酮苯装置重套适应性改造

张 征

（武汉金中石化工程有限公司，武汉 430223）

经验交流

酮苯装置重套适应性改造

张 征

（武汉金中石化工程有限公司，武汉 430223）

针对酮苯装置重套最大处理能力只有80 kt/a，与加氢改质装置能力不配套的情况，根据原油性质变化采用正序工艺进行了适应性改造，实际生产情况表明，重套处理量提高到126 kt/a，油蜡综合收率由60%上升到64.4%，能耗降至标油112.46 kg/t原料，年增效2 252.8多万元。

酮苯脱油脱蜡；正序工艺；改造

随着中国经济持续增长，车辆和机具的数量和质量不断增加，必然导致润滑油需求的快速增长。中国润滑油市场正处于转变时期，为了满足发动机低污染排放要求，国家鼓励企业对润滑油及燃料油升级，因此高档润滑油的市场前景更加广阔。

某石化分公司是国内润滑油加工手段最齐全的企业之一，配套糠醛精制（轻、重2套）、润滑油加氢改质、酮苯脱油脱蜡（轻、重2套）、润滑油加氢精制、石蜡加氢精制、微晶蜡加氢精制、白土精制、石蜡成型等装置，原油加工量已提高到6 Mt/a。为更好地发挥润滑油加工装置的效率，该公司利用正序工艺对酮苯装置重套进行了适应性改造[1-2]。酮苯装置加工减四线或轻脱沥青原料油时称为重套，加工减一、二、三线原料油时称为轻套。

1 背景及装置概况

随着该公司新管线的建成，原油加工量提高，润滑油原料有了更充足的来源。为充分发挥原来高含蜡原油特性，生产高质量的润滑油和石蜡、地蜡以及白油等特种产品，润滑油系统轻重“两条龙”加工装置需要常年开工。根据稳定运行时的物料平衡推算，酮苯装置重套最大处理能力只有80 kt/a，与加氢改质装置能力不配套，加工量存在瓶颈，丰富高档润滑油资源没能得到充分开发；同时酮苯装置重套能耗高达标油212 kg/t，远高于同类装置能耗83.40 kg/t的平均水平。因此，需要在扩能的同时对润滑油系统进行节能改造。

酮苯装置重套原设计采用反序三段脱油工艺加工南阳油、江汉油的减四线、轻脱油馏分，因含蜡量高，采用酮苯逆序脱蜡工艺可以节省-40℃深冷源而节电，但南阳油的量逐年减少，其他原油来源比较多，目前主要加工加氢改质减四线油和轻脱油，生产HVI500N、HVI120BS及微晶蜡等产品。

将酮苯装置原料进行深冷，分出油和蜡膏，此时油已合格，但蜡膏中还含有少部分油，再将蜡膏进行二段脱油，得到合格的油和蜡，该过程称为正序工艺。

将酮苯装置原料进行浅冷一段脱油，分出油和蜡膏，此时油称为浅冷油，其中还含有少量蜡，蜡膏中还含有少部分油，再将浅冷油进行深冷脱蜡，得到合格的基础油，同时将蜡膏进行二、三段脱油得到合格蜡，该过程称为反序工艺。在满足HVI500N产品质量要求的前提下（润滑油倾点-13℃，蜡含油的质量分数≤1.5%），采用正序工艺，目的产品润滑油及微晶蜡收率为60%；而采用逆序工艺，目的产品润滑油及微晶蜡收率为43%。产品润滑油及微晶蜡收率正序工艺大于反序工艺，因此采用正序工艺对酮苯装置重套进行了适应性改造[3]。

2 改造特点及内容

2.1 工艺技术特点

1)酮苯装置重套结晶部分原反序三段脱油一段脱蜡工艺改为正序一段脱蜡二段脱油工艺，提高目的产品油蜡收率且扩大处理量；

2)为降低能耗，将离心式氨压机改为螺杆式；

3)滤液及蜡下油溶剂回收采用三效蒸发；

4)蜡液溶剂回收采用升膜蒸发器且完善回收流程；

5)采用多点稀释和冷点稀释流程；

6)采用窄点技术，优化换冷流程。

2.2 改造主要内容

2.2.1 将离心式氨压机改为螺杆式

螺杆式氨压机的在节能和适应性方面均优于离心式氨压机。离心式氨压机的操作弹性低，适应范围较窄，处理量低时有喘振现象，必需开回流；而螺杆式氨压机可在20%～100%自动调节，更有利于节电。

改造选用的螺杆式压缩机是一种新型压缩装置，优点是：1）机器结构紧凑，体积小，占地面积少，重量轻；2）热效率高，加工件少，机器易损件少，运行安全可靠，操作维护简单；3）气体没有脉动，运转平稳，机组对基础要求不高，不需要专门基础；4）运行中向转子腔喷油，因此排气温度低，氨制冷剂一般不超过90℃；5）对湿行程不敏感，湿蒸汽或少量液体进入机内，没有液击危险；6）可适应外部环境的变化，随出口压力调节内容积比，降低压缩比，节约电能；7）可借助滑阀改变压缩有效行程，可进行10%～100%的无级冷量调节；8）节能效果明显。

2.2.2 多点稀释和冷点稀释流程

按原料性质，加氢处理轻脱沥青改质油时，采用全滤液循环多点稀释流程。加氢处理减四线改质含蜡油时，采用正序冷点稀释工艺，即在换冷套管4、6、8、10根管中预留冷点稀释开口及安装相应工艺管道。

由于冷点稀释工艺过滤速度较高，脱油蜡含油量低，目的产品润滑油及微晶蜡收率高，冷点前油的冷却速度要求比较严格，降温速率应控制在1.5℃/min之内，需要更大的套管面积来保证，故采用冷点稀释和多点稀释工艺，在换冷套管结晶器上预留有冷点稀释溶剂的预留管口，并从原稀释管线上增加一分支管与换冷套管结晶器中部原料管线相接，保证了稀释效果。

2.2.3 改造溶剂、蜡液回收蒸发装置

原设计滤液、蜡下油溶剂回收系统均采用四塔两效流程，其中换热蒸出率只有36%，尚未达到58%。而蜡液回收系统采用三塔两效流程，实际换热蒸出率只有30%左右。

改造将原滤液、蜡下油溶剂回收系统四塔二效蒸发改为五塔三效蒸发，将蜡液回收系统三塔两效蒸发改为四塔两效蒸发，每套回收系统充分利用各塔顶的溶剂蒸汽和汽提塔底的脱蜡油、蜡下油、蜡油等油品的热量，滤液及蜡下油液三效蒸发换热的溶剂蒸出率超过58%，到达62%～64%，比原来提高26～28个百分点，蜡液两效蒸发换热的溶剂蒸出率45%，比原来提高15个百分点，降低了装置的能耗。

为了实现滤液、蜡下油液三效蒸发，蜡液的两效蒸发的回收流程和节省投资，对蒸发、换热流程进行全面调整，每套蒸发系统各需增加蒸发塔1台；并对原有换热流程进行了调整，尽可能利用原有设备。

2.2.4 改造蜡溶剂回收蒸汽加热器

与蒸汽加热器相比，升膜式蒸发加热器具有如下优点：1）传热系数高，传热性能好；2）连续操作，设备有效时间利用率高；3）蒸发与预热都在小温差下进行，因而不易结焦，易于清洗，宜于多效流程操作；4）由于可多效操作，热能消耗少；5）可进行就地清洗，易实现自动化。

根据升膜蒸发器的特点，改造时将蜡溶剂回收系统蒸汽加热器改为升膜式蒸发加热器，其出口管线靠近蒸发塔的入口，保证了蒸发效果。

2.2.5 酮苯装置重套逆序改为正序流程

根据原油性质变化，为提高目的产品油蜡收率并扩大处理量，将原酮苯装置重套逆序改为正序流程：

1)原料油经-18℃氨浅冷，改为原料油经-18℃氨浅冷，再经-40℃氨深冷，最后与三次稀释溶剂混合后进罐；

2)将一段脱油滤液脱蜡改为原料油直接脱蜡，过滤面积相应增大，原3台过滤机增加至5台过滤机；

3)将脱油滤液罐改为二段脱油蜡下油罐，三段蜡下油液泵改为二段脱油蜡下油泵；

4)将二段脱油过滤机改为一段脱油过滤机；

5)将-18℃氨浅冷脱蜡套管结晶器改为-40℃氨深冷脱蜡套管结晶器；

6)将脱蜡原料-滤液换冷套管结晶器改为含油蜡液-脱蜡二次、三次及冷洗溶剂换冷套管结晶器，控制一段脱油进料温度；

7)将脱油原料-蜡下油换冷套管结晶器改为脱蜡原料-滤液换冷套管结晶器；

8)将脱蜡冷洗溶剂-滤液换热器改为二、三次稀释及冷洗溶剂-滤液换热器，流程相应调整；

9)将脱油原料加热器改为脱蜡一次溶剂-滤液换热器，控制一次溶剂稀释冷点温度；

10)增加二次、三次脱蜡稀释及冷洗溶剂一次氨冷器和三次脱蜡稀释溶剂二次氨冷器；

11)二段稀释溶剂-蜡下油换热器换大，脱蜡原料一蜡下油液换冷套管结晶器、二次氨冷套管结晶器换大；

12)在下蜡管上增加一根常温溶剂线，有利于蜡膏向下流动，同时可以调节一段脱油、二段脱油的进料温度；

13)一段脱油稀释溶剂由原来湿溶剂改为二段脱油蜡下油液。

2.2.6 换冷流程优化

利用窄点设计法的基本原则，根据RIPP《重质润滑油酮苯装置工艺条件优化》报告，优化滤液换冷流程，即-26℃的滤液先与脱蜡二次、三次稀释及冷洗溶剂换冷，再与一段脱油冷洗溶剂、脱蜡一次稀释溶剂换冷，最后与脱蜡原料及溶剂换冷，结晶过滤部分滤液出口温度由原来的17℃升至22.6℃，进而节省冷量而节电[4]。

对蜡下油换冷流程也相应进行了优化，由于蜡下油温度在10～15℃，故先与二段脱蜡冲洗溶剂换冷，最大限度节省二段脱蜡冲洗溶剂氨冷负荷，再与二段稀释溶剂换冷，最后与脱蜡原料换冷，蜡下油温度可提至27℃。

通过优化换冷流程。可节省-20℃系统氨冷量284 kW。

2.2.7 真空压缩机更新为油环式

轻、重2套装置各安装2台油环式真空压缩机，取代往复式真空压缩机。

2.2.8 干燥塔不用重沸器

干燥塔采用蜡下油液一效蒸发塔塔顶溶剂部分冷凝汽及各末级闪蒸塔塔顶汽汽提，降低溶剂含水量，降低冷负荷，节省电力，减少结冰堵塞管道，保证了装置长周期稳定生产。

3 改造效果

装置完成改造投产后进行了标定，结果表明加工量、油收率超过设计值，能耗大幅度下降，取得了较好的经济效益，年增效2 252.8多万元。

3.1 产量、质量与能耗

1)装置加工量。加工改质减四线油16～18 t/h，加工改质轻脱油18～20 t/h，折合年加工量为141 kt，超过121 kt的年设计处理量。

2)产品质量和收率。HVI500N倾点≤-14℃，蜡含油的质量分数1.5%～2.0%；HVI120BS倾点≤－13℃，蜡含油≤1.5%，均到达或超过设计值。HVI500N的油收率是51.1%，蜡收率13.3%，综合收率64.4%，比设计高4.4个百分点，比反序收率高出16个百分点；HVI120BS的油收率是42.61%，蜡收率6.64%，综合收率49.25%，比反序收率高出10个百分点。正序工艺改造后实际生产数据表明综合收率提高10个百分点以上。

3)能耗。生产HVI500N时能耗在标油130 kg/t，生产HVI120BS时为标油110 kg/t，下降约标油60～70 kg/t。

3.2 经济效益

1)正序改造后比反序能耗下降约标油60～70 kg/t，以加工量为141 kt/a计算，多产油蜡14.1 kt/a；油蜡（改质）与蜡下油差价1 600元/t，正序工艺比反序工艺每年多获得效益2 252.8万元，反序改正序投入概算1 043.73万元，仅1 a就可收回投资。

2)实测低压级与高压级螺杆机平均电流分别为52、34 A，而离心机的平均电流为150 A，则重套螺杆机组节约电能5.32×106 kWh/a。酮苯2套装置同时生产，需开7台螺杆机，则每年可产生经济1 381万元，1 a就可收回投资。

3)油环式真空压缩机只有减速机每年换2次油，仅消耗润滑油1 t，节约润滑油29 t/a，降低了运行成本。按节电和节省润滑油计算，每年可产生经济效益85.66万元。同时，脱蜡、脱油生产时真空度有了大幅度的提高，电耗、维修费用降低，也减轻了环境污染。

4 结束语

酮苯装置重套逆序工艺改为正序工艺，实际生产情况表明，该工艺技术先进、流程合理，具有投资省、能耗低、产品回收率高的优势，各项技术指标均达到了设计要求，取得了显著的经济效益。重套处理量由原来的80 kt/a提高到126 kt/a，油蜡综合收率由60%上升到64.4%，能耗由标油212 kg/t降至112.46 kg/t，年增效2 252.8多万元。

螺杆式氨压缩机、升膜蒸发器、油环式真空压缩机在装置上成功运用，节能效果非常明显，可在同类装置新建和扩能改造中推广应用。

[1]蒲祖国.加氢改质润滑油基础油的生产与应用[J].石油炼制与化工,2003,34(9):44-47.

[2]施洪香.用加氢基础油开发润滑油产品的探讨[J].润滑油,2002,17(4):15-21.

[3]李宝中,吕宏亮,王国斌,等.酮苯脱油脱蜡装置的优化设计方案[J].石油化工设计,2005,22(1):15-18.

[4]赵斌.运用窄点技术优化ARGG联合装置的换热网络[J].炼油技术与工程,2005,35(6):36-39.

Adaptive Remake of Ketone-Benzol Unit Weight Set

Zhang Zheng

(Wuhan Jinzhong PetroChemical Engineering Co.,Ltd,Wuhan 430223)

The maximum processing power of ketone-benzol unit weight set was only 80 kt/a,which was not coordinated with the capability of hydrogenation modification device.We adopted positive sequence process for adaptive remake according to crude oil properties change.The actual production showed that throughput of heavy set increased to 126 kt/a,comprehensive yield of oil wax increased from 60%to 64.4%,energy consumption dropped to mark oil 112.46 kg per ton of raw materials,the year's efficiency reached to more than 2,252.8 ten thousand yuan.

ketone-benzol deoiled wax;positive sequence process;remake

TQ626.3

BDOI10.3969/j.issn.1006-6829.2012.04.012

2012-06-10