摘  要：介紹了南陽石蠟精細(xì)化工廠潤滑油糠醛精制裝置運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題和存在的不足，詳細(xì)描述了溶劑回收系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)曙砂、精制液加熱爐、精制油汽提塔骏掀、抽出油塔底重沸器等“瓶頸”的改造設(shè)計(jì)方法鸠澈。改造后與改造前相比，在相同的精制深度下退博，處理能力可提高25％左右颖助，精制油收率提高2．3個(gè)百分點(diǎn)，能耗下降62．6％。 

關(guān)鍵詞：糠醛精制裝置卤撬；技術(shù)改造巴移；能耗；處理量柄楼；收率

1  前  言

南陽石蠟精細(xì)化工廠潤滑油糠醛精制裝置瞭驴，設(shè)計(jì)處理能力為100．8 kt／a，1997年9月建成投產(chǎn)翅陪。雖然糠醛精制裝置在設(shè)計(jì)中采用了先進(jìn)的設(shè)備和儀表退钱，但是由于在工藝流程和設(shè)備、過程控制及管線布置等方面存在著一些缺陷钠台，造成裝置生產(chǎn)波動大欠诊、操作彈性小、能耗高辟劲、安全系數(shù)低臣疑、經(jīng)濟(jì)效益差，使裝置自身存在的優(yōu)勢得不到充分發(fā)揮徙菠，還制約了石蠟——潤滑油生產(chǎn)系統(tǒng)的效益讯沈。為此，依據(jù)糠醛精制裝置的現(xiàn)狀婿奔，針對設(shè)計(jì)中存在的問題缺狠，參考其它單位同類裝置改造的經(jīng)驗(yàn)，在過去的幾年中進(jìn)行了4次優(yōu)化改造萍摊，問題逐一得到了解決挤茄，運(yùn)行的總體經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高。

2  糠醛裝置設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)

(1)裝置設(shè)計(jì)加工輕油和重油兩種原料冰木。常四線穷劈、減二線、減三線油合稱為輕油踊沸，減四線及輕脫瀝青油合稱為重油囚衔。輕、重油料切換生產(chǎn)雕沿。

(2)抽提塔為新型高效填料塔练湿，采用由清華大學(xué)開發(fā)的QH-1型填料及由洛陽石油化工工程公司設(shè)計(jì)的進(jìn)料分布器。

(3)抽出液溶劑回收系統(tǒng)采用低—中—高三效蒸發(fā)流程荡西，充分回收溶劑熱量谴疾，回收加熱爐的熱負(fù)荷僅為兩效蒸發(fā)流程的67％，可較好地節(jié)能舵翘。

(4)吸收國內(nèi)同類先進(jìn)裝置的生產(chǎn)操作經(jīng)驗(yàn)昭怕，在溶劑回收系統(tǒng)增加了精制液和抽出液閃蒸塔袱族，以減少溶劑回收系統(tǒng)的負(fù)荷，降低能耗裙都。

(5)采用PROCESS模擬程序進(jìn)行工藝流程模擬渔舵，優(yōu)化操作條件。

(6)部分冷換設(shè)備采用螺紋管咽皮、內(nèi)插物等高效傳熱設(shè)備劈遂，可強(qiáng)化傳熱，減少換熱沒備痒渊，節(jié)省投資疮炼，并適應(yīng)工況變化。

(7)自動控制系統(tǒng)采用美國ABB公司的DCS集散控制系統(tǒng)蝇裤，屏幕顯示直觀清晰廷支、調(diào)節(jié)方便、操作穩(wěn)定栓辜，而且具有記憶恋拍、報(bào)警、打印等功能藕甩，實(shí)現(xiàn)了自動控制水平的升級芝囤。

3  裝置設(shè)計(jì)中存在的不足

3．1  一效蒸發(fā)塔蒸發(fā)率低

主要問題是：把抽出液加熱爐的對流室作為一效蒸發(fā)塔進(jìn)料的最后加熱措施；一效蒸發(fā)塔進(jìn)料流程在加熱爐的對流室前后有2個(gè)大型的“U”型彎辛萍；部分換熱器在計(jì)算中傳熱系數(shù)取值太高。由于用對流室加熱時(shí)羡藐，熱穩(wěn)定性較差贩毕，再加上對流室前后的2個(gè)大“U”彎分別為DN 300 mm和DN 350mm的管線，流程長仆嗦，散熱損失大辉阶，非常容易形成液體積聚，抽出液在換熱器中的壓降增大瘩扼。而在換熱器中退旅，溶劑實(shí)際上是在高于蒸發(fā)塔的壓力下蒸發(fā)的，它所構(gòu)成的背壓溫差損失會增大农幢，從而形成了蒸發(fā)效果時(shí)好時(shí)壞呕长，蒸發(fā)率低。

3．2  抽出油溶劑超標(biāo)

由于南陽石蠟精細(xì)化工廠的糠醛裝置設(shè)計(jì)為正序生產(chǎn)方案肩容，抽出油的收率只有15％左右悯堂，所以進(jìn)入抽出油閃蒸、汽提塔的物料很少勘米。在裝置試車過程中矗壹，初期抽出油汽提塔的塔底溫度只能達(dá)到120～130℃疯忽，曾經(jīng)采取抽出油系統(tǒng)部分循環(huán)的辦法增大抽出油的循環(huán)量，才使該塔底溫達(dá)到145～155℃几郎，外送抽出油攜帶溶劑量高達(dá)2％～3％交掌，造成大量的溶劑損失，裝置開工僅40 d就被迫停工進(jìn)行技術(shù)改造兑狱。

3．3  汽包和蒸汽發(fā)生器安裝位置不合理

由于汽包和蒸汽發(fā)生器的位置設(shè)計(jì)得太低荧孽，一、二唠摹、三效蒸發(fā)塔糠醛溶劑進(jìn)入干燥塔前設(shè)計(jì)有約10m的大“U”型彎爆捞，且3個(gè)蒸發(fā)塔共用一條入塔線，當(dāng)三效蒸發(fā)塔的壓力控制閥動作時(shí)勾拉，會嚴(yán)重影響一煮甥、二效蒸發(fā)塔蒸發(fā)量的大小，形成了流程長藕赞、壓降大成肘、背壓溫差損失大、對蒸發(fā)不利的局面斧蜕，導(dǎo)致?lián)Q熱回收溶劑的百分?jǐn)?shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求双霍。另外，汽包設(shè)計(jì)的負(fù)荷太小批销，設(shè)計(jì)發(fā)汽量僅為1 000 kg／h洒闸，可是，實(shí)際發(fā)汽量有時(shí)高達(dá)1 450 kg／h均芽，經(jīng)常出現(xiàn)低壓蒸汽帶水現(xiàn)象丘逸，不能滿足日常生產(chǎn)需要。

3．4  精制液加熱爐設(shè)計(jì)負(fù)荷不足

由于精制液加熱爐入爐前的換熱器在設(shè)計(jì)中所取數(shù)據(jù)偏高肝珍，理論計(jì)算的入爐溫度為178～181℃跪倘，而實(shí)際達(dá)到的入爐溫度只有152～154℃；加熱爐的設(shè)計(jì)負(fù)荷為620 kW芍司，實(shí)際負(fù)荷卻達(dá)到了755kW馏旅，形成加熱爐超負(fù)荷操作。因此抽堵，經(jīng)常出現(xiàn)供風(fēng)量不足构眶，燃燒不完全，加熱爐回火等現(xiàn)象起忠，造成操作波動贱起。

3．5  精制液汽提塔塔頂攜帶精制油

精制液汽提塔是精制油與糠醛溶劑分離的關(guān)鍵設(shè)施。由于汽提塔設(shè)計(jì)的篩板開孔率太小舱踊，導(dǎo)致汽提塔塔頂?shù)臍庀嘭?fù)荷太大迫扫，造成汽提塔塔頂攜帶精制油疮窟。平均每天要外送兩次攜帶油，約1．0～1．2 t诬絮，既給操作帶來了很多麻煩鬼癣，又降低了精制油收率。

3．6  抽提塔中段循環(huán)液水冷器結(jié)蠟

我國大部分潤滑油糠醛裝置抽提塔的中段循環(huán)冷卻系統(tǒng)是水冷器和空冷器聯(lián)合使用啤贩，而南陽石蠟精細(xì)化工廠的糠醛裝置在設(shè)計(jì)中僅選用了水冷器待秃，所加工的原料又是高含蠟量的石蠟基原料，從抽提塔抽出進(jìn)入水冷器的溫度一般在90℃左右痹屹，而從水冷器出來的溫度僅為45～50℃章郁。造成石蠟結(jié)晶析出附著在換熱器管束的表面上，使換熱器的傳熱系數(shù)大大降低志衍，導(dǎo)致中段循環(huán)液的溫度降不下來暖庄。通常需要把循環(huán)水停下來，升溫化蠟后楼肪，再緩慢投入使用培廓，嚴(yán)重影響了抽提塔的平穩(wěn)操作。

4  改進(jìn)措施

4．1  優(yōu)化換熱流程春叫，提高一肩钠、二效蒸發(fā)率

為消除二效糠醛蒸氣與抽出液換熱器的傳熱限制因素，把抽出液加熱爐對流室撤出一效蒸發(fā)進(jìn)料換熱系統(tǒng)暂殖，使抽出液與二效蒸發(fā)的糠醛蒸氣換熱后直接進(jìn)入一效蒸發(fā)塔岂张；二效糠醛蒸氣與抽出液換熱器出口壓力由0．06 MPa降到0．02 MPa，其傳熱溫差由4℃提高到12℃粤沥，汽化點(diǎn)提前础估，換熱效果大大提高；三效蒸發(fā)糠醛蒸氣與抽出液換熱器的換熱面積由20 m更換為110 m2诲厚；把閃蒸塔頂氣水冷器改造為換熱器，充分利用熱源辞唤，讓閃蒸塔頂氣和一效蒸發(fā)塔進(jìn)料換熱蔽曙，換熱面積由15 m2更換為70 m2；使一效蒸發(fā)塔的蒸發(fā)率從試車時(shí)的8％提高到30．2％为巾。把二效蒸發(fā)塔進(jìn)料改進(jìn)抽出液加熱爐對流室家澈，將對流管由4路并聯(lián)改為串聯(lián)，進(jìn)出口管線由DN 350 mm改為DN 100 mm彰朴，作為二效蒸發(fā)塔進(jìn)料的第一個(gè)補(bǔ)熱措施蚀比；消除了一效、二效据智、三效蒸發(fā)塔進(jìn)料和對流室出口管線上存在的4個(gè)大“U”彎甩汞，改為高架管線豫尽，減小了管路壓降，同時(shí)顷帖，系統(tǒng)內(nèi)糠醛溶劑的藏量減少了約15 t美旧，使溶劑周轉(zhuǎn)的周期縮短。

4．2  抽出油汽提塔底增設(shè)再沸器

新增1臺塔底抽出油循環(huán)泵和1臺40 m2的塔底抽出油循環(huán)加熱器贬墩，把精制液汽提塔塔底的精制油作為加熱的熱源榴嗅。抽出油循環(huán)的人口設(shè)置在第23層塔盤，第23和第24層塔盤開孔率從2．37％增加到2．83％陶舞。

4．3  改進(jìn)汽包和蒸汽發(fā)生器的布置嗽测，減小壓降

將汽包和3臺蒸汽發(fā)生器整體上移6 m，三效蒸發(fā)塔壓力控制調(diào)節(jié)閥從地面上移至11 m平臺肿孵，消除了高約10 m的“U”型彎唠粥。把汽包(Φ1000mm×2 484 mm×10 mm)擴(kuò)容為Φ1000 mm×5 000 mm×l0 mm。把一颁井、二厅贪、三效蒸發(fā)塔糠醛溶劑進(jìn)干燥塔的管線由一路分成3路，減小管路壓降雅宾。同時(shí)倚撰，將部分一效蒸發(fā)塔回收的溶劑改進(jìn)干燥塔的第12層塔盤，便于在開工初期或一效蒸發(fā)含水時(shí)擅锁，使其得到干燥窝秤，有效地控制了干糠醛含水。把一母谋、二效蒸發(fā)塔糠醛溶劑入塔口重新設(shè)置幽州，比原設(shè)計(jì)的入塔口位置下降了2 m，消除了“U”型彎堰哗。

4．4  精制液加熱爐改造

利用該廠老常壓裝置閑置下來的加熱爐爐體及原精制液加熱爐的燃燒器匙戚，重新設(shè)計(jì)爐管，對爐管進(jìn)行了擴(kuò)徑恐梅，擴(kuò)大了傳熱面積潭三。改造后的加熱爐為提高熱效率，增設(shè)了對流室掀塞。改造后的加熱爐熱負(fù)荷達(dá)到1 200 kW玖项。爐出口轉(zhuǎn)油線由DN 100 mm擴(kuò)大到DN l50mm，并把爐出口管線架高喂很，消除了高約4 m的大“U”型彎惜颇，提高了糠醛溶劑在精制液加熱爐出口的汽化率。另外加熱爐爐壁采用陶纖內(nèi)襯少辣，減少散熱損失凌摄。

4．5  精制液汽提塔塔盤改造

通過工藝計(jì)算發(fā)現(xiàn)精制液汽提塔塔盤的開孔率太小羡蛾，精餾段的開孔率為3％，汽提段的開孔率為2．5％望伦。精餾段氣相負(fù)荷大林说，氣速太高；汽提段液流強(qiáng)度大屯伞，從而導(dǎo)致塔頂攜帶腿箩。通過改造，把精餾段的開孔率增大到5．7％劣摇，汽提段的開孔率增大到3．0％珠移，攜帶油的外送量從每天2次下降到每周1～2次，使問題得到了根本的解決末融。

4．6  中段循環(huán)液水冷器更換為內(nèi)插物換熱器

為了解決水冷器結(jié)蠟問題選用內(nèi)插物換熱器钧惧，同時(shí)換熱面積從70 m2增大到160 m2，并調(diào)換管殼程介質(zhì)粮郁，中段循環(huán)液走管程叮歧，改善流動性能，有效地防止了結(jié)蠟学咸。

5  改造后的效果

(1)通過優(yōu)化和改造菌秘，操作彈性增大了，平穩(wěn)率明顯提高骤顿，裝置處理能力由設(shè)計(jì)的100．8 kt／a提高到125 kt／a及奋，處理能力提高約25％。

(2)抽提系統(tǒng)的操作環(huán)境得到了改善海黍，溫度梯度均勻婶祥，填料層之間的溫度梯度可達(dá)20℃，抽提效果良好闲挚，精制油收率從1998年的83．1％提高到2001年的85．4％阴迹，提高了2．3個(gè)百分點(diǎn)。

(3)糠醛消耗量降低年粟，抽出油含糠醛的量從試車時(shí)的2％～3％下降到0．05％以下俭疤，單位溶劑消耗從1998年的2．78 kg／t下降到2001年的1．34 kg／t；環(huán)保指標(biāo)得到了改善场刑，外排污水實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)般此。

(4)糠醛裝置的能耗逐年下降蚪战，2002年前10個(gè)月裝置綜合能耗僅為每噸原料758．52 MJ(比1997年下降了62．6％)牵现，月能耗最低為每噸原料643．75 MJ。表1為1997～2001年單位加工能耗對比邀桑。