潤滑油基礎油裝置工藝流程優化及節能措施

王海燕，任 峰，宗 軍，吳艷萍

(中國石化濟南分公司，濟南 250101)

潤滑油基礎油裝置工藝流程優化及節能措施

王海燕，任 峰，宗 軍，吳艷萍

(中國石化濟南分公司，濟南 250101)

中國石化濟南分公司重質基礎油光亮油生產工藝的“老三套”部分是在原糠醛精制、酮苯脫蠟和白土精制裝置基礎上擴建改造而來。由于原料性質及工藝流程的改變，各裝置在開工初期均出現了流程不暢、操作不穩和能耗、物耗較高等問題。通過實施對糠醛精制裝置空冷器流程及三效蒸發塔自壓流程、酮苯精制裝置換熱流程、新鮮溶劑比的優化以及停加白土并實現酮苯脫蠟-白土精制裝置熱聯合等技術改造，解決了上述問題，改造后直接經濟效益達804.27萬元/a。

基礎油 溶劑精制 加氫處理 酮苯脫蠟 白土精制

中國石化濟南分公司(簡稱濟南煉化)于2012年建成中國石化首個重質基礎油光亮油生產基地(簡稱光亮油基地)，該基地采用中國石化石油化工科學研究院開發的具有自主知識產權的RLT工藝[1-2]，即“老三套”與加氫組合：溶劑精制-加氫處理-溶劑脫蠟脫油-白土精制工藝，生產高黏度HVI Ⅱ類基礎油和高熔點石蠟產品。其中“老三套”工藝部分是在原有裝置基礎上，由“老三套”反序的“酮苯脫蠟-糠醛精制-白土精制”工藝[3]改造而來，改造前后工藝流程對比見圖1。改造后各裝置的原料性質及操作工況均發生了較大變化。在光亮油基地開工運行過程中，出現了流程不暢、控制不穩、現場操作不便、能耗物耗高等問題。為使生產過程更加合理和節能，濟南煉化根據裝置現場情況，在盡量節約投資的前提下，利用檢修期間對“老三套”裝置的工藝流程進行了優化調整，并實施了多項節能措施。本文主要介紹該裝置工藝流程的優化及節能的措施。

圖1 改造前后工藝流程對比

1 工藝流程的優化調整

1.1 糠醛精制裝置

濟南煉化光亮油基地的糠醛裝置是為加氫裝置制備原料。利用糠醛溶劑對潤滑油非理想組分(多環短側鏈烴類)具有較強的溶解能力，而對飽和烴及少環長側鏈芳烴溶解能力較弱的特性[4]，在抽提塔中以液-液萃取方式脫除非理想組分(抽出油)，得到加氫裝置所需要的精制油原料。

1.1.1 空冷器流程的調整 抽提塔進料溫度是由2臺利舊空冷器、通過三通閥控制進入空冷器物料流量來調節。進料介質由原來不含蠟料(脫蠟油)變為含蠟原料(減壓餾分油與丙烷脫瀝青油)。開工后發現，在冬天，三通閥熱路開度大，導致空冷器凝線，給生產帶來波動。2013年檢修期間，在熱路增加閥門，開工后采用熱路全關-走冷路-停風機的方法，用空冷翅片的自然冷卻和循環水量的大小來調節抽提塔進料溫度。

1.1.2 增加三效蒸發塔塔底跨線閥 抽提塔塔底抽出液三效蒸發塔的塔底料至閃蒸塔流程，正常生產時，由設置在25 m高空處的自壓閥門自壓完成；在開、停工或生產波動時，則由地面泵抽取完成。因此，正常生產時，地面泵出入口兩條管線處于靜止狀態，只能常開伴熱以防凝線。通過綜合分析和精確計算，在泵出入口閥外加設跨線，將自壓流程改至地面，停止伴熱。

1.1.3 真空系統互為備用 糠醛精制裝置真空系統主要用于回收精制油和抽出油中殘存的溶劑，以確保產品質量。光亮油基地投產后，其兩套真空系統曾多次發生泄漏，給安全生產帶來隱患。2013年檢修期間，在兩真空罐頂餾出線上分別增加隔斷閥，使兩套真空系統的4臺機泵兼顧功能并互為備用，開1臺即可滿足正常生產。

1.2 酮苯脫蠟裝置

濟南煉化光亮油基地的酮苯脫蠟裝置是以加氫裝置的重質蠟油餾分為原料，采用甲乙酮-甲苯混合溶劑，通過3次稀釋工藝，連續化地冷卻結晶和過濾分離，得到脫蠟油；通過2段降溫脫油工藝得到脫油蠟[5]，為白土精制裝置提供原料。

1.2.1 優化換熱流程 酮苯脫蠟裝置加工的原料有3種，原設計中，1次稀釋溶劑與原料共用的換熱器流程需要根據原料性質變化頻繁調整，給操作帶來很大的不穩定因素。為解決這一問題，2013年大檢修時，新增1臺脫蠟濾液-溶劑換熱器，固化了原料和溶劑的換熱流程，降低了換料期間的操作難度。

1.2.2 降低新鮮溶劑比 原料由輕質向重質切換時，溶劑比增大，能耗上升快。2014年裝置再次開工后，優化各段溶劑比，停加預稀釋溶劑[6]，減少新鮮溶劑用量4 t/h。

1.2.3 脫蠟濾機低真空閥門改造 脫蠟工序采用國產100 m2真空轉鼓濾機。由于實際加工負荷僅為設計加工量的50%左右，濾機液面很難控制，導致真空度和反吹壓力等關鍵參數大幅波動。這是由于低真空閥門的開度與液面相關，而原有的兩位式氣動閥門無法連續調節液位。因此，進行了增上定位器、改用可連續調節式控制閥的改造。

1.3 白土精制裝置

白土補充精制是基礎油和石蠟生產的最后一道工序，主要作用是通過白土的吸附作用去除其中的微量溶劑、水分等雜質，改善產品的顏色和安定性。

1.3.1 停加白土 光亮油基地建設時，基礎油生產設計給定的白土加入量(w)為0.5%。但使用白土會帶來加工損失、產生廢白土以及廢白土處理等問題。2013年4月開始，白土加入量(w)從0.5%逐步降至0.4%，0.3%，0.2%，0.1%，至2013 年7月，實現停加白土，基礎油質量未受影響。

1.3.2 調整真空濾機注油 白土精制裝置的產品——基礎油和脫油蠟均為水白色透明產品，黏度和色度是關鍵指標，而外購真空濾機潤滑油的重點是滿足設備潤滑性能要求，并未考慮對產品的影響。實際生產中發現，真空濾機注油對最終產品外觀和黏度有不良影響。考慮真空濾機的潤滑特點，采用以自產無色油品替代外購潤滑油。

2 節能措施的實施

2.1 糠醛精制裝置

2.1.1 0.3 MPa蒸汽綜合利用 糠醛精制裝置可通過完善的換熱流程自發產生0.3 MPa蒸汽。該蒸汽除糠醛精制裝置自身使用外，還供酮苯脫蠟裝置的蠟下液汽提塔和蠟液汽提塔使用。光亮油基地投產后，蒸汽發生量加大，余量蒸汽外排，造成浪費。2013年檢修期間，增設0.3 MPa蒸汽至酮苯脫蠟塔和脫油濾液汽提塔流程，替代部分1.0 MPa蒸汽，使外排量降為零。

2.1.2 降低加熱爐排煙溫度 精制液加熱爐為利舊設備，由原來的單進料改為雙進料，爐體未變。在以設計加工量生產時，爐膛溫度高，排煙溫度達300 ℃，大幅超標，造成了熱量損失。2013年檢修時，實施了采用熱媒水取熱的方案，投用后排煙溫度降至150 ℃以下。

2.2 酮苯脫蠟裝置

2.2.1 投用濾液全循環 2013年裝置運行平穩后，開始進行全濾液循環工藝試驗：1次稀釋溶劑加入一段蠟下液(脫油一段濾機抽出液)進行調節，減少新鮮溶劑6 t/h；2次稀釋溶劑全部采用一段蠟下液；3次稀釋溶劑采用循環濾液(脫蠟濾機高部真空抽出液)為主、新鮮溶劑為輔的流程。在生產HVIⅡ6和HVIⅡ10基礎油時，逐步將新鮮溶劑降為0，實現了全濾液循環。

2.2.2 低壓變頻泵代替高壓泵 2012年光亮油基地投產后，根據全廠物料平衡情況，酮苯脫蠟裝置加工負荷維持在50%左右的低位水平。其含油蠟液泵為250 kW高壓電機，實際流量僅為額定流量的1/3以下，造成電耗的浪費和生產的不穩定。經精確計算，于2014年4月增上1臺55 kW、380 V低壓變頻泵。

2.2.3 增加循環回水回路 酮苯脫蠟裝置新增的3臺液環真空泵，曲軸箱采用外盤管冷卻。開工后發現，夏季外溫升高后，冷卻效果差，只能采取回水直排的方法來維持生產，這不利于節能，且增加了污水處理場的負擔。經試驗，在液環真空泵循環油的水冷器酸洗口增加軟管，使曲軸箱外盤管冷卻回水由“單”變“雙”，以降低回水阻力、增加回水流量，解決了曲軸箱溫度超高的情況，可節約循環水4 t/h。

2.3 酮苯脫蠟白土精制裝置熱聯合

停加白土后，酮苯脫蠟裝置的脫蠟油采用熱直連方式進入白土精制裝置，進行脫水、脫氣、脫雜質處理。因此，停運了1臺脫蠟油水冷器，降低循環水用量50 t/h；不再需要脫蠟油與白土混合罐，停用1臺機泵(17.6 kW)，停運1臺攪拌器(7.5 kW)；加熱爐出口溫度比加白土時降低40 ℃左右；無白土的下料工藝效率提高，停運1臺下料器(1.5 kW)。

3 技術改造效果

工藝流程優化調整和節能措施實施后，濟南煉化光亮油基地新工藝的糠醛精制裝置、酮苯脫蠟裝置和白土精制裝置運行平穩，人工勞動強度和能耗、物耗水平顯著降低。

3.1 糠醛精制裝置

抽提塔進料空冷器流程的調整，使2臺空冷器停運；真空系統互為備用后，停運電機1臺；綜合利用0.3 MPa蒸汽，降低1.0 MPa蒸汽用量1t/h，減排0.3 MPa蒸汽0.5 t/h。糠醛精制裝置每年產生直接經濟效益124.51萬元。

3.2 酮苯脫蠟裝置

降低新鮮溶劑比、投用全濾液循環，使新鮮溶劑用量減少4 t/h；低壓變頻泵代替高壓泵的改造，節電144.9 kWh/h；循環回水回路增加后，節約循環水4 t/h；裝置瓦斯累計年單耗降低233 MJ。酮苯脫蠟裝置每年產生直接經濟效益146.72萬元。

3.3 白土精制裝置

停加白土而節省的新鮮白土量為800 t/a；調整真空濾機注油，減少外購潤滑油0.5 t/d；酮苯脫蠟—白土精制裝置熱聯合，停運水冷器1臺、電機多臺。白土裝置每年的直接經濟效益達533.04萬元。

技術改造后，糠醛精制裝置、酮苯脫蠟裝置、白土精制裝置的直接經濟效益合計達804.27萬元/a。

4 結 論

(1) 通過對空冷器流程、三效蒸發塔自壓流程的調整以及真空系統互為備用的實現，使糠醛精制裝置運行更加平穩；自發產生0.3 MPa蒸汽得以全部利用、加熱爐排煙溫度降低150 ℃以上。

(2) 通過優化換熱流程、降低新鮮溶劑比、投用全濾液循環、濾機低真空閥門的改造、低壓變頻泵的投用、真空泵曲軸箱冷卻回路的改造，使酮苯脫蠟裝置操作穩定性提高，回收系統負荷降低，裝置瓦斯累計年單耗降低233 MJ。

(3) 通過優化調整，白土精制裝置實現了停加白土，實現了脫蠟油的熱直連直供和真空濾機注油的自產化。

(4) 通過各裝置工藝優化及節能措施的實施，直接經濟效益達804.27萬元/a。

[1] 裴文軍.潤滑油基礎油生產工藝的選擇[J].煉油技術與工程，2012，42(7)：25-29

[2] 劉毅，王鐘，何武章.潤滑油加氫處理催化劑RL-2的工業應用[J].石油煉制與化工，2014，45(2)：41-45

[3] 王魯強，郭慶洲，康小洪，等.潤滑油基礎油生產技術現狀及發展趨勢[J].石油商技，2011，29(1)：6-12

[4] 陸士慶.煉油工藝學[M].北京：中國石化出版社，2010：297-298

[5] 鄭立輝，盛奎龍，潘金亮.石油蠟的生產及深加工[M].北京：化學工業出版社，2008：75-86

[6] 楊文中，王玉章，丁洛，等.提高基礎油和脫油蠟收率及質量的研究[J].潤滑油，2010，25(3)：47-50

PROCESS OPTIMIZATION AND ENERGY SAVING MEASURES OF LUBRICATING BASE OIL PRODUCTION UNITS

Wang Haiyan， Ren Feng， Zong Jun， Wu Yanping

(SINOPEC Jinan Company， Jinan 250101)

The new “three traditional technologies” units for production of bright stock were built through expansion and reconstruction of old processing units (furfural refining， ketone-benzene dewaxing and clay refining) of SINOPEC Jinan Company. The problems of operation instability， high energy and material consumptions occurred due to changes of feedstock properties during the start-up. These problems were solved well by technical transformation and adjustment of air cooler process for furfural refining unit and self-pressure process for three-effect evaporation tower， optimization and adjustment of heat exchange scheme and fresh solvent ratio for ketone-benzene dewaxing unit， stopping clay addition and realizing heat integration of ketone benzene dewaxing unit and clay refining unit. The direct economic benefit of these measures is more than ￥8.042 7millions/a.

base oil； solvent refining； hydrotreating； ketone-benzene dewaxing； clay refining

2015-01-15； 修改稿收到日期： 2015-05-15。

王海燕，碩士，高級工程師，主要從事潤滑油和石油蠟的生產工藝及產品應用工作。

王海燕，E-mail：why.jnlh@sinopec.com。