潤滑油加氫裝置減壓塔真空度降低原因及應對

王曉東(中海油氣(泰州)石化有限公司，江蘇 泰州 225300)

0 引言

中海油氣(泰州)石化有限公司石蠟基高壓加氫潤滑油基礎油裝置(以下簡稱泰州石化石蠟基潤滑油裝置)引進美國雪佛龍與魯瑪斯技術合資公司的異構脫蠟專利技術全加工工藝以常減壓裝置減三線、減四線為原料生產高檔潤滑油基礎油、工業白油和化妝品級白油，各產品具有較高的氧化安定性、良好的低溫流動性和高粘度指數等優良特性，其中潤滑油基礎油滿足HVIⅡ、HVIⅡ+、HVIⅢ質量標準；工業白油和化妝品級白油具有無色、無味、無毒、優良的安定性、耐光性、無熒光、對人體無害、對皮膚無刺激、有優良的親和性。潤滑油基礎油及白油產品良好的性能除受原料性質、催化劑性能、反應系統操作條件等因素影響之外，分餾系統尤其減壓塔運行水平的對產品的影響也至關重要。泰州石化石蠟基潤滑油裝置減壓塔頂抽真空系統分為三級，采用兩級蒸汽抽真空器+液環真空泵機組組合的抽真空模式，第三級蒸汽抽真空器作為液環真空泵機組的備用設備。減壓塔真空度高低及穩定性對各側線潤滑油基礎油產品的質量控制影響至為關鍵，并且也會制約生產高粘度牌號的潤滑油基礎油及白油產品，同時對減壓爐燃料氣消耗量也有影響較大。

1 裝置現狀

減壓塔頂溫度隨塔頂殘壓變化趨勢如圖1所示，石蠟基潤滑油裝置原料由減四線蠟油和加裂尾油(其中減四線蠟油30 t/h+加裂尾油10 t/h)切換為減三線蠟油和加裂尾油摻煉(其中減三線蠟油25 t/h+加裂尾油15 t/h)，處理量維持40 t/h不變。根據全公司物料平衡，于2019年12月2日，石蠟基潤滑油裝置處理量逐步提至45 t/h(其中減三線蠟油30 t/h+加裂尾油15 t/h)，減壓塔頂殘壓維持在12～14 kPa，12月27日至29日，減壓塔頂溫度有20 ℃左右的波動，塔頂殘壓也不斷上漲，漲至20.17 kPa。

圖1 減壓塔頂溫度隨塔頂殘壓變化趨勢

2 減壓塔頂真空度降低對裝置的影響

2.1 產品質量影響

真空度降低造成產品質量控制困難，不利于各側線餾分切割，減壓塔各側線組分分離效果變差，影響各潤滑油基礎油粘度及閃點控制。

2.2 裝置運行安全影響

為了滿足產品質量要求則需要提高減壓爐出口溫度、塔頂溫度及各側線抽出溫度，這樣會增加減壓塔底結焦的風險；為保證減一線閃點合格，提高減壓塔頂溫度后，造成減頂污油組分變重，去減壓火嘴的減頂氣帶液導致減壓火嘴結焦嚴重，影響裝置運行安全。

2.3 裝置能耗增加

提高減壓爐出口溫度，造成燃料氣消耗增加，同時減頂溫度提高后會造成減頂油氣量增大，增加了減壓塔頂冷凝負荷及水環真空泵運行負擔，導致裝置能耗增加，同時造成減壓塔頂真空度再次變差的惡性循環。

2.4 制約生產高粘度牌號產品

真空度降低，不利于較重餾分氣化，降低拔出率，影響組分切割，制約生產高附加值的高粘度牌號潤滑油基礎油產品。

3 減壓塔頂殘壓偏高的原因分析

(1)造成減壓塔真空度降低的主要因素是原油摻煉種類和摻煉比例變化頻繁，造成減壓餾分油性質波動頻繁，給后續二次加工裝置造成較大困難，造成石蠟基潤滑油裝置催化劑長期高負荷運行，造成異構脫蠟貴金屬催化劑降傾點能力減弱，石蠟基潤滑油裝置異構脫蠟反應選擇性變差，裝置只能以瓶頸產品重質潤滑油傾點變化為導向及時提高反應溫度確保產品質量合格，如此則異構脫蠟部分裂化副反應加劇，輕烴量增加，導致減壓塔頂抽真空負擔加重，造成減壓頂真空度變差，殘壓升高。

(2)減壓塔頂冷回流量相對穩定，而塔頂溫度波動較大，且減壓塔真空度下降，塔頂殘壓不斷上漲并且大幅波動，分析由于后路不暢造成塔壓升高引起的頂溫波動，針對這種情況將減頂氣改去對大氣放空，對減頂氣去減壓火嘴的阻火器清理，發現堵塞嚴重，清理投用后，塔頂壓力及溫度恢復正常[1]。

(3)由于裝置運行到第一生產周期的末期，減壓塔頂抽真空后冷凝器有循環水結垢現象，造成冷卻效果變差；同時減壓塔頂不凝氣量大，超過減頂抽真空冷凝器設計負荷，造成真空度偏高。

(4)減壓塔前汽提塔進料溫度偏低，汽提效果變差，造成減壓塔進料輕烴負荷增加，超過減壓塔抽真空系統設計能力，造成減壓塔真空度下降。

(5)減壓塔頂不凝氣負荷嚴重超過設計值，造成減壓塔頂抽真空系統設計能力偏小，造成減壓塔真空度下降或較大波動。

(6)減壓系統密封不嚴，造成空氣串入減壓系統，也會造成減壓塔真空度下降[2]。

4 應對措施

4.1 在線處理措施

(1)優化原料性質，適當降低裝置加工負荷，降低異構脫蠟空速和反應溫度，以降低裂化副反應。

(2)提高減壓塔前汽提塔進料溫度和汽提蒸汽量，降低汽提塔頂壓力，提高汽提效果，以降低減壓塔進料中輕組分含量，有效降低減壓塔頂抽真空系統負荷。

(3)針對減頂氣出現的后路不暢問題，根據參數變化排查原因，發現減頂氣至減壓爐阻火器有雜質堵塞，減壓火嘴由于減頂氣組分偏重造成結焦堵塞，針對堵塞不暢，對減壓火嘴和阻火器下線清理，保證后路暢通，解決減壓塔頂真空度下降問題。

4.2 停工檢修改造措施

(1)分析減頂不凝氣中氮氣含量，若超標，停工對減壓系統進行靜密封點消漏。

(2)裝置大檢修期間更換石蠟基潤滑油裝置HCR和DW催化劑，以解決催化劑選擇性差，裂化副反應嚴重的問題[3]。

(3)裝置大檢修期間，拆檢減壓塔頂抽真空后水冷器，解決管束結垢問題；同時對減壓塔頂抽真空冷凝器循環水管線進行改造，原設計基于節能節水考慮，減壓塔頂一級抽真空后冷凝器循環回水作為二、三級抽真空后冷凝器給水，與新鮮循環水一并進入二、三級抽真空后冷凝器，由于目前裝置運行工況與設計工況存在較大偏差，減壓塔頂輕烴負荷增大，造成減壓塔頂真空度變差，一旦提高裝置加工負荷或原料性質改變，會造成減壓塔操作難度加大，影響產品質量控制。提高塔頂冷凝效果是有效改善減壓塔頂真空度的有效手段之一，而減壓塔頂一級抽真空后冷凝器循環回水至二、三級抽真空后冷凝器入口沒有閥門隔離，造成提高二、三級抽真空后冷凝器新鮮循環水量，會造成一級回水不暢，影響一級冷凝效果，因此需要在一級抽真空后冷凝器循環回水至二、三級抽真空后冷凝器分別增加閘閥。

2021年2月份，石蠟基潤滑油裝置產品方案進行調整，減底油從70號化妝品級白油調整成500N基礎油，需要提高減壓塔進料溫度，增加進料氣化率，保證產品質量。氣化率增加造成減壓塔進料管路阻力增加，提高減壓塔上游壓力，保證減壓塔進料量穩定，與此同時也會造成減壓塔進料輕烴負荷增加，影響減壓塔真空度，通過關閉一級抽真空后冷凝器循環回水至二、三級抽真空后冷凝器入口閘閥，提高各級抽真空冷凝器冷凝效果，穩定塔頂真空度和塔頂溫度，保證減壓塔各側線及塔底產品質量合格[4]。

(4)在一級抽真空后冷凝器循環回水至二、三級抽真空后冷凝器分別增加閘閥，提高蒸汽抽真空后冷凝器冷凝效果。

(5)對減壓塔頂不凝氣量與設計值進行對比核算，適當對減頂抽真空系統進行升級改造。

5 結語

經過分析，減壓塔真空度差的原因是催化劑末期，異構脫蠟裂化副反應嚴重，減頂不凝氣負荷超過設計負荷，減頂抽真空系統及冷凝器能力不足。減壓塔真空度及塔頂溫度波動是由于減頂不凝氣至減壓爐阻火器不暢，造成減頂不凝氣后路背壓升高，不能及時排出造成。通過對阻火器下線清理，減壓塔真空度和塔頂溫度恢復正常，保證裝置安全平穩運行。