酮苯脱蜡脱油装置工艺优化

马文花

(中石化南阳能源化工有限公司，河南 南阳 473132)

南阳能源化工有限公司轻质酮苯脱蜡脱油装置于1997年建成并投产，原设计处理能力8万t/a，由中石化洛阳石油化工工程公司设计，全部采用国内先进技术。2000年装置进行了扩能改造，改造后装置生产能力扩大到12万t/a。加工的原料油为糠醛精制装置生产的减二线、减三线、减四线、减五线及丙烷脱沥青装置生产的轻脱沥青油。

1 改造前存在问题

轻质酮苯脱蜡脱油装置正常运行时原料分两路分别进入一段滤液换冷套管结晶器E3103AB、原料氨冷套管结晶器(Ⅰ)E3104AB、原料氨冷套管结晶器(Ⅱ)E3105AB，当套管堵塞严重时，需对套管进行化套管操作，此时关闭一路进料，造成装置处理能力下降，影响装置加工量。

在夏季生产中，轻质酮、重质酮和特种蜡成型三套装置同时开工的情况下，冷冻系统氨循环量过大，超过空冷负荷，造成冷冻机出口压力和氨冷凝后温度过高，达33～34 ℃(正常应为17～23 ℃)。同时进入表面蒸发式空冷(以下简称湿空冷)的气氨温度高达80 ℃。由于公司水中Ca2+、Mg2+含量偏高，水结垢最快的温度是60 ℃左右，所以造成喷在空冷管束上的水结垢严重，致使湿空冷管束结垢严重，传热传质效果不理想，其夏季超负荷运行。

2 改造措施

是以糠醛精制油为原料，以甲乙酮和甲苯混合液为溶剂，通过降温结晶、过滤、分离和溶剂回收等工艺过程，生产低凝固点的脱蜡油和脱油蜡(石蜡、地蜡)，分别作为润滑油及蜡精制装置的原料。轻质酮苯脱蜡脱油装置是我厂润滑油及蜡生产系统的核心装置，随着公司8万t特种蜡基地的建设，降低轻质酮苯装置溶剂消耗、改善产品质量、提高处理量已成南阳能源化工有限公司的重要环节，对轻质酮苯装置进行工艺改造势在必行。

重质酮苯装置现在闲置，装置间歇运行，年运行时间32天。轻质酮苯脱蜡脱油装置拟增加一路结晶备用流程，操作灵活，减少套管上压，降低套管设备故障，有效避免因清洗套管造成的装置加工量下降，提高生产平稳率。在表面蒸发式空冷前拟增加一组干空冷，可有效降低高压气氨的温度、压力，减轻管束结垢，可以解决夏季空冷超负荷运行的问题，保障运行安全，空冷器利旧。

3 原理及改造方案

3.1 原理

本装置脱蜡原料在丁酮甲苯二元混合溶剂的作用下，利用其良好的低温流动性和选择性，在冷冻、降温过程中，分次加入混合溶剂，使蜡良好地结晶，输送到真空转鼓过滤机内，使油、蜡分离，溶剂在回收系统得到较完全的回收及循环使用，整个过程是一个物理过程，它除去了润滑油原料中大分子正构烷烃及异构烷烃即蜡，以满足润滑油品在低温下的使用要求。酮苯脱蜡是溶剂脱蜡中最常见的一种，它具有处理量大、操作条件缓和、适用性广，能处理各种馏分润滑油和残渣润滑油等优点。

3.2 改造方案

目前重质酮苯脱油装置处于停产状态，考虑利旧，重质酮苯脱油装置原料换冷套管结晶器E3603作为轻质酮苯脱蜡脱油装置的原料设备一段滤液换冷套管结晶器，原料氨冷套管结晶器E3604作为原料一次氨冷套管结晶器，溶剂氨冷套管结晶器E3606作为原料二次氨冷套管结晶器。

重酮原料换冷套管结晶器需新开两个远传温度计口。轻酮原料：一段滤液换冷套管结晶器前引出至重酮原料；一段滤液换冷套管结晶器入口前。之后经过重酮原料一段滤液换冷套管结晶器、原料氨冷套管结晶器(Ⅰ)、原料氨冷套管结晶器(Ⅱ)后返回至轻酮。滤液线自轻酮P3104AB出口至重酮原料：一段滤液换冷套管结晶器后返回轻酮，滤液线的流量调节阀需新增。一次稀释溶剂线、二次稀释溶剂线均从轻酮引出加入到重酮原料线，一次稀释溶剂线的流量调节阀新增，二次稀释溶剂的流量调节阀需新增。重酮原料：一段滤液换冷套管结晶器吹扫及排污管线，原料氨冷套管结晶器(Ⅰ)的氨系统管线、吹扫及排污管线均利旧重酮的相应管线，原料氨冷套管结晶器(Ⅱ)气氨线就近接至-35 ℃气氨总线，其它管线利旧重酮的相应管线。

其改造前流程如图1所示，改造后流程如图2所示。

图1 改造前流程图

图2 改造后流程图

在表面蒸发式空冷前需增加一组干空冷。具体流程：氨压机出口——分离器——空冷器(新增)——表面蒸发器——工作罐——套管。在现有表面蒸发器前增加一组干空冷，降低表面蒸发器进氨温度，减轻表面蒸发器结垢，降低液氨后冷温度及压力。其改造后流程图见图3。

酮苯脱蜡脱油装置设备如下：重质酮苯装置原料换冷套管结晶器E3603作为轻质酮苯装置的原料——一段滤液换冷套管结晶器，利旧；重酮原料氨冷套管结晶器E3604作为轻酮原料一次氨冷套管结晶器，利旧；重酮溶剂氨冷套管结晶器E3606作为原料轻酮二次氨冷套管结晶器，利旧；控制阀FV-3106C脱蜡一次溶剂去重酮线，新增；控制阀FV-3105F一段脱油滤液去重酮线，新增；控制阀FV-3103C滤液至重酮E3603，新增；控制阀FV-3105E二次稀释溶剂至重酮，新增；控制阀 FV-101C原料一段滤液换冷套管结晶器入口，新增；空冷GP9×3-4-129-1.6S-23.4/DR-ⅡA 11kW×3(台)，利旧。

图3 表面蒸发器空冷前增加干空冷流程图

4 改造效果

本次改造轻质酮苯脱蜡脱油装置增加一路结晶备用流程，操作灵活，减少套管上压，降低套管设备故障，有效避免因清洗套管造成的装置加工量下降，提高了生产平稳率，提高处理量0.6万t/a。

在夏季生产中，轻质酮、重质酮和特种蜡成型三套装置同时开工的情况下，冷冻系统氨循环量过大，超过空冷负荷，造成冷冻机出口压力和氨冷凝后温度过高，表面蒸发空冷器出口33～34 ℃(正常应为17～23 ℃)。装置投用后，干空冷运行效果较好，出口温度可到28～32 ℃，在此温度下不但停用两台表面蒸发空冷器水泵，而且使表面蒸发空冷器出口温度降低了3 ℃，达到了17～23 ℃。此干空冷增加达到的效果是：①满足夏季满负荷运行要求；②减缓湿空冷的管束结垢情况，从而降低表面蒸发空冷器的水量蒸发，降低水耗；③在冬季冷凝器负荷较低的情况下，可少开或不开湿空冷，进一步降低系统能耗。

5 经济效益

改造后提高轻质酮苯的处理量0.6万t/a。轻质酮苯处理量能提高0.6万t/a，蜡收率35.72%，油收率47.27%，每年可提高蜡产量0.63万t，脱蜡油0.85万t，蜡下油0.32万t。

精制油扣税价为4 238元/t，粗蜡单价5 957元/t，脱蜡油单价4 271元/t，蜡下油单价为3 840元/t，装置综合加工费420元/t。则提高处理量年盈利：85万元。根据制冷原理冷凝温度升高1 ℃，制冷能力减少1%～2%，压缩功增加1%～1.5%，电耗增加2%～2.5%。冷冻机出口压力主要由氨的冷凝温度所决定。如果冷凝温度降低5 ℃，冷凝时压力可减少0.2 MPa，它将引起冷冻机压缩比降低，吸入氨气能力提高。因此，冷冻机压力每降0.2MPa，即冷凝温度降低5 ℃，可能提高制冷能力5%～10%。

项目成功完工后表面蒸发空冷器出口冷凝温度能降低3 ℃。则制冷效率可提高3%～6%，生产时共用四台压缩机，电机功率为1 300 kW，则每年可节电41.6万kW·h。压缩机每年节约费用为32.7万元。干式空冷器的消耗电功率为22 kW，每年费用为13.83万元。

节约费用：项目总投资330万元，折旧按15年计算。则总收益82.53万元。

6 结论

将闲置的重质酮苯脱油装置结晶流程，引入到轻质酮苯脱蜡脱油装置，使结晶部分增加一路流程作为备用，杜绝频繁切换、流量波动带来的风险，保障装置平稳运行；利旧安装干空冷一组，解决冷冻系统高压气氨容易超压的问题，消除超压风险。改造后取得了良好的效果，节约能耗，产品质量得到保证，经济效益显著，在同类装置具有应用推广价值。