尿素脫蠟生產(chǎn)中的三種尿料比較

王明路

摘 要：在大慶原油供應(yīng)量不足，不斷摻煉外油的情況下，尿料質(zhì)量每況愈下，致使尿素脫蠟裝置的產(chǎn)品質(zhì)量以及液蠟收率受到很大影響。以二連、沈北、大慶三種原油的直餾柴油餾分為原料，在常溫常壓下，對(duì)這三種尿料參與的絡(luò)合反應(yīng)、絡(luò)合物洗滌等過(guò)程進(jìn)行比較，尋找到更好的尿料，并生產(chǎn)出高品質(zhì)的-35#柴油和300#液體石蠟。

關(guān)鍵詞：尿料；尿素脫蠟工藝；絡(luò)合反應(yīng)

1 前言

錦西石化公司尿素脫蠟裝置簡(jiǎn)介尿素脫蠟裝置是我國(guó)自行研究、設(shè)計(jì)始建于1965年，于1966年6月份投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)加工能力3.5萬(wàn)噸/年，是中石油唯一的一套尿素濕法脫蠟裝置。裝置以大慶原油常壓二線為原料，生產(chǎn)-35#軍用柴油和300#液體石蠟。其中，300#液體石蠟用途廣泛，可用來(lái)生產(chǎn)能夠被生物降解的表面活性劑、增塑劑、氯化石蠟、蛋白—微生物濃縮物、洗滌劑，以及潤(rùn)滑添加劑，是石油化學(xué)和微生物工業(yè)中的重要原料。兩種產(chǎn)品均獲得了國(guó)家銀獎(jiǎng)。

目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)液蠟的主要方法為尿素脫蠟和分子篩脫蠟。尿素脫蠟包括水溶液法和結(jié)晶法，根據(jù)活化劑的不同，水溶液尿素脫蠟工藝又可分為二氯甲烷法、甲醇法和異丙醇法等等。相比之下，異丙醇水溶液尿素脫蠟法，可生產(chǎn)-35#柴油、-50#柴油、重蠟、輕蠟四種質(zhì)量好、雜質(zhì)少、收率高的產(chǎn)品，還具有生產(chǎn)機(jī)制靈活，可根據(jù)市場(chǎng)需求情況及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)方案的優(yōu)點(diǎn)。

近年來(lái)，由于我廠煉油結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，摻煉外油的比例逐漸增大，導(dǎo)致北蒸餾車(chē)間為尿素車(chē)間提供的尿料組分越來(lái)越輕，使絡(luò)合反應(yīng)難以進(jìn)行。為保證一定的脫蠟深度及-35#軍用柴油的出廠質(zhì)量，車(chē)間采取提高尿液飽和度的方法，但這樣的操作又會(huì)造成液蠟中的芳烴含量增加。為尋找適于車(chē)間生產(chǎn)的尿料，車(chē)間委托研究院真對(duì)二連、沈北、大慶的柴油餾分做了一系列尿素脫蠟小型試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)部分

2.1試驗(yàn)原理

尿素[CO（NH2）2]的結(jié)晶是四方晶格，在一定條件下能與長(zhǎng)直鏈烴類(lèi)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，形成具有六角形晶格的絡(luò)合物。絡(luò)合物以長(zhǎng)直鏈烴類(lèi)為中心軸，尿素分子中的氧原子與另一尿素分子中的-NH2以氫鏈相連接，呈螺旋狀圍繞在軸上。這些螺旋體形成的蜂巢狀網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)，分布著被尿素分子吸住的直鏈烴類(lèi)。尿素與正構(gòu)烷烴的絡(luò)合反應(yīng)過(guò)程是可逆放熱反應(yīng)。其反應(yīng)方程式如下：

CnH2n+2+mCO（NH2）2=CnH2n+2[CO（NH2）2]m+△H

作為絡(luò)合反應(yīng)的活化劑，異丙醇能很好地溶解油品，使尿素與正構(gòu)烷烴在反應(yīng)混合物中充分接觸，既便于分子重新排列，又可加快傳熱、傳質(zhì)，加快反應(yīng)速度，利于輸送。

2.2工藝過(guò)程

脫蠟試驗(yàn)在研究院實(shí)驗(yàn)室小型試驗(yàn)裝置進(jìn)行，工藝流程與尿素車(chē)間生產(chǎn)流程一致。尿液和原料油經(jīng)絡(luò)合反應(yīng)、沉降、水洗、共沸蒸餾等工序，生產(chǎn)出脫蠟油和液蠟。

3 分析討論

3.1三種尿油比對(duì)比

尿素異丙醇水溶液與原料油之比，即尿油比，是絡(luò)合反應(yīng)的重要參數(shù)。適宜的尿油比有利于脫蠟液分離，并保證產(chǎn)品的合理收率。

研究院模擬車(chē)間生產(chǎn)工藝，使用循環(huán)尿液，分別記錄了沈北、二連和大慶原油在不同尿油比下的液蠟收率。如見(jiàn)表1所示。

3.2三種原油絡(luò)合物的洗后試驗(yàn)比較

工作人員選用輕餾分溶劑油對(duì)絡(luò)合物中的脫蠟油進(jìn)行洗滌，以提高液體石蠟的正構(gòu)烷烴含量，降低芳香烴含量。在反應(yīng)終溫為30℃，尿油比8：1的條件下，工作人員統(tǒng)計(jì)了不同的洗油比（洗油與原料油之比為洗油比）和洗滌段數(shù)對(duì)液蠟中芳烴含量的影響，結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

4 總結(jié)與討論

大慶、二連、沈北原油的220～310℃餾分都是很好的尿素脫蠟原料，大慶、二連油的性質(zhì)、產(chǎn)品質(zhì)量較為相似；沈北油柴油餾分含蠟量較高，適合采用高尿油比、高飽和度進(jìn)行脫蠟處理。沈北油的芳烴含量雖然較高，但其絡(luò)合物狀態(tài)松散，便于洗滌。在同等條件下，芳烴含量都能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

近年來(lái)，尿素脫蠟裝置加工量不斷增加，油、蠟蒸餾塔的負(fù)荷增大。為降低蒸餾系統(tǒng)的負(fù)荷，洗油比已經(jīng)不能保證在1：1，基本控制在0.69-0.80之間。因此，尿素脫蠟裝置液蠟芳烴含量的實(shí)際值要高于試驗(yàn)值。

二連、沈北的-35柴油膠質(zhì)含量高較，不可單獨(dú)做尿料使用，但可在加工大慶油時(shí)，適當(dāng)摻煉一定比例的沈北油或二連油，以保證產(chǎn)品質(zhì)量合格。