润滑油加氢装置减压塔真空度降低原因及应对

王晓东(中海油气(泰州)石化有限公司，江苏 泰州 225300)

0 引言

中海油气(泰州)石化有限公司石蜡基高压加氢润滑油基础油装置(以下简称泰州石化石蜡基润滑油装置)引进美国雪佛龙与鲁玛斯技术合资公司的异构脱蜡专利技术全加工工艺以常减压装置减三线、减四线为原料生产高档润滑油基础油、工业白油和化妆品级白油，各产品具有较高的氧化安定性、良好的低温流动性和高粘度指数等优良特性，其中润滑油基础油满足HVIⅡ、HVIⅡ+、HVIⅢ质量标准；工业白油和化妆品级白油具有无色、无味、无毒、优良的安定性、耐光性、无荧光、对人体无害、对皮肤无刺激、有优良的亲和性。润滑油基础油及白油产品良好的性能除受原料性质、催化剂性能、反应系统操作条件等因素影响之外，分馏系统尤其减压塔运行水平的对产品的影响也至关重要。泰州石化石蜡基润滑油装置减压塔顶抽真空系统分为三级，采用两级蒸汽抽真空器+液环真空泵机组组合的抽真空模式，第三级蒸汽抽真空器作为液环真空泵机组的备用设备。减压塔真空度高低及稳定性对各侧线润滑油基础油产品的质量控制影响至为关键，并且也会制约生产高粘度牌号的润滑油基础油及白油产品，同时对减压炉燃料气消耗量也有影响较大。

1 装置现状

减压塔顶温度随塔顶残压变化趋势如图1所示，石蜡基润滑油装置原料由减四线蜡油和加裂尾油(其中减四线蜡油30 t/h+加裂尾油10 t/h)切换为减三线蜡油和加裂尾油掺炼(其中减三线蜡油25 t/h+加裂尾油15 t/h)，处理量维持40 t/h不变。根据全公司物料平衡，于2019年12月2日，石蜡基润滑油装置处理量逐步提至45 t/h(其中减三线蜡油30 t/h+加裂尾油15 t/h)，减压塔顶残压维持在12～14 kPa，12月27日至29日，减压塔顶温度有20 ℃左右的波动，塔顶残压也不断上涨，涨至20.17 kPa。

图1 减压塔顶温度随塔顶残压变化趋势

2 减压塔顶真空度降低对装置的影响

2.1 产品质量影响

真空度降低造成产品质量控制困难，不利于各侧线馏分切割，减压塔各侧线组分分离效果变差，影响各润滑油基础油粘度及闪点控制。

2.2 装置运行安全影响

为了满足产品质量要求则需要提高减压炉出口温度、塔顶温度及各侧线抽出温度，这样会增加减压塔底结焦的风险；为保证减一线闪点合格，提高减压塔顶温度后，造成减顶污油组分变重，去减压火嘴的减顶气带液导致减压火嘴结焦严重，影响装置运行安全。

2.3 装置能耗增加

提高减压炉出口温度，造成燃料气消耗增加，同时减顶温度提高后会造成减顶油气量增大，增加了减压塔顶冷凝负荷及水环真空泵运行负担，导致装置能耗增加，同时造成减压塔顶真空度再次变差的恶性循环。

2.4 制约生产高粘度牌号产品

真空度降低，不利于较重馏分气化，降低拔出率，影响组分切割，制约生产高附加值的高粘度牌号润滑油基础油产品。

3 减压塔顶残压偏高的原因分析

(1)造成减压塔真空度降低的主要因素是原油掺炼种类和掺炼比例变化频繁，造成减压馏分油性质波动频繁，给后续二次加工装置造成较大困难，造成石蜡基润滑油装置催化剂长期高负荷运行，造成异构脱蜡贵金属催化剂降倾点能力减弱，石蜡基润滑油装置异构脱蜡反应选择性变差，装置只能以瓶颈产品重质润滑油倾点变化为导向及时提高反应温度确保产品质量合格，如此则异构脱蜡部分裂化副反应加剧，轻烃量增加，导致减压塔顶抽真空负担加重，造成减压顶真空度变差，残压升高。

(2)减压塔顶冷回流量相对稳定，而塔顶温度波动较大，且减压塔真空度下降，塔顶残压不断上涨并且大幅波动，分析由于后路不畅造成塔压升高引起的顶温波动，针对这种情况将减顶气改去对大气放空，对减顶气去减压火嘴的阻火器清理，发现堵塞严重，清理投用后，塔顶压力及温度恢复正常[1]。

(3)由于装置运行到第一生产周期的末期，减压塔顶抽真空后冷凝器有循环水结垢现象，造成冷却效果变差；同时减压塔顶不凝气量大，超过减顶抽真空冷凝器设计负荷，造成真空度偏高。

(4)减压塔前汽提塔进料温度偏低，汽提效果变差，造成减压塔进料轻烃负荷增加，超过减压塔抽真空系统设计能力，造成减压塔真空度下降。

(5)减压塔顶不凝气负荷严重超过设计值，造成减压塔顶抽真空系统设计能力偏小，造成减压塔真空度下降或较大波动。

(6)减压系统密封不严，造成空气串入减压系统，也会造成减压塔真空度下降[2]。

4 应对措施

4.1 在线处理措施

(1)优化原料性质，适当降低装置加工负荷，降低异构脱蜡空速和反应温度，以降低裂化副反应。

(2)提高减压塔前汽提塔进料温度和汽提蒸汽量，降低汽提塔顶压力，提高汽提效果，以降低减压塔进料中轻组分含量，有效降低减压塔顶抽真空系统负荷。

(3)针对减顶气出现的后路不畅问题，根据参数变化排查原因，发现减顶气至减压炉阻火器有杂质堵塞，减压火嘴由于减顶气组分偏重造成结焦堵塞，针对堵塞不畅，对减压火嘴和阻火器下线清理，保证后路畅通，解决减压塔顶真空度下降问题。

4.2 停工检修改造措施

(1)分析减顶不凝气中氮气含量，若超标，停工对减压系统进行静密封点消漏。

(2)装置大检修期间更换石蜡基润滑油装置HCR和DW催化剂，以解决催化剂选择性差，裂化副反应严重的问题[3]。

(3)装置大检修期间，拆检减压塔顶抽真空后水冷器，解决管束结垢问题；同时对减压塔顶抽真空冷凝器循环水管线进行改造，原设计基于节能节水考虑，减压塔顶一级抽真空后冷凝器循环回水作为二、三级抽真空后冷凝器给水，与新鲜循环水一并进入二、三级抽真空后冷凝器，由于目前装置运行工况与设计工况存在较大偏差，减压塔顶轻烃负荷增大，造成减压塔顶真空度变差，一旦提高装置加工负荷或原料性质改变，会造成减压塔操作难度加大，影响产品质量控制。提高塔顶冷凝效果是有效改善减压塔顶真空度的有效手段之一，而减压塔顶一级抽真空后冷凝器循环回水至二、三级抽真空后冷凝器入口没有阀门隔离，造成提高二、三级抽真空后冷凝器新鲜循环水量，会造成一级回水不畅，影响一级冷凝效果，因此需要在一级抽真空后冷凝器循环回水至二、三级抽真空后冷凝器分别增加闸阀。

2021年2月份，石蜡基润滑油装置产品方案进行调整，减底油从70号化妆品级白油调整成500N基础油，需要提高减压塔进料温度，增加进料气化率，保证产品质量。气化率增加造成减压塔进料管路阻力增加，提高减压塔上游压力，保证减压塔进料量稳定，与此同时也会造成减压塔进料轻烃负荷增加，影响减压塔真空度，通过关闭一级抽真空后冷凝器循环回水至二、三级抽真空后冷凝器入口闸阀，提高各级抽真空冷凝器冷凝效果，稳定塔顶真空度和塔顶温度，保证减压塔各侧线及塔底产品质量合格[4]。

(4)在一级抽真空后冷凝器循环回水至二、三级抽真空后冷凝器分别增加闸阀，提高蒸汽抽真空后冷凝器冷凝效果。

(5)对减压塔顶不凝气量与设计值进行对比核算，适当对减顶抽真空系统进行升级改造。

5 结语

经过分析，减压塔真空度差的原因是催化剂末期，异构脱蜡裂化副反应严重，减顶不凝气负荷超过设计负荷，减顶抽真空系统及冷凝器能力不足。减压塔真空度及塔顶温度波动是由于减顶不凝气至减压炉阻火器不畅，造成减顶不凝气后路背压升高，不能及时排出造成。通过对阻火器下线清理，减压塔真空度和塔顶温度恢复正常，保证装置安全平稳运行。