潤滑油加氫裝置減壓塔真空度降低原因及應(yīng)對

王曉東(中海油氣(泰州)石化有限公司，江蘇 泰州 225300)

0 引言

中海油氣(泰州)石化有限公司石蠟基高壓加氫潤滑油基礎(chǔ)油裝置(以下簡稱泰州石化石蠟基潤滑油裝置)引進(jìn)美國雪佛龍與魯瑪斯技術(shù)合資公司的異構(gòu)脫蠟專利技術(shù)全加工工藝以常減壓裝置減三線、減四線為原料生產(chǎn)高檔潤滑油基礎(chǔ)油、工業(yè)白油和化妝品級白油，各產(chǎn)品具有較高的氧化安定性、良好的低溫流動性和高粘度指數(shù)等優(yōu)良特性，其中潤滑油基礎(chǔ)油滿足HVIⅡ、HVIⅡ+、HVIⅢ質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；工業(yè)白油和化妝品級白油具有無色、無味、無毒、優(yōu)良的安定性、耐光性、無熒光、對人體無害、對皮膚無刺激、有優(yōu)良的親和性。潤滑油基礎(chǔ)油及白油產(chǎn)品良好的性能除受原料性質(zhì)、催化劑性能、反應(yīng)系統(tǒng)操作條件等因素影響之外，分餾系統(tǒng)尤其減壓塔運(yùn)行水平的對產(chǎn)品的影響也至關(guān)重要。泰州石化石蠟基潤滑油裝置減壓塔頂抽真空系統(tǒng)分為三級，采用兩級蒸汽抽真空器+液環(huán)真空泵機(jī)組組合的抽真空模式，第三級蒸汽抽真空器作為液環(huán)真空泵機(jī)組的備用設(shè)備。減壓塔真空度高低及穩(wěn)定性對各側(cè)線潤滑油基礎(chǔ)油產(chǎn)品的質(zhì)量控制影響至為關(guān)鍵，并且也會制約生產(chǎn)高粘度牌號的潤滑油基礎(chǔ)油及白油產(chǎn)品，同時對減壓爐燃料氣消耗量也有影響較大。

1 裝置現(xiàn)狀

減壓塔頂溫度隨塔頂殘壓變化趨勢如圖1所示，石蠟基潤滑油裝置原料由減四線蠟油和加裂尾油(其中減四線蠟油30 t/h+加裂尾油10 t/h)切換為減三線蠟油和加裂尾油摻煉(其中減三線蠟油25 t/h+加裂尾油15 t/h)，處理量維持40 t/h不變。根據(jù)全公司物料平衡，于2019年12月2日，石蠟基潤滑油裝置處理量逐步提至45 t/h(其中減三線蠟油30 t/h+加裂尾油15 t/h)，減壓塔頂殘壓維持在12～14 kPa，12月27日至29日，減壓塔頂溫度有20 ℃左右的波動，塔頂殘壓也不斷上漲，漲至20.17 kPa。

圖1 減壓塔頂溫度隨塔頂殘壓變化趨勢

2 減壓塔頂真空度降低對裝置的影響

2.1 產(chǎn)品質(zhì)量影響

真空度降低造成產(chǎn)品質(zhì)量控制困難，不利于各側(cè)線餾分切割，減壓塔各側(cè)線組分分離效果變差，影響各潤滑油基礎(chǔ)油粘度及閃點(diǎn)控制。

2.2 裝置運(yùn)行安全影響

為了滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求則需要提高減壓爐出口溫度、塔頂溫度及各側(cè)線抽出溫度，這樣會增加減壓塔底結(jié)焦的風(fēng)險；為保證減一線閃點(diǎn)合格，提高減壓塔頂溫度后，造成減頂污油組分變重，去減壓火嘴的減頂氣帶液導(dǎo)致減壓火嘴結(jié)焦嚴(yán)重，影響裝置運(yùn)行安全。

2.3 裝置能耗增加

提高減壓爐出口溫度，造成燃料氣消耗增加，同時減頂溫度提高后會造成減頂油氣量增大，增加了減壓塔頂冷凝負(fù)荷及水環(huán)真空泵運(yùn)行負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致裝置能耗增加，同時造成減壓塔頂真空度再次變差的惡性循環(huán)。

2.4 制約生產(chǎn)高粘度牌號產(chǎn)品

真空度降低，不利于較重餾分氣化，降低拔出率，影響組分切割，制約生產(chǎn)高附加值的高粘度牌號潤滑油基礎(chǔ)油產(chǎn)品。

3 減壓塔頂殘壓偏高的原因分析

(1)造成減壓塔真空度降低的主要因素是原油摻煉種類和摻煉比例變化頻繁，造成減壓餾分油性質(zhì)波動頻繁，給后續(xù)二次加工裝置造成較大困難，造成石蠟基潤滑油裝置催化劑長期高負(fù)荷運(yùn)行，造成異構(gòu)脫蠟貴金屬催化劑降傾點(diǎn)能力減弱，石蠟基潤滑油裝置異構(gòu)脫蠟反應(yīng)選擇性變差，裝置只能以瓶頸產(chǎn)品重質(zhì)潤滑油傾點(diǎn)變化為導(dǎo)向及時提高反應(yīng)溫度確保產(chǎn)品質(zhì)量合格，如此則異構(gòu)脫蠟部分裂化副反應(yīng)加劇，輕烴量增加，導(dǎo)致減壓塔頂抽真空負(fù)擔(dān)加重，造成減壓頂真空度變差，殘壓升高。

(2)減壓塔頂冷回流量相對穩(wěn)定，而塔頂溫度波動較大，且減壓塔真空度下降，塔頂殘壓不斷上漲并且大幅波動，分析由于后路不暢造成塔壓升高引起的頂溫波動，針對這種情況將減頂氣改去對大氣放空，對減頂氣去減壓火嘴的阻火器清理，發(fā)現(xiàn)堵塞嚴(yán)重，清理投用后，塔頂壓力及溫度恢復(fù)正常[1]。

(3)由于裝置運(yùn)行到第一生產(chǎn)周期的末期，減壓塔頂抽真空后冷凝器有循環(huán)水結(jié)垢現(xiàn)象，造成冷卻效果變差；同時減壓塔頂不凝氣量大，超過減頂抽真空冷凝器設(shè)計負(fù)荷，造成真空度偏高。

(4)減壓塔前汽提塔進(jìn)料溫度偏低，汽提效果變差，造成減壓塔進(jìn)料輕烴負(fù)荷增加，超過減壓塔抽真空系統(tǒng)設(shè)計能力，造成減壓塔真空度下降。

(5)減壓塔頂不凝氣負(fù)荷嚴(yán)重超過設(shè)計值，造成減壓塔頂抽真空系統(tǒng)設(shè)計能力偏小，造成減壓塔真空度下降或較大波動。

(6)減壓系統(tǒng)密封不嚴(yán)，造成空氣串入減壓系統(tǒng)，也會造成減壓塔真空度下降[2]。

4 應(yīng)對措施

4.1 在線處理措施

(1)優(yōu)化原料性質(zhì)，適當(dāng)降低裝置加工負(fù)荷，降低異構(gòu)脫蠟空速和反應(yīng)溫度，以降低裂化副反應(yīng)。

(2)提高減壓塔前汽提塔進(jìn)料溫度和汽提蒸汽量，降低汽提塔頂壓力，提高汽提效果，以降低減壓塔進(jìn)料中輕組分含量，有效降低減壓塔頂抽真空系統(tǒng)負(fù)荷。

(3)針對減頂氣出現(xiàn)的后路不暢問題，根據(jù)參數(shù)變化排查原因，發(fā)現(xiàn)減頂氣至減壓爐阻火器有雜質(zhì)堵塞，減壓火嘴由于減頂氣組分偏重造成結(jié)焦堵塞，針對堵塞不暢，對減壓火嘴和阻火器下線清理，保證后路暢通，解決減壓塔頂真空度下降問題。

4.2 停工檢修改造措施

(1)分析減頂不凝氣中氮?dú)夂?，若超?biāo)，停工對減壓系統(tǒng)進(jìn)行靜密封點(diǎn)消漏。

(2)裝置大檢修期間更換石蠟基潤滑油裝置HCR和DW催化劑，以解決催化劑選擇性差，裂化副反應(yīng)嚴(yán)重的問題[3]。

(3)裝置大檢修期間，拆檢減壓塔頂抽真空后水冷器，解決管束結(jié)垢問題；同時對減壓塔頂抽真空冷凝器循環(huán)水管線進(jìn)行改造，原設(shè)計基于節(jié)能節(jié)水考慮，減壓塔頂一級抽真空后冷凝器循環(huán)回水作為二、三級抽真空后冷凝器給水，與新鮮循環(huán)水一并進(jìn)入二、三級抽真空后冷凝器，由于目前裝置運(yùn)行工況與設(shè)計工況存在較大偏差，減壓塔頂輕烴負(fù)荷增大，造成減壓塔頂真空度變差，一旦提高裝置加工負(fù)荷或原料性質(zhì)改變，會造成減壓塔操作難度加大，影響產(chǎn)品質(zhì)量控制。提高塔頂冷凝效果是有效改善減壓塔頂真空度的有效手段之一，而減壓塔頂一級抽真空后冷凝器循環(huán)回水至二、三級抽真空后冷凝器入口沒有閥門隔離，造成提高二、三級抽真空后冷凝器新鮮循環(huán)水量，會造成一級回水不暢，影響一級冷凝效果，因此需要在一級抽真空后冷凝器循環(huán)回水至二、三級抽真空后冷凝器分別增加閘閥。

2021年2月份，石蠟基潤滑油裝置產(chǎn)品方案進(jìn)行調(diào)整，減底油從70號化妝品級白油調(diào)整成500N基礎(chǔ)油，需要提高減壓塔進(jìn)料溫度，增加進(jìn)料氣化率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。氣化率增加造成減壓塔進(jìn)料管路阻力增加，提高減壓塔上游壓力，保證減壓塔進(jìn)料量穩(wěn)定，與此同時也會造成減壓塔進(jìn)料輕烴負(fù)荷增加，影響減壓塔真空度，通過關(guān)閉一級抽真空后冷凝器循環(huán)回水至二、三級抽真空后冷凝器入口閘閥，提高各級抽真空冷凝器冷凝效果，穩(wěn)定塔頂真空度和塔頂溫度，保證減壓塔各側(cè)線及塔底產(chǎn)品質(zhì)量合格[4]。

(4)在一級抽真空后冷凝器循環(huán)回水至二、三級抽真空后冷凝器分別增加閘閥，提高蒸汽抽真空后冷凝器冷凝效果。

(5)對減壓塔頂不凝氣量與設(shè)計值進(jìn)行對比核算，適當(dāng)對減頂抽真空系統(tǒng)進(jìn)行升級改造。

5 結(jié)語

經(jīng)過分析，減壓塔真空度差的原因是催化劑末期，異構(gòu)脫蠟裂化副反應(yīng)嚴(yán)重，減頂不凝氣負(fù)荷超過設(shè)計負(fù)荷，減頂抽真空系統(tǒng)及冷凝器能力不足。減壓塔真空度及塔頂溫度波動是由于減頂不凝氣至減壓爐阻火器不暢，造成減頂不凝氣后路背壓升高，不能及時排出造成。通過對阻火器下線清理，減壓塔真空度和塔頂溫度恢復(fù)正常，保證裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行。