丙烷脫瀝青裝置適應性改造綜述

楊西姣,李 娟

(1.中國石化濟南分公司 瀝青車間， 山東 濟南 250101；2.青島科技大學 山東化工研究院，山東 濟南 250014)

丙烷脫瀝青裝置是中石化濟南分公司重質油加工過程中的一個重要環節，是減壓渣油的重要處置措施。裝置產品脫瀝青油是生產HVIⅡ150BS光亮油和橡膠油等的重要原料，產品質量的優劣、裝置單位能耗的高低會直接影響產品的銷售，從而影響公司的盈利水平，高能耗、低質量就意味著產品失去了市場競爭力。

為了適應市場需求，原500kt/a丙烷脫瀝青裝置進行了適應性改造，改造后處理量提升為600kt/a，具備了處理臨盤渣油和勝利進口混合渣油等不同原料的生產條件，能夠生產出殘炭<1.6%的優質潤滑油料，與此同時裝置能耗也降低了12.23%。

1 裝置適應性改造項目

1.1 萃取塔改用FG-Ⅱ格柵規整填料

原500kt/a丙烷脫瀝青裝置萃取塔采用的是轉盤塔，由于驅動轉盤的水輪丙烷高速液流產生漩渦，造成過度攪拌，會使分散相的液滴過小，造成返混，不利于傳質與分離，萃取效果低。較差的萃取效果，使得后續的蒸發、汽提系統負荷增大，最終導致能耗上升。

改造后萃取塔中段自上而下安裝三段格柵型規整填料，在原料及主、副丙烷入塔處改用并列多管型液體分配器，見圖1。主體填料采用清華大學開發的FG-Ⅱ格柵規整填料，它的結構特點是在與垂直面成45度角的多層平面上有兩塊以上的矩形板片平行排列，在板片之間按一定距離插入相應的矩形隔板，使板片與隔板之間立體交叉成Z型，每一塊板片的頂端加工成特殊的圓弧，減少了壁流效應。板片上開設的均勻分布的圓孔，對兩相具有切割、破碎的作用，使兩相充分交換，提升了填料表面的利用率，提高了萃取塔的通量和效率。

另外，改造后的三段格柵規整填料段均由三塊FG-Ⅲ型波紋板填料支撐，它采用規整填料制成，不僅對格柵填料起支撐作用，而且促使兩相再次分布，在一定程度上促進了液-液傳質。

圖1 改造后萃取塔

1.2 萃取-臨界系統流程動改

原丙烷脫瀝青裝置萃取-臨界系統增壓泵位于臨界丙烷-輕脫油丙烷溶液換熱器(E-1)后，萃取塔頂部抽出的輕脫油丙烷溶液(溫度較低)與臨界塔頂抽出的臨界丙烷(溫度較高)換熱后進入增壓泵。在生產光亮油基礎油原料的情況下，為滿足脫瀝青油收率、殘炭、粘度、以及質量的要求，需投用萃取塔頂部蒸汽加熱器，萃取塔頂溫比生產催化料時提高8℃，增壓泵就可能出現入口溫度超過設計的85℃導致泵不上量的現象。

改造后，增壓泵移到了臨界丙烷-輕脫油丙烷溶液換熱器的前面，如圖2，萃取塔頂的輕脫油丙烷溶液直接進入增壓泵，泵的上量情況變好。另一方面，E-1沒有了增壓泵溫度的制約，生產中就可以盡量加大臨界丙烷量從而減少主丙烷的補充量，丙烷泵(P-4)的負荷也相應降低。

圖2 改造后萃取-臨界系統流程

1.3 加熱爐熱管式煙氣回收系統的應用

改造中新增了下置式熱管空氣預熱器回收系統，回收煙氣余熱。并新設鼓風機(K-4)和引風機(K-5)各一臺，如圖3。來自對流室上部的熱煙氣經煙道進入熱管式空氣預熱器與空氣換熱后，由煙氣引風機引入冷煙道煙道擋板上部(正常運行煙道擋板全關，非正常狀態時開到一定位置維持爐膛負壓)，經冷煙道返回爐頂煙囪排入大氣；冷空氣由鼓風機送入熱管式空氣預熱器與煙氣換熱后，經熱風道供爐底燃燒器燃燒使用(正常狀況下爐底風道的快開風門全關，非正常狀態時要緊急打開快開風門維持氧含量)。熱管式空氣預熱器降低了排煙溫度，提高了空氣入爐溫度，使燃燒效率達到90%以上，大大降低了燃料的消耗。

圖3 改造后加熱爐熱管式煙氣回收系統

另外改造中在加熱爐前增設瀝青-中壓丙烷換熱器，充分利用中壓丙烷的余熱(該部分熱量原先用空冷去除)，爐入口物料溫度上升10℃以上，對降低加熱爐負荷有明顯作用。

2 改造效果

裝置改造后，在減壓渣油原料和丙烷溶劑性質相同的情況下，對產品質量及裝置能耗進行了考察，產品收率及質量見表1，裝置能耗組成見表2。

從表1可以看出，改造后脫瀝青油的總拔出率達到36%，比改造前提高3%；輕脫油的殘炭可以達到1.06%，達到生產HVIⅡ150BS光亮油原料的條件；裝置的平均能耗由改造前的22kg標油/噸下降到19.31kg標油/噸，下降了12.23%，其中變化最大的是瓦斯消耗，降幅高達50%。

表1 產品收率及質量

表2 丙烷脫瀝青裝置能耗(Kg標油/T)組成

3 結論

濟南分公司600kt/a丙烷脫瀝青裝置整體流程采用“低-高”、“萃取-沉降”兩段萃取工藝技術，充分利用循環溶劑的位能和熱能；核心設備萃取塔采用FG-Ⅱ格柵規整填料；加熱爐應用熱管式空氣預熱系統等節能技術，與原500kt/a丙烷脫瀝青裝置相比萃取-臨界系統運行狀況得到優化,產品收率提高，質量改善。在減壓渣油原料和丙烷溶劑性質相同的情況下，能耗降低了12.23%，改造效果顯著。