2022年2022年糠醛装置溶剂低消耗现状分析 .pdf

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1、文 章编号 :1002 - 3119( 2006) 02- 0025 - 04糠醛装置溶剂低消耗现状分析高军1,高捷2,李长春2( 1 .中国石化茂名分公司, 广东 茂名 525011;2. 中国石油兰州石油化工工程公司,甘肃 兰州 730060)摘要 :对中国石化茂名分公司第三套糠醛精制装置溶剂低消耗现状进行分析,总结 溶剂低消耗原因以及装置精制萃取系统抽提沉降分离工艺、 转盘 - 填料复合塔技术、 抽提 塔入口分 布器设计等 工艺技术特 点 ,采 用该工艺 不但提高了萃取效率,而 且降低了溶剂消耗,对同类装置的生产工艺和技术操作有一定的指导意义。关键词 :糠醛精制 ;溶剂 ;消耗 ;分析中

2、图分类号 : TE624 .512F 文献标识码 :A前言糠醛精制装置是润滑油生产的主要生产装置之一 ,它是以糠醛作为萃取溶剂,脱除润滑油基础( 或原料蜡油 ) 中的非理想组分,从而达到精制的目的。目前国内共有约22 套糠醛精制润滑油生产装置,总加工能力约为5 M t/ a 。这些装置在生产工艺上各有所长也比较成熟,但每套装置的能耗和溶剂消耗方面有着较大差别,既反映了各装置不同的工艺技术特点 ,也影响着装置高效长期运转。1糠醛精制装置溶剂消耗糠醛精制装置溶剂消耗一般分为正常消耗和非正常消耗 ,正常消耗占总消耗的一小部分。1.1正常消耗糠醛装置的正常消耗是指正常物流携带而造成的溶剂损耗 ,主要包

3、括精制油、 抽出油 、 脱水塔塔 - 7下水正常带走的溶剂。表 1 为糠醛装置2005 年 16 月溶剂正常消耗情况。表 1 糠醛装置 2005 年 16 月溶剂正常消耗情况项 目流 量/ t含溶剂,%携带溶剂/ t合计消耗/ t合计单耗/ kg t- 1精制油1585680.01015 .8624. 8310.50抽出油528060.0105.281塔 - 7 下水368940.0103.69注:精制油 、 抽出油 、 塔 - 7 下水 含溶剂量装置工艺控制 指标为0.010 %, 而每天装置采样检测分析为 0,现按 工艺控 制指 标计算携带溶剂量。收稿日期:2005- 11- 29。作者简

4、介:高军( 1972 - ) ,男 ,工 程师 ,1996 年 毕业于 江苏 石油化工学院 ,从事润滑油工艺、 安全方面的管理工作。THE S TUDY AND APPLIC ATION OF LUBE REFININGTECHNOLOGYWITHCOMPLEXADSORBENTZHANGJuan- li , YANGTian - hua, WANG Bin , WANG Li - juan( Yumen Petroleum Processingand Chemical Complex of PetroChina Y umenOil - Field Branch , Yumen 735200,

5、 China)Abstract :The complex adsorbent,amix ture of FCC wastecatalyst and clay, was usedfor refining lubri -cant in Yumen Petroleum Processingand Chemical Complex , and its effect was investigated . The results fromlaboratory and industrial trials showed that FCC waste catalyst has the function of a

6、dsorbing and refining to lu-bricant ; During the refining , clay can be partly replacedby FCC wastecatalyst , with economy benefit and soci -ety benefit ; When the refining effect is the sameas pure clay is used, not only clay decreaseby 0.6 % or so butalsoproduct yield increaseby 0.1%, with improve

7、d filteringrate .Key Words :FCC waste catalyst ; clay ; refining ; lubricant2006 年 4 月Apr .2006润 滑 油Lubricating Oil第 21卷第 2 期Vol .21,No.2名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 糠醛装置2004 年 1 6 月累计溶剂总消耗为105.86 t ,从表 1 可见 ,正常物流携带而造成的溶剂

8、损耗占总消耗的23.46 % 。1.2非正常消耗糠醛装置的非正常消耗是指装置正常状况下物流携带溶剂以外的溶剂消耗,主要包括因设备泄漏而造成的溶剂跑损、 开停工溶剂损失、 溶剂氧化、 结焦 、 裂解的变质损失以及由于操作不平稳时精制油、抽出油 、 塔 - 7 下水非正常携带造成的溶剂损失,从上述 分 析 可 知 , 装 置 的 非 正 常 消 耗 占 总 消 耗 的76.54 % 。因此 ,控制正常消耗,降低非正常消耗才能达到溶剂低消耗的目的。1.3茂名分公司糠醛装置与国内装置溶剂消耗情况对比表 2 国内同类装置溶剂消耗对比情况装置名称设计加工量/ 万 t a-1实际加工量/ 万 ta- 1溶剂

9、单耗/ kg t- 1大庆炼化229 .000.71锦西石化3526 .490.942辽河石化2520 .440.7抚顺一厂1517 .731.315兰州石化154 .031.88燕山石化3553 .320.55济南石化2514 .171.10高桥石化4023 .750.74茂名石化3043 .590.492溶剂低消耗的原因分析2.1溶剂氧化变质的控制2.1.1 脱气塔脱气控制糠醛溶剂的氧化安定性较差,在空气 、 水 、 阳光的作用下极容易氧化成过氧糠酸,这种过氧化物是一种氧化剂 ,它能进一步把糠醛氧化成糠醛酸,这些酸性物质极易溶解在水和醛中,因此糠醛装置对系统的氧气和水含量的要求是非常严格的

10、,原料在进抽提塔( 萃取 ) 之前一般都要经过脱汽塔脱汽、 脱氧气 。因此 ,脱气塔塔 - 8 脱气控制真空度是关键,与其脱气效果有着很大的关系,而塔 - 8 的脱气效果差 ,使得原料带水,并含空气 ,糠醛在水 、 空气作用下极 易 发 生 氧 化 , 加 速 糠 醛 变 质 为 糠 醛 酸( C4H3COOH) ,增大糠醛的消耗。塔 - 8 顶气抽流程见图 1。图 1 塔 - 8 顶气抽流程图当塔 - 8 真空度过小 ( 真空度 0.03 M Pa) 时 ,供给回收系统的热量明显增大,炉 - 2 的负荷增加,说明塔 - 1 的进料含有比正常操作更多的水分,从而塔 - 8 的真空度影响塔- 1

11、 进料的水分,塔 - 1 进料水分又影响到糠醛的质量 ,促 使糠醛氧化变质 。目前装置塔- 8 的真空度一般控制在0.04 0.06MPa ,糠醛的变质速度明显减慢。2 .1 .2氮气密封工艺糠醛与大气的接触必然会导致系统内糠醛的氧化变质 ,目前装置的水溶液系统采用氮气密封( 携带油罐 、 溶剂罐 、 真空液封罐实施氮气密封) ,有效地隔绝了糠醛与空气的接触,降低了溶剂的氧化;同时 ,对最容易腐蚀的水溶液系统的设备、 管线采用 18 - 8不锈钢材质,减轻设备腐蚀,避免糠醛溶剂的损耗。2 .2 减少糠醛氧化分解损失糠醛在 230以上会发生氧化分解,因此对装置燃料油 、 燃料气系统的控制、 测量

12、 、 控制仪表精确度有一定的要求,如果出现比较大的漂移,或低压瓦斯系统压力波动较大,加热炉出口温度出现超标现象 ,将会导致糠醛比较严重的氧化分解,增加溶剂消耗 。目前 ,装置用气动单元组合仪表控制,采用模式识别调优技术对装置燃料油、 燃料气系统进行离线调优 ,使加热炉出口温度的控制灵敏可靠,并在低压瓦斯进加热炉之前经缓冲罐稳压、 脱液 ,稳定装置瓦斯压力 。2 .3 原料高酸值的控制糠醛精制装置对原料的要求比较苛刻,除要求原料浅颜色 、 窄馏分以外 ,还要求原料中有机酸和不饱和烃含量小,也就是说原料的酸值不能太高,否则会使糠醛的氧化、 分解加剧 。表 3 为茂名分公司糠醛装置与国内部分同类装置

13、的原料质量对比情况。26 润 滑 油 2006 年第 21 卷名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 表 3 茂名分公司糠醛装置与国内部分同类装置的原料质量对比情况装置名称原料酸值 / mgKOH .g-1变压器油减二线减三线大庆炼化0.0600. 0848锦西石化0. 1270 .170.19辽河石化0 .020 .020.02抚顺一厂0 .200 .250.25兰州石化0.81 .61.6南阳石化0 .711.040

14、济南石化0.9600.980高桥石化0.6000.650茂名石化0. 0960.0450.068由表 3 可见 ,茂名分公司糠醛装置加工的原料酸值明显低于国内其他公司,原料酸值低糠醛溶剂氧化变质情况就减轻,是其他同类装置所不能相比的 。因此 ,溶剂消耗小,精制效果好,油与溶剂分离容易 ,溶剂不会因沸点发生变化而大量从汽提塔蒸出 ,系统内溶剂氧化情况少。2.4工艺技术方面特点2.4.1 抽提塔塔顶精制液沉降分离工艺润滑油糠醛精制是利用糠醛的选择性溶解力来脱除润滑油中的有害及非理想组分,使油品性能满足使用要求 ,而抽提系统是装置的核心部分,不同的工艺组合可改变抽提塔的抽提温度、 温度梯度和溶剂比

15、,直接影响着精制油的质量和收率、 回收系统的操作 、 装置能耗和溶剂消耗。目前 ,茂名分公司糠醛装置采用的是自行研制的澄清分离专利技术,抽提塔塔顶精制液采用液体凝聚澄清分离器沉降分离,流程如图 2 所示 。图 2 精制液沉降罐工艺流程抽提塔塔顶物流通过冷却沉降分离后,从底部出来的是约含90 % 95%糠醛的富醛液,作为回流与干燥糠醛一同回流进入抽提塔,从顶部出来的是含 6 % 10%糠醛的精制液 1。塔顶设沉降罐,相当于精制段多了一个平衡级,由于温度降低,溶剂的选择性提高,从而提高了产品质量 。 从抽提塔塔顶出来的精制液经冷却析出沉降下来的溶剂相对于抽提塔塔顶的溶剂仍具有一定的溶剂能力 ,故此

16、部分溶剂作为回流可再溶入一定的非理想组分 。在保证精制油质量不变前提下,由于有沉降出来的富醛相直接回抽提系统,新溶剂比降低 ,精制液所含糠醛量降低,不但减轻了精制液汽提塔负荷 ,而且大大降低装置的能耗、 溶剂损失和消耗。2 .4 .2转盘 - 填料复合抽提塔的应用由前述可知 ,抽提系统是装置的核心部分,萃取工艺过程全部在抽提塔内完成,抽提塔的结构和工艺情况直接影响着装置精制油的质量、 收率以及回收系统的操作。目前糠醛装置所采用的转盘- 填料复合抽提塔见图3 。图 3转盘一填料复合抽提塔结构简图运用了转盘分散和填料凝聚理论,使复合塔既保留了转盘塔大通量、 分散好的优点,又引进填料促进了油滴凝并,

17、传质表面更新,使理论段数增加,提高了抽提效率。而且转盘 - 填料复合抽提塔的特殊结构让填料在塔内进一步分解定环间旋涡,提高传质面积的同时又可平抑涡流,将原转盘抽提塔的液泛点延后 ,使得抽提塔的最大负荷能力有了较明显的提高 ,实践表明 ,其在满负荷生产状态下的平稳性也大大提高;此外 ,由于两相夹带的下降,特别是精制液含醛量减少后,使得装置精制液回收系统的负荷也相应下降,提 高了整个装置的处理能力,降低0 .2 个醛油比 2 ,减少了溶剂用量。2 .4 .3分布器在转盘- 填料复合抽提塔的应用转盘 - 填料复合抽提塔增加了抽提塔的理论段数 ,提高了处理量 1。但是 ,原料油与 糠醛溶剂在转盘转动下

18、,通过逆向接触进行相际传质,由于物料是切向进入塔内,存在着液体分布不均匀、 返混严重的现象 3 ,为了改善 这一状况,进一步提高塔的性能 ,糠醛精制装置的抽提塔内增设了原料油分布器与糠醛分布器,见图 4 、 图 5。27第 2 期 高军等 .糠 醛装置溶剂低消耗现状分析名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 图 4原料油分布器 图 5 糠醛分布器增设分布器后的抽提塔在保持转盘- 填料复合抽提塔的优点的同时,通过分布器的分

19、布作用,使液液分散均匀 ,充分利用了抽提段的空间,增加了传质面积 ,从而促进表面更新,提高了抽提效果。 由于精制效率的提高,在保证 产品质量的前提下 ,降低0.1 个醛油比 ,减少了溶剂用量,使得装置抽出液回收系统的负荷相应下降,尤其是抽出液加热炉的负荷下降 ,从而降低了溶剂回收能耗。2.4.4 抽出液回收工艺在糠醛精制装置中,抽出液溶剂回收占总溶剂回收量的 85 % 。因此国内外一直将抽出液的溶剂回收作为糠醛装置工艺技术重点。装置能耗采用单效蒸 发的约 为 2720 M J/ t , 采用二 效蒸发 的约为1675 MJ/ t ,采用三效蒸发的约为1170 MJ/ t 。 从70 年代开始糠

20、醛装置逐步采用二效、 三效 ,现在发展到四效 。目前 ,国内绝大多数糠醛装置采用三效蒸发工艺 ,该工艺不仅降低加热炉负荷和装置能耗,而且可减少因炉管过热引起的糠醛高温氧化变质的损耗 。 但由于蒸发塔的操作、 布局和工序的不同,在蒸发效果方面大相径庭。目前 ,茂名分公司糠醛精制装置抽出液溶剂回收采用低、 中 、 高压 “ 四塔三效蒸发” 工艺 ,一 、 二效换热蒸发率从原来的33 .4 %提高到 49 .85 % ,加热炉负荷降低26 % ,并利用糠醛气体的潜热,增设了 0 .35 M Pa的蒸汽发生器,节能265 .9 MJ/ t 。装置能耗 20.56 kg 标油 / t ,溶剂消耗0 .4

21、90 kg/ t ,达到国内国际先进水平 4。3 结论( 1) 茂名分公司糠醛装置溶剂消耗量明显低于国内同类装置。( 2) 优化工艺操作、 完善溶剂抗氧化工艺、 加工低酸值原料是降低溶剂非正常消耗的主要因素。( 3) 装置在工艺技术方面的特点降低了溶剂的正常消耗 ,值得同类装置借鉴。( 4) 实现装置DCS 控制系统 、 优化流程是装置进一步防止溶剂氧化、 降低溶剂消耗的有效途径。参考文献 : 1 任秋君 . 提高糠醛精制技术水平的有效途径 J .石油炼制与化工 ,1997,28( 8) : 14. 2 李志英 ,刁洪波 , 朱永进 . 转盘 填料复合抽提塔的工业应用 J . 润滑油 ,200

22、0,15( 1) . 3 清华大学萃取实验室 .茂名石化糠 醛精制转盘 塔液体分布器的设计 P .2000. 4 张巨林 , 刘强 , 鞠 全 宝 . 润 滑油 糠醛 精 制装 置技 术 改造 J . 炼油设计 ,1999,29( 1) : 17- 19.THE ANALYSIS OF THE PRESENT STATUS OF LOW SOLVENTCONSUMPTIONIN FURFURALREFININGUNITGAO Jun1, GAO Jie2, LI Chang- chun2( 1. SINOPEC Maoming Branch , Maoming 525011, China ;2

23、. Lanzhou Petroleum & Chemical Corporation , CNPC , Lanzhou 730060, China)Abstract :The present status of the low solvent consumption in the thirdset furfuralrefining unit inSINOPEC Maoming Branch is described. The causesof low solvent consumption and sometechnical features in-cluding extraction - s

24、ettling - separation technology, the rotating - packing complex tower technology and thedesign of distributor at the entrance of the extracting tower are analyzed. By using those technologies not onlythe extractive efficiency of furfural refining unit hasbeenimproved , but alsothe consumption of solvent has beenbrought down .Key Words :furfuralrefining ; solvent ; consumption ; analysis28 润 滑 油 2006 年第 21 卷名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -