談尿素脫蠟裝置向生產(chǎn)要效益的經(jīng)驗(yàn)

摘 要：本文通過近幾年對尿素脫蠟裝置一些實(shí)際工作的總結(jié)，闡明本裝置為實(shí)現(xiàn)向生產(chǎn)要效益的目的，而在提高液蠟收率方面的一些工作經(jīng)驗(yàn)。從尿液飽和度、反應(yīng)終溫、尿液過濾三方面由理論根據(jù)與實(shí)際相結(jié)合，深入具體說明提高液蠟收率的方法。

關(guān)鍵詞：尿素脫蠟；效益；液蠟收率；

文章編號：1674-3520（2015）-07-00-02

前言

錦西石化公司尿素脫蠟裝置作為中石油系統(tǒng)唯一的尿素濕法脫蠟裝置，以北蒸餾常二線為原料，生產(chǎn)-35#軍用坦克柴油和300#液體石蠟。其中低凝柴油主要供軍用，而重質(zhì)液蠟多年來以色澤好，穩(wěn)定性高，目的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率高而深受好評。尤其廣泛應(yīng)用于洗滌劑、增塑劑、農(nóng)藥乳化劑、皮革加酯劑和氯化石蠟等化工產(chǎn)品領(lǐng)域，所以供不應(yīng)求，經(jīng)濟(jì)效益可觀。那么要達(dá)到增效的目的，重中之重的問題在于保證質(zhì)量的同時，怎樣提高液蠟收率？從而滿足市場需要，創(chuàng)更大利潤。本文將結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，對尿素脫蠟裝置生產(chǎn)控制單元操作和指標(biāo)反復(fù)調(diào)試，摸索出其影響因素，具體總結(jié)如下：

一、尿液飽和度

尿素脫蠟裝置是利用尿素在一定條件下與油品中正構(gòu)烷烴發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)形成絡(luò)合物的特性，使油品凝固點(diǎn)降低，絡(luò)合物分解后得到正構(gòu)烷烴（液蠟）和尿液，而尿液循環(huán)使用，由此可見尿素在整個裝置中重要地位。具體在反應(yīng)式如下：

CnH2n+2+mCO（NH2）2 CnH2n+2 [CO（NH2）2]m

式中m—尿素與進(jìn)入絡(luò)合物中正構(gòu)烷烴的摩爾比

據(jù)此可以算出，平均一個碳原子需要0.75個尿素分子，尿素與正烷烴的重量比保持在2.5—4克的水平上，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)證明1克 C7-C16正構(gòu)烷烴生成絡(luò)合物所必須的尿液量為2.5—3克，而1克C17-C28正構(gòu)烷烴生成絡(luò)合物所必須的尿液量則為3—4克。

根據(jù)質(zhì)量作用定律，未與烷烴生成絡(luò)合物的游離尿素與生成的絡(luò)合物相互作用。

實(shí)際證明，當(dāng)尿素量大到一定程度時，飽和度大于63℃，尿素濃度大于45%，會沉降出稠的，難以分離的懸浮液，造成絡(luò)合物中混有柴油，液蠟質(zhì)量不合格，同時也不利于輸送，增加操作困難。因此要在一定范圍內(nèi)提高尿液飽和度，不難看出飽和度在54-58℃是最優(yōu)秀的。

二、反應(yīng)終溫

由絡(luò)合反應(yīng)方程式可見，絡(luò)合物的生成熱是放熱過程，其反應(yīng)熱由以下三個過程的熱量積聚而成。

從上面公式中可以看出，絡(luò)合反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此降低反應(yīng)溫度有利于絡(luò)合反應(yīng)向右進(jìn)行，提高脫蠟深度。當(dāng)反應(yīng)溫度升高時，絡(luò)合反應(yīng)傾向左方，脫蠟深度變淺，而且生成的絡(luò)合物的穩(wěn)定性變壞。因此，絡(luò)合反應(yīng)的溫度是影響脫蠟深度的一個極其重要指標(biāo)。在實(shí)際生產(chǎn)中，在有利于輸送的前提下，應(yīng)盡量降低反應(yīng)溫度以提高液蠟收率。確定最終的反應(yīng)溫度要根據(jù)具體的實(shí)際情況而定，尿素脫蠟的一個主要優(yōu)點(diǎn)就是其絡(luò)合反應(yīng)可以在常溫常壓下進(jìn)行，因而可以充分利用冷水來降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)溫度能夠控制在26℃是比較理想的。我裝置也是采用冷水降溫的，但是受用水緊張的限制，水溫（特別是夏季）較高，達(dá)不到理想的反應(yīng)溫度，又因裝置用大套管代替小套管，也不利反應(yīng)溫度的降低，近些年，裝置加工量不斷增加，尿液飽和度提高，更是增加了熱負(fù)荷，所有這些不利因素都影響了反應(yīng)溫度的降低，從目前的生產(chǎn)實(shí)際來看，我裝置的反應(yīng)溫度僅能達(dá)到30±2℃ ，既冬季28℃，夏季基本在32℃左右甚至更高，與理想的反應(yīng)溫度有一定的差距。

在實(shí)際生產(chǎn)中，保證冷卻水量，降低新水溫度，酸洗套管殼層，提高套管傳熱系數(shù)是降低終溫的具體方法。經(jīng)驗(yàn)證明冷水泵21流量保持200噸以上，每五年酸洗套管殼層一次，保證傳熱，是本裝置能夠控制終溫的有效操作方法，更是多年來尿素脫蠟人在生產(chǎn)中努力保證的操作條件，而降低夏季水溫是公司迫在眉睫的待解決問題。綜上所述，要達(dá)到一定的脫蠟深度，作為操作人員，必須嚴(yán)格執(zhí)行操作卡，使反應(yīng)終溫控制在越接近26℃越好。

三、尿液過濾

系統(tǒng)中尿液是循環(huán)使用的，隨著時間的延長，系統(tǒng)循環(huán)尿液會逐漸失去活性，因?yàn)樵谀蛩刂蟹e累了阻礙絡(luò)合反應(yīng)的雜質(zhì)，使其污染。來源主要有兩個方面：

（一）來源于設(shè)備，尿素長期在設(shè)備中運(yùn)行，鐵銹，泥沙進(jìn)入尿液。

（二）來源于原料油。由于異丙醇是強(qiáng)極性有機(jī)溶劑，極易溶解油品中膠質(zhì)、氧化物、硫化物，尤其在尿素與正構(gòu)烷烴生成的絡(luò)合物中，原料中芳烴分子吸附在尿素結(jié)晶表面，使尿素某些部位堵塞，不能進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)而導(dǎo)致反應(yīng)效果降低，而芳烴中稠環(huán)和脂環(huán)部分是形成膠質(zhì)的重要組成部分，膠質(zhì)更是尿液失活得重要因素，所以在生產(chǎn)中過濾尿液是必要的。

本裝置在實(shí)際中使用吸附柱容30進(jìn)行尿液過濾，具體流程如圖：

容30內(nèi)依次填加底網(wǎng)，活性纖維，活性炭，破沫網(wǎng)，瓷球。其中底網(wǎng)與破沫網(wǎng)主要起支撐作用，而發(fā)揮過濾作用的是活性炭、活性纖維與瓷球。首先活性炭吸附是利用物理吸附，化學(xué)吸附，氧化，還原等性能，去除尿液中污染物的處理方法。它是由木材，煤，果殼等含碳物質(zhì)在高溫缺氧條件下制成（本車間的活性炭由木材制成），它具有巨大的比表面積（500—1700㎡/g）和復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu)（孔半徑≥20000nm），而吸附過程正是在孔隙中和表面進(jìn)行的。在處理中，活性炭利用較大的親和力，吸附住尿液中膠質(zhì)等大分子雜質(zhì)，從而使其像磁力一樣，所有分子之間卻因相互作用引力，達(dá)到吸附凈化脫色效果。其次本裝置采用微孔瓷球，是在惰性瓷球內(nèi)部增加了20-30%具有吸附作用的結(jié)構(gòu)微孔，因而除具有支撐催化劑和分散尿液作用，還同時吸附尿液中各種大小的雜質(zhì)。因尿液雜質(zhì)有顆粒狀、膠質(zhì)狀、瀝青質(zhì)狀及金屬等，雖經(jīng)活性炭過濾一部分，但相當(dāng)部分（如小于25μm的顆粒雜質(zhì)和鐵離子）還是無法過濾，而在尿液吸附柱容30最高層的瓷球可將未過濾的雜質(zhì)吸附其孔內(nèi)，大大保護(hù)了尿液。另外，活性纖維布滿微孔，表面產(chǎn)生納米級的孔徑，增加比表面積，對尿液的吸附能力比活性炭在水溶液中高5-6倍，吸附速度更快，無疑為尿液過濾增加了雙保險。

尿素脫蠟裝置在2013年全廠大檢修的契機(jī)中，重新檢修并啟用尿液吸附柱，尤其在開工初期循環(huán)加溫一罐尿液又經(jīng)吸附柱搗一罐，并且控制尿液量不要太大，要均勻。隨時采樣注意過濾效果。如發(fā)現(xiàn)過濾效果不好，再從泵12處吹汽，在吸附柱下面放空閥處放空，保證無雜質(zhì)后，使之恢復(fù)活性再仔細(xì)過濾。經(jīng)各項(xiàng)分析得出，經(jīng)過過濾的尿液更好地達(dá)到了絡(luò)合反應(yīng)效果，不僅提高了液蠟色度，更活化尿液，減少物耗，保證絡(luò)合反應(yīng)中尿素量，從而提高液蠟收率。

四、結(jié)論

通過以上討論并總結(jié)，在正常處理原料的條件下，應(yīng)采用以下措施來提高液蠟收率：

尿液飽和度由原來的52-56℃提高至54-58℃

反應(yīng)終溫控制在28℃以下，盡量接近26℃

定期用容30吸附柱過濾尿液，提高尿液活性。

參考文獻(xiàn)：

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