糠醛裝置工藝優(yōu)化改造

(中國石化 南陽石蠟精細(xì)化工廠，河南 南陽 473132)

糠醛裝置工藝優(yōu)化改造

李云霞

(中國石化 南陽石蠟精細(xì)化工廠，河南 南陽 473132)

對南陽石蠟精細(xì)化工廠糠醛裝置抽提系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，通過改造后的糠醛精制裝置在保證抽提產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提下，處理能力提高15%左右，單日處理量由現(xiàn)在的平均380 t/d提高到440 t/d，抽提塔溫度梯度控制合理。同時精制油收率提高了1%～2%，為同類裝置提供了可參考的經(jīng)驗(yàn)。

糠醛；抽提；收率；溫度梯度；產(chǎn)品質(zhì)量

0 前言

南陽石蠟精細(xì)化工廠(以下簡稱精蠟廠)糠醛裝置于1997年開工至今，裝置原設(shè)計(jì)能力為10萬t/a，通過幾年改造處理能力達(dá)到了14萬t/a，年實(shí)際加工量在13.5萬t左右，但抽提效果不理想，反映在下游產(chǎn)品的潤滑油黏度指數(shù)和氧化安定性離標(biāo)準(zhǔn)要求距離比較大，后者平均相差30～60 min。加工的原料油為常減壓裝置生產(chǎn)的減二線、減三線、減四線、減五線及丙烷脫瀝青裝置生產(chǎn)的輕脫瀝青油。

1 改造前存在問題

中石化糠醛裝置每噸原料溶劑消耗平均為0.78 kg，最低為0.45 kg，精蠟廠每噸原料溶劑消耗為1.30 kg，溶劑回收不完全，通過用醋酸苯胺測試，外送抽出油、精制油都不同程度地含有糠醛溶劑(>0.05%)，溶劑消耗居高不下，在中石化同類裝置中溶劑消耗最高。

由于原料酸值高，糠醛溶劑容易氧化縮合結(jié)焦，多年的開工運(yùn)行造成抽提塔的進(jìn)料分布器及填料表面附有焦粒，2009年大修期間用熱柴油(80 ℃)進(jìn)行清洗效果不明顯，填料表面結(jié)焦很難清洗下來，裝置實(shí)際比負(fù)荷有所下降，抽提效果差，加工處理能力下降，處理量由原來的420 t/d下降為400 t/d。

經(jīng)過幾次擴(kuò)能改造，精蠟廠糠醛裝置原料和糠醛溶劑在抽提塔內(nèi)萃取沉降時間相對較短。抽提分離效果差，抽提塔溫度梯度不合理，底溫與頂溫的溫差只有25 ℃；精制液含醛高(15%～17%)，精制油收率及產(chǎn)品質(zhì)量下降，精制油的收率由前幾年的平均82.2%下降為目前的81.7%。

2 改造措施

糠醛精制裝置是精蠟廠潤滑油—蠟生產(chǎn)的核心裝置，擔(dān)負(fù)著給該廠特種產(chǎn)品提供優(yōu)質(zhì)原料，隨著精蠟廠8萬t特種蠟基地的建設(shè)，降低糠醛裝置溶劑消耗、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高處理量已成為精細(xì)化工廠工作的重要環(huán)節(jié)，對糠醛裝置進(jìn)行工藝改造勢在必行。

通過對糠醛精制裝置的精制液增設(shè)沉降工藝，降低外送精制油、攜帶油的溶劑含量，不僅能降低糠醛的溶劑消耗，還能為下游裝置提供優(yōu)質(zhì)的原料。目前茂名石化、荊門石化等中石化大廠糠醛裝置都已采用此工藝，且應(yīng)用效果明顯，精蠟廠曾先后兩次派技術(shù)人員進(jìn)行了實(shí)地考察，對此工藝有了深刻的了解和研究。

選用新型的原料和溶劑進(jìn)料分布器，抽提塔填料選用新型高效的填料，能改善塔內(nèi)液體的分布狀況，增加相際傳質(zhì)面積，增大抽提塔的比負(fù)荷，提高精制效果，改善分離效果差及抽提塔溫度梯度不合理的現(xiàn)狀，能提高精制油的收率和裝置的處理能力，改善產(chǎn)品質(zhì)量。茂名石化通過對抽提塔進(jìn)行改造，抽提塔的最大總比負(fù)荷提高了10.3%。

3 原理及改造方案

精制液從萃取塔頂出來后先經(jīng)換冷降低溫度至60～70 ℃再進(jìn)入沉降罐，精制液所夾帶的部分糠醛(約10%)被析離出來，通過沉降罐界面控制將沉降糠醛重新打回至萃取塔。這樣，進(jìn)入加熱爐的糠醛減少，使加熱爐熱負(fù)荷得到進(jìn)一步降低，爐子燃料消耗降低，最主要的一點(diǎn)是可以大幅降低裝置濕醛量。特別是精蠟廠糠醛裝置原料切換頻繁，精制液經(jīng)過沉降分離后，可以穩(wěn)定加熱爐進(jìn)料組成。改造后工藝流程圖如圖1所示。

圖1 工藝優(yōu)化后的流程圖

選用新型分布器和高效填料。選用分布均勻、傳質(zhì)面積大、傳質(zhì)系數(shù)高的原料進(jìn)料分布器和糠醛進(jìn)料分布器，見圖2和圖3。

圖2 原料進(jìn)料的分布器

圖3 糠醛進(jìn)料的分布器

糠醛溶劑從塔上部切向進(jìn)入塔內(nèi)，原料油從塔下部切向進(jìn)入塔內(nèi)。通過模擬抽提塔的操作條件，選用新型高效填料，更換現(xiàn)有上下兩層(12 m)填料，改善抽提效果。

糠醛精制裝置的抽提體系具有低界面張力和較大的黏度，這種性質(zhì)的體系于易于分散和乳化。這次技術(shù)改造主要是把抽提塔中的填料由原來的散堆填料更換為FG型規(guī)整填料，并對分布器進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和更換。采用的FG型蜂窩格柵填料是一種高空隙率的規(guī)整填料，在塔內(nèi)有規(guī)則的排列，流道有規(guī)則地均勻分布，對于黏度較大的流體，具有較好的流動性能，操作中不會因堵塞而影響生產(chǎn)。FG型規(guī)整填料還具有高效率和高通量的特點(diǎn)。

FG型蜂窩格柵填料已應(yīng)用到獨(dú)山子、玉門、燕山等石化公司的糠醛精制的抽提塔中，并獲得了成功。提高了塔的通量和精制油收率，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 改造效果

沉降系統(tǒng)投用后，精制液的溫度控制在85～88 ℃，沉降罐可沉降出糠醛溶劑0.5 t/h，從抽提塔頂部出來的精制液糠醛含量為10%左右，經(jīng)沉降后精制液糠醛含量為7%～8%，穩(wěn)定了加熱爐的進(jìn)料組成，減少了加熱爐的負(fù)荷。由于精蠟廠糠醛裝置溶劑比偏小，干燥塔底溫相對較低，精制液的沉降溫度過低，在升溫過程中取熱過多，宜造成回收系統(tǒng)進(jìn)塔溫度低，回收系統(tǒng)熱量平衡打破。

更換新型填料后，溫度梯度可以控制在30 ℃左右，處理量可提高至17 t/h，中段循環(huán)機(jī)泵P2110AB的流量可控制在18～19 t/h，精制油的收率提高了0.1%。

5 經(jīng)濟(jì)效益

直接效益：①溶劑消耗由原來每噸原料耗1.30 kg降低為1.10 kg，溶劑的單價為8 000元/t，年節(jié)約溶劑27 t；節(jié)約費(fèi)用21.6萬元。②沉降罐可沉降出糠醛溶劑0.5 t/h，則每年加工時間為8 400 h，每年不經(jīng)過加熱爐的溶劑為4 200 t。糠醛定壓比熱溶為[1.596 kJ/(kg·℃)] 爐子進(jìn)口溫度170 ℃，出口溫度215 ℃，則可節(jié)省能耗為30 164.4 kJ；燃料油的燃燒熱值為46.2 kJ；可節(jié)約燃料油7.2 t；燃料油價格為4 350元/t；則可節(jié)省的費(fèi)用為3.13萬元。③精制油的收率提高0.1%；糠醛精制油的價格為8 500元/t；糠醛廢油為5 300元/t；則提高精制油的收率后增加的收益為43.2萬元。綜上所述，本項(xiàng)目總效益為67.93萬元。

6 結(jié)論

通過糠醛裝置精制液增加沉降系統(tǒng)，更換原料、糠醛進(jìn)料的分布器，更換填料，提高了處理量，減少了加熱爐的負(fù)荷，提高了精制油的收率，抽提塔的溫度梯度滿足了工藝要求。

改造后取得了良好的效果，節(jié)約了能耗，產(chǎn)品質(zhì)量得到保證，經(jīng)濟(jì)效益顯著提高，在同類裝置中具有應(yīng)用推廣價值。

2013-11-21

李云霞(1973-)，女，工程師，從事煉油化工設(shè)計(jì)工作，電話：13849717921。

TQ050.2

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1003-3467(2014)02-0043-02