酮苯脫蠟裝置結晶脫蠟實現優化控制

閭曉軍

【摘 要】為實現提升酮苯脫蠟裝置蠟產品質量，降低裝畳操作難度及裝置能耗，必須對裝置結晶脫蠟工藝進行優化。本文立足于酮苯脫蠟工藝原理介紹，對影響酮苯脫蠟效果的主要因素及優化進行簡短介紹，希望能為相關企業提供技術指導。

【關鍵詞】酮苯脫蠟;工藝原理;優化控制

引言

伴隨著國內潤滑油市場價格的下跌，以及石蠟需求量及價格的上漲，很多企業紛紛開始轉型，將石蠟生產作為企業的主營業方向，通過對資源的優化配置，選擇酮苯脫蠟脫油裝置生產石蠟。為進一步提升石蠟生產質量及效率，使企業經濟效益得到大幅提升，需對酮苯脫蠟工藝條件和相關技術進行優化與完善。黃茂生[1]通過對中國石化茂名分公司采用夾點技術對酮苯脫蠟裝置結晶脫蠟過程優化改造及改造后應用情況和效果分析，發現，經改造后，溶劑和密閉氣溫度下降明顯，經此一優化操作，可節約制冷量37.004kW，因此，具有很高的工業應用價值。本文筆者通過對相關文獻資料的梳理，對酮苯脫蠟裝置結晶脫蠟實現優化控制進行了探究。

1酮苯脫蠟工藝原理

1.1酮苯脫蠟原理

酮苯脫蠟的原理是，潤滑劑原料的固態烴（蠟）和液態烴成分（油，溶劑）在一定溫度下形成溶液。隨著溫度降低，蠟在溶液中的溶解度降低并開始結晶;這種結晶類型也稱為冷結晶。隨著溫度繼續降低，沉淀的蠟逐漸增多，實現油蠟分離，獲得具有所需傾點的潤滑油和石蠟材料。

1.2酮苯脫蠟工藝

酮苯脫蠟工藝是選擇蠟含量高的蠟油（如真空餾出液）作為脫蠟原料。在甲基乙基酮和甲苯的二元混合溶劑的作用下，利用混合溶劑在低溫狀態下具備較好流動性和對油、蠟的選擇性溶解。在原料冷卻過程中，將混合溶劑加入到原油中使蠟結晶，然后將懸浮液轉移到真空鼓式過濾器中完成固液分離，將濾液中的溶劑蒸發并回收以獲得脫蠟效果?；厥盏娜軇┛梢匝h使用。酮苯脫蠟是一種物理過程，可從潤滑劑原料中除去高凝固點蠟組分，而不會生成新物質。

酮苯脫蠟的基本過程如下：在原油中添加甲苯和丁酮混合溶劑，冷卻油和溶劑混合溶液，然后在接近溫度的條件下添加混合溶劑。在不同溫度下將混合溶液分次加入，并繼續冷卻直至溫度完全冷卻時，將獲得的懸浮液進行固液分離，從而得到粗蠟和濾液。濾液回收可作為溶劑，粗蠟脫油以獲得蠟產品和蠟下油。蠟下油即可作為副產品，又可作為石蠟廠裂解裝置原料。酮苯脫蠟制得的脫蠟油用作潤滑油基礎油和高附加值蠟產品，所得蠟膏含油量直接影響下游裝置石蠟產品的收率，質量和處理能力。由于諸如冷卻，真空過濾和溶劑回收之類的過程具有許多能源密集型單元，因此，酮苯脫蠟過程占潤滑基礎油生產過程成本的最大部分，可達到40%～50%。

2影響酮苯脫蠟效果的因素

2.1原料

硬質原料石蠟的碳數分布主要為C20～C30，溶液中該石蠟成分的大部分晶體為薄片狀，且蠟晶體顆粒尺寸大、油性小、易過濾、脫油蠟收率高、蠟下油收率低;普通重重原料石蠟的碳數分布主要在C30以上，溶液中這些特征性蠟組分的晶體大多為針狀。晶體尺寸小且難以過濾，原因是小顆粒易于包油，容易堵塞濾布，并且小晶體降低了脫蠟油和脫蠟蠟的收率，并增加了蠟收率和含油量，蠟膏的含油比例很高。

相同原料的餾程對酮苯脫蠟的生產效率有一定影響。窄餾程原料中所含的蠟組分具有相似的分子量和分子結構，易于在結晶過程中聚集并且具有相同的結晶行為，因此結晶的蠟晶體尺寸大，且油含量低;而寬餾程原料中所含的石蠟組分的分布范圍較大，并且蠟組分的分子量和分子結構顯著不同，導致出現石蠟蠟分子在冷卻結晶過程中會發生不同的結晶行為，并互相影響。例如，高凝點成分首先結晶，而當未達到結晶點時，低凝點成分會受到影響，然后與高凝點組分共晶生產一種顆粒較小的共熔物，從而導致蠟中的包油增加，過濾速度降低。

2.2溶劑

如果酮和苯的混合溶劑的混合比不同，酮苯脫蠟的效果也會受到影響。甲苯可溶解油和蠟，而丁酮可使蠟聚結。兩種溶劑具有不同的作用。當混合比例不同時，混合溶劑表現出各種功能和特性，因此需要研究最適合實際生產的混合比例。當前，酮苯脫蠟通常采用多點稀釋法，如果將混合溶劑稀釋到多個點，則添加時的溶劑溫度應與當時的溶液溫度相似或略低于該溫度。如果溶劑的溫度高于溶液的溫度，則結晶的蠟顆粒重新熔化，而如果溫度太低，則發生快速冷卻并形成較小的晶體。由于其大的比表面吸收了大量的油，從而增加了蠟膏的油含量。

2.3過濾器操作

過濾是將懸浮液中的油和蠟分離出來的重要過程。需注意的是，過濾器的速度、過濾器壓力差，冷洗溶劑的比率和冷洗溶劑噴霧條件會影響過濾效果。如果過濾器運轉太快，過濾效果將減弱，蠟餅中所含的油將無法完全清除，從而導致蠟膏中的油含量增加。真空度太小會導致過濾器壓力差。這導致蠟餅所含的油無法完全清除，會影響蠟糊的油含量。另外，冷洗溶劑的壓力是不同的，冷洗溶劑的不均勻噴射減小了冷洗溶劑的洗滌面積。無法徹底清洗蠟餅中所含的油，也將影響蠟膏油含量。

3酮苯脫蠟裝置結晶脫蠟實現優化控制

3.1熱處理

對于重質潤滑油脫蠟操作中，一般會運用熱處理技術。先將原料有與溶劑進行混合，再將其加熱至混合液濁點之上，熔化形成的晶核并使它們重結晶以形成更理想的晶體。溫度略高于原料的熔點，溫度太低而不能滿足重結晶的要求，如果溫度太高，制冷系統的負荷就會增加，同時還造成大量加熱介質的浪費，因此，一般將脫油原料加熱至約70℃即可。

3.2脫蠟助濾劑的應用

輕脫油中所含的微晶蠟通常在一般正構烷烴中含量較低，大多數是烷烴和異構化程度較低的環烷烴，并含有一定量的芳烴，并且具有較大的粘度，因此會形成蠟晶體。輕脫油所形成的蠟晶體小，難以過濾。由于過濾速度低，蠟膏稠，不易從鼓式過濾器上掉下來以及蠟糊的含油量高。脫蠟劑改善了蠟的結晶狀態并改善了蠟的滲透性，使得來自過濾器的蠟膏易于吸收和剝離。

3.3過濾器冷反洗

冷反洗是指從酮苯脫蠟裝置的苯部分濾出的濾液返回過濾器，并從過濾器內部以相反的方向洗滌濾布，以洗凈內部的細小晶體顆粒。每次過濾時，都會對其進行反洗。一旦過濾器處于良好狀態，將減少清洗次數，設備的運行將保持穩定，并且將確保產品質量。

3.4室溫脫蠟技術

室溫脫蠟技術消除了對制冷和制冷交換設備（例如冰箱和機殼結晶器）的需求。通過脫蠟，可以獲得傾點低于-9C的潤滑劑和基礎油，并顯著降低設備的能耗，但該技術尚未工業化。另一種室溫脫蠟方法涉及將溶劑與原料混合，并將混合溶液加熱至互溶狀態，蠟不溶解并沉降，然后將油和蠟分離。

4結束語

通過對酮苯脫蠟裝置結晶脫蠟的優化控制，可使潤滑油中的大分子正構烷烴和異構烷烴得到有效去除。通過熱處理，使己形成的晶核熔化，再脫蠟助濾劑、室溫脫蠟技術及濾機冷反洗技術的應用下，使其重新再結晶，形成更理想結晶狀。

參考文獻：

[1]黃茂生、張早校、梁文雄.酮苯脫蠟裝置結晶換冷優化改造及其效果[J].石油化工設計，2016-（11）-25.

[2]錢伯章.酮苯脫蠟裝置結晶脫蠟實現優化控制[J].石油煉制與化工，1992-（01）-16.

[3]馬文花.酮苯脫蠟脫油裝置工藝優化[J].河南化工，2020-（05）-15.

[4]岳元、王鈺佳、王海彥、劉冬梅、曲圣濤.酮苯脫蠟脫油技術發展現狀[J].煉油與化工，2020-（02）-15.

（作者單位：泰州石油化工有限責任公司）