酮苯脫蠟脫油裝置提高經濟效益的措施

楊青松 張士博 郭瑞昕

摘 ?????要：介紹了酮苯脫蠟脫油裝置的生產現狀，就目前條件下能夠提高裝置整體效益的有效措施，分析得出了提高石蠟收率、產量和降低動裝置動力消耗的調整方向，在操作中如何具體提高效益的低溫過濾和低稀釋比例運行方案，以及在操作條件變化后如何避免指標調整帶來的負面影響。

關 ?鍵 ?詞：酮苯脫蠟脫油裝置;收率;能耗;效益

中圖分類號：TE 624 ?????文獻標識碼： A ???文章編號：文章編號： 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

原油經過加工后主要是三大類產品：燃料油、潤滑油和化工產品。一般的煉油廠也分為三種主要類型，即燃料型、燃料-潤滑油型和燃料-化工型[1]。

潤滑油生產工藝多種多樣，按其工藝加工方式大致可分為三種即物理方式、化學方式以及物理化學相結合方式。物理方式主要生產工藝是溶劑脫蠟，化學方式以加氫為主，物理化學方式則是將溶劑脫蠟與加氫工藝組合在一起生產。隨著科技的不斷發展，潤滑油生產已有被加氫異構降凝裝置取代的趨勢，但“老三套”裝置生產潤滑油基礎油依然有著投資少、加工方案靈活、產品多樣性等優勢，更多企業選擇加氫工藝與傳統“老三套”相結合的生產方式，以達到高品質、高效益、高回報的目的。但以石蠟基原油為原料生產潤滑油和石蠟，酮苯脫蠟脫油裝置還是能發揮其自身優勢和不可替代的作用[2]。

石蠟廣泛應用于國民經濟各個行業。近年來，隨著國內外石蠟生產裝置陸續關停，石蠟產量逐年下降，據統計到2019年全球石蠟市場缺口將接近27.2萬t。

通過調研對比分析國內的潤滑油和石蠟產品市場，潤滑油基礎油受市場價格、稅率、國外高品質基礎油沖擊等因素影響大，其產品力遠不及石蠟。因此，酮苯脫蠟脫油裝置順應市場形勢變化，逐漸將石蠟由副產品變成主產品，脫蠟油改走催化加氫路線。

1 ?裝置概況

某廠目前有三套酮苯脫蠟脫油裝置，分別加工蒸餾裝置減三線和減四線蠟油，生產54#-66#全系列石蠟產品。

30萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置和40萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置以減三線蠟油為原料，生產54#或56#石蠟，由于現階段Ⅰ類潤滑油基礎油使用量的下降和基礎油產品指標的調整，生產潤滑油基礎油產品效益低，30萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置和40萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置現為單脫加工方式，目的產品為石蠟。

從工藝角度分析，裝置特點是工藝復雜、操作難度大、連續生產中帶有間歇性操作、操作波動大、設備切換頻繁。定期操作包括熱化套管、溫洗濾機等，定期操作帶來的是產品收率降低、能耗上升，所以，酮苯裝置提高目的產品收率、降低裝置能耗、降低加工成本對裝置整體運行是十分重要的。

酮苯脫蠟脫油裝置的工藝原理是：將丁酮-甲苯二元溶劑與原料混合并降溫，隨著溫度的下降，蠟在混合溶液中的溶解度也下降，最終蠟達到過飽和狀態結晶析出，通過過濾達到蠟、油固、液兩相分離的過程。溶劑在系統中除起選擇性溶解作用外，還起降低油液黏度，為結晶形成和過濾分離創造有利條件的作用，其中丁酮為極性溶劑，具有很好的選擇性，在低溫下對蠟不溶解，對油有一定的溶解能力，甲苯為非極性溶劑，具有很好的溶解能力，但選擇性差。丁酮和甲苯在混合溶劑中的比例不同而表現出不同的性質，在脫蠟脫油過程中，根據生產工藝要求和原料的不同，調整選用不同的丁酮、甲苯比例[3，4]。

酮苯脫蠟脫油裝置為冷點稀釋脫蠟方式，主要是利用溶解度隨溫度的變化，物料在降溫過程中逐步加入稀釋溶劑，原料中的結晶析出的蠟在過濾機中與油進行分離[5]。

溶劑脫油過程是將低溫的固態含油蠟液升溫，使熔點較低的蠟組分和高凝點的油組分從蠟中溶出，通過過濾分離出液相，從而達到脫油的目的[6]。

30萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置生產流程采用先酮苯脫蠟脫油后糠醛精制工藝，裝置由結晶、過濾、真空密閉、冷凍、溶劑回收五個系統組成，裝置脫蠟脫油溶劑采用丁酮、甲苯二元溶劑[7]。

30萬t/a酮苯裝置以常減壓蒸餾裝置減三線蠟油為原料，由于裝置產品方案的調整，原設計兩種產品的裝置轉為只生產一種產品，產品為54#或56#石蠟。因為不生產基礎油，裝置整體效益下降，而企業的創效要求一直在提高，企業生產的產品根據市場變化，隨時進行調整，對裝置運行也提出了更高的要求。為了提高裝置的創效和生存能力，需要裝置保持較高的機動性，對裝置加深研究，提高增效降耗能力。30萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置在實際生產中遇到了同類問題，需要考慮如何充分利用資源、挖掘裝置潛能，降低成本，提高企業效益。

通過對30萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置加工的蒸餾裝置減三線蠟油石蠟潛含量分析，結果為41%～45%，而實際生產中的蠟收率只能達到37.6%，與蠟的潛含量存在一定的差值，說明石蠟沒有被完全分離出來，也就是蠟收率提高還有一定空間。所以把提高蠟收率作為一個技術攻關目標。

另外，從能耗數據上對比，30萬t/a酮苯脫蠟脫油裝置較加工同樣原料的同類裝置能耗高13.5 kg標油/t，把能耗降低作為了另一個技術攻關目標。

2 ?裝置的調整

2.1 ?提高蠟收率的工藝調整

裝置改為單脫以后，設計的脫蠟段制冷量出現過剩情況，為充分利用裝置冷量，把脫蠟段過剩的冷量移至脫油段使用，通過降低段脫油段過濾溫度，減少了低熔點石蠟組分的損失，達到增產石蠟的目的。

在實際生產中，通過現場改造，把原并聯的溶劑氨器冷卻器改為串聯，把一臺-15 ℃氨氣冷卻器改為-25 ℃，以達到深冷降溫的作用。新增一條溶劑管線用于轉移脫蠟段溶劑至脫油段，控制脫油段溫度提升幅度，實現脫油段低溫過濾。

2.1.1 ?裝置原料

裝置加工的原料為蒸餾裝置減三線蠟油，從原料性質分析數據看，原料性質基本保持穩定，主要性質見表1。

2.1.2 ?調整過程

裝置為了提高蠟收率，在調整脫油段過濾溫度操作中，按以下兩步進行。

第一步，裝置設計數據是以雙脫制定的，裝置冷凍能力大，脫蠟段進料溫度低，單脫時可以通過停用脫油段加熱器來降低脫油段進料溫度，提高蠟收率。

第二步，為進一步降低脫油一段、二段過濾溫度，對裝置進行適應性改造，將剩余制冷能力和脫蠟段低溫溶劑挪到脫油段使用，來降低脫油段溶劑溫度。

2.1.3 ?產品蠟收率

裝置調整前5 d和調整后5 d的蠟收率數據見表3。

2.1.4 ?產品蠟餾出口質量

調整后連續4 d 2個時間點餾出口分析數據見表4。

2.1.5 ?其他調整

為防止由于過濾溫度降低帶來的質量波動，脫油一段增開了一臺濾機，通過增加過濾面積達到降低過濾速度的目的，有效的控制了蠟含油指標，保證產品質量合格。

2.2 ?降低能耗的調整

酮苯脫蠟脫油裝置的能耗主要體現在電和蒸汽消耗上，在電的使用上，主要消耗在制冷上，重點用電設備是氨壓機;蒸汽主要消耗在回收系統的溶劑和油品的加熱器上。從理論上分析，制冷量主要是用在套管結晶機上，套管結晶機的用冷量相關的參數一個是冷卻介質的流量，另一個是冷卻介質的初溫，在套管結晶機里，原料量是不可調的，可調的是預稀釋流量和溫度、一次稀釋流量和溫度。蒸汽加熱器的蒸汽消耗，主要與加熱介質流量有關系，產品量是固定的，可調的只有需要加熱的溶劑量。

蠟收率調整后對動力消耗進行了對比，由于主要影響電耗，所以只是對比電耗。表5為蠟收率調整前、后3周的電單耗數據。

通過充分利用裝置的制冷能力實現了蠟收率的提高，但同時增加了裝置的電耗。為降低能耗，達到增收不增耗的目的，通過系統分析，進行了操作參數的調整，實現了裝置能耗的下降。表6為裝置調整前、后相關操作參數對比表。

3 ?存在問題及下一步調整方向

3.1 ?存在的問題

酮苯脫蠟脫油裝置通過各系統的工藝優化調整，蠟收率大幅提高，最高可到41.2%，同時蠟含油可控制在0.5%以下，產品質量相對穩定。但是提高蠟收率是通過降低過濾溫度來實現的，而低溫過濾帶來的是裝置電耗的增加。

雖然在整個工藝調整階段蠟含油指標都合格，但從后期連續生產來看，還是有個別餾出口質量不合格，主要是部分操作參數波動、或者原料出現變化以及蒸餾裝置調整減壓側線產品造成，由于低溫下的溶劑溶解能力下降，脫油段脫油能力下降，導致裝置在質量方面的抗干擾能力下降，所以產品質量有時出現不合格。

在裝置進行節能調整后，裝置的總能耗得到了降低，增加了效益。由于裝置運行中新鮮溶劑循環比例的變化，裝置能耗下降了6.82 kg標油/t，使裝置的生產成本得到了進一步的降低。

3.2 ?下一步調整方向

為進一步節約加工成本、增產增收，酮苯脫蠟脫油裝置從工藝、設備兩方面著手進行分析，還有諸多改善、提高的措施，主要有以下三個方面，一是降低蠟含油，繼續提高蠟收率;二是降低裝置能耗，比如進一步提高保溫、保冷效果;三是降低其他各項消耗，比如設備配件消耗、三劑消耗、潤滑油消耗、人工成本等。

原料的蠟潛含量決定和限制了蠟收率，通過比對，現階段的蠟收率與原料蠟含量還有一定差距。這就需要從精細操作著手，避免由于生產波動帶來的蠟損失。

酮苯脫蠟脫油裝置通過生產調整，現已基本實現了單脫生產，但裝置的能耗高于原設計為單脫的裝置。為進一步節能降耗、優化生產，裝置還需要進行適當的工藝動改，除此之外，引進先進的集成控制系統、自動溫洗濾機系統、節能變頻設備使用等，都是行之有效的節能措施。

另外，生產的調整要以原料的分析數據為依據，要根據分析數據變化及時調整操作，努力實現高質量、高收率的目標。

4 ?結束語

隨著市場競爭的不斷加劇，企業需要轉型和提高，裝置更要適應不斷變化的形勢，特別是“可持續、綠色、低碳”發展對于酮苯脫蠟脫油裝置來說尤為重要，這就需要掌握關鍵技術，在已成熟的工藝上改進提高，挖潛增效，揚長避短，持續增進經濟效益和技術水平，利用近些年出現的新設備、新技術，提高裝置整體競爭力，采用新技術、開發新產品、拓展新業務，提高產品竟爭力，在環保方面努力推進清潔生產，持續調整產品結構和產業結構，在潤滑油、蠟產業鏈上取得更大突破。

參考文獻：

[1] 侯祥麟.中國煉油技術[M].北京：中國石化出版社，1991.

[2] 侯曉明.潤滑油基礎油生產裝置技術手冊[M].北京：中國石化出版社，2014.

[3] 劉家明.煉油裝置工藝與工程[M].北京：中國石化出版社，2017.

[4] 水天德.現代潤滑油生產工藝[M].北京：中國石化出版社，1997.

[5] 江澤政.潤滑油溶劑脫蠟[M].北京：中國石化出版社，1994.

[6] 梁朝林.溶劑脫蠟[M].北京：中國石化出版社，2011.

[7] 李賀，孫福奇，陳洋，等.原料對酮苯裝置蠟結晶的影響[J].當代化工，2017，46（4）：629-632.

[8]沈大建.荊門石化的酮苯裝置技術改造[J].當代化工，2011，40（5）：481-483.