酮苯脱蜡技术工业生产现状及改进措施

杨青松 吕罡 田阳

摘      要：石蜡是由原油蒸馏所得到的润滑油馏分油，经过溶剂精制、溶剂脱蜡等过程得到的石油加工产品。石蜡在食品、药品、包装材料、电器元件、航空、航天等各个领域都有广泛应用。国内石蜡生产厂家主要集中在中国石油集团和中国石化两家公司，随着石油开采时间的增加，高含蜡原油产量出现不同程度的减产，石蜡生产装置逐渐减少。介绍了某厂酮苯脱蜡装置的生产现状及近几年的生产运行情况，总结出装置优化生产的措施。

关  键  词：酮苯脱蜡;能耗;消耗;效益

中图分类号：TQ 062.1       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2019）11-2702-04

Industrial Production Status and Improvement Measures

 of Ketobenzene Dewaxing Technology

   YANG Qing-song， LV Gang， TIAN Yang

（PetroChina Fushun Petrochemical Company No.1 Refinery， Liaoning Fushun 113004， China）

Abstract： Paraffin is a petroleum processing product through solvent refining and solvent dewaxing obtained by distillation of crude oil. Paraffin wax is widely used in food， medicine， packaging materials， electrical appliances， aviation， aerospace and other fields. Domestic paraffin wax manufacturers are mainly concentrated in PetroChina Group and Sinopec Group. With the increase of oil exploitation time， the output of high waxy crude oil has reduced in varying degrees. The number of paraffin production units is gradually decreasing. In this paper， the present production situation of ketone-benzene dewaxing unit in a factory was introduced， and the measures for optimizing production process in recent years were summarized.

Key words： ketobenzene dewaxing; energy consumption; consumption; benefit

溶剂脱蜡工艺以生产润滑油基础油为主，副产品为粗石蜡，该工艺1931年开始工业应用，是用溶剂稀释的冷冻过滤法，脱除重柴油（常三线、减一线油）馏分中的石蜡，以降低重柴油凝点，并取得制取石蜡的原料，同时也是脱除重质润滑油中的蠟分，以及取得生产高熔点石蜡及地蜡所用的方法。由于重质润滑油的低温度黏度太大，并含有地蜡，用冷榨或离心法脱蜡均难于实现，影响石蜡结晶的生成，并造成油蜡分离困难，必须采用溶剂稀释冷冻过滤法，一般都要采用丙酮、丁酮、苯、甲苯、丙烷、二氯乙烷等作为溶剂^[1]，其中最为广泛应用的技术为德士古溶剂脱蜡工艺，溶剂由丁酮、甲苯按一定比例混合组成，工艺由开始时的一段过滤、二效蒸发逐渐改为两段过滤，三效蒸发。1980年采用惰性气汽提，但因安全问题，仅在国外少量装置上取得应用。

目前脱蜡方式可以分为物理脱蜡和化学脱蜡两种，溶剂脱蜡是典型的物理方式脱蜡，将原料降温，蜡结晶析出，利用过滤加以分离。此外，还有尿素脱蜡、分子筛脱蜡等，化学方式脱蜡则是利用临氢技术将原料中的高凝点组分转化为低凝点组分，达到脱蜡的目的，临氢技术多用于润滑油生产，如加氢异构脱蜡、临氢催化脱蜡等。在诸多工艺中，由于溶剂脱蜡原料适应性强，加工流程简单，加工费用低，较其它工艺相比，溶剂脱蜡应用最为广泛。但溶剂脱蜡设备数量多、维护工作量大，也有一些缺点。直到目前，溶剂脱蜡装置溶剂主要使用的是甲乙酮和甲苯的混合溶剂，溶剂脱蜡中使用酮苯类溶剂的装置一般称为酮苯装置^[2]。

随着科技的不断发展，催化脱蜡、异构脱蜡技术逐步兴起，酮苯脱蜡技术发展变得缓慢，仅是在生产和设计中局部优化，整体技术没有重大突破，仍以德士古工艺为主，约占世界溶剂脱蜡装置的80%以上，至今已经有80多年的历史，上世纪 80年代左右技术发展较快，国内现有开工装置全部采用该技术。我国酮苯脱蜡的工艺特点主要有三方面：一是采用溶剂多点，稀释并控制冷点温度;二是采用两段过滤和滤液循环工艺;三是采用脱蜡脱油联合及滤液三段逆流循环工艺^[3]。

国内外润滑油和石蜡市场瞬息万变，石蜡及润滑油利润也随之变化，就目前情况，石蜡成为市场效益较好的石油产品，而润滑油基础油的利润则很低。因此，在企业的生产中，石蜡成为酮苯脱蜡脱油装置的主打产品，而作为润滑油基础油原料的脱蜡油成为副产品，在润滑油基础油市场不好时甚至不进行生产了，由此，酮苯脱蜡脱油装置生产方案由油、蠟联产，变为单产石蜡。本装置为适应市场形势，以多产石蜡为目的，设计中将生产润滑油、石蜡两种产品变为只生产石蜡一种产品，装置工艺流程有一定程度的缩减，工艺操作苛刻度降低，实际生产中，运行成本大幅降低，但为追求装置效益最大化，需要重点考虑如何降低装置产品成本，以提高装置整体效益。

1  酮苯脱蜡装置工艺原理简述

酮苯脱蜡技术的作用原理是利用油和蜡在混合溶剂中具有不同的溶解度，通过冷冻降温，形成蜡结晶，在降温的同时，分次加入稀释溶剂，降低原料黏度，在低温下溶剂能将油全部溶解，但很准溶解蜡，随着温度的下降，蜡结晶由饱和状态变为过饱和状态，用过滤的办法，把蜡和油加以过滤分离，使油的凝点降低^[4]。

酮苯脱蜡装置以减压蒸馏装置的侧线馏分油及减压渣的溶剂脱沥青油为原料，混入丁酮、甲苯混合溶剂，经过冷却降温，过滤分离，溶剂回收等工艺过程，生产粗石蜡产品。对于重质原料油，通过脱油过程，可以生产地蜡（微晶蜡）。酮苯脱蜡装置是润滑油及石蜡生产的重要环节，整个过程中物料经物理变化讲行分离，没有化学变化^[5]。

2  酮苯脱蜡装置概况

本装置为单脱装置，三段脱油为等温进料，原料为蒸馏装置减四线馏分油，主产品为64号粗石蜡。装置自开工至今，为进一步挖潜增效，装置进行多次技改，目的是为了消除装置生产中的一些短板，单能耗指标一项，已由70.02 kg OE/t降至2018年42.71 kg OE/t。低于设计值30.6 kg OE/t，装置能耗指标领先于同类装置，基本工艺流程如图1。

2.1  原料及性质

酮苯脱蜡装置加工的原料是减四线馏分油，具体性质如表1。

2.2  产品质量

酮苯脱蜡装置的主产品是粗石蜡，质量分析数据如表2。

2.3  主要操作条件

酮苯脱蜡装置的主要操作条件如表3。

2.4  能耗统计

酮苯脱蜡装置开工初期能耗较大，随着近几年不断地工艺操作优化和技术改造，装置的能耗呈逐渐下降趋势，具体如表4。

3  装置工艺调整

装置目前运行状态良好，根据计划排产，负荷率控制在在95%～109%之间，调整生产操作以平稳生产为主，兼顾降低装置动力消耗，装置采取的几项工艺优化措施收到了显著效果，大大降低了装置的运行成本。

3.1  降低蒸汽消耗

3.1.1  降低新鲜溶剂配比，减少回收蒸汽用量

蒸汽消耗占酮苯装置能耗近60%，因此降低蒸汽使用量是节能的重要措施，而降低装置溶剂稀释比则是行之有效的途径。针对生产工艺参数的长期摸索，将装置新鲜溶剂量与原料量比值降低0.1，三段冷洗溶剂量与原料量比值降低0.2，二段下蜡口冲洗溶剂量与原料量比值降低0.6。新鲜溶剂比由原设计值的4.5∶1降至3.0∶1，从而降低了装置回收系统的加热蒸气用量，使装置蒸汽单耗由开工初期的0.43 t/t降低至2018年的0.33 t/t，大大降低了蒸汽使用量。

3.1.2  降低回收末次塔汽提蒸汽使用量

酮苯装置回收加热器现在使用的是由催化产1.3 MPa蒸汽作为加热蒸汽，按照酮苯脱蜡装置原设计，汽提蒸汽由系统管网1.0 MPa蒸汽提供，通过改造将该汽提蒸汽改为1.3 MPa蒸汽，蒸汽压力及温度提高了以后，汽提蒸汽的使用量大幅下降，而且大大降低了产品溶剂的携带量。

通过长时间的反复验证，装置脱蜡油、蜡溶剂携带量满足工艺指标要求的情况下，对比质量分析数据，逐次降低汽提塔汽提蒸汽用量，摸索出回收汽提塔蒸汽用量与处理量关系，脱蜡油汽提蒸汽用量比调整前平均每小时可减少0.5 t，蜡汽汽提蒸汽用量比调整前平均每小时可减少0.6 t，日平均减少蒸汽用量26.4 t。

回收汽提塔汽提蒸汽用量下降，还带来一个好处就是水溶剂系统的处理负荷降低，酮塔的负荷降低，酮塔塔底汽提蒸汽用量也随之下降，每小可降低0.4 t。

3.1.3  乏汽的有效利用

酮苯装置蒸汽通过加热器后产生温度较高的低压乏汽，按照原设计压力0.3 MPa、温度150 ℃的乏汽一少部分给预、一稀加热，其他直接送出装置，很大一部分高温热水白白浪费，而且由预、一稀加热器产出热水（温度约40 ℃）混合后液击比较严重，通过改造将该部分高温热水，用来加热由三段下蜡罐到蜡回收的低温蜡，可以有效的回收这部分热量，达到节约蒸汽的目的。装置将E-108由溶剂换热改为乏汽换热，改造后蜡、剂混合物料由10 ℃加热到45 ℃，效果比较明显，此举措解决了管线液击、蜡线凝线等问题还节约了蒸汽，可谓是一举多得。

通过改造，取消直排防冻蒸汽，疏水器产生的凝结水集中回收利用，进一步降低能耗，改善现场环境。