尿素脫蠟生產中的三種尿料比較

王明路

摘 要：在大慶原油供應量不足，不斷摻煉外油的情況下，尿料質量每況愈下，致使尿素脫蠟裝置的產品質量以及液蠟收率受到很大影響。以二連、沈北、大慶三種原油的直餾柴油餾分為原料，在常溫常壓下，對這三種尿料參與的絡合反應、絡合物洗滌等過程進行比較，尋找到更好的尿料，并生產出高品質的-35#柴油和300#液體石蠟。

關鍵詞：尿料；尿素脫蠟工藝；絡合反應

1 前言

錦西石化公司尿素脫蠟裝置簡介尿素脫蠟裝置是我國自行研究、設計始建于1965年，于1966年6月份投產，原設計加工能力3.5萬噸/年，是中石油唯一的一套尿素濕法脫蠟裝置。裝置以大慶原油常壓二線為原料，生產-35#軍用柴油和300#液體石蠟。其中，300#液體石蠟用途廣泛，可用來生產能夠被生物降解的表面活性劑、增塑劑、氯化石蠟、蛋白—微生物濃縮物、洗滌劑，以及潤滑添加劑，是石油化學和微生物工業中的重要原料。兩種產品均獲得了國家銀獎。

目前國內外生產液蠟的主要方法為尿素脫蠟和分子篩脫蠟。尿素脫蠟包括水溶液法和結晶法，根據活化劑的不同，水溶液尿素脫蠟工藝又可分為二氯甲烷法、甲醇法和異丙醇法等等。相比之下，異丙醇水溶液尿素脫蠟法，可生產-35#柴油、-50#柴油、重蠟、輕蠟四種質量好、雜質少、收率高的產品，還具有生產機制靈活，可根據市場需求情況及時調整生產方案的優點。

近年來，由于我廠煉油結構不斷調整，摻煉外油的比例逐漸增大，導致北蒸餾車間為尿素車間提供的尿料組分越來越輕，使絡合反應難以進行。為保證一定的脫蠟深度及-35#軍用柴油的出廠質量，車間采取提高尿液飽和度的方法，但這樣的操作又會造成液蠟中的芳烴含量增加。為尋找適于車間生產的尿料，車間委托研究院真對二連、沈北、大慶的柴油餾分做了一系列尿素脫蠟小型試驗。

2 試驗部分

2.1試驗原理

尿素[CO（NH2）2]的結晶是四方晶格，在一定條件下能與長直鏈烴類發生絡合反應，形成具有六角形晶格的絡合物。絡合物以長直鏈烴類為中心軸，尿素分子中的氧原子與另一尿素分子中的-NH2以氫鏈相連接，呈螺旋狀圍繞在軸上。這些螺旋體形成的蜂巢狀網眼結構，分布著被尿素分子吸住的直鏈烴類。尿素與正構烷烴的絡合反應過程是可逆放熱反應。其反應方程式如下：

CnH2n+2+mCO（NH2）2=CnH2n+2[CO（NH2）2]m+△H

作為絡合反應的活化劑，異丙醇能很好地溶解油品，使尿素與正構烷烴在反應混合物中充分接觸，既便于分子重新排列，又可加快傳熱、傳質，加快反應速度，利于輸送。

2.2工藝過程

脫蠟試驗在研究院實驗室小型試驗裝置進行，工藝流程與尿素車間生產流程一致。尿液和原料油經絡合反應、沉降、水洗、共沸蒸餾等工序，生產出脫蠟油和液蠟。

3 分析討論

3.1三種尿油比對比

尿素異丙醇水溶液與原料油之比，即尿油比，是絡合反應的重要參數。適宜的尿油比有利于脫蠟液分離，并保證產品的合理收率。

研究院模擬車間生產工藝，使用循環尿液，分別記錄了沈北、二連和大慶原油在不同尿油比下的液蠟收率。如見表1所示。

3.2三種原油絡合物的洗后試驗比較

工作人員選用輕餾分溶劑油對絡合物中的脫蠟油進行洗滌，以提高液體石蠟的正構烷烴含量，降低芳香烴含量。在反應終溫為30℃，尿油比8：1的條件下，工作人員統計了不同的洗油比（洗油與原料油之比為洗油比）和洗滌段數對液蠟中芳烴含量的影響，結果見表2、表3。

4 總結與討論

大慶、二連、沈北原油的220～310℃餾分都是很好的尿素脫蠟原料，大慶、二連油的性質、產品質量較為相似；沈北油柴油餾分含蠟量較高，適合采用高尿油比、高飽和度進行脫蠟處理。沈北油的芳烴含量雖然較高，但其絡合物狀態松散，便于洗滌。在同等條件下，芳烴含量都能達到標準。

近年來，尿素脫蠟裝置加工量不斷增加，油、蠟蒸餾塔的負荷增大。為降低蒸餾系統的負荷，洗油比已經不能保證在1：1，基本控制在0.69-0.80之間。因此，尿素脫蠟裝置液蠟芳烴含量的實際值要高于試驗值。

二連、沈北的-35柴油膠質含量高較，不可單獨做尿料使用，但可在加工大慶油時，適當摻煉一定比例的沈北油或二連油，以保證產品質量合格。