降低酮苯裝置劑耗措施

溫博，南遠方，陳娟，劉超，辛明，王躍

（中國石油集團東北煉化工程有限公司 沈陽分公司，遼寧 沈陽 110167)

降低酮苯裝置劑耗措施

溫博，南遠方，陳娟，劉超，辛明，王躍

（中國石油集團東北煉化工程有限公司 沈陽分公司，遼寧 沈陽 110167)

部分酮苯裝置劑耗較高，造成產(chǎn)品不合格、資源浪費、污染環(huán)境等不良后果。闡述了在運酮苯裝置的劑耗情況，分析了產(chǎn)品攜帶、密閉氣攜帶、設備泄露等幾大造成溶劑損耗的因素，并針對不同的損耗原因制定出穩(wěn)定回收系統(tǒng)關鍵控制參數(shù)、降低密閉氣排空量、減少密閉氣體中溶劑含量等解決措施，通過采取這些措施可以大幅降低酮苯脫蠟脫油裝置的溶劑損失，降低了裝置的生產(chǎn)運行成本，同時減小了環(huán)境污染。

甲乙酮；甲苯；損耗；措施

對于酮苯裝置而言，溶劑是十分重要的，沒有溶劑就無法正常進行潤滑油基礎油及石蠟的生產(chǎn)[1]，溶劑不足也會直接影響到裝置的運行，無法保證產(chǎn)品質(zhì)量，同時大大增加生產(chǎn)操作的難度[2]。

經(jīng)上個世紀三四十年代酮苯脫蠟脫油技術發(fā)展至八十年代已經(jīng)成熟，除個別裝置外，酮苯裝置采用的溶劑都是甲乙酮-甲苯二元混合溶劑[3]，兩種溶劑都容易揮發(fā)，尤其是甲乙酮屬于易揮發(fā)物質(zhì)，揮發(fā)到空氣中與空氣混合成一定比例的混合氣，輕則污染環(huán)境，影響身體健康，重則形成爆炸性氣體，危害生命安全。除揮發(fā)損耗外，蠟下油中的溶劑被帶到下一工序，將影響該工序的操作，造成更大的消耗，而脫油蠟及脫蠟油中攜帶溶劑過量將直接導致產(chǎn)品不合格。

除此之外，溶劑的價格較貴，因此在脫蠟生產(chǎn)過程中必須千方百計地降低溶劑消耗。

1 溶劑損耗情況

根據(jù)2015年中石油在運12套酮苯裝置相關數(shù)據(jù)顯示，酮苯裝置溶劑消耗最高為0.89 kg/t，最低為0.42 kg/t，平均為0.64 kg/t。2014年中石化在運酮苯裝置相關數(shù)據(jù)顯示，酮苯裝置溶劑消耗最高為 6.15 kg/t，最低為0.53 kg/t。國內(nèi)酮苯裝置劑耗相對于美國的0.45 kg/t，日本的0.27 kg/t，都屬于損耗較高的情況。溶劑消耗水平的差距，說明我們酮苯脫蠟的工藝技術、流程組合、設備操作等方面仍有待優(yōu)化。

2 溶劑損耗分析

2.1 攜帶損失

在溶劑回收單元，產(chǎn)品攜帶甲乙酮及甲苯出裝置是造成溶劑損失的一個最大的因素。經(jīng)過濾單元過濾分離后的脫油蠟、脫蠟油及蠟下油攜帶不同比例的溶劑分別進入相應的溶劑回收系統(tǒng)[4,5]，經(jīng)回收前3個塔蒸發(fā)后（五塔三效的回收系統(tǒng)是前3個塔，四個塔的回收系統(tǒng)是前 2個塔），超過 90%以上的溶劑被蒸出，再經(jīng)后面兩個塔（四塔及汽提塔）通過蒸汽汽提蒸發(fā)出剩余的少部分的溶劑后，產(chǎn)品中只存在痕量溶劑。但是在生產(chǎn)過程中，容易發(fā)生三次塔加熱不夠充分等情況，導致汽提塔負荷增大，或者汽提蒸汽量不足、溫度不夠時，導致產(chǎn)品帶劑，造成溶劑損耗。

另一個攜帶損失是脫酮塔底廢水排放時容易攜帶少量溶劑，造成溶劑損失。

由于產(chǎn)品攜帶及廢水排放攜帶的溶劑損失約占溶劑總損失的70%以上。

2.2 排空損失

另一個導致溶劑損失的因素是密閉排空損失。真空過濾系統(tǒng)的密閉氣經(jīng)過一段時間的循環(huán)之后，含氧量增高，超過一定數(shù)值之后就需要排出一部分含氧量高的密閉氣，再補充一部分新鮮密閉氣。由于甲乙酮屬于易揮發(fā)物質(zhì)，甲苯也會揮發(fā)一定量的蒸氣，與密閉氣混合在一起，排空密閉氣時，先經(jīng)溶劑吸收罐吸收，然后進入尾氣處理裝置。在溶劑吸收罐中，密閉氣攜帶的甲乙酮只能有一部分溶解在水中，甲苯蒸氣幾乎不溶解在水中，因此導致大部分溶劑損失。

影響溶劑排空損失的兩個主要因素是密閉氣排空量和其中的溶劑蒸汽含量。

2.2.1 影響密閉氣排空量的因素

密閉氣排空量與新鮮密閉氣補充量密切相關，而影響新鮮密閉氣補充量的主要因素是密閉系統(tǒng)漏入的空氣量。

在正常工況下，過濾系統(tǒng)的密閉氣使用量是有限的，更多所需更換新鮮密閉氣的量會需要更多密閉氣排空的空間。

因為對安全氣氧含量有限制，密閉氣氧含量是要保證在一定范圍內(nèi)的，當系統(tǒng)中漏入空氣量較多，密閉氣含氧量達到要求上限時，為保證生產(chǎn)安全，需要使用新鮮密閉氣置換系統(tǒng)中的含氧量較高的密閉氣，漏入空氣多，需要置換的也就越多，這樣密閉氣排空量也隨之增加。

2.2.2 置換的密閉氣中溶劑蒸汽含量的影響因素

影響置換的密閉氣中溶劑蒸汽含量的兩個因素包括溶劑蒸發(fā)量和溶劑吸收設施效率。

密閉氣中的溶劑含量與溫洗溶劑溫度、過濾機溫洗周期和溫洗時間有關。

生產(chǎn)過程中，運行一段時間的過濾機上會積蠟，導致過濾效果下降，生產(chǎn)能力降低，這就需要溫洗操作，溶解并帶走難以清除的微晶蠟及冰晶，以恢復過濾效果。溫洗操作時，由于過濾機內(nèi)部壓力低，溫洗溶劑進入過濾機時屬于減壓汽化過程。溫洗時間長，溶劑溫度高都會導致更多的溶劑蒸氣閃蒸進入過濾系統(tǒng)，增加了密閉氣中的溶劑含量。溫洗頻繁，也增加了進入密閉系統(tǒng)的溶劑蒸氣量。

置換密閉氣時，先將密閉氣引入溶劑吸收罐，進行溶劑回收，經(jīng)過溶劑吸收罐后進入VOCs裝置處理。在一般處理條件下，提高吸收塔效率，會使塔內(nèi)密閉氣體溶劑含量降低。

2.3 設備的損失

還有一個造成溶劑損失的因素是設備泄露的損失。泵的填料函壓蓋、過濾機大蓋和看窗等處，如果結(jié)構(gòu)不嚴密就會漏出溶劑或溶劑氣體，造成溶劑的損失。還有溶劑冷卻器水的壓力比溶劑壓力低，當冷卻器內(nèi)的小管和花板的脹口有泄漏點，溶劑漏入水中，檢查發(fā)現(xiàn)不及時，溶劑就會損失掉。

3 降低溶劑損耗的方法

3.1 降低攜帶損失

在正常操作中，要保證回收系統(tǒng)平穩(wěn)操作，穩(wěn)定各塔操作參數(shù)，如溫度，壓力等，保證前三個塔的溶劑蒸發(fā)量在95%以上，減小進入四塔和汽提塔的溶劑量；同時調(diào)節(jié)好汽提流量，汽提蒸汽溫度，保證剩余2%左右的溶劑通過蒸汽汽提蒸發(fā)，盡量降低塔底產(chǎn)品攜帶的溶劑。

開工時，應提前開蒸汽，預熱塔體并進行循環(huán)升溫，當回收系統(tǒng)加熱溫度在170 ℃左右，方能往外送料。停工時，汽提塔最后關閉。此外，在開、停工中應避免出現(xiàn)溶劑帶油或帶蠟，應避免出現(xiàn)其他故障，造成開工時間拖長，加大溶劑損失。

3.2 降低排空損失

降低密閉氣排空量、減小密閉氣中溶劑蒸氣含量都是降低溶劑排空損失的重要手段。

3.2.1 減少密閉氣排空量

減少密閉氣排空量應該從密閉氣補充量及系統(tǒng)漏入的空氣量降低等方面入手。

最低收購價政策包括糧食最低收購價政策和糧油臨時收儲措施。糧食最低收購價政策主要用于糧食主產(chǎn)區(qū)小麥和稻谷的收購上，當糧食市場價格低于最低收購價格，在這些區(qū)域由政府按照設定的最低收購價政策進行收購，而當市場價格高于最低的收購價格時，則由農(nóng)戶自行處理農(nóng)作物。糧油臨時收儲措施主要針對玉米、大豆、油菜籽等，由中儲糧總公司負責相關的收儲任務，由其安排下轄企業(yè)或者其他一些有資質(zhì)的企業(yè)進行收購，收購價格按照國家根據(jù)市場制定的臨時收儲價格執(zhí)行。在此過程中嚴禁收購庫存陳糧和國外進口轉(zhuǎn)基因大豆。其目的是保護農(nóng)民利益和發(fā)展糧油生產(chǎn)積極性，維護糧油市場穩(wěn)定[14]。

①控制密閉氣排空頻率

對于密閉氣含氧量的要求，我國規(guī)定含氧量≯5%，而日本、美國等國家規(guī)定≯8%，含氧量規(guī)定的不同導致我國酮苯裝置排空頻率要高于日本等國，這也是我國劑耗比他們高的一個原因。在正常生產(chǎn)過程中，保證密閉氣氧含量≯5%時，應盡量避免置換密閉氣。

②控制空氣進入真空系統(tǒng)

生產(chǎn)過程中真空密閉系統(tǒng)容易漏入空氣的因素有：真空系統(tǒng)中的負壓部分吸入及法蘭密封不嚴等情況。

應做好真空密閉系統(tǒng)，尤其是過濾機、真空泵入口等易漏入空氣位置的檢維修工作、開車前做好氣密檢查工作，避免系統(tǒng)漏入空氣。

3.2.2 減少密閉氣體中溶劑含量

降低密閉氣中的溶劑含量、提高溶劑吸收設施吸收效率都可以顯著降低排空密閉氣中的溶劑含量。

控制溫洗溶劑的溫度、降低溫洗頻率都能使密閉氣中的溶劑含量顯著減少。

在滿足過濾機溫洗效果的要求下，應嚴格控制溫洗溶劑溫度，盡可能保證溫洗溶劑溫度在65～75℃之間，防止溫洗溶劑溫度超出80℃；在不影響裝置產(chǎn)量及保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量降低溫洗頻率，以減小溶劑閃蒸進入密閉氣系統(tǒng)的幾率。

②提高溶劑吸收效率

攜帶溶劑的密閉氣進入VOCs處理裝置前需經(jīng)過溶劑吸收設備吸收揮發(fā)的溶劑，以往主要是用吸收罐吸收，罐中介質(zhì)為水，但甲乙酮、甲苯在水中的溶解度很小，吸收溶劑量不大，現(xiàn)大部分采用蠟下油作為吸收介質(zhì)，可以大大增加溶劑吸收量，同時，油中溶劑達一定濃度后可以輸送至蠟下油回收裝置，回收溶解的溶劑。

目前有的酮苯裝置采用溶劑吸收塔回收密閉氣中的溶劑，塔填料一般采用瓷球型，吸收油采用蠟下油回收系統(tǒng)的汽提塔底油，經(jīng)換熱器及水冷器冷卻后約為40℃進入溶劑吸收塔對密閉氣進行洗滌，溶解回收其中的溶劑。相對于簡單的溶劑吸收罐，溶劑吸收塔排出的密閉氣中的溶劑含量明顯降低，證明了密閉氣中攜帶的溶劑被蠟下油吸收。

③控制密閉氣氨冷器出口溫度

影響密閉氣氨冷器出口溫度的重要原因是溶劑含水的多少。在溫洗操作時，脫水后的溫洗溶劑中也會含有少量的水，其中一些水迅速蒸發(fā)到達真空過濾系統(tǒng)，氨冷器降溫時會結(jié)冰析出，經(jīng)過一段時間后會損壞或堵塞氨冷器，導致真空泵出口安全閥起跳，使過濾系統(tǒng)無法安全操作。

減少溶劑含水量一般有以下幾種方式:

（a）增強原料儲罐除水效果，防止伴熱線介質(zhì)漏出；

（b）一定時間內(nèi)對溶劑罐和回收系統(tǒng)水冷器進行巡檢；

（c）對干燥系統(tǒng)進行強化。確保干燥塔頂部溫度小于 76 ℃；可以使蠟回收系統(tǒng)一次塔頂溶劑蒸汽當做所有熱量來源，使用二次塔頂溶劑蒸汽當做備用熱量來源(因為結(jié)晶系統(tǒng)中的水大部分混入蠟液中重新回到蠟回收系統(tǒng)，其中大量的水是由一次塔和二次塔的頂部蒸發(fā)而來)。

3.3 消除溶劑的漏損

①提高設備檢修的質(zhì)量。過濾機大蓋、看窗、泵的填料函壓蓋應嚴密，閥門壓蓋應壓好，冷卻器應試驗檢查好。

②回收化驗用過的溶劑。設備漏出的點滴溶劑以及設備檢修是殘存于設備中的溶劑應及時回收。

③當溶劑冷卻器中的溶劑壓力大于水壓時，定期檢查冷卻器是否有漏，防止溶劑大量跑損，并應形成制度。

4 結(jié) 論

通過對溶劑損失的幾點分析，制定出對應的解決措施，可以降低溶劑消耗，在保證裝置平穩(wěn)運行的同時節(jié)省了裝置運行成本，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，并且降低了污染環(huán)境的幾率，提高了工人的工作環(huán)境質(zhì)量。

［1］黎秀基．優(yōu)化高含蠟原料加工方案生產(chǎn)全精煉石蠟[J]．石油石化節(jié)能與減排，2015(5)：21-24

［2］羅志海．順酐溶劑吸收裝置的關鍵控制工藝分析[J]．當代化工，2014(11)：2325-2327

［3］余晶云．酮苯脫蠟裝置中溶劑混入輕烴對生產(chǎn)的影響及解決方法[J]．廣東石油化工學院學報，2016(3)：5-7.

［4］李寶中，呂宏光，王國斌,等．酮苯脫蠟改脫蠟脫油裝置的優(yōu)化設計方案[J]．石油化工設計，2015(1)：32-33.

［5］張文區(qū)．酮苯脫蠟技術在液體石蠟生產(chǎn)中的應用[J]．河南化工，2016(1)：48-50.

Measures For Reducing Solvent Consumption in Mek-Tol Unit

WEN Bo, NAN Yuan-fang, CHEN Juan, LIU Chao, XIN Ming,WANG Yue
（CNPC Northeast Refining amp; Chemical Engineering Co., Ltd. Shenyang Company, Liaoning Shenyang 110167, China)

The solvent consumption in some Mek-Tol units is high, which results in the unqualified products, waste of resources and pollution of the environment. In this paper, seasons to cause the high solvent consumption problem in the Mek-Tol unit were analyzed, such as product carrying, sealed air carrying, equipment leakage and so on. Some solutions were put forward, such as stabilizing the key control parameter of solvent recovery system, reducing the emptying amount of sealed air, reducing solvent content in sealed air, and so on. These measures can significantly reduce solvent consumption in the Mek-Tol unit, reduce the cost of operation of the device, and reduce environmental pollution.

Methyl ethyl ketone;Toluene; Consumption; Measures

TQ 012

A

1671-0460（2017）11-2297-03

2017-09-04

溫博（1981-），男，遼寧撫順人，工程師，工程碩士，2015年畢業(yè)于遼寧石油化工大學化學工程專業(yè)，研究方向：從事石油化工工程設計。E-mail：wenbo@hqcec.com。