酮苯脫蠟裝置節能優化改造

王恩廷

酮苯脫蠟裝置節能優化改造

王恩廷

（泰州石油化工有限責任公司，江蘇 泰州 225300）

為降低酮苯脫蠟裝置能耗，對裝置進行節能技術改造，調整泛氣系統流程，并優化操作工藝參數，降低溶劑含水率。實施后裝置產品質量穩定，裝置能耗降低1.22 kgEO·t-1。

石蠟；優化；改造；能耗

泰州石油化工有限責任公司主要加工的蘇北石蠟基原油，原油經常減壓裝置分餾后，減二側線蠟油和減三側線蠟油作為酮苯裝置的原料，生產高熔點石蠟。酮苯裝置自2010年大修后已運行10余年，設備性能下降，套管結晶器、換熱器等設備維修頻次高。同時在加工減二線蠟油和減三線蠟油切換過程中未能及時調整工藝參數，造成裝置生產波動、裝置蒸汽消耗量高等突出問題，這些原因導致了酮苯脫蠟裝置能耗偏高，蠟膏含油量波動。如何降低裝置能耗、優化操作、穩定裝置生產成為迫切需要解決的問題。

1 酮苯脫蠟裝置生產現狀

1.1 酮苯脫蠟裝置工藝流程

酮苯脫蠟裝置工藝流程示意圖見圖1。

圖1 酮苯脫蠟裝置工藝流程示意圖

原料油與溶劑（甲乙酮和甲苯的混合溶劑）混合后，進入結晶系統，在結晶套管中進行冷卻，根據混合溶劑對油蠟的溶解度不同，使蠟結晶析出，然后進入一段過濾機過濾，得到一段脫油蠟和脫蠟油；一段脫油蠟經過濾液沖洗，經過二次、三次過濾，得到脫油蠟膏，用于生產固體高熔點石蠟。

1.2 原料油性質

酮苯脫蠟裝置加工常減壓裝置生產的減二線蠟油和減三線蠟油，且以減二線蠟油原料為主。當減三線蠟油的庫存量達到加工要求時，切換生產減三線蠟油。原料的加工量及性質見表1。

表1 原料加工量及性質

從表1可以看出，減三線蠟油比減二線蠟油的餾分重，密度 、黏度、凝固點更高，主要原因是烴類的相對分子質量增大，餾程寬。在生產不同原料油時，需對溶劑組成、劑油比、加工量進行調整[1]。

2 影響裝置能耗的主要因素

2.1 原料油性質重質化

相比于減二線蠟油，減三線蠟油屬于餾分重、黏度大的重質原料，在同等條件下，與溶劑混合后黏度大，蠟結晶中含油量高，套管壓力大，不利于輸送。溶劑量大時，增加冷凍、過濾和回收系統的負荷，降低裝置加工量，增加溶劑損耗和能耗。在原料油性質重質化的情況下，尋找合理的工藝條件，穩定裝置運行，是裝置節能的重要舉措。

2.2 溶劑含水量偏高

經測定，裝置的溶劑含水量在1.5%以上，含水量高于控制值。溶劑中夾帶的水分在套管降溫的過程中會凝結結成冰粒，附著在冷卻器表面，影響傳熱效果，造成結晶效果差，蠟膏含油量高，還會造成套管壓力上升，嚴重時造成套管安全銷斷裂，增加套管處理頻次，引起生產的波動，增加裝置的能耗。冰粒帶入過濾機后，會堵塞、磨損濾布，降低過濾速度，過濾易失效，增加溫洗次數。水被帶入回收系統后，還增加了蒸發塔負荷和能耗[2-3]。經計算，每蒸發出1 t水，大約需要2.09 MJ的熱量。

2.3 主要設備性能下降

本公司套管結晶器13臺，其中部分設備使用20年以上。在生產過程中，常有套管刮刀軸轉動失靈，造成套管上壓塊，傳熱效果差，增加了設備的冷凍負荷，造成能耗上升，加工量下降。換熱器管束存在結垢現象，影響傳熱效果。

2.4 凝結水利用率偏低

酮苯裝置回收系統采用蒸汽加熱，產生大量高溫凝結水，凝結水中的泛氣溫度在150 ℃以上。目前凝結水中的泛氣利用效率低，主要用于罐區加熱。因泛氣管線長，能量損失較大。同時凝結水罐罐容小，泛氣回收量不足，能耗損失較大。經測算，將泛氣綜合利用，可減少裝置蒸汽用量約400 kg·h-1。

3 節能優化措施

3.1 調整操作參數，適應原料變化

酮苯脫蠟裝置是公司重要的二次加工生產裝置，拓展裝置原料來源，提高裝置運行的技術經濟指標，能有效提高企業效益。裝置主要加工減二線蠟油，在減三線蠟油達到庫存要求后，進行原料切換，集中生產，降低裝置原料的切換頻次。為裝置穩定運行，減少裝置處理異常中的溫洗、蒸汽吹掃等，降低裝置能耗，劑油質量比調整情況見表2。

表2 溶劑組成及劑油質量比

裝置生產過程中，稀釋比的大小需要根據原料的性質多次驗證。若溶劑加入量小，原料油和溶劑混合后黏度大，蠟結晶中含油量高，套管壓力大，不利于輸送；溶劑量大時，增加冷凍、過濾和回收系統的負荷，降低裝置加工量，增加溶劑損耗和能耗。經過多次調整，確定減二線蠟油和減三線蠟油的總稀釋比分別為3∶1和3.5∶1。

3.2 設備更新改造，平穩裝置運行

套管結晶器是酮苯裝置的核心設備，主要是冷卻原料和溶劑的混合物，控制一定的降溫速率，將溶劑和原料降至零下，使原料中蠟組分在套管內緩慢凝結，析出蠟的結晶體。套管結晶器直接關系到裝置的加工量、蠟的質量及收率。

現有的套管結晶器運行年限長，性能穩定性下降，常發生轉軸不動，刮刀不能及時地將套管內壁上的蠟膏刮離，造成套管壓力增大，傳熱效果差，加工量下降。為解決這一問題，對套管結晶器的轉軸、刮刀、鏈條等零部件進行全面檢查、更換，同時對運行波動大的機泵、結垢嚴重的換熱器進行更新改造，提高設備性能。實施后裝置運行平穩，產品質量穩定，達到預期效果。

3.3 優化改造凝結水流程，提高泛氣利用效率

酮苯脫蠟裝置回收系統用蒸汽作為熱源。蒸汽通過加熱器后溫度降低，形成夾帶泛氣的高溫夾帶蒸汽的凝結水，進入凝結水罐后分離，產生溫度在150 ℃以上的泛氣和外排水，因泛氣的壓力波動大，一直未能充分利用，泛氣僅作為罐區加熱熱源。經過工藝核算和改造，在凝結水罐增加1臺調節閥，補入低壓蒸汽，穩定泛氣壓力。同時將凝結水罐（D-203）操作壓力提高至0.5 MPa，穩定泛氣出口壓力。泛氣經與過熱蒸汽換熱至190 ℃后作為回收系統汽提蒸汽，并作為備用的伴熱蒸汽。泛氣優化利用后，節約蒸汽0.46 t·h-1。

3.4 優化工藝操作，降低溶劑含水率

溶劑含水量的增加造成回收系統管線腐蝕，增加結晶系統的冷凍負荷等。優化工藝操作，降低溶劑含水率，消除水分對裝置生產的影響。加強原料罐切水管理，控制水分離罐的界面，溫度控制不超過45 ℃，減少上層溶劑的含水率。同時提高干燥塔進料溫度，穩定塔底溫度，使水分向塔頂富集。在脫酮塔的操作上，降低進料溫度，減少塔頂丙酮帶水[4-5]。通過一系列的操作，溶劑含水量控制在0.4%以下，取得良好效果。

4 優化改造后效果分析

通過對酮苯裝置的改造和工藝調整優化，裝置的操作工藝水平得到提升，裝置運行平穩，蒸汽用量明顯下降，蠟膏含油量控制在2%以下，產品性質穩定，具體能源消耗情況如表3所示。

表3 優化改造前后能源消耗表

從表3可知，優化改造后，酮苯裝置的用電量、蒸汽、循環水均有所下降，能耗降低1.22 kgEO·t-1，取得較好的經濟效益。

5 結 論

1）根據原料的性質及時調整酮苯裝置的劑油質量比等工藝參數，有利于裝置的平穩運行，降低能耗。

2）通過工藝優化后，酮苯裝置回收系統產生的泛氣出口壓力及流量平穩，可以作為汽提蒸汽和伴熱蒸汽，減少蒸汽消耗。

3）采取多項優化措施、控制溶劑含水量，有利于結晶套管蠟粒的降溫結晶和回收系統溶劑的回收，減少水分的冷凝和加熱造成的能源損耗。

［1］李強.酮苯裝置加工蘇北油減四線餾分油的工藝研究[J]. 石油和化工設備，2019，22（6）：62-64.

［2］鄭振聰.酮苯脫蠟裝置的節能技措效果分析[J].石油與天然氣化工，2006，35（2）:125-126.

［3］邵義智，沈宇松，李少萍.酮苯脫蠟溶劑回收系統節能優化研究[J].石油煉制與化工，2020，51（6）:114-119.

［4］林崧，陳濤.降低酮苯脫蠟裝置溶劑含稅的有效途徑[J]. 潤滑油， 2008，23（5）：11-14.

［5］沈藝，李強，呂涯等.酮苯脫蠟裝置溶劑回收系統腐蝕原因和對策[J]. 腐蝕與防護，2014，35（2）：196-199．

Energy-saving Optimization Transformation of Ketone-benzene Dewaxing Unit

（Taizhou Petrochemical Co., Limited., Taizhou Jiangsu 225300, China）

In order to reduce the energy consumption of the keton-benzol dewaxing unit,the technical transformation of energy saving was carried out,and the flow gas system was adjusted. The operating parameters were optimized to reduce the water content of solvent. After above transformation, the product quality of the device was stable, and device energy consumption was reduced 1.22kgEO·t-1.

Paraffin; Optimization; Modification; Energy consumption

2021-02-25

王恩廷（1982-），男，河南開封人，工程師，碩士，2008年畢業于常州大學化學工藝專業，研究方向：石油化工裝置技術改造。

TE624.5

A

1004-0935（2021）03-0352-03