韓鎮(zhèn)，楊鵬

(中國(guó)石化濟(jì)南分公司,山東 濟(jì)南 250101)

0 引言

潤(rùn)滑油生產(chǎn)中糠醛裝置的能耗主要是來(lái)自糠醛溶劑的回收?？啡┤軇┑幕厥针m然包括抽出液回收和精制液回收兩個(gè)系統(tǒng)，但糠醛在抽出液回收系統(tǒng)的含量能達(dá)到90%以上[1]，因此通過(guò)調(diào)整工藝操作來(lái)優(yōu)化抽出液回收系統(tǒng)的換熱條件從而降低裝置能耗有一定的實(shí)際意義。

1 裝置介紹

本文以中國(guó)石化濟(jì)南分公司潤(rùn)滑油糠醛精制裝置的抽出液回收系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)采用了目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)的 “五塔三效”工藝流程，各效塔壓力控制方案采取低中高分配方式，三效塔(C4/3)后設(shè)置抽出液閃蒸塔(C5/1)及汽提塔(C5/2)；此外為了更好的回收熱量，裝置還設(shè)有了蒸汽發(fā)氣系統(tǒng)。裝置具體流程如圖1。抽提塔(C2)塔底抽出液分別與熱糠醛(E4)、二效醛氣二次(E5)、三效醛氣二次(E6)換熱后進(jìn)入抽出液一效蒸發(fā)塔(C4/1)；一效蒸發(fā)塔(C4/1)塔底抽出液分別與二效醛氣一次(E7)、三效醛氣一次(E8)換熱后進(jìn)入抽出液二效蒸發(fā)塔(C4/2)；二效蒸發(fā)塔(C4/2)塔底抽出液經(jīng)加熱爐(F2)加熱后進(jìn)入抽出液三效蒸發(fā)塔(C4/3)；各效醛氣經(jīng)以上換熱器換熱后再進(jìn)入蒸汽發(fā)氣系統(tǒng)換熱(ER1、ER2、ER3)，最后進(jìn)入糠醛干燥塔(C6)。

本裝置雖然整體能耗在同類裝置中不高，但在夏季尤其是雨天操作時(shí)，C6的液位波動(dòng)較大，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懙秸麄€(gè)系統(tǒng)的糠醛平衡。經(jīng)研究分析方向，C6進(jìn)料塔管線內(nèi)糠醛氣相含量較高，下雨時(shí)，由于管線遇急冷，部分氣相糠醛液化導(dǎo)致C6進(jìn)料量不穩(wěn)定，表明該裝置在換熱方面應(yīng)該還有一定的改進(jìn)空間。從換熱理論考慮[2]，在一定程度上通過(guò)提高各效塔的壓力來(lái)提高醛氣的冷凝溫度，從而減少換熱過(guò)熱度，增大換熱溫差，提高換熱器的熱量傳遞，在降低能耗的同時(shí)可降低C6進(jìn)料的氣相比例，因此對(duì)抽出液回收系統(tǒng)C4/2和C4/3的壓控閥[3]進(jìn)行了調(diào)整并觀察裝置能耗的變化。

圖1 抽出液回收系統(tǒng)流程

2 工藝操作調(diào)整及分析

在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，對(duì)裝置的工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并且裝置的原料量、溶劑比、萃取塔溫度等關(guān)鍵參數(shù)保持不變。由表1可知，方案一為原操作方案，此時(shí)C4/3和C4/2頂壓控閥全開(kāi)；在方案二中，C4/3頂壓控閥仍保持全開(kāi)狀態(tài)，C4/2頂壓控閥位關(guān)至一半閥位；方案三則是將C4/3頂壓控閥關(guān)至一半閥位，C4/2頂壓控閥全開(kāi)。在三個(gè)方案調(diào)整的過(guò)程中，C5/1和C5/2的蒸發(fā)量和C6的濕醛量并沒(méi)有很大變化，表明工藝的調(diào)整方案未影響到原來(lái)的蒸發(fā)比例結(jié)構(gòu)，在抽出液回收系統(tǒng)中糠醛的蒸發(fā)仍然主要集中在各效蒸發(fā)塔中。

表1 三種操作方案下各效塔工藝參數(shù)變化

當(dāng)對(duì)C4/2和C4/3塔頂進(jìn)行憋壓時(shí)，C4/1的反應(yīng)最明顯。在C4/2憋壓時(shí)，C4/1的壓力由0.002 MPa上升到0.014 MPa，塔底溫度由167 ℃上升到170 ℃；在C4/3憋壓時(shí)，C4/1的壓力由0.002 MPa上升到0.025 MPa，塔底溫度由167 ℃上升到175 ℃，表明C4/1在方案二、三時(shí)，C4/1進(jìn)料的換熱效果有了明顯改善。從換熱方面考慮，C4/1在進(jìn)換熱器的物料量和物料溫度是一定的，即冷物料的狀態(tài)恒定，C4/1進(jìn)料在與熱物料即各效塔醛氣換熱的時(shí)候，由于各效塔醛氣壓力提高，在一定程度上可降低換熱的過(guò)熱度，提高醛氣的冷凝溫度，導(dǎo)致C4/1的進(jìn)料溫度提高，從而使C4/1的醛氣蒸發(fā)量和塔頂壓力都有所提高。

C4/2在方案二、三的操作工藝條件下，塔頂壓力相比原工況有了很大的提高。在C4/2憋壓時(shí)，C4/2的壓力還要高于C4/3憋壓時(shí)的壓力，但該方案時(shí)糠醛的蒸發(fā)率遠(yuǎn)低于方案三時(shí)的蒸發(fā)率，甚至還不如原工況的蒸發(fā)率，這應(yīng)該是由C4/2頂醛氣壓控閥關(guān)小導(dǎo)致C4/2塔頂醛氣蒸出不暢。對(duì)比C4/2底溫的變化，在憋壓時(shí)，C4/2塔底溫都有所升高，三種方案的溫升分別為8 ℃、6 ℃、10 ℃。方案二主要對(duì)C4/2頂醛氣的壓力提升較多，雖然C4/2頂醛氣的壓力升高會(huì)使醛氣冷凝溫度有較大提高，但是C4/1塔底溫度也有相應(yīng)的提高，最終可能導(dǎo)致C4/2進(jìn)料的換熱效果變差。從總傳熱溫差的角度考慮，總傳熱溫差是由抽出液出萃取塔的溫度和C4/3醛氣的冷凝溫度決定，前者由工藝參數(shù)決定，后者受三效塔醛氣壓力影響，因此方案二、三對(duì)能耗影響的關(guān)鍵是對(duì)C4/3頂醛氣壓力提升程度。

C4/3的進(jìn)料是由加熱爐(F2)加熱，其加熱溫度受工藝操作控制，瓦斯的用量由C4/2塔底溫度和一、二效醛氣蒸發(fā)量決定。在方案三中，三效塔醛氣的蒸發(fā)率未受目前閥位關(guān)小的影響，瓦斯單耗相比于原方案減少7.2%，總能耗降低5.7%。方案二的總能耗基本與原方案變化不大，瓦斯單耗略有下降。

由以上分析可知，在保證抽出油產(chǎn)品質(zhì)量以及閃蒸塔和汽提塔處理量沒(méi)有較大改變的前提下， C4/3頂醛氣憋壓對(duì)裝置能耗的降低是有利的，C4/2頂醛氣憋壓要重點(diǎn)考慮二效塔蒸發(fā)率的影響，閥位不能過(guò)大。最終對(duì)工藝參數(shù)繼續(xù)優(yōu)化，選取C4/2頂壓控閥開(kāi)度80%，C4/3壓控閥開(kāi)度35%為工藝操作方案，糠醛裝置能耗相比方案一下降到7%，同時(shí)，由于換熱效果的增強(qiáng)，降低了C6進(jìn)料的氣相率，解決了該塔受急冷液位大幅波動(dòng)的問(wèn)題。

3 結(jié)論

在抽出液二效塔、三效塔塔頂醛氣壓控的調(diào)整中，三效塔頂醛氣壓控閥的關(guān)小時(shí)，對(duì)三效塔壓力的提高較大，提高了各效塔換熱的總傳熱溫差，降低了裝置的能耗；二效塔在控制閥關(guān)小時(shí)，三效塔頂醛氣壓力提升較小，而且閥門關(guān)小降低了該溫度下醛氣蒸發(fā)量，最終對(duì)裝置能耗的影響較小，因此在裝置操作調(diào)整中，二效塔壓控閥可以保持較大開(kāi)度，三效塔在能保證產(chǎn)品質(zhì)量及三效醛氣蒸發(fā)量下盡可能調(diào)小。