糠醛精制裝置溶劑損耗原因及應對措施探討

居增南

(中國石油化工股份有限公司濟南分公司，山東 濟南 250101)

糠醛精制裝置是傳統“老三套”生產工藝的主要組成裝置之一，廣泛用于潤滑油基礎油的生產過程。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、多環短側鏈的芳烴及重芳烴、環烷酸類等非理想組分脫除，從而實現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行效率；另一方面糠醛價格較高，也增加了裝置的運行成本。在當前追求節能減排、綠色環保的大背景下，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生產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主要由精制液回收系統、抽出液回收系統和水溶液回收系統組成，一般采用 “閃蒸+汽提”的回收方式。回收完成后仍會有少量糠醛會隨著精制油、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，但經一個運行周期的累積，這部分糠醛損失卻能占到糠醛損耗總量的20%左右[1]。

1.2 變質損耗

糠醛屬于雜環呋喃族醛類，化學性質活潑，氧化安定性和熱安定性較差，室溫下放置就能與氧氣發生反應，尤其是溫度超過230 ℃時就會發生明顯的分解縮合反應。在實際生產中系統內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 ℃，當加熱爐波動時局部溫度容易超過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起到促進作用，加速糠醛的氧化，最后縮合成焦，造成大量糠醛的變質損耗[2]。有研究表明，糠醛氧化產生的焦類物質能占到整個裝置積碳的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測，一旦出現往往會造成糠醛大量跑損。腐蝕產生的主要原因有以下幾方面[4]：一是原料環烷酸含量過高，酸值太大，對金屬產生腐蝕；二是生產中糠醛不斷氧化成糠酸并在裝置中一直積累，系統酸值不斷增大，腐蝕速度加快；三是金屬材質與附著在其表面縮合產生的焦垢存在有特殊的狹小縫隙發生了電化學腐蝕，即垢下腐蝕。

以上三種損耗中，變質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濟，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，并不斷隨原料進入系統，因此降低原料的含氧量可以大大緩解糠醛的變質損失。降低含氧量一般有以下兩種途徑[5]：一是對潤滑油原料儲罐加設氮氣密封，防止原料油與空氣接觸，避免攜帶氧氣，同時也能夠降低脫氣塔的負荷；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。在確保糠醛回收效果的前提下，盡量降低加熱爐爐出口溫度，同時調整出口溫度控制閥靈敏度，削弱瓦斯管網、進料量波動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。其出口溫度更為穩定，糠醛損耗也有減少，取得了不錯的效果[6]。

2.3 加注KQ-1型緩蝕劑

KQ-1型緩蝕劑是一種結構復雜的有機胺化合物，呈堿性，可以糠酸發生絡合反應，且不與糠醛反應。其緩蝕機理是利用KQ-1與系統中的糠酸生成絡合物，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糠醛再次進入系統[7]。添加KQ-1型緩蝕劑后返回系統的糠酸量可減少75%～90%，循環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、結焦以及對金屬的腐蝕，降低了溶劑損耗。

2.4 易蝕部位材質升級

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]。國內煉廠糠醛精制裝置采用的金屬材料等級通常較低，多為普碳鋼，生產中經常腐蝕穿孔。因此對高溫部位、氣液相變部位以及抽真空系統等容易發生腐蝕的位置進行材料升級，能有效減少穿孔腐蝕次數，降低糠醛外漏，延長裝置運行周期。

3 結束語

糠醛溶劑損耗的高低反映了企業生產技術水平，直接影響著裝置的經濟效益。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，取得了顯著效果。但目前糠醛降損的關注點多集中在減小糠醛的變質損耗和泄漏損耗方面，對降低攜帶損耗方面研究不多。在日益嚴格的環保要求下，如何降低溶劑攜帶損耗可能是今后的熱點方向。