馬文花

(中石化南陽能源化工有限公司，河南 南陽 473132)

南陽能源化工有限公司輕質酮苯脫蠟脫油裝置于1997年建成并投產，原設計處理能力8萬t/a，由中石化洛陽石油化工工程公司設計，全部采用國內先進技術。2000年裝置進行了擴能改造，改造后裝置生產能力擴大到12萬t/a。加工的原料油為糠醛精制裝置生產的減二線、減三線、減四線、減五線及丙烷脫瀝青裝置生產的輕脫瀝青油。

1 改造前存在問題

輕質酮苯脫蠟脫油裝置正常運行時原料分兩路分別進入一段濾液換冷套管結晶器E3103AB、原料氨冷套管結晶器(Ⅰ)E3104AB、原料氨冷套管結晶器(Ⅱ)E3105AB，當套管堵塞嚴重時，需對套管進行化套管操作，此時關閉一路進料，造成裝置處理能力下降，影響裝置加工量。

在夏季生產中，輕質酮、重質酮和特種蠟成型三套裝置同時開工的情況下，冷凍系統(tǒng)氨循環(huán)量過大，超過空冷負荷，造成冷凍機出口壓力和氨冷凝后溫度過高，達33～34 ℃(正常應為17～23 ℃)。同時進入表面蒸發(fā)式空冷(以下簡稱濕空冷)的氣氨溫度高達80 ℃。由于公司水中Ca2+、Mg2+含量偏高，水結垢最快的溫度是60 ℃左右，所以造成噴在空冷管束上的水結垢嚴重，致使?jié)窨绽涔苁Y垢嚴重，傳熱傳質效果不理想，其夏季超負荷運行。

2 改造措施

是以糠醛精制油為原料，以甲乙酮和甲苯混合液為溶劑，通過降溫結晶、過濾、分離和溶劑回收等工藝過程，生產低凝固點的脫蠟油和脫油蠟(石蠟、地蠟)，分別作為潤滑油及蠟精制裝置的原料。輕質酮苯脫蠟脫油裝置是我廠潤滑油及蠟生產系統(tǒng)的核心裝置，隨著公司8萬t特種蠟基地的建設，降低輕質酮苯裝置溶劑消耗、改善產品質量、提高處理量已成南陽能源化工有限公司的重要環(huán)節(jié)，對輕質酮苯裝置進行工藝改造勢在必行。

重質酮苯裝置現(xiàn)在閑置，裝置間歇運行，年運行時間32天。輕質酮苯脫蠟脫油裝置擬增加一路結晶備用流程，操作靈活，減少套管上壓，降低套管設備故障，有效避免因清洗套管造成的裝置加工量下降，提高生產平穩(wěn)率。在表面蒸發(fā)式空冷前擬增加一組干空冷，可有效降低高壓氣氨的溫度、壓力，減輕管束結垢，可以解決夏季空冷超負荷運行的問題，保障運行安全，空冷器利舊。

3 原理及改造方案

3.1 原理

本裝置脫蠟原料在丁酮甲苯二元混合溶劑的作用下，利用其良好的低溫流動性和選擇性，在冷凍、降溫過程中，分次加入混合溶劑，使蠟良好地結晶，輸送到真空轉鼓過濾機內，使油、蠟分離，溶劑在回收系統(tǒng)得到較完全的回收及循環(huán)使用，整個過程是一個物理過程，它除去了潤滑油原料中大分子正構烷烴及異構烷烴即蠟，以滿足潤滑油品在低溫下的使用要求。酮苯脫蠟是溶劑脫蠟中最常見的一種，它具有處理量大、操作條件緩和、適用性廣，能處理各種餾分潤滑油和殘渣潤滑油等優(yōu)點。

3.2 改造方案

目前重質酮苯脫油裝置處于停產狀態(tài)，考慮利舊，重質酮苯脫油裝置原料換冷套管結晶器E3603作為輕質酮苯脫蠟脫油裝置的原料設備一段濾液換冷套管結晶器，原料氨冷套管結晶器E3604作為原料一次氨冷套管結晶器，溶劑氨冷套管結晶器E3606作為原料二次氨冷套管結晶器。

重酮原料換冷套管結晶器需新開兩個遠傳溫度計口。輕酮原料：一段濾液換冷套管結晶器前引出至重酮原料；一段濾液換冷套管結晶器入口前。之后經(jīng)過重酮原料一段濾液換冷套管結晶器、原料氨冷套管結晶器(Ⅰ)、原料氨冷套管結晶器(Ⅱ)后返回至輕酮。濾液線自輕酮P3104AB出口至重酮原料：一段濾液換冷套管結晶器后返回輕酮，濾液線的流量調節(jié)閥需新增。一次稀釋溶劑線、二次稀釋溶劑線均從輕酮引出加入到重酮原料線，一次稀釋溶劑線的流量調節(jié)閥新增，二次稀釋溶劑的流量調節(jié)閥需新增。重酮原料：一段濾液換冷套管結晶器吹掃及排污管線，原料氨冷套管結晶器(Ⅰ)的氨系統(tǒng)管線、吹掃及排污管線均利舊重酮的相應管線，原料氨冷套管結晶器(Ⅱ)氣氨線就近接至-35 ℃氣氨總線，其它管線利舊重酮的相應管線。

其改造前流程如圖1所示，改造后流程如圖2所示。

圖1 改造前流程圖

圖2 改造后流程圖

在表面蒸發(fā)式空冷前需增加一組干空冷。具體流程：氨壓機出口——分離器——空冷器(新增)——表面蒸發(fā)器——工作罐——套管。在現(xiàn)有表面蒸發(fā)器前增加一組干空冷，降低表面蒸發(fā)器進氨溫度，減輕表面蒸發(fā)器結垢，降低液氨后冷溫度及壓力。其改造后流程圖見圖3。

酮苯脫蠟脫油裝置設備如下：重質酮苯裝置原料換冷套管結晶器E3603作為輕質酮苯裝置的原料——一段濾液換冷套管結晶器，利舊；重酮原料氨冷套管結晶器E3604作為輕酮原料一次氨冷套管結晶器，利舊；重酮溶劑氨冷套管結晶器E3606作為原料輕酮二次氨冷套管結晶器，利舊；控制閥FV-3106C脫蠟一次溶劑去重酮線，新增；控制閥FV-3105F一段脫油濾液去重酮線，新增；控制閥FV-3103C濾液至重酮E3603，新增；控制閥FV-3105E二次稀釋溶劑至重酮，新增；控制閥 FV-101C原料一段濾液換冷套管結晶器入口，新增；空冷GP9×3-4-129-1.6S-23.4/DR-ⅡA 11kW×3(臺)，利舊。

圖3 表面蒸發(fā)器空冷前增加干空冷流程圖

4 改造效果

本次改造輕質酮苯脫蠟脫油裝置增加一路結晶備用流程，操作靈活，減少套管上壓，降低套管設備故障，有效避免因清洗套管造成的裝置加工量下降，提高了生產平穩(wěn)率，提高處理量0.6萬t/a。

在夏季生產中，輕質酮、重質酮和特種蠟成型三套裝置同時開工的情況下，冷凍系統(tǒng)氨循環(huán)量過大，超過空冷負荷，造成冷凍機出口壓力和氨冷凝后溫度過高，表面蒸發(fā)空冷器出口33～34 ℃(正常應為17～23 ℃)。裝置投用后，干空冷運行效果較好，出口溫度可到28～32 ℃，在此溫度下不但停用兩臺表面蒸發(fā)空冷器水泵，而且使表面蒸發(fā)空冷器出口溫度降低了3 ℃，達到了17～23 ℃。此干空冷增加達到的效果是：①滿足夏季滿負荷運行要求；②減緩濕空冷的管束結垢情況，從而降低表面蒸發(fā)空冷器的水量蒸發(fā)，降低水耗；③在冬季冷凝器負荷較低的情況下，可少開或不開濕空冷，進一步降低系統(tǒng)能耗。

5 經(jīng)濟效益

改造后提高輕質酮苯的處理量0.6萬t/a。輕質酮苯處理量能提高0.6萬t/a，蠟收率35.72%，油收率47.27%，每年可提高蠟產量0.63萬t，脫蠟油0.85萬t，蠟下油0.32萬t。

精制油扣稅價為4 238元/t，粗蠟單價5 957元/t，脫蠟油單價4 271元/t，蠟下油單價為3 840元/t，裝置綜合加工費420元/t。則提高處理量年盈利：85萬元。根據(jù)制冷原理冷凝溫度升高1 ℃，制冷能力減少1%～2%，壓縮功增加1%～1.5%，電耗增加2%～2.5%。冷凍機出口壓力主要由氨的冷凝溫度所決定。如果冷凝溫度降低5 ℃，冷凝時壓力可減少0.2 MPa，它將引起冷凍機壓縮比降低，吸入氨氣能力提高。因此，冷凍機壓力每降0.2MPa，即冷凝溫度降低5 ℃，可能提高制冷能力5%～10%。

項目成功完工后表面蒸發(fā)空冷器出口冷凝溫度能降低3 ℃。則制冷效率可提高3%～6%，生產時共用四臺壓縮機，電機功率為1 300 kW，則每年可節(jié)電41.6萬kW·h。壓縮機每年節(jié)約費用為32.7萬元。干式空冷器的消耗電功率為22 kW，每年費用為13.83萬元。

節(jié)約費用：項目總投資330萬元，折舊按15年計算。則總收益82.53萬元。

6 結論

將閑置的重質酮苯脫油裝置結晶流程，引入到輕質酮苯脫蠟脫油裝置，使結晶部分增加一路流程作為備用，杜絕頻繁切換、流量波動帶來的風險，保障裝置平穩(wěn)運行；利舊安裝干空冷一組，解決冷凍系統(tǒng)高壓氣氨容易超壓的問題，消除超壓風險。改造后取得了良好的效果，節(jié)約能耗，產品質量得到保證，經(jīng)濟效益顯著，在同類裝置具有應用推廣價值。