現(xiàn)代潤滑油調(diào)合廠設(shè)計(jì)形式探討

邢輝，劉宏偉，蘇琳，王強(qiáng)林

（1.中國石油工程建設(shè)公司大連設(shè)計(jì)分公司，遼寧大連116011;2.中國石油華東潤滑油廠，江蘇太倉 215433）

現(xiàn)代潤滑油調(diào)合廠設(shè)計(jì)形式探討

邢輝1，劉宏偉2，蘇琳1，王強(qiáng)林1

（1.中國石油工程建設(shè)公司大連設(shè)計(jì)分公司，遼寧大連116011;2.中國石油華東潤滑油廠，江蘇太倉 215433）

隨著潤滑油終端消費(fèi)市場的需求量日益增加，各潤滑油生產(chǎn)企業(yè)為提高生產(chǎn)效率、提升產(chǎn)品質(zhì)量、增強(qiáng)盈利能力，紛紛大力發(fā)展?jié)櫥驼{(diào)合業(yè)務(wù)，近年來，現(xiàn)代化潤滑油調(diào)合廠不斷涌現(xiàn)。文章結(jié)合中國石油華東潤滑油廠的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)同步計(jì)量調(diào)合與管道在線調(diào)合進(jìn)行了技術(shù)對(duì)比和適應(yīng)性分析，對(duì)輔助調(diào)合設(shè)施如罐式批量調(diào)合設(shè)備、脈沖攪拌設(shè)施和通球系統(tǒng)等進(jìn)行了介紹，并對(duì)配套設(shè)施、儲(chǔ)存系統(tǒng)、加熱方案、物料運(yùn)輸方案等多個(gè)方面進(jìn)行了歸納和探討。

潤滑油調(diào)合;核心調(diào)合方案;輔助調(diào)合設(shè)施;物料運(yùn)輸

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著國內(nèi)潤滑油消費(fèi)市場的快速發(fā)展，國內(nèi)外各大石油公司和地方企業(yè)紛紛開始大力發(fā)展?jié)櫥统善酚偷臉I(yè)務(wù)，通過各種手段提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低損耗，優(yōu)化操作、提高企業(yè)知名度，從而提升其整個(gè)成品油銷售環(huán)節(jié)的盈利能力。

近年來，中國石油潤滑油公司新建了華東潤滑油廠，并結(jié)合市場變化先后進(jìn)行幾次擴(kuò)能改造，在近幾年調(diào)合廠的設(shè)計(jì)過程中，作者總結(jié)了一點(diǎn)工廠整體設(shè)計(jì)思路，在此與讀者共同分享和探討。

1 工廠設(shè)計(jì)的主要思路

1.1 確定調(diào)合方案

在進(jìn)行工廠整體設(shè)計(jì)之前，必須要確定調(diào)合方案，因?yàn)檎{(diào)合方案是潤滑油調(diào)合廠的核心內(nèi)容，采用不同的調(diào)合方案，直接導(dǎo)致全廠配套設(shè)計(jì)的內(nèi)容和工程量的不同。

目前新建或擴(kuò)建的潤滑油調(diào)合廠一般都以現(xiàn)代化生產(chǎn)模式為目標(biāo)，即主要生產(chǎn)方式采用自動(dòng)化調(diào)合。目前國際上最先進(jìn)的調(diào)合方式主要是以同步計(jì)量調(diào)合（Simultaneous Metered Blending，簡稱SMB）或管道在線調(diào)合（In－Line Blending簡稱ILB）為主，根據(jù)不同的市場目標(biāo)，采用不同的調(diào)合方式。

SMB的工作原理是:根據(jù)調(diào)合生產(chǎn)目標(biāo)，由控制系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生調(diào)合配方，不同組分同步進(jìn)入SMB各個(gè)流量通道，經(jīng)計(jì)量后，經(jīng)匯管一起流入指定成品油罐內(nèi)，未同步計(jì)量的組分也可單獨(dú)按比例經(jīng)SMB計(jì)量后進(jìn)入成品罐，所有調(diào)合配方內(nèi)的組分全部進(jìn)入成品油罐后，經(jīng)攪拌均勻形成成品油。

ILB的工作原理是:根據(jù)調(diào)合生產(chǎn)目標(biāo)，由控制系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生調(diào)合配方，所有調(diào)合配方內(nèi)的組分同時(shí)進(jìn)入ILB各個(gè)流量通道，經(jīng)計(jì)量后，在匯管出口經(jīng)在線動(dòng)態(tài)攪拌器在線攪拌均勻后，可送入指定成品油罐內(nèi)儲(chǔ)存，也可直接送至終端設(shè)備如裝船、裝車或灌裝。

從SMB和ILB的工作原理可看出，SMB實(shí)際上只是管道在線計(jì)量和混合，并不能在線調(diào)合成品，需要在成品油儲(chǔ)罐內(nèi)進(jìn)行最終的成品油調(diào)合;而ILB是真正的管道在線調(diào)合，經(jīng)過ILB的動(dòng)態(tài)攪拌器后就能形成合格的成品油。

二者由于工作原理的不同，適用于不同的生產(chǎn)工況，其適用范圍見表1。

表1 SMB和ILB的適用范圍

從表1可看出，對(duì)于中小型調(diào)合廠，并且產(chǎn)品品種較多、生產(chǎn)切換頻次較高的工況，或者原料來源質(zhì)量差別較大的工況，一般適合采用SMB的調(diào)合方式，其生產(chǎn)比較靈活，可以應(yīng)對(duì)不同的市場需要，特別適合根據(jù)消費(fèi)市場需求確定生產(chǎn)目標(biāo)的潤滑油企業(yè)。而對(duì)于大型調(diào)合廠，特別是生產(chǎn)品種單一，主要為特定客戶生產(chǎn)訂單式產(chǎn)品的調(diào)合廠，在原料來源非常穩(wěn)定的情況下，一般更適合采用ILB的調(diào)合方式，因?yàn)樵诰€調(diào)合的方式可以節(jié)省油品輸轉(zhuǎn)和攪拌過程中的能耗，還能大量節(jié)省成品油罐的占地，在節(jié)省投資的同時(shí)也便于管理。

在進(jìn)行潤滑油調(diào)合廠全廠設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)單位應(yīng)該充分了解投資方的投資意向、市場目標(biāo)、生產(chǎn)規(guī)模、油品來源、征地面積等各方面因素，從而協(xié)助投資方確定核心的調(diào)合方案，進(jìn)一步確定調(diào)合控制方案、總圖規(guī)劃、配套設(shè)施各方面的設(shè)計(jì)方案。

1.2 輔助調(diào)合設(shè)施

在確定核心調(diào)合方案后，應(yīng)該進(jìn)一步確定輔助調(diào)合設(shè)施的配置方案，從而形成完整的調(diào)合系統(tǒng)。

輔助的調(diào)合設(shè)施一般包括罐式批量調(diào)合系統(tǒng)（Automatic Batch Blending簡稱ABB）、罐內(nèi)攪拌設(shè)施、通球系統(tǒng)和通球管匯。

（1）罐式批量調(diào)合系統(tǒng)（ABB）

ABB在一般的潤滑油調(diào)合廠都是必備的輔助調(diào)合設(shè)施，其主要功能是調(diào)合小批量的成品油，各原料組分通過調(diào)合控制系統(tǒng)生成的配方按順序進(jìn)入調(diào)合釜，進(jìn)料量經(jīng)過ABB配帶的高精度稱重儀表進(jìn)行稱重控制，保證各組分進(jìn)料量滿足調(diào)合配方的要求。各組分在ABB調(diào)合釜內(nèi)充分?jǐn)嚢璩蔀楹细癯善泛?，就可以直接轉(zhuǎn)運(yùn)出廠。

由于潤滑油市場的特殊性，調(diào)合廠經(jīng)常需要根據(jù)客戶的需要，小批量生產(chǎn)一些高端產(chǎn)品或特殊產(chǎn)品，而SMB和ILB一般很少用于生產(chǎn)少至1～2 t、最多30 t的小批量產(chǎn)品，因?yàn)橐环矫媲袚Q品種、清洗管道比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，一方面還需要單獨(dú)設(shè)小品種罐，造成儲(chǔ)罐利用率較低。而ABB就解決了小品種生產(chǎn)的問題，所以其使用范圍很廣，不僅一般的潤滑油調(diào)合廠都配置，而且已經(jīng)成為添加劑廠的主要生產(chǎn)設(shè)備。

（2）罐內(nèi)攪拌設(shè)施

潤滑油成品油罐內(nèi)一般都設(shè)置攪拌設(shè)施，對(duì)于SMB來說，其成品儲(chǔ)罐內(nèi)必須有攪拌設(shè)施，目的是將各個(gè)組分油攪拌均勻;而ILB調(diào)合的成品，在儲(chǔ)罐內(nèi)也要考慮設(shè)置攪拌設(shè)施，主要是防止長期儲(chǔ)存后油品分層造成不合格。

主要的攪拌方式包括:罐內(nèi)噴嘴循環(huán)攪拌、罐內(nèi)攪拌器攪拌、氣動(dòng)脈沖攪拌等三種方式。前兩種方式均是傳統(tǒng)的攪拌方式，而新興的氣動(dòng)脈沖攪拌主要是通過安裝在儲(chǔ)罐內(nèi)的集氣盤和高壓注射器，將凈化空氣瞬間高壓噴射至罐內(nèi)，通過鼓氣泡的方式，帶動(dòng)罐內(nèi)油品上下流動(dòng)，從而達(dá)到攪拌均勻的目的。目前，氣動(dòng)脈沖攪拌由于其攪拌介質(zhì)安全、攪拌速度快、能耗低、自動(dòng)控制水平較高等優(yōu)點(diǎn)逐漸占領(lǐng)了潤滑油攪拌的主要市場，一般現(xiàn)代化的調(diào)合廠都會(huì)優(yōu)選脈沖攪拌作為罐內(nèi)攪拌的生產(chǎn)手段。

（3）通球系統(tǒng)和通球管匯

由于潤滑油產(chǎn)品質(zhì)量的特殊性，其產(chǎn)品分類繁多，且為保證質(zhì)量，油品之間往往不允許有任何混合，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式一般會(huì)進(jìn)行專線油品輸送，從而避免混油，但這種方式造成廠內(nèi)管線繁多、操作和管理困難，同時(shí)由于工藝上一些無法避免的公用管段、或者閥門切換失誤等原因，混油是很難避免的，尤其在包裝產(chǎn)品灌裝區(qū)域，為了將罐區(qū)來的油品管道接到不同的灌裝生產(chǎn)線上，經(jīng)常采用軟管連接的方式進(jìn)行不同管道的連接，常常造成軟管區(qū)域地面油漬斑斑，并且常常因?yàn)榻渝e(cuò)管道而造成油品污染。

隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，通球管匯和通球系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。通球管匯實(shí)際是結(jié)合了軟管連接站的技術(shù)功能，將其設(shè)備化，并結(jié)合通球技術(shù)，利用組合原理，使用少量的管道實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的連接，而高精度自動(dòng)化通球技術(shù)的應(yīng)用，使得一條管道輸送多種產(chǎn)品成為可能。通球系統(tǒng)和可通球管匯簡化了工藝流程、減少了工藝管道的數(shù)量，同時(shí)通過自動(dòng)化控制和高精度的掃線，減少了油品交叉污染的可能。一般來說，通球系統(tǒng)和通球管匯是現(xiàn)代化調(diào)合廠內(nèi)必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。

總的來說，在設(shè)計(jì)一座現(xiàn)代化調(diào)合廠時(shí)，上述的ABB、脈沖攪拌、通球系統(tǒng)和通球管匯都是必要的配置，但根據(jù)投資方的投資能力，上述設(shè)施的具體配置可以商榷，比如ABB選用多大的調(diào)合釜、是否選用計(jì)量釜等，或者管匯是選用全自動(dòng)管匯還是手動(dòng)管匯等，尤其是管匯方面，要與投資方充分討論今后發(fā)展的可能性，以確定選用管匯的型式和預(yù)留接口的數(shù)量。

1.3 配套生產(chǎn)設(shè)施

一座完整的潤滑油調(diào)合廠，除了必須的核心調(diào)合設(shè)施、輔助調(diào)合設(shè)施外，一般還有一些配套的生產(chǎn)設(shè)施，比如包裝設(shè)施、熔膠設(shè)施和制桶設(shè)施。

（1）包裝設(shè)施

一般來說，包裝設(shè)施是幾乎所有調(diào)合廠都需要的，因?yàn)闈櫥统善酚鸵话阍阡N售終端大部分都是以包裝物的形式提供給消費(fèi)者的，所以一般調(diào)合廠都會(huì)配置微包裝、小包裝、中包裝和大桶包裝的包裝生產(chǎn)線。根據(jù)調(diào)合廠的生產(chǎn)能力和投資能力，可以為大宗產(chǎn)品配置高速全自動(dòng)包裝生產(chǎn)線，并配套自動(dòng)碼垛設(shè)施，以提高生產(chǎn)效率并節(jié)約勞動(dòng)力資源。小宗產(chǎn)品的包裝一般建議配置自動(dòng)或半自動(dòng)包裝線，配套普通碼垛機(jī)，以減少一次性投資。包裝生產(chǎn)線選型時(shí)，要全面了解投資方的需要，以確定是否配套一些選配設(shè)施，例如上桶機(jī)、上蓋機(jī)、理瓶機(jī)、剔除機(jī)、貼標(biāo)機(jī)、卷標(biāo)機(jī)等。

（2）熔膠設(shè)施

目前各大國內(nèi)潤滑油調(diào)合廠一般為節(jié)省成本，都自行生產(chǎn)OCP（黏度指數(shù)改進(jìn)劑）稀釋液。OCP稀釋液生產(chǎn)過程一般是經(jīng)過人工切膠、投膠、熔膠、反復(fù)罐內(nèi)攪拌等人工手段進(jìn)行生產(chǎn)，需要消耗很長的時(shí)間和人力，隨著人工成本的提高、對(duì)工人勞動(dòng)保護(hù)水平的提高和對(duì)高效率生產(chǎn)的需要，目前一些調(diào)合廠開始采用一些新的手段協(xié)助生產(chǎn)，比如自動(dòng)碎料機(jī)、傳送帶投料、高壓均質(zhì)機(jī)等設(shè)備，可以大幅度提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。但上述新設(shè)備均帶來投資成本的提高，因此，OCP的生產(chǎn)方式和設(shè)備要根據(jù)投資方的投資能力進(jìn)行選用，應(yīng)該綜合考慮年用量、人工成本、能耗成本等各種因素，如果年用量不大，不是一定要選用自動(dòng)化程度高的生產(chǎn)設(shè)施。

（3）制桶設(shè)施

由于有包裝產(chǎn)品的生產(chǎn)需要，就需要包裝桶的供應(yīng)。根據(jù)一些調(diào)合廠成本核算報(bào)告，一般來說，自己制桶的成本要低于買桶的成本，但制桶設(shè)備的一次性投資和能耗都較大，在投資許可、廠區(qū)土地資源許可的前提下，可以考慮自行制桶，但需要充分結(jié)合投資方的意愿和投資能力要求。如果投資能力有限，但考慮將來有發(fā)展的可能，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮制桶設(shè)備的空間位置預(yù)留和相應(yīng)的配電、供風(fēng)、換冷設(shè)施的位置預(yù)留。

1.4 儲(chǔ)存系統(tǒng)

潤滑油調(diào)合廠的物料一般分為散裝油品、桶裝油品和固體添加劑三種類型。設(shè)計(jì)初始階段，需要全面了解各種物料的大致年消耗量、儲(chǔ)存方式、進(jìn)出廠方式，用于確定儲(chǔ)罐、倉庫等容量分配。

比如基礎(chǔ)油，一般都是散裝油品入廠，入廠方式包括卸船、卸車和管道運(yùn)輸，根據(jù)基礎(chǔ)油的消耗量和預(yù)計(jì)的入廠方式所占比例，根據(jù)規(guī)范或業(yè)主特殊要求的儲(chǔ)存天數(shù)，計(jì)算需要的儲(chǔ)罐容量。

添加劑和成品油一般都分為散裝罐儲(chǔ)和桶裝倉儲(chǔ)兩種方式。添加劑的散裝油品和桶裝油品分配比例一般是根據(jù)業(yè)主的采購渠道確定，在考慮添加劑的儲(chǔ)罐容量和倉庫容積時(shí)，要充分考慮業(yè)主的需求，同時(shí)，由于添加劑要絕對(duì)避免混油，添加劑單品需要單獨(dú)設(shè)置儲(chǔ)罐進(jìn)行儲(chǔ)存，因此散裝添加劑不能按總消耗量計(jì)算所需罐容，應(yīng)該結(jié)合單品的消耗量計(jì)算儲(chǔ)罐數(shù)量和容量，以避免實(shí)際生產(chǎn)過程中儲(chǔ)罐數(shù)量不足的問題。

如果采用SMB進(jìn)行調(diào)合，成品油儲(chǔ)罐要按規(guī)范要求的儲(chǔ)存天數(shù)，根據(jù)全年產(chǎn)量計(jì)算所需罐容，并按規(guī)劃的產(chǎn)品品種，進(jìn)行詳細(xì)的儲(chǔ)罐分配，保證各個(gè)不同的成品油品種有足夠的罐容分別儲(chǔ)存。同時(shí)，成品油需要一定的包裝物倉儲(chǔ)空間，由于潤滑油有其特殊的市場需求，旺季和淡季比較分明，因此，成品油包裝物倉庫要充分考慮旺季時(shí)的銷售量倉儲(chǔ)能力，一般建議按15天的日平均產(chǎn)量計(jì)算成品油包裝物庫容。如果采用ILB調(diào)合，成品油罐可以不設(shè)置，或者設(shè)置少量儲(chǔ)罐作為緩沖即可，如果有包裝物生產(chǎn)工況，成品庫房仍然是需要設(shè)置的，但是可以適當(dāng)減少庫容。

另外，有熔膠生產(chǎn)和制桶生產(chǎn)的調(diào)合廠，還要適當(dāng)考慮干膠儲(chǔ)存、OCP稀釋液罐儲(chǔ)、制桶原料倉儲(chǔ)和包裝物空桶的倉儲(chǔ)。

1.5 加熱方案

潤滑油有黏度大、傾點(diǎn)低的特性，在儲(chǔ)存過程中，由于其難以凍凝，一般都常溫儲(chǔ)存，而在輸送過程和攪拌過程中需要加熱至一定溫度，以降低油品黏度保證輸送速度。所以，潤滑油的加熱一般具有間斷加熱、快速加熱的特點(diǎn)。

常規(guī)的加熱方式，一般是采用罐內(nèi)加熱器對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)油品進(jìn)行加熱，管道內(nèi)油品采用外伴熱保溫。儲(chǔ)罐內(nèi)部加熱的介質(zhì)一般采用蒸汽或熱水，管道伴熱的熱源一般采用蒸汽、熱水和電伴熱帶方式。應(yīng)根據(jù)調(diào)合廠建設(shè)地的公用工程供應(yīng)情況，并對(duì)比熱源消耗的成本，優(yōu)選加熱熱源。

目前，在部分調(diào)合廠，罐內(nèi)加熱采用了局部加熱器技術(shù)，即在儲(chǔ)罐內(nèi)設(shè)置浮頭式局部加熱器，僅對(duì)罐內(nèi)局部油品進(jìn)行快速加熱，即需要使用多少油品就加熱多少油品，避免了傳統(tǒng)罐內(nèi)加熱器需要對(duì)整罐加熱而造成加熱時(shí)間較長、生產(chǎn)前需要預(yù)熱的問題。但局部加熱器的單位時(shí)間能耗很高，需要調(diào)合廠建設(shè)所在地能夠提供足夠的熱源，如果靠調(diào)合廠自建鍋爐生產(chǎn)蒸汽，為降低蒸汽鍋爐的負(fù)荷，建議還是采用罐內(nèi)加熱盤管的方式進(jìn)行加熱。

1.6 物流運(yùn)輸方案

相比于其他石化企業(yè)或石油庫來說，潤滑油調(diào)合廠是物流運(yùn)輸比較集中的生產(chǎn)企業(yè)，幾乎每天都會(huì)有車輛進(jìn)出廠，廠內(nèi)還有傳送帶、叉車等輸送工具，因此，全廠的總圖運(yùn)輸和物流方案非常重要，需要在設(shè)計(jì)初始階段全面統(tǒng)籌規(guī)劃。對(duì)于占地面積比較大的企業(yè)，建議盡量采用平面運(yùn)輸，即設(shè)置單層廠房、單層庫房，可以簡化物流運(yùn)輸方案，生產(chǎn)操作比較便捷。但對(duì)于占地面積有限或在有限土地資源上進(jìn)行擴(kuò)建的企業(yè)，當(dāng)土地資源不足時(shí)，可以充分利用空間資源，比如建設(shè)多層廠房或庫房，利用垂直運(yùn)輸設(shè)施保證生產(chǎn)的暢通。

在總圖布置上，要充分考慮物料進(jìn)廠、儲(chǔ)存、生產(chǎn)、出廠各項(xiàng)環(huán)節(jié)，在滿足工藝流程的前提下，還要考慮大型車輛和叉車等運(yùn)輸工具的進(jìn)出便捷、安全，并且盡量避免交叉運(yùn)輸。

2 結(jié)論

綜上所述，不同的調(diào)合生產(chǎn)廠有其不同的市場目標(biāo)和生產(chǎn)方式，也因此需要不同的設(shè)計(jì)思路。在進(jìn)行全廠規(guī)劃以前，設(shè)計(jì)者應(yīng)該充分了解投資方的市場定位、生產(chǎn)模式、發(fā)展方向和規(guī)劃、生產(chǎn)原料和輔助原料的供應(yīng)渠道，從而確定核心的調(diào)合技術(shù)方案，并進(jìn)一步對(duì)工廠的整體進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃。

有的項(xiàng)目投資者對(duì)工廠規(guī)劃的概念比較模糊，這就更需要設(shè)計(jì)者將設(shè)計(jì)的理念、具體的思路詳細(xì)、準(zhǔn)確地表達(dá)給投資者，以幫助投資者做出正確的判斷和決策。

The Exploration on the Design of Modern Lube Oil Blending Plant

XING Hui1，LIU Hong－w ei2，SU Lin1，WANG Qiang－lin1
（1.Dalian Com pany，China Petroleum Engineering＆Construc tion Corp.，Dalian 116011，China; 2.PetroChina East China Lubricant Blending Plant，Taicang 215433，China）

As the term inal consum ption m arket dem and of lube oil keeps increasing，lube oil production enterprises are improving energetically production efficiency，product quality and profitability.In recent years，m odern lube oilblending p lants continue to em erge.Based on the design experience of PetroChina East China Lubricant Blending Plant，Sim ultaneous M etering Blending（SMB）and Inline Blending（ILB）are contrasted and analyzed in this article.Auxiliary blending facilities such as Autom atic Batch Blending（ABB），pulsem ixing facility and piggable system are also introduced.In addition，the supporting system，storage system，heating schem e，and m aterial transportation，etc.are summ arized and discussed.

lube oilblending;core blending scheme;auxiliary blending facilities;material transportation

TE626.3

A

1002-3119（2011）06-0058-04

2011－05－09。

邢輝（1978－），男，工程師，2000年畢業(yè)于西南石油學(xué)院油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，多年從事工程設(shè)計(jì)工作，現(xiàn)主要從事工程總承包工作。