現代潤滑油調合廠設計形式探討

邢輝，劉宏偉，蘇琳，王強林

（1.中國石油工程建設公司大連設計分公司，遼寧大連116011;2.中國石油華東潤滑油廠，江蘇太倉 215433）

現代潤滑油調合廠設計形式探討

邢輝1，劉宏偉2，蘇琳1，王強林1

（1.中國石油工程建設公司大連設計分公司，遼寧大連116011;2.中國石油華東潤滑油廠，江蘇太倉 215433）

隨著潤滑油終端消費市場的需求量日益增加，各潤滑油生產企業為提高生產效率、提升產品質量、增強盈利能力，紛紛大力發展潤滑油調合業務，近年來，現代化潤滑油調合廠不斷涌現。文章結合中國石油華東潤滑油廠的設計經驗，對同步計量調合與管道在線調合進行了技術對比和適應性分析，對輔助調合設施如罐式批量調合設備、脈沖攪拌設施和通球系統等進行了介紹，并對配套設施、儲存系統、加熱方案、物料運輸方案等多個方面進行了歸納和探討。

潤滑油調合;核心調合方案;輔助調合設施;物料運輸

0 引言

進入21世紀以來，隨著國內潤滑油消費市場的快速發展，國內外各大石油公司和地方企業紛紛開始大力發展潤滑油成品油的業務，通過各種手段提高產品質量、降低損耗，優化操作、提高企業知名度，從而提升其整個成品油銷售環節的盈利能力。

近年來，中國石油潤滑油公司新建了華東潤滑油廠，并結合市場變化先后進行幾次擴能改造，在近幾年調合廠的設計過程中，作者總結了一點工廠整體設計思路，在此與讀者共同分享和探討。

1 工廠設計的主要思路

1.1 確定調合方案

在進行工廠整體設計之前，必須要確定調合方案，因為調合方案是潤滑油調合廠的核心內容，采用不同的調合方案，直接導致全廠配套設計的內容和工程量的不同。

目前新建或擴建的潤滑油調合廠一般都以現代化生產模式為目標，即主要生產方式采用自動化調合。目前國際上最先進的調合方式主要是以同步計量調合（Simultaneous Metered Blending，簡稱SMB）或管道在線調合（In－Line Blending簡稱ILB）為主，根據不同的市場目標，采用不同的調合方式。

SMB的工作原理是:根據調合生產目標，由控制系統自動產生調合配方，不同組分同步進入SMB各個流量通道，經計量后，經匯管一起流入指定成品油罐內，未同步計量的組分也可單獨按比例經SMB計量后進入成品罐，所有調合配方內的組分全部進入成品油罐后，經攪拌均勻形成成品油。

ILB的工作原理是:根據調合生產目標，由控制系統自動產生調合配方，所有調合配方內的組分同時進入ILB各個流量通道，經計量后，在匯管出口經在線動態攪拌器在線攪拌均勻后，可送入指定成品油罐內儲存，也可直接送至終端設備如裝船、裝車或灌裝。

從SMB和ILB的工作原理可看出，SMB實際上只是管道在線計量和混合，并不能在線調合成品，需要在成品油儲罐內進行最終的成品油調合;而ILB是真正的管道在線調合，經過ILB的動態攪拌器后就能形成合格的成品油。

二者由于工作原理的不同，適用于不同的生產工況，其適用范圍見表1。

表1 SMB和ILB的適用范圍

從表1可看出，對于中小型調合廠，并且產品品種較多、生產切換頻次較高的工況，或者原料來源質量差別較大的工況，一般適合采用SMB的調合方式，其生產比較靈活，可以應對不同的市場需要，特別適合根據消費市場需求確定生產目標的潤滑油企業。而對于大型調合廠，特別是生產品種單一，主要為特定客戶生產訂單式產品的調合廠，在原料來源非常穩定的情況下，一般更適合采用ILB的調合方式，因為在線調合的方式可以節省油品輸轉和攪拌過程中的能耗，還能大量節省成品油罐的占地，在節省投資的同時也便于管理。

在進行潤滑油調合廠全廠設計之前，設計單位應該充分了解投資方的投資意向、市場目標、生產規模、油品來源、征地面積等各方面因素，從而協助投資方確定核心的調合方案，進一步確定調合控制方案、總圖規劃、配套設施各方面的設計方案。

1.2 輔助調合設施

在確定核心調合方案后，應該進一步確定輔助調合設施的配置方案，從而形成完整的調合系統。

輔助的調合設施一般包括罐式批量調合系統（Automatic Batch Blending簡稱ABB）、罐內攪拌設施、通球系統和通球管匯。

（1）罐式批量調合系統（ABB）

ABB在一般的潤滑油調合廠都是必備的輔助調合設施，其主要功能是調合小批量的成品油，各原料組分通過調合控制系統生成的配方按順序進入調合釜，進料量經過ABB配帶的高精度稱重儀表進行稱重控制，保證各組分進料量滿足調合配方的要求。各組分在ABB調合釜內充分攪拌成為合格成品后，就可以直接轉運出廠。

由于潤滑油市場的特殊性，調合廠經常需要根據客戶的需要，小批量生產一些高端產品或特殊產品，而SMB和ILB一般很少用于生產少至1～2 t、最多30 t的小批量產品，因為一方面切換品種、清洗管道比較費時費力，一方面還需要單獨設小品種罐，造成儲罐利用率較低。而ABB就解決了小品種生產的問題，所以其使用范圍很廣，不僅一般的潤滑油調合廠都配置，而且已經成為添加劑廠的主要生產設備。

（2）罐內攪拌設施

潤滑油成品油罐內一般都設置攪拌設施，對于SMB來說，其成品儲罐內必須有攪拌設施，目的是將各個組分油攪拌均勻;而ILB調合的成品，在儲罐內也要考慮設置攪拌設施，主要是防止長期儲存后油品分層造成不合格。

主要的攪拌方式包括:罐內噴嘴循環攪拌、罐內攪拌器攪拌、氣動脈沖攪拌等三種方式。前兩種方式均是傳統的攪拌方式，而新興的氣動脈沖攪拌主要是通過安裝在儲罐內的集氣盤和高壓注射器，將凈化空氣瞬間高壓噴射至罐內，通過鼓氣泡的方式，帶動罐內油品上下流動，從而達到攪拌均勻的目的。目前，氣動脈沖攪拌由于其攪拌介質安全、攪拌速度快、能耗低、自動控制水平較高等優點逐漸占領了潤滑油攪拌的主要市場，一般現代化的調合廠都會優選脈沖攪拌作為罐內攪拌的生產手段。

（3）通球系統和通球管匯

由于潤滑油產品質量的特殊性，其產品分類繁多，且為保證質量，油品之間往往不允許有任何混合，傳統的生產方式一般會進行專線油品輸送，從而避免混油，但這種方式造成廠內管線繁多、操作和管理困難，同時由于工藝上一些無法避免的公用管段、或者閥門切換失誤等原因，混油是很難避免的，尤其在包裝產品灌裝區域，為了將罐區來的油品管道接到不同的灌裝生產線上，經常采用軟管連接的方式進行不同管道的連接，常常造成軟管區域地面油漬斑斑，并且常常因為接錯管道而造成油品污染。

隨著機械工業的發展，通球管匯和通球系統應運而生。通球管匯實際是結合了軟管連接站的技術功能，將其設備化，并結合通球技術，利用組合原理，使用少量的管道實現多目標的連接，而高精度自動化通球技術的應用，使得一條管道輸送多種產品成為可能。通球系統和可通球管匯簡化了工藝流程、減少了工藝管道的數量，同時通過自動化控制和高精度的掃線，減少了油品交叉污染的可能。一般來說，通球系統和通球管匯是現代化調合廠內必不可少的關鍵設備。

總的來說，在設計一座現代化調合廠時，上述的ABB、脈沖攪拌、通球系統和通球管匯都是必要的配置，但根據投資方的投資能力，上述設施的具體配置可以商榷，比如ABB選用多大的調合釜、是否選用計量釜等，或者管匯是選用全自動管匯還是手動管匯等，尤其是管匯方面，要與投資方充分討論今后發展的可能性，以確定選用管匯的型式和預留接口的數量。

1.3 配套生產設施

一座完整的潤滑油調合廠，除了必須的核心調合設施、輔助調合設施外，一般還有一些配套的生產設施，比如包裝設施、熔膠設施和制桶設施。

（1）包裝設施

一般來說，包裝設施是幾乎所有調合廠都需要的，因為潤滑油成品油一般在銷售終端大部分都是以包裝物的形式提供給消費者的，所以一般調合廠都會配置微包裝、小包裝、中包裝和大桶包裝的包裝生產線。根據調合廠的生產能力和投資能力，可以為大宗產品配置高速全自動包裝生產線，并配套自動碼垛設施，以提高生產效率并節約勞動力資源。小宗產品的包裝一般建議配置自動或半自動包裝線，配套普通碼垛機，以減少一次性投資。包裝生產線選型時，要全面了解投資方的需要，以確定是否配套一些選配設施，例如上桶機、上蓋機、理瓶機、剔除機、貼標機、卷標機等。

（2）熔膠設施

目前各大國內潤滑油調合廠一般為節省成本，都自行生產OCP（黏度指數改進劑）稀釋液。OCP稀釋液生產過程一般是經過人工切膠、投膠、熔膠、反復罐內攪拌等人工手段進行生產，需要消耗很長的時間和人力，隨著人工成本的提高、對工人勞動保護水平的提高和對高效率生產的需要，目前一些調合廠開始采用一些新的手段協助生產，比如自動碎料機、傳送帶投料、高壓均質機等設備，可以大幅度提高生產效率，降低勞動強度。但上述新設備均帶來投資成本的提高，因此，OCP的生產方式和設備要根據投資方的投資能力進行選用，應該綜合考慮年用量、人工成本、能耗成本等各種因素，如果年用量不大，不是一定要選用自動化程度高的生產設施。

（3）制桶設施

由于有包裝產品的生產需要，就需要包裝桶的供應。根據一些調合廠成本核算報告，一般來說，自己制桶的成本要低于買桶的成本，但制桶設備的一次性投資和能耗都較大，在投資許可、廠區土地資源許可的前提下，可以考慮自行制桶，但需要充分結合投資方的意愿和投資能力要求。如果投資能力有限，但考慮將來有發展的可能，設計時要考慮制桶設備的空間位置預留和相應的配電、供風、換冷設施的位置預留。

1.4 儲存系統

潤滑油調合廠的物料一般分為散裝油品、桶裝油品和固體添加劑三種類型。設計初始階段，需要全面了解各種物料的大致年消耗量、儲存方式、進出廠方式，用于確定儲罐、倉庫等容量分配。

比如基礎油，一般都是散裝油品入廠，入廠方式包括卸船、卸車和管道運輸，根據基礎油的消耗量和預計的入廠方式所占比例，根據規范或業主特殊要求的儲存天數，計算需要的儲罐容量。

添加劑和成品油一般都分為散裝罐儲和桶裝倉儲兩種方式。添加劑的散裝油品和桶裝油品分配比例一般是根據業主的采購渠道確定，在考慮添加劑的儲罐容量和倉庫容積時，要充分考慮業主的需求，同時，由于添加劑要絕對避免混油，添加劑單品需要單獨設置儲罐進行儲存，因此散裝添加劑不能按總消耗量計算所需罐容，應該結合單品的消耗量計算儲罐數量和容量，以避免實際生產過程中儲罐數量不足的問題。

如果采用SMB進行調合，成品油儲罐要按規范要求的儲存天數，根據全年產量計算所需罐容，并按規劃的產品品種，進行詳細的儲罐分配，保證各個不同的成品油品種有足夠的罐容分別儲存。同時，成品油需要一定的包裝物倉儲空間，由于潤滑油有其特殊的市場需求，旺季和淡季比較分明，因此，成品油包裝物倉庫要充分考慮旺季時的銷售量倉儲能力，一般建議按15天的日平均產量計算成品油包裝物庫容。如果采用ILB調合，成品油罐可以不設置，或者設置少量儲罐作為緩沖即可，如果有包裝物生產工況，成品庫房仍然是需要設置的，但是可以適當減少庫容。

另外，有熔膠生產和制桶生產的調合廠，還要適當考慮干膠儲存、OCP稀釋液罐儲、制桶原料倉儲和包裝物空桶的倉儲。

1.5 加熱方案

潤滑油有黏度大、傾點低的特性，在儲存過程中，由于其難以凍凝，一般都常溫儲存，而在輸送過程和攪拌過程中需要加熱至一定溫度，以降低油品黏度保證輸送速度。所以，潤滑油的加熱一般具有間斷加熱、快速加熱的特點。

常規的加熱方式，一般是采用罐內加熱器對儲罐內油品進行加熱，管道內油品采用外伴熱保溫。儲罐內部加熱的介質一般采用蒸汽或熱水，管道伴熱的熱源一般采用蒸汽、熱水和電伴熱帶方式。應根據調合廠建設地的公用工程供應情況，并對比熱源消耗的成本，優選加熱熱源。

目前，在部分調合廠，罐內加熱采用了局部加熱器技術，即在儲罐內設置浮頭式局部加熱器，僅對罐內局部油品進行快速加熱，即需要使用多少油品就加熱多少油品，避免了傳統罐內加熱器需要對整罐加熱而造成加熱時間較長、生產前需要預熱的問題。但局部加熱器的單位時間能耗很高，需要調合廠建設所在地能夠提供足夠的熱源，如果靠調合廠自建鍋爐生產蒸汽，為降低蒸汽鍋爐的負荷，建議還是采用罐內加熱盤管的方式進行加熱。

1.6 物流運輸方案

相比于其他石化企業或石油庫來說，潤滑油調合廠是物流運輸比較集中的生產企業，幾乎每天都會有車輛進出廠，廠內還有傳送帶、叉車等輸送工具，因此，全廠的總圖運輸和物流方案非常重要，需要在設計初始階段全面統籌規劃。對于占地面積比較大的企業，建議盡量采用平面運輸，即設置單層廠房、單層庫房，可以簡化物流運輸方案，生產操作比較便捷。但對于占地面積有限或在有限土地資源上進行擴建的企業，當土地資源不足時，可以充分利用空間資源，比如建設多層廠房或庫房，利用垂直運輸設施保證生產的暢通。

在總圖布置上，要充分考慮物料進廠、儲存、生產、出廠各項環節，在滿足工藝流程的前提下，還要考慮大型車輛和叉車等運輸工具的進出便捷、安全，并且盡量避免交叉運輸。

2 結論

綜上所述，不同的調合生產廠有其不同的市場目標和生產方式，也因此需要不同的設計思路。在進行全廠規劃以前，設計者應該充分了解投資方的市場定位、生產模式、發展方向和規劃、生產原料和輔助原料的供應渠道，從而確定核心的調合技術方案，并進一步對工廠的整體進行詳細規劃。

有的項目投資者對工廠規劃的概念比較模糊，這就更需要設計者將設計的理念、具體的思路詳細、準確地表達給投資者，以幫助投資者做出正確的判斷和決策。

The Exploration on the Design of Modern Lube Oil Blending Plant

XING Hui1，LIU Hong－w ei2，SU Lin1，WANG Qiang－lin1
（1.Dalian Com pany，China Petroleum Engineering＆Construc tion Corp.，Dalian 116011，China; 2.PetroChina East China Lubricant Blending Plant，Taicang 215433，China）

As the term inal consum ption m arket dem and of lube oil keeps increasing，lube oil production enterprises are improving energetically production efficiency，product quality and profitability.In recent years，m odern lube oilblending p lants continue to em erge.Based on the design experience of PetroChina East China Lubricant Blending Plant，Sim ultaneous M etering Blending（SMB）and Inline Blending（ILB）are contrasted and analyzed in this article.Auxiliary blending facilities such as Autom atic Batch Blending（ABB），pulsem ixing facility and piggable system are also introduced.In addition，the supporting system，storage system，heating schem e，and m aterial transportation，etc.are summ arized and discussed.

lube oilblending;core blending scheme;auxiliary blending facilities;material transportation

TE626.3

A

1002-3119（2011）06-0058-04

2011－05－09。

邢輝（1978－），男，工程師，2000年畢業于西南石油學院油氣儲運專業，多年從事工程設計工作，現主要從事工程總承包工作。