三种调合工艺在润滑油生产过程中的应用

王宏伟 马媛慧

摘要:随着能源枯竭这一问题的日益突出,作为炼油行业末端的润滑油产业,高效生产、节能降耗将成为实现可持续发展的必然之路,文章主要介绍润滑油生产过程三种调合工艺,并对各自工艺特点进行阐述。同步计量自动调合SMB(Simultaneous Metering Blender)在大批量润滑油生产过程中具有效率高、能耗低以及计量准确的优势;自动批量调合ABB(Automatic Batch Blender)适应于批量小、原料种类多、原料加入精度要求高特点下的小批量生产;在线调合ILB(In Line Blender)适合在原料质量水平稳定、产品分析周期短、批量大状况下的快速生产。

关键词:润滑油;同步计量自动调合;自动批量调合;在线调合;特点

中图分类号:TE626.3 文献标识码:A

Applications of Three Blending Processes in Lubricating Oil Production

WANG Hong-wei1, MA Yuan-hui2

(1.Yanhua Branch of SINOPEC Lubricant Company, Beijing 102503,China;2.PetroChina Dalian Petrochemical Company, Dalian 116032, China)

Abstract:With the graveness of energy issues, as the end of refinery industry, lubricants industry will develop in the direction of efficient production, saving energy and reducing consumption. Three types of lubricants blending processes and their respective characteristics are introduced in this paper. Simultaneous Metering Blender(SMB)technology is used in large quantity production with the advantages of high efficiency, low energy consumption and accurate measurement; Automatic Batch Blender(ABB)technology is adapted to the small batch production with the characteristics of many types and high adding precision for raw materials; In Line Blender (ILB) technology is suitable for the rapid production under the condition of stable raw material quality, short period for products analysis and large-batch production.

Key words:lubricant; SMB; ABB; ILB; characteristic

0 前言

随着我国经济的飞速发展,能源供需平衡日显脆弱,润滑油行业作为石油加工行业末端能耗较大产业,面临巨大的压力,许多润滑油企业通过技术改造,优化物流,精益生产来降低消耗,消化成本上升对企业生产经营的影响,因此大批先进的润滑油生产工艺及其装置被引入现今的润滑油生产中来,其中SMB、ABB以及ILB是现代润滑油调合过程较为先进的调合生产工艺,现将这三种工艺的应用情况进行阐述。

1 同步计量自动调合技术(SMB)

同步计量自动调合,目前国际上ABB和FMC公司的润滑油调合技术较为成熟,也为国际石油公司在中国的润滑油生产厂所普遍使用,无论是ABB还是FMC其装置的主要组成大同小异,调合单元主要包括:计量回路(计量通道)、给料系统、调合母管,典型装置如图1。

图1所示为一个具有4计量通道的SMB系统,可最多同时进行4种组分的注入,以下是采用此SMB系统一次调合280 t某润滑油产品的过程,具体工艺过程参数如表1,调合组分依次注入过程如图2。

整个调合生产过程包括:调合设备启动、注料、原料切换、管线清洗及冲扫以及储罐油品脉冲搅拌,整个生产周期所需时间为315 min,而注完料的储罐油品脉冲搅拌时间只有100 min,为对比SMB调合工艺与原采用加剂槽配母液,泵循环传统调合生产工艺两者的效率,将同样的生产计划采用加剂槽配母液,泵循环传统调合工艺进行生产,采用调合完毕后储罐三点测粘度的方法,判定油品是否混合均匀,原始数据如表2,并对其进行双因素分析、方差分析,结果如表3、表4所示。

从表4中的两种调合工艺和取样部位的P值均大于0.05,则可说明两种生产工艺在最终产品的粘度性能指标上已无差异,对比两种生产工艺生产同品种280 t产品所需时间,如表5所示。

可见SMB调合工艺在大批量的油品调合生产中较传统的加剂槽配母液,泵循环传统调合工艺可将生产周期缩短60%,其投料精度也远远高于传统计量方式。

2 自动批量调合技术(ABB)

自动批量调合工艺就是根据调合配方要求采用基础油、添加剂原料依次注入调合釜,然后开启搅拌器,通过机械搅拌至混合均匀的调合方式,原料计量是通过调合釜设备上所带的称重计量原件来控制,一般的ABB装置采用钢结构支撑的上下两层调合釜装置结构,添加剂进料预调合釜位于装置上层,底釜一般用于基础油和加入比例较大添加剂的混配,并配置桶装添加剂抽提单元(DDU:Drum Decanting Unit)用于桶装添加剂的加入,具体工艺流程如图3。

由于ABB是采用称重电子原件对进料量进行控制,投料的精度比SMB高,因此ABB调合一般用于生产添加剂加入比例精度高(一般不低于0.1%),加入组分种类多的小批量高档产品调合,典型的ABB装置投料精度如表6所示。

ABB所配套的DDU装置可实现对桶装添加剂的抽提,自身所带的清洗装置可实现对桶身挂壁添加剂的回用,一般的称重精度能达到±0.2 kg。

3 在线调合技术(ILB)

在线调合技术是一种润滑油调合生产过程最高效的调合工艺,生产时各种组分按照工艺配方要求被同时按照比例注入调合母管,通过管道上的混合装置,通过在线混合直接生产出润滑油产品。这种调合工艺过程示意如图4。

ILB装置的主要组成部分包括:原料通道、脱气罐、在线流量计、流量调节阀、调合母管、管线混合器以及球线组成。原料通道一般只能用于液态原料的输送,粘度过大的添加剂(如粘度指数改进剂)以及固体添加物需预先配成固定比例的添加剂稀释液,为确保在线输送原料的计量精度,ILB设置一气体脱除罐,用于除掉液态原料中夹带的气体;流量调节阀的开闭程度是根据调合配方要求设定,一般只要生产方案确定,调节阀的开度也相应的确定,但会因为系统原料温度变化引起的密度变化在开闭程度上进行相应修正。

在线调合适用于成品配方组分相对较少(一般不超过6种组分),常规润滑油产品的大批量调合,最突出的特点是:启动迅速,生产效率高,但相对来说生产弹性较差,遇到原料物性参数变化,设备需按照参数变化规律曲线修正在线输送原料的流量,可能会导致生产出的成品质量出现较大波动,因此,这种技术在国内尚未大范围普及,不过它的高效、快捷为众多润滑油生产企业所青睐,是现代化润滑油生产的发展方向。

4 结论

(1)SMB调合工艺用于目前中高档润滑油产品的大批量调合生产中,相对于传统的泵循环式的落后生产工艺能大幅缩短生产周期并降低生产过程能源消耗。

(2)ABB调合工艺用于生产小批量、多频次的高档润滑油生产过程,能充分发挥其计量精确、操作简单、原料切换容易的优势。

(3)ILB适合在原料物理性能稳定的大批量状况下的快速生产,是目前润滑油生产过程最先进的工艺,是今后润滑油调合生产的发展方向,随着在线控制技术发展尤其配套的润滑油在线分析技术的进步将会快速得到大范围普及。

(4)润滑油调合过程将ABB工艺与SMB以及ILB工艺相互结合,合理制定装置排产计划定会在润滑油调合生产中发挥更加快速、高效的功效。

参考文献:

[1] 水天德. 现代润滑油生产工艺[M].北京:中国石化出版社,1997:458-463.

[2] 王先会. 润滑油脂生产技术[M].北京:中国石化出版社,2005:354-368.

[3] 富一林,张泉灵,苏宏业.润滑油优化调合系统的开发与应用[J].化工自动化及仪表,2008,35(5):76-79.

[4] 张泽娜.综述润滑油的调和方法及设备[J].广东化工,2007,34(6):86-88.

收稿日期:2009-03-16。

作者简介:王宏伟(1977-),男,工程师,2002年毕业于西北大学化学工程专业,现主要从事润滑油生产工艺管理工作。