酮苯脫蠟生產(chǎn)過程的水吸工段

談晨

摘要：丁酮-甲苯二元混合物對原料中的油、蠟具有不同的溶解能力和油與蠟的熔點差，隨著溫度降低，蠟在溶液中的溶解度下降使之達到過飽和狀態(tài)而結(jié)晶。溫度繼續(xù)降低，析出的蠟就會逐漸增多，然后將蠟與油分開，使脫蠟油的凝點下降。這一過程是所有結(jié)晶脫蠟的共同原理，酮苯脫蠟也不例外。但是與其他的結(jié)晶脫蠟相比，它還有自己獨特的地方，原料在冷卻過程中加入溶劑，降低了原料的粘度，增加了原料的流動性，并給蠟的結(jié)晶創(chuàng)造了適宜的條件，這就是在脫蠟過程中采用了酮苯溶劑稀釋。酮苯溶劑的粘度比水還小，脫蠟原料油用數(shù)倍酮苯溶劑稀釋之后，粘度大大下降。把這種低粘度的溶液冷凍降溫，達某一數(shù)值時，石蠟在溶劑中的溶解度達到過飽和而結(jié)晶析出。由于蠟的結(jié)晶過程是在低粘度的溶液中完成的，因而易生成的結(jié)晶顆粒，加之溶液粘度又低，因而易于過濾。將蠟脫除，得到低凝點的脫蠟油，這就是酮苯脫蠟的基本原理。

關(guān)鍵詞：酮苯脫蠟;降溫;結(jié)晶脫蠟;過濾分離。

緒 論

潤滑油生產(chǎn)過程中的濾液和蠟膏經(jīng)過濾后所得濾液和蠟膏中含有大量的溶劑，這些溶劑需加以回收循環(huán)使用。溶劑回收系統(tǒng)的任務就是用最經(jīng)濟的手段將溶劑回收，所回收的溶劑含油（蠟）、水要很小，并且溶劑回收力求完全，損失越小越好。溶劑回收系統(tǒng)的工藝流程就是基于上述3點要求設(shè)計的，包括油回收系統(tǒng)、蠟回收系統(tǒng)、溶劑脫水系統(tǒng)3部分。本設(shè)計主要是針對溶劑回收系統(tǒng)中的溶劑脫水工序進行設(shè)計。

溶劑在酮苯脫蠟過程中起到改善結(jié)晶和便于運輸?shù)哪康模虼嗽谌軇┵|(zhì)量方面要求有良好的選擇性、低溫輸送性能，并且要粘度小，冰點低。本工段目的就是回收溶劑，降低成本。若再利用的溶劑中含水量較多不僅會影響溶劑對油的溶解能力，嚴重時甚至阻礙生產(chǎn)的順利進行。這是由于水在低溫下結(jié)成冰粒，由于結(jié)晶顆粒小，極易堵塞濾布，增加過濾阻力，對洗滌、吸干、抽凈都產(chǎn)生不利影響，使蠟餅含油量增加，油收率和處理量均下降，嚴重時造成濾機失效頻繁，增加溫洗頻次，這樣不僅易造成生產(chǎn)波動，而且影響濾機使用壽命。水收系統(tǒng)作為酮苯脫蠟過程唯一的脫水途徑，應該盡可能降低溶劑含水量。所以搞好水收工段的設(shè)計具有很重要的現(xiàn)實意義。

一、酮苯脫蠟過程

1.潤滑油的生產(chǎn)步驟：

油→酮苯脫蠟→白土補充精制→渣油脫瀝青加工步驟→潤滑油基礎(chǔ)油→潤滑油調(diào)和→成品潤滑油。

2.詳細內(nèi)容：

溶劑精制：從減壓蒸餾出來的潤滑油原料僅僅具有一定的粘度，要成為潤滑油還需要把其中粘溫性質(zhì)不好和抗氧化性能不好的組分（主要是除去多環(huán)短側(cè)鏈的重芳烴和膠質(zhì)）除去。

酮苯脫蠟：主要目的在于除掉原料中的高凝點組分（主要是大分子的正構(gòu)烷烴和異構(gòu)烷烴（蠟））降低油品的凝點[21]以滿足各種機械在低溫下的使用要求。

白土精制：潤滑油原料經(jīng)過溶劑精制和溶劑脫蠟后，可能會殘存有微量溶劑在油中，同時油中還存有少量的膠質(zhì)、非烴化合物。這些物質(zhì)絕大多數(shù)是極性物質(zhì)，它們的存在不但使油品的顏色變深，腐蝕機器，而且還降低了油品的抗氧化安定性，所以要除去。

渣油脫瀝青加工：石油經(jīng)減壓分餾后，仍有一些分子量很大、沸點很高的烴類不能氣化分餾出來而殘存在減壓渣油之中。這部分烴是制取高粘度潤滑油的寶貴原料。渣油中除有這些高分子量的烴以外，還含有大量的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)。因此，為了取得這部分高粘度潤滑油原料，必須將它們與膠質(zhì)、瀝青質(zhì)分離。

最后是潤滑油調(diào)和步驟，潤滑油原料經(jīng)過溶劑精制、溶劑脫蠟和補充精制后，得到的是基礎(chǔ)油。將這些基礎(chǔ)油加入某些添加劑調(diào)合（混合）均勻后，就得到了成品潤滑油。

其中酮苯脫蠟裝置是生產(chǎn)潤滑油基礎(chǔ)油的重要裝置之一，裝置以糠醛精制油為原料，以丁酮、甲苯為溶劑，通過冷卻、結(jié)晶、過濾、回收等工藝過程，生產(chǎn)具有較好低溫流動性的去蠟油，同時獲得副產(chǎn)品—石蠟。

二、水收系統(tǒng)

1.水收系統(tǒng)原理

脫蠟原料經(jīng)過結(jié)晶過濾之后得到了蠟膏和濾液，蠟膏含溶劑60-70%，濾液含溶劑80-85%，這些溶劑需要回收循環(huán)使用。回收具體過程如下：

閃蒸步驟：丁酮的蒸汽壓比潤滑油蒸汽壓大得多，當加熱濾液時蒸汽壓大的丁酮溶劑首先汽化，蒸汽壓小的油很難汽化。因此，在加熱時就會得到含油量很小的溶劑蒸汽。而在通常的脫蠟過程中，只要溶劑中含油不大于0.5%就足夠滿足脫蠟的要求（蠟脫油除外），因此把濾液送入加熱器或加熱爐加熱，升高溫度后送入塔內(nèi)閃蒸，讓溶劑在塔內(nèi)進一步汽化，并進行汽液分離（也有的是送到旋風分離器進行閃蒸分離）。

水蒸汽汽提步驟：濾液或蠟膏經(jīng)加熱在塔內(nèi)閃蒸以后，在剩余的油或蠟中有微量的溶劑，這些溶劑的回收方法，一般不采取閃蒸，而是采用水蒸汽汽提。采用水蒸汽汽提是依據(jù)拉烏爾定律，溶劑的分壓為：由于P劑=P0純X劑很小，因而它們的乘積很小，即混合液中溶劑的蒸汽壓小，溶劑很難汽化來，若要使它們汽化，就必須提高P0的數(shù)值即提高加熱溫度，增加溶劑蒸汽的壓力，才能使它們汽化出來。但是溫度加得過高，潤滑油就會發(fā)生裂解，這是不允許的。

2.丁酮脫水原理

由于在丁酮和水系統(tǒng)中（含丁酮摩爾分數(shù)為10﹪摩爾濃度為2.7﹪），水的活度系數(shù)大，因此在精餾塔中分餾此二元系混合物的時候，水將向塔頂餾出物中富集，利用這一性質(zhì)，該混合溶劑的干燥可以用一般分離非均相共沸系統(tǒng)的雙塔流程來完成。待干燥的溶劑以氣液兩相狀態(tài)從干燥塔的下部進入，由于水的活度系數(shù)很大，當氣相量達到一定比例時，則液相中含水量已極少，可以直接流入塔底。含水較多的氣相沿塔上升與塔內(nèi)下降的回流液在塔盤上密切接觸，傳質(zhì)傳熱。由于水的活度系數(shù)很大，回流液受熱后，水部分汽化，而上升的熱氣得到冷卻，溶劑部分冷凝，這樣經(jīng)過多次接觸后，使上升的氣相中含水量越來越多，水從塔頂帶出;下降的回流液含水量越來越少，流入塔底的回流液也得到干燥。

總 結(jié)

酮苯脫蠟中水吸工段的設(shè)計主要是針對溶劑回收系統(tǒng)中的溶劑脫水工序進行設(shè)計。依據(jù)所給的過濾后的濾液和蠟膏中溶劑和水的蒸汽壓不同，進行設(shè)計。為了更好地提高潤滑油的生產(chǎn)能力，本著投資少，能耗低，效益高的思想對俄羅斯混合原油進行常壓蒸餾設(shè)計。流程簡單，投資和操作費用較少。原料在這樣的裝置下，可以分離水分和酮液，分離后的酮可以重新使用。在某些特定的情況下也可為石蠟生產(chǎn)提供原料。

參考文獻：

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[3] 劉軍海，孫長江.30萬噸/酮苯脫蠟脫油聯(lián)合裝置操作規(guī)程[M].玉門：玉門煉化總廠潤滑油車間.1999.6-9.