酮苯脫蠟裝置結(jié)晶脫蠟實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制

閭曉軍

【摘 要】為實(shí)現(xiàn)提升酮苯脫蠟裝置蠟產(chǎn)品質(zhì)量，降低裝畳操作難度及裝置能耗，必須對裝置結(jié)晶脫蠟工藝進(jìn)行優(yōu)化。本文立足于酮苯脫蠟工藝原理介紹，對影響酮苯脫蠟效果的主要因素及優(yōu)化進(jìn)行簡短介紹，希望能為相關(guān)企業(yè)提供技術(shù)指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】酮苯脫蠟;工藝原理;優(yōu)化控制

引言

伴隨著國內(nèi)潤滑油市場價格的下跌，以及石蠟需求量及價格的上漲，很多企業(yè)紛紛開始轉(zhuǎn)型，將石蠟生產(chǎn)作為企業(yè)的主營業(yè)方向，通過對資源的優(yōu)化配置，選擇酮苯脫蠟脫油裝置生產(chǎn)石蠟。為進(jìn)一步提升石蠟生產(chǎn)質(zhì)量及效率，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益得到大幅提升，需對酮苯脫蠟工藝條件和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化與完善。黃茂生[1]通過對中國石化茂名分公司采用夾點(diǎn)技術(shù)對酮苯脫蠟裝置結(jié)晶脫蠟過程優(yōu)化改造及改造后應(yīng)用情況和效果分析，發(fā)現(xiàn)，經(jīng)改造后，溶劑和密閉氣溫度下降明顯，經(jīng)此一優(yōu)化操作，可節(jié)約制冷量37.004kW，因此，具有很高的工業(yè)應(yīng)用價值。本文筆者通過對相關(guān)文獻(xiàn)資料的梳理，對酮苯脫蠟裝置結(jié)晶脫蠟實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制進(jìn)行了探究。

1酮苯脫蠟工藝原理

1.1酮苯脫蠟原理

酮苯脫蠟的原理是，潤滑劑原料的固態(tài)烴（蠟）和液態(tài)烴成分（油，溶劑）在一定溫度下形成溶液。隨著溫度降低，蠟在溶液中的溶解度降低并開始結(jié)晶;這種結(jié)晶類型也稱為冷結(jié)晶。隨著溫度繼續(xù)降低，沉淀的蠟逐漸增多，實(shí)現(xiàn)油蠟分離，獲得具有所需傾點(diǎn)的潤滑油和石蠟材料。

1.2酮苯脫蠟工藝

酮苯脫蠟工藝是選擇蠟含量高的蠟油（如真空餾出液）作為脫蠟原料。在甲基乙基酮和甲苯的二元混合溶劑的作用下，利用混合溶劑在低溫狀態(tài)下具備較好流動性和對油、蠟的選擇性溶解。在原料冷卻過程中，將混合溶劑加入到原油中使蠟結(jié)晶，然后將懸浮液轉(zhuǎn)移到真空鼓式過濾器中完成固液分離，將濾液中的溶劑蒸發(fā)并回收以獲得脫蠟效果。回收的溶劑可以循環(huán)使用。酮苯脫蠟是一種物理過程，可從潤滑劑原料中除去高凝固點(diǎn)蠟組分，而不會生成新物質(zhì)。

酮苯脫蠟的基本過程如下：在原油中添加甲苯和丁酮混合溶劑，冷卻油和溶劑混合溶液，然后在接近溫度的條件下添加混合溶劑。在不同溫度下將混合溶液分次加入，并繼續(xù)冷卻直至溫度完全冷卻時，將獲得的懸浮液進(jìn)行固液分離，從而得到粗蠟和濾液。濾液回收可作為溶劑，粗蠟脫油以獲得蠟產(chǎn)品和蠟下油。蠟下油即可作為副產(chǎn)品，又可作為石蠟廠裂解裝置原料。酮苯脫蠟制得的脫蠟油用作潤滑油基礎(chǔ)油和高附加值蠟產(chǎn)品，所得蠟膏含油量直接影響下游裝置石蠟產(chǎn)品的收率，質(zhì)量和處理能力。由于諸如冷卻，真空過濾和溶劑回收之類的過程具有許多能源密集型單元，因此，酮苯脫蠟過程占潤滑基礎(chǔ)油生產(chǎn)過程成本的最大部分，可達(dá)到40%～50%。

2影響酮苯脫蠟效果的因素

2.1原料

硬質(zhì)原料石蠟的碳數(shù)分布主要為C20～C30，溶液中該石蠟成分的大部分晶體為薄片狀，且蠟晶體顆粒尺寸大、油性小、易過濾、脫油蠟收率高、蠟下油收率低;普通重重原料石蠟的碳數(shù)分布主要在C30以上，溶液中這些特征性蠟組分的晶體大多為針狀。晶體尺寸小且難以過濾，原因是小顆粒易于包油，容易堵塞濾布，并且小晶體降低了脫蠟油和脫蠟蠟的收率，并增加了蠟收率和含油量，蠟膏的含油比例很高。

相同原料的餾程對酮苯脫蠟的生產(chǎn)效率有一定影響。窄餾程原料中所含的蠟組分具有相似的分子量和分子結(jié)構(gòu)，易于在結(jié)晶過程中聚集并且具有相同的結(jié)晶行為，因此結(jié)晶的蠟晶體尺寸大，且油含量低;而寬餾程原料中所含的石蠟組分的分布范圍較大，并且蠟組分的分子量和分子結(jié)構(gòu)顯著不同，導(dǎo)致出現(xiàn)石蠟蠟分子在冷卻結(jié)晶過程中會發(fā)生不同的結(jié)晶行為，并互相影響。例如，高凝點(diǎn)成分首先結(jié)晶，而當(dāng)未達(dá)到結(jié)晶點(diǎn)時，低凝點(diǎn)成分會受到影響，然后與高凝點(diǎn)組分共晶生產(chǎn)一種顆粒較小的共熔物，從而導(dǎo)致蠟中的包油增加，過濾速度降低。

2.2溶劑

如果酮和苯的混合溶劑的混合比不同，酮苯脫蠟的效果也會受到影響。甲苯可溶解油和蠟，而丁酮可使蠟聚結(jié)。兩種溶劑具有不同的作用。當(dāng)混合比例不同時，混合溶劑表現(xiàn)出各種功能和特性，因此需要研究最適合實(shí)際生產(chǎn)的混合比例。當(dāng)前，酮苯脫蠟通常采用多點(diǎn)稀釋法，如果將混合溶劑稀釋到多個點(diǎn)，則添加時的溶劑溫度應(yīng)與當(dāng)時的溶液溫度相似或略低于該溫度。如果溶劑的溫度高于溶液的溫度，則結(jié)晶的蠟顆粒重新熔化，而如果溫度太低，則發(fā)生快速冷卻并形成較小的晶體。由于其大的比表面吸收了大量的油，從而增加了蠟膏的油含量。

2.3過濾器操作

過濾是將懸浮液中的油和蠟分離出來的重要過程。需注意的是，過濾器的速度、過濾器壓力差，冷洗溶劑的比率和冷洗溶劑噴霧條件會影響過濾效果。如果過濾器運(yùn)轉(zhuǎn)太快，過濾效果將減弱，蠟餅中所含的油將無法完全清除，從而導(dǎo)致蠟膏中的油含量增加。真空度太小會導(dǎo)致過濾器壓力差。這導(dǎo)致蠟餅所含的油無法完全清除，會影響蠟糊的油含量。另外，冷洗溶劑的壓力是不同的，冷洗溶劑的不均勻噴射減小了冷洗溶劑的洗滌面積。無法徹底清洗蠟餅中所含的油，也將影響蠟膏油含量。

3酮苯脫蠟裝置結(jié)晶脫蠟實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制

3.1熱處理

對于重質(zhì)潤滑油脫蠟操作中，一般會運(yùn)用熱處理技術(shù)。先將原料有與溶劑進(jìn)行混合，再將其加熱至混合液濁點(diǎn)之上，熔化形成的晶核并使它們重結(jié)晶以形成更理想的晶體。溫度略高于原料的熔點(diǎn)，溫度太低而不能滿足重結(jié)晶的要求，如果溫度太高，制冷系統(tǒng)的負(fù)荷就會增加，同時還造成大量加熱介質(zhì)的浪費(fèi)，因此，一般將脫油原料加熱至約70℃即可。

3.2脫蠟助濾劑的應(yīng)用

輕脫油中所含的微晶蠟通常在一般正構(gòu)烷烴中含量較低，大多數(shù)是烷烴和異構(gòu)化程度較低的環(huán)烷烴，并含有一定量的芳烴，并且具有較大的粘度，因此會形成蠟晶體。輕脫油所形成的蠟晶體小，難以過濾。由于過濾速度低，蠟膏稠，不易從鼓式過濾器上掉下來以及蠟糊的含油量高。脫蠟劑改善了蠟的結(jié)晶狀態(tài)并改善了蠟的滲透性，使得來自過濾器的蠟膏易于吸收和剝離。

3.3過濾器冷反洗

冷反洗是指從酮苯脫蠟裝置的苯部分濾出的濾液返回過濾器，并從過濾器內(nèi)部以相反的方向洗滌濾布，以洗凈內(nèi)部的細(xì)小晶體顆粒。每次過濾時，都會對其進(jìn)行反洗。一旦過濾器處于良好狀態(tài)，將減少清洗次數(shù)，設(shè)備的運(yùn)行將保持穩(wěn)定，并且將確保產(chǎn)品質(zhì)量。

3.4室溫脫蠟技術(shù)

室溫脫蠟技術(shù)消除了對制冷和制冷交換設(shè)備（例如冰箱和機(jī)殼結(jié)晶器）的需求。通過脫蠟，可以獲得傾點(diǎn)低于-9C的潤滑劑和基礎(chǔ)油，并顯著降低設(shè)備的能耗，但該技術(shù)尚未工業(yè)化。另一種室溫脫蠟方法涉及將溶劑與原料混合，并將混合溶液加熱至互溶狀態(tài)，蠟不溶解并沉降，然后將油和蠟分離。

4結(jié)束語

通過對酮苯脫蠟裝置結(jié)晶脫蠟的優(yōu)化控制，可使?jié)櫥椭械拇蠓肿诱龢?gòu)烷烴和異構(gòu)烷烴得到有效去除。通過熱處理，使己形成的晶核熔化，再脫蠟助濾劑、室溫脫蠟技術(shù)及濾機(jī)冷反洗技術(shù)的應(yīng)用下，使其重新再結(jié)晶，形成更理想結(jié)晶狀。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃茂生、張早校、梁文雄.酮苯脫蠟裝置結(jié)晶換冷優(yōu)化改造及其效果[J].石油化工設(shè)計，2016-（11）-25.

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（作者單位：泰州石油化工有限責(zé)任公司）