔（C-8），單獨(dú)使用。

（2）設(shè)置有進(jìn)料與排水換熱器（E-13/3）和C-7底部氮?dú)夥创盗鞒獭?/p>

（3）液位無(wú)自動(dòng)控制手段，物料直排下水系統(tǒng)。

1存在的問(wèn)題

（1）兩塔并存，卻無(wú)法同時(shí)使用。

（2）精廢油汽提塔吹汽為進(jìn)料量的3%～5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），在低負(fù)荷正常生產(chǎn)時(shí)，脫水系統(tǒng)可正常運(yùn)轉(zhuǎn)；處理量超過(guò)2 t/h時(shí)，脫水塔底易含醛，成為加工量提升的障礙。

（3）開(kāi)停工過(guò)程中，醛水分離罐內(nèi)油含量較多，易造成脫水塔進(jìn)料含油，現(xiàn)只能通過(guò)切放線排至地下罐（D-6），再倒入停工物料罐（R-109），D-6為多方共用，壓力較大。

（）進(jìn)料表和控制閥出現(xiàn)故障的概率較高，維修期間采用副線控制，操作被動(dòng)。

通過(guò)上述分析可知，對(duì)現(xiàn)有流程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整的必要性很大。

2流程優(yōu)化的目標(biāo)

21實(shí)現(xiàn)兩塔可同步操作

優(yōu)化的主要目的是要提高脫水系統(tǒng)處理量，實(shí)現(xiàn)特殊情況下的兩塔并行操作。通過(guò)計(jì)算可知，兩塔并用時(shí)，處理量可達(dá)到35 t/h，對(duì)應(yīng)原料加工量為70 t/h，可以滿足裝置最大加工量的要求。

22節(jié)約投資，降低能耗

減少投資的主要途徑是充分利用現(xiàn)有的控制點(diǎn)、機(jī)泵和管線，減少新增工程量；降低能耗的主要措施是充分考慮近階段正常生產(chǎn)時(shí)的處理量，在可實(shí)現(xiàn)雙塔運(yùn)行的前提下，有效利用換熱流程。

23操作方便

[JP2]在操作人員逐步減少的情況下，設(shè)計(jì)流程更加突出實(shí)用、方便和靈活。如兩座塔的控制手段可實(shí)現(xiàn)互為備用，當(dāng)一組出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可及時(shí)轉(zhuǎn)為另一組等。

2突出環(huán)保

脫水流程本身是一個(gè)環(huán)保項(xiàng)目，在裝置實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)行過(guò)程中起著相當(dāng)重要的作用。隨著環(huán)境保護(hù)的日益嚴(yán)格，脫水塔底污水直排地井的方式滿足不了日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，優(yōu)化過(guò)程中要充分考慮。

3優(yōu)化設(shè)計(jì)的初步方案

31工藝流程

糠醛精制裝置脫水系統(tǒng)流程優(yōu)化初稿見(jiàn)圖2。

（1）圖中線①是為了實(shí)現(xiàn)單獨(dú)投用某塔時(shí)，均可使用E-13/達(dá)到節(jié)能的目的；而兩塔同時(shí)運(yùn)行時(shí)，只能是一個(gè)走換熱器，一個(gè)不走換熱器。

（2）圖中線②是為了實(shí)現(xiàn)單獨(dú)投用某一塔時(shí)，塔底液控閥可實(shí)現(xiàn)互為備用。

（3）圖中線③是為了兩底泵互為備用。

33優(yōu)缺點(diǎn)

（1）塔底實(shí)現(xiàn)了互為備用流程，但流程較亂。

（2）進(jìn)料和吹汽實(shí)現(xiàn)了分開(kāi)控制，但流量表和控制閥不能互為備用。

（3）未考慮開(kāi)停工攜帶油較多時(shí)的處理方案。

優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)施方案

1工藝流程

糠醛精制裝置脫水系統(tǒng)流程優(yōu)化終稿見(jiàn)圖3。

2說(shuō)明

（1）汽提蒸汽采用從主管給汽，分兩路流控控制；單獨(dú)投用某塔時(shí)，可用FIC-009控制，也可用FIC-013控制。

（2）進(jìn)料通過(guò)換熱后，分兩路控制；單獨(dú)投用某塔時(shí)，可用FIC-010控制，也可用FIC-012控制。

（3）塔底物料在原有流程不變的前提下（可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)投用某塔時(shí)的換熱節(jié)能效果），通過(guò)C-8底接分支至塔底泵（P-12/12）入口，相當(dāng)于每臺(tái)泵各有兩個(gè)入口。各泵出口分別由LIC-012和LIC-026控制液位，液控閥前有聯(lián)通線，實(shí)現(xiàn)互為備用。液控閥后物料混合，進(jìn)入廢水回收罐（D-/1），打入硫磺回收車間污水汽提裝置進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)密閉排放。

各塔底均保留直排流程，一作為維修機(jī)泵時(shí)的應(yīng)急措施，二作為日常檢查排水含醛情況使用。

（5）圖中④為P-10/2出口分支至P-12/1的連接線；P-10/2為多功能泵，可同時(shí)抽D-1內(nèi)的濕醛、水溶液和攜帶油等物料，在開(kāi)工或停工期間，D-1內(nèi)物料可直接通過(guò)此線送往R-109，一方面保證脫水塔的正常操作，另一方面可減輕R-109的負(fù)擔(dān)。

3優(yōu)缺點(diǎn)

（1）現(xiàn)有管線和機(jī)泵全部利舊，增加了必要的控制閥和儀表，并與廢水回收項(xiàng)目和開(kāi)停工難題相結(jié)合，用最少的資金解決了最多的問(wèn)題。

（2）現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，一并考慮了防凍凝因素。

（3）流程更加靈活，增強(qiáng)了控制閥和儀表的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，提高了裝置的環(huán)保生產(chǎn)水平。

效果評(píng)價(jià)及結(jié)論

201年，利用裝置停工機(jī)會(huì)，對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施，標(biāo)定結(jié)果如表1所示。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭灌生 潤(rùn)滑油生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)答[] 北京：中國(guó)石化出版社，2011