石油磺酸鹽生產(chǎn)裝置的優(yōu)化改造

牛春革，甄新平，高　峰，方新湘

石油磺酸鹽生產(chǎn)裝置的優(yōu)化改造

牛春革1，甄新平1，高峰2，方新湘1

（1.中石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司，新疆克拉瑪依 834000；
2.新疆金塔投資集團(tuán)有限公司，新疆克拉瑪依 834000）

針對(duì)石油磺酸鹽罐組式磺化生產(chǎn)裝置工藝落后，員工操作負(fù)荷大，生產(chǎn)過程嚴(yán)重污染環(huán)境的問題進(jìn)行優(yōu)化改造，全部生產(chǎn)過程采用DCS控制系統(tǒng)，大幅度提高了生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制水平，最終提高了裝置生產(chǎn)效率，使產(chǎn)品順利生產(chǎn)并保證油田的應(yīng)用。

石油磺酸鹽；磺化；工業(yè)生產(chǎn)；優(yōu)化

石油磺酸鹽是以石油組分為原料、利用三氧化硫?yàn)榛腔瘎┗腔玫降囊环N重要的陰離子表面活性劑，應(yīng)用范圍較廣，主要應(yīng)用于油田三次采油、潤(rùn)滑油添加劑、金屬加工液、鉆井泥漿等領(lǐng)域。新疆克拉瑪依是較早生產(chǎn)工業(yè)石油磺酸鹽產(chǎn)品的地區(qū)，1996為配合新疆油田公司的“二中區(qū)三元復(fù)合驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)項(xiàng)目”，生產(chǎn)出了質(zhì)量?jī)?yōu)異的KPS表面活性劑產(chǎn)品，取得了提高21.8%采收率的喜人效果，但磺酸鹽生產(chǎn)工藝陳舊，亟待改進(jìn)。

1　基本情況

克拉瑪依石油磺酸鹽裝置建于1994年，自建成投產(chǎn)以來，歷經(jīng)了多次改造，最早采用罐組式連續(xù)磺化工藝，但實(shí)際運(yùn)行中三氧化硫氣體與餾分油接觸不充分，副產(chǎn)物酸渣多、粘度大，一、二級(jí)磺化反應(yīng)罐之間的轉(zhuǎn)油線容易被酸渣堵塞，三氧化硫氣體無法實(shí)現(xiàn)逆流接觸反應(yīng)，導(dǎo)致尾氣三氧化硫濃度高、增加了堿吸收塔的負(fù)荷［1］。

為此采用了攪拌釜式交替的間歇磺化工藝，實(shí)際操作過程中，采用兩個(gè)磺化罐間歇式磺化，兩罐互相切換操作，結(jié)果生產(chǎn)不連續(xù)，產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)大，原料處理量低，酸渣產(chǎn)生大，酸渣排放不易控制，造成三氧化硫氣體分布器經(jīng)常被堵塞，影響了三氧化硫氣體與油品的高效傳質(zhì)分散，最終導(dǎo)致此套磺化裝置成為勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣、“三廢”問題嚴(yán)重的工藝落后的生產(chǎn)裝置，不能適應(yīng)當(dāng)前石油磺酸鹽的生產(chǎn)需求以及環(huán)保要求，需要對(duì)裝置進(jìn)行改造。

2　改進(jìn)策略

2.1改變磺化反應(yīng)方式

通過中石油克拉瑪依石化有限責(zé)任公司在實(shí)驗(yàn)室階段開展的探索實(shí)驗(yàn)，確定了由連續(xù)噴射磺化反應(yīng)方式替代間歇性鼓泡式磺化的反應(yīng)方式，酸性油由溢流改造為直接從罐底底口向上射流方式，原料油經(jīng)噴嘴噴射霧化，與釜腔內(nèi)氣態(tài)三氧化硫充分接觸，瞬間完成磺化反應(yīng)。解決了反應(yīng)過程傳質(zhì)、傳熱不均的問題，大幅度提高傳質(zhì)效率。提高了磺化處理能力，同時(shí)大幅度縮短了磺化原料與磺化劑的接觸時(shí)間，由之前反應(yīng)接觸時(shí)間7～9h，降低至3min之內(nèi)，大幅度減低了酸渣的產(chǎn)生量。

由新疆金塔投資集團(tuán)有限公司對(duì)工業(yè)生產(chǎn)裝置進(jìn)行了改造，改造完成后，磺化生產(chǎn)控制自如，并實(shí)現(xiàn)了石油磺酸鹽的連續(xù)化生產(chǎn)［2］。

2.2增加離心脫渣工藝

磺化酸性油中含有懸浮的酸渣，自然沉降時(shí)間長(zhǎng)，分離效果不好，酸渣進(jìn)入中和萃取體系，也會(huì)影響磺酸鹽的質(zhì)量。為提高脫渣效率和酸性油的收率，酸性油從磺化罐出來后進(jìn)入新增的離心脫渣系統(tǒng)進(jìn)行離心脫渣分離，提高了脫渣效率和剩余油的收率；

2.3增加抽余油真空閃蒸系統(tǒng)

酸性油經(jīng)過中和萃取后，含有乙醇的水溶液會(huì)進(jìn)入抽余油中，造成萃取系統(tǒng)抽余油產(chǎn)品含水及酒精偏高的問題。為此，增加了真空系統(tǒng)，對(duì)抽余油進(jìn)行閃蒸，使抽余油的水分下降到0.03%至痕跡之間，可直接作為成品油出售或進(jìn)入下一道油品處理系統(tǒng)。

2.4增加自動(dòng)化控制系統(tǒng)

裝置建成之初，裝置為間歇操作，自動(dòng)化水平很低，加上物料接觸不均勻，裝置經(jīng)常被酸渣堵塞，反應(yīng)不充分引起尾氣三氧化硫濃度較高，操作環(huán)境非常惡劣。通過工藝優(yōu)化后，磺化實(shí)現(xiàn)連續(xù)化操作，全過程采用DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)，使燃硫、三氧化硫轉(zhuǎn)化、磺化、中和萃取、閃蒸脫溶劑、磺酸鹽濃縮、尾氣吸收過程的進(jìn)料流量、溫度、壓力控制全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，大幅度提高了生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制水平，工作場(chǎng)所氣味小，員工工作環(huán)境得到改善。員工的勞動(dòng)強(qiáng)度得到改善。

3　結(jié)束語

石油磺酸鹽工業(yè)生產(chǎn)裝置采用連續(xù)噴射式磺化工藝，磺化效率高，最高處理量由之前的2t/h提高到4t/h，裝置處理能力達(dá)到3.5萬t/a，磺化原料處理能力增加50%以上，磺酸鹽收率提高40%以上，降低了酸渣的生成量，降低了尾氣中三氧化硫的排放，使磺化過程連續(xù)進(jìn)行，不僅大幅度減低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善生產(chǎn)環(huán)境，降低酸渣和尾氣的處理成本，而且減少了對(duì)環(huán)境的污染和廢堿液排放量，符合低碳環(huán)保的發(fā)展理念。

磺化油進(jìn)行中和分離后采用真空閃蒸工藝進(jìn)行脫水處理，尾氣通過吸收處理達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)工藝過程合理、穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，目前工業(yè)裝置已連續(xù)運(yùn)行1a以上，是該裝置自建成以來連續(xù)平穩(wěn)時(shí)間最長(zhǎng)的一次技術(shù)改造升級(jí)。

［1］ 范維玉，張數(shù)義，李水平，等.降膜式磺化工藝合成驅(qū)油用石油磺酸鹽的研究［J］，中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，31（2）：126-134.

［2］ 孫新春，韓煒，李群，等.克拉瑪依石油磺酸鹽工業(yè)化生產(chǎn)及質(zhì)量評(píng)價(jià)［J］，新疆石油科技，1995，5（4）：100-106.

Optimization and Improvement of Petroleum Sulfonate Production Equipment

Niu Chun-ge，Zhen Xin-ping，Gao Feng，F(xiàn)ang Xin-xiang

To improve and optimize the petroleum sulfonate multi-stage sulfonation process equipment and technique，reduce working load and solve the serious environmental pollution problem arising out of the production，DCS control system would be employed in the entire production process to greatly improve the automatical control level of the production process and ultimately improve the efficiency of production equipment，making our production smooth and ensuring the application of oilfield.

petroleum sulfonate；sulfonation；industrial production；optimization

TQ423

A

1003-6490（2016）06-0072-01

2016-06-18

方新湘（1968—），女，浙江杭州人，工程師，主要研究方向?yàn)槭突ぜ笆臀⑸锛夹g(shù)。