石油磺酸鹽生產裝置的優化改造

牛春革，甄新平，高　峰，方新湘

石油磺酸鹽生產裝置的優化改造

牛春革1，甄新平1，高峰2，方新湘1

（1.中石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆克拉瑪依 834000；
2.新疆金塔投資集團有限公司，新疆克拉瑪依 834000）

針對石油磺酸鹽罐組式磺化生產裝置工藝落后，員工操作負荷大，生產過程嚴重污染環境的問題進行優化改造，全部生產過程采用DCS控制系統，大幅度提高了生產過程的自動化控制水平，最終提高了裝置生產效率，使產品順利生產并保證油田的應用。

石油磺酸鹽；磺化；工業生產；優化

石油磺酸鹽是以石油組分為原料、利用三氧化硫為磺化劑磺化得到的一種重要的陰離子表面活性劑，應用范圍較廣，主要應用于油田三次采油、潤滑油添加劑、金屬加工液、鉆井泥漿等領域。新疆克拉瑪依是較早生產工業石油磺酸鹽產品的地區，1996為配合新疆油田公司的“二中區三元復合驅先導試驗項目”，生產出了質量優異的KPS表面活性劑產品，取得了提高21.8%采收率的喜人效果，但磺酸鹽生產工藝陳舊，亟待改進。

1　基本情況

克拉瑪依石油磺酸鹽裝置建于1994年，自建成投產以來，歷經了多次改造，最早采用罐組式連續磺化工藝，但實際運行中三氧化硫氣體與餾分油接觸不充分，副產物酸渣多、粘度大，一、二級磺化反應罐之間的轉油線容易被酸渣堵塞，三氧化硫氣體無法實現逆流接觸反應，導致尾氣三氧化硫濃度高、增加了堿吸收塔的負荷［1］。

為此采用了攪拌釜式交替的間歇磺化工藝，實際操作過程中，采用兩個磺化罐間歇式磺化，兩罐互相切換操作，結果生產不連續，產品質量波動大，原料處理量低，酸渣產生大，酸渣排放不易控制，造成三氧化硫氣體分布器經常被堵塞，影響了三氧化硫氣體與油品的高效傳質分散，最終導致此套磺化裝置成為勞動強度大、工作環境惡劣、“三廢”問題嚴重的工藝落后的生產裝置，不能適應當前石油磺酸鹽的生產需求以及環保要求，需要對裝置進行改造。

2　改進策略

2.1改變磺化反應方式

通過中石油克拉瑪依石化有限責任公司在實驗室階段開展的探索實驗，確定了由連續噴射磺化反應方式替代間歇性鼓泡式磺化的反應方式，酸性油由溢流改造為直接從罐底底口向上射流方式，原料油經噴嘴噴射霧化，與釜腔內氣態三氧化硫充分接觸，瞬間完成磺化反應。解決了反應過程傳質、傳熱不均的問題，大幅度提高傳質效率。提高了磺化處理能力，同時大幅度縮短了磺化原料與磺化劑的接觸時間，由之前反應接觸時間7～9h，降低至3min之內，大幅度減低了酸渣的產生量。

由新疆金塔投資集團有限公司對工業生產裝置進行了改造，改造完成后，磺化生產控制自如，并實現了石油磺酸鹽的連續化生產［2］。

2.2增加離心脫渣工藝

磺化酸性油中含有懸浮的酸渣，自然沉降時間長，分離效果不好，酸渣進入中和萃取體系，也會影響磺酸鹽的質量。為提高脫渣效率和酸性油的收率，酸性油從磺化罐出來后進入新增的離心脫渣系統進行離心脫渣分離，提高了脫渣效率和剩余油的收率；

2.3增加抽余油真空閃蒸系統

酸性油經過中和萃取后，含有乙醇的水溶液會進入抽余油中，造成萃取系統抽余油產品含水及酒精偏高的問題。為此，增加了真空系統，對抽余油進行閃蒸，使抽余油的水分下降到0.03%至痕跡之間，可直接作為成品油出售或進入下一道油品處理系統。

2.4增加自動化控制系統

裝置建成之初，裝置為間歇操作，自動化水平很低，加上物料接觸不均勻，裝置經常被酸渣堵塞，反應不充分引起尾氣三氧化硫濃度較高，操作環境非常惡劣。通過工藝優化后，磺化實現連續化操作，全過程采用DCS自動控制系統，使燃硫、三氧化硫轉化、磺化、中和萃取、閃蒸脫溶劑、磺酸鹽濃縮、尾氣吸收過程的進料流量、溫度、壓力控制全部實現自動控制，大幅度提高了生產過程的自動化控制水平，工作場所氣味小，員工工作環境得到改善。員工的勞動強度得到改善。

3　結束語

石油磺酸鹽工業生產裝置采用連續噴射式磺化工藝，磺化效率高，最高處理量由之前的2t/h提高到4t/h，裝置處理能力達到3.5萬t/a，磺化原料處理能力增加50%以上，磺酸鹽收率提高40%以上，降低了酸渣的生成量，降低了尾氣中三氧化硫的排放，使磺化過程連續進行，不僅大幅度減低了員工的勞動強度，改善生產環境，降低酸渣和尾氣的處理成本，而且減少了對環境的污染和廢堿液排放量，符合低碳環保的發展理念。

磺化油進行中和分離后采用真空閃蒸工藝進行脫水處理，尾氣通過吸收處理達到排放標準。整個工藝過程合理、穩定，產品質量穩定可靠，目前工業裝置已連續運行1a以上，是該裝置自建成以來連續平穩時間最長的一次技術改造升級。

［1］ 范維玉，張數義，李水平，等.降膜式磺化工藝合成驅油用石油磺酸鹽的研究［J］，中國石油大學學報，2007，31（2）：126-134.

［2］ 孫新春，韓煒，李群，等.克拉瑪依石油磺酸鹽工業化生產及質量評價［J］，新疆石油科技，1995，5（4）：100-106.

Optimization and Improvement of Petroleum Sulfonate Production Equipment

Niu Chun-ge，Zhen Xin-ping，Gao Feng，Fang Xin-xiang

To improve and optimize the petroleum sulfonate multi-stage sulfonation process equipment and technique，reduce working load and solve the serious environmental pollution problem arising out of the production，DCS control system would be employed in the entire production process to greatly improve the automatical control level of the production process and ultimately improve the efficiency of production equipment，making our production smooth and ensuring the application of oilfield.

petroleum sulfonate；sulfonation；industrial production；optimization

TQ423

A

1003-6490（2016）06-0072-01

2016-06-18

方新湘（1968—），女，浙江杭州人，工程師，主要研究方向為石油化工及石油微生物技術。