糠醛裝置工藝優化改造

(中國石化 南陽石蠟精細化工廠，河南 南陽 473132)

糠醛裝置工藝優化改造

李云霞

(中國石化 南陽石蠟精細化工廠，河南 南陽 473132)

對南陽石蠟精細化工廠糠醛裝置抽提系統現狀進行了分析，通過改造后的糠醛精制裝置在保證抽提產品質量要求的前提下，處理能力提高15%左右，單日處理量由現在的平均380 t/d提高到440 t/d，抽提塔溫度梯度控制合理。同時精制油收率提高了1%～2%，為同類裝置提供了可參考的經驗。

糠醛；抽提；收率；溫度梯度；產品質量

0 前言

南陽石蠟精細化工廠(以下簡稱精蠟廠)糠醛裝置于1997年開工至今，裝置原設計能力為10萬t/a，通過幾年改造處理能力達到了14萬t/a，年實際加工量在13.5萬t左右，但抽提效果不理想，反映在下游產品的潤滑油黏度指數和氧化安定性離標準要求距離比較大，后者平均相差30～60 min。加工的原料油為常減壓裝置生產的減二線、減三線、減四線、減五線及丙烷脫瀝青裝置生產的輕脫瀝青油。

1 改造前存在問題

中石化糠醛裝置每噸原料溶劑消耗平均為0.78 kg，最低為0.45 kg，精蠟廠每噸原料溶劑消耗為1.30 kg，溶劑回收不完全，通過用醋酸苯胺測試，外送抽出油、精制油都不同程度地含有糠醛溶劑(>0.05%)，溶劑消耗居高不下，在中石化同類裝置中溶劑消耗最高。

由于原料酸值高，糠醛溶劑容易氧化縮合結焦，多年的開工運行造成抽提塔的進料分布器及填料表面附有焦粒，2009年大修期間用熱柴油(80 ℃)進行清洗效果不明顯，填料表面結焦很難清洗下來，裝置實際比負荷有所下降，抽提效果差，加工處理能力下降，處理量由原來的420 t/d下降為400 t/d。

經過幾次擴能改造，精蠟廠糠醛裝置原料和糠醛溶劑在抽提塔內萃取沉降時間相對較短。抽提分離效果差，抽提塔溫度梯度不合理，底溫與頂溫的溫差只有25 ℃；精制液含醛高(15%～17%)，精制油收率及產品質量下降，精制油的收率由前幾年的平均82.2%下降為目前的81.7%。

2 改造措施

糠醛精制裝置是精蠟廠潤滑油—蠟生產的核心裝置，擔負著給該廠特種產品提供優質原料，隨著精蠟廠8萬t特種蠟基地的建設，降低糠醛裝置溶劑消耗、改善產品質量、提高處理量已成為精細化工廠工作的重要環節，對糠醛裝置進行工藝改造勢在必行。

通過對糠醛精制裝置的精制液增設沉降工藝，降低外送精制油、攜帶油的溶劑含量，不僅能降低糠醛的溶劑消耗，還能為下游裝置提供優質的原料。目前茂名石化、荊門石化等中石化大廠糠醛裝置都已采用此工藝，且應用效果明顯，精蠟廠曾先后兩次派技術人員進行了實地考察，對此工藝有了深刻的了解和研究。

選用新型的原料和溶劑進料分布器，抽提塔填料選用新型高效的填料，能改善塔內液體的分布狀況，增加相際傳質面積，增大抽提塔的比負荷，提高精制效果，改善分離效果差及抽提塔溫度梯度不合理的現狀，能提高精制油的收率和裝置的處理能力，改善產品質量。茂名石化通過對抽提塔進行改造，抽提塔的最大總比負荷提高了10.3%。

3 原理及改造方案

精制液從萃取塔頂出來后先經換冷降低溫度至60～70 ℃再進入沉降罐，精制液所夾帶的部分糠醛(約10%)被析離出來，通過沉降罐界面控制將沉降糠醛重新打回至萃取塔。這樣，進入加熱爐的糠醛減少，使加熱爐熱負荷得到進一步降低，爐子燃料消耗降低，最主要的一點是可以大幅降低裝置濕醛量。特別是精蠟廠糠醛裝置原料切換頻繁，精制液經過沉降分離后，可以穩定加熱爐進料組成。改造后工藝流程圖如圖1所示。

圖1 工藝優化后的流程圖

選用新型分布器和高效填料。選用分布均勻、傳質面積大、傳質系數高的原料進料分布器和糠醛進料分布器，見圖2和圖3。

圖2 原料進料的分布器

圖3 糠醛進料的分布器

糠醛溶劑從塔上部切向進入塔內，原料油從塔下部切向進入塔內。通過模擬抽提塔的操作條件，選用新型高效填料，更換現有上下兩層(12 m)填料，改善抽提效果。

糠醛精制裝置的抽提體系具有低界面張力和較大的黏度，這種性質的體系于易于分散和乳化。這次技術改造主要是把抽提塔中的填料由原來的散堆填料更換為FG型規整填料，并對分布器進行重新設計和更換。采用的FG型蜂窩格柵填料是一種高空隙率的規整填料，在塔內有規則的排列，流道有規則地均勻分布，對于黏度較大的流體，具有較好的流動性能，操作中不會因堵塞而影響生產。FG型規整填料還具有高效率和高通量的特點。

FG型蜂窩格柵填料已應用到獨山子、玉門、燕山等石化公司的糠醛精制的抽提塔中，并獲得了成功。提高了塔的通量和精制油收率，取得了較好的經濟效益。

4 改造效果

沉降系統投用后，精制液的溫度控制在85～88 ℃，沉降罐可沉降出糠醛溶劑0.5 t/h，從抽提塔頂部出來的精制液糠醛含量為10%左右，經沉降后精制液糠醛含量為7%～8%，穩定了加熱爐的進料組成，減少了加熱爐的負荷。由于精蠟廠糠醛裝置溶劑比偏小，干燥塔底溫相對較低，精制液的沉降溫度過低，在升溫過程中取熱過多，宜造成回收系統進塔溫度低，回收系統熱量平衡打破。

更換新型填料后，溫度梯度可以控制在30 ℃左右，處理量可提高至17 t/h，中段循環機泵P2110AB的流量可控制在18～19 t/h，精制油的收率提高了0.1%。

5 經濟效益

直接效益：①溶劑消耗由原來每噸原料耗1.30 kg降低為1.10 kg，溶劑的單價為8 000元/t，年節約溶劑27 t；節約費用21.6萬元。②沉降罐可沉降出糠醛溶劑0.5 t/h，則每年加工時間為8 400 h，每年不經過加熱爐的溶劑為4 200 t。糠醛定壓比熱溶為[1.596 kJ/(kg·℃)] 爐子進口溫度170 ℃，出口溫度215 ℃，則可節省能耗為30 164.4 kJ；燃料油的燃燒熱值為46.2 kJ；可節約燃料油7.2 t；燃料油價格為4 350元/t；則可節省的費用為3.13萬元。③精制油的收率提高0.1%；糠醛精制油的價格為8 500元/t；糠醛廢油為5 300元/t；則提高精制油的收率后增加的收益為43.2萬元。綜上所述，本項目總效益為67.93萬元。

6 結論

通過糠醛裝置精制液增加沉降系統，更換原料、糠醛進料的分布器，更換填料，提高了處理量，減少了加熱爐的負荷，提高了精制油的收率，抽提塔的溫度梯度滿足了工藝要求。

改造后取得了良好的效果，節約了能耗，產品質量得到保證，經濟效益顯著提高，在同類裝置中具有應用推廣價值。

2013-11-21

李云霞(1973-)，女，工程師，從事煉油化工設計工作，電話：13849717921。

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