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天天 2010年06月15日 21:44 阅读(3) 评论(0) 分类：个人日记 权限: 公开
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1.1 酮苯脱蜡脱油的目的
酮苯脱蜡脱油的目的是从润滑油料中除去高熔点的蜡组份，降低油品的凝固点，以满足润滑油在各种机械条件下的使用要求，同时生产原蜡为石蜡生产提供原料。
1.2 脱蜡后油品性质的变化
蜡主要由正构烷烃组成，正构烷烃是烃类中相对密度小、粘度低、残炭小而凝点最高；当把这些成分脱除后，去蜡油的凝点下降、相对密度升高、粘度增大、残炭上升。一般情况下，在相同蜡深度下，油品由轻到重其脱蜡油的密度、粘度、残炭的增大幅度依次增大。
1.3 酮苯脱蜡脱油的原理
它是利用丁酮-甲苯二元混合物对原料中的油、蜡具有不同的溶解能力和油与蜡的熔点差，使原料在冷却过程中加入溶剂，降低了原料的粘度，增加了原料的流动性，并给蜡的结晶创造了适宜的条件，使蜡形成均匀的结晶，便于用过滤的方法将油蜡分离。分离后的滤液和蜡液，分别送至油蜡回收系统，利用溶剂与油蜡的沸点差别，将溶剂进行回收使用，合格的油蜡分别送出装置。 1.3.1 溶剂脱蜡中溶剂的选择及作用
1.3.1.1 溶剂脱蜡中所用溶剂要具备的条件
（1） 选择性好，在脱蜡温度下对油的溶解能力大，对蜡的溶剂能力小。
（2） 粘度小凝固点低，在脱蜡过程中能够降低原料的粘度和不至于凝固。
（3） 无腐蚀无毒，不起化学反应不影响产品质量。
（4） 沸点不应过高，其热容量和蒸发潜热要低，成本低，易取得和回收循环使用。
1.3.1.2 各溶剂在酮苯脱蜡脱油中的作用
1. 甲乙酮
选择性很强，对油有一定的溶解能力对蜡的溶解能力则很低，能使蜡的晶体形成紧密的“聚集体”。混合溶剂中的甲乙酮含量增加，能够促使蜡结晶成易过滤的晶体，从而提高过滤的速度，但由于甲乙酮比甲苯的溶解能力低，因此混合溶剂中甲乙酮含量过大时，会降低油的收率。正常生产中，一般控制甲乙酮含量在55--65﹪。
2. 甲苯：
在低温下对油的溶解能力比苯强，对蜡的溶解能力比苯差，选择性优于苯。利用其溶解性，在脱油过程中，溶解蜡表面的油。
3. 混合溶剂的作用
（1） 预稀释作用：润滑油脱蜡的原料粘度较大，当温度降低时，粘度迅速增加。由于粘度的增加阻碍了蜡分子的扩散而形成细小的结晶，增加过滤阻力。加入足够混合溶剂以后将脱蜡油料的粘度
降低，维持整个结晶过程在降低粘度区域进行。总之来说，溶剂在脱蜡过程中基本作用是降低脱蜡原料的粘度。
（2） 定向稀释的作用：溶剂对脱蜡原料的溶解稀释作用，只是对脱蜡原料中的低凝固点组分而言，而对于石蜡则具有较小的溶解能力。如果石蜡在溶剂中的溶解能力大，将有碍于从脱蜡原料中充分地分离出石蜡来。因此，溶剂具有定向溶解作用。
（3） 改善结晶的作用：降低脱蜡原料的温度，油的粘度降低到某一数值后，用溶剂稀释后可减小扩散的阻力，从而改善蜡的结晶，同时由于溶剂中的极性组分的作用，将有助与石蜡的晶粒集结成大颗粒的较紧密的积聚体。
1.4 脱蜡后油品性质的变化
蜡主要由正构烷烃组成。正构烷烃是烃类中相对密度小、粘度低、残炭小而凝点最高。当把这些成分脱除后，去蜡油的凝点下降、相对密度升高、粘度增大、残炭上升。一般情况下，在相同蜡深度下，油品由轻到重其脱蜡油的密度、粘度、残炭的增大幅度依次增大。
1.5 润滑油脱蜡的方法
1.5.1 结晶脱蜡
结晶脱蜡是根据原料油中的蜡，在低温下能够从溶液中结晶析出的性质，通过过滤除去已析出的蜡，使润滑油凝点降低的过程，属于这类的有冷榨脱蜡、溶剂脱蜡。冷榨脱蜡适用于低粘度润滑油，而溶剂脱蜡适用于不同粘度的各种润滑油，溶剂脱蜡的深度可达-30℃以下。
1.5.2 尿素脱蜡
尿素脱蜡是根据尿素与直链烷烃即低分子石蜡在20－35℃下生成固体络合物，然后用过滤的方法将固体络合物与油分开，从而使油品的凝点得到降低。此法只适用于煤油、柴油、轻质润滑油料。脱蜡凝点可达到-62℃。国内外尿素脱蜡的方法可分为3种类型：溶液尿素－过滤型；固体尿素－过滤型；溶液尿素－沉降型。这三种方法，我国分别在南充炼油厂、兰州炼油厂、锦西炼化总厂建立。
1.5.3 催化脱蜡
传统的润滑油溶剂脱蜡工艺复杂，投资多，低温冷冻费用高，生产低凝点油品比较困难。因此，自60年代以来，国外许多公司开展了润滑油催化脱蜡工艺研究工作。
催化脱蜡是采用分子筛催化剂，其孔径只能允许润滑油馏份中的正构烷烃和少侧链烷烃进入孔道，并与催化剂密切接触，进而发生选择性裂化，达到润滑油脱蜡降凝的目的。
1.5.4 异构脱蜡
异构脱蜡技术 是美国雪佛龙公司在90年代初研究开发的，它的特点是基础油收率高，产品粘度指数高，抗氧化性好和倾点低，目前是作为生产高档润滑油基础油的重要生产工艺。
1.6 溶剂脱蜡的发展概况
1.6.1 国际溶剂脱蜡的发展
随着石油用于润滑油的需要提出了脱蜡的要求。人们采用的第一个脱蜡办法
是冷冻沉降法，让冬季冷却的原料油在罐中生成蜡的结晶，这种结晶沉降在罐底，可取得上层含蜡较少的低凝点油。这种脱蜡法后来发展为冷榨脱蜡。即将原料油放入设备内用冷冻剂冷却代替天然冷冻，用压榨过滤代替自然沉降。
随着生产的发展，人们需要粘度较高的润滑油。生产这种润滑油，由于原料油粘度比较大，就不能用上述的脱蜡方法。于是人们又在生产实践中寻新的途径，后来人们发现，粘度高的润滑油料，加入粘度低的溶剂进行稀释后，蜡的结晶颗粒增大，过滤介质的粘度降低，含油溶剂是以蜡易于分离，于是出现了溶剂脱蜡。1927年美国建立了世界上第一套溶剂脱蜡装置，使用的溶剂是丙酮和苯的混合溶剂，蜡的分离采用了回转式过滤机。以后的改进是以丁酮代替丙酮、甲苯代替苯，这就是德士古专利的溶剂脱蜡过程，是现代用得最广泛的脱蜡工艺。
酮苯脱蜡还发展了使用甲基丙基酮、甲基丁基酮、甲乙基酮、甲基异丁基酮为溶剂的脱蜡工艺。这种工艺由于用了100%的酮，脱蜡温差最小，但高酮溶剂的分子量大，粘度增加，过滤困难。
在酮法溶剂脱蜡发展的同时，还发展了其他的溶剂脱蜡法。1930年出现了用二氯甲烷与苯的混合溶剂的巴利索过程进行脱蜡；60年代德国采用二氯乙烷与二氯甲烷混合溶剂的笛麦过程。但由于这两种过程的溶剂具有麻醉性和毒性、腐蚀性等问题，进而限制了它们的发展。1932年还出现了丙烷脱蜡，蜡结晶颗粒大，过滤速度快。但由于丙烷对油、蜡的溶解度都很大，故脱蜡温差达20℃，因而也限制了它的发展。为了缩小脱蜡温差，1974年出现了丙烷－丙烯法脱蜡，但迄今为止只有一套装置。
为了克服酮苯脱蜡工艺中，套管结晶器内冷却速度不均匀，结晶破裂，形成二次晶核、晶粒尺寸宽等缺点，埃克森研究发展公司在60－70年代发展了一种新型设备――稀冷塔。世界上第一套稀冷脱蜡工业化装置于1974年投产。但它不适合用于高含蜡原料油，因为这部分原料油结晶颗粒大，不需要用稀冷塔来改善结晶，用了反而会造成冷冻费用上升。限制了它的应用范围。
自1927年溶剂脱蜡工艺出现以来，到目前为止，溶剂脱蜡仍然是最常用的工艺，所用溶剂主要是丁酮－甲苯。
1.6.2 我国溶剂脱蜡的发展
我国第一套溶剂脱蜡装置于1954年在大连石化公司炼油厂建成投产，采用溶剂为丙酮－苯－甲苯，后来在上海、兰州、锦西、北京、茂名、大连、独山子、玉门、南充、南阳、抚顺、大庆、克拉玛依、荆门、济南等地相继建成了润滑油脱蜡装置。脱蜡溶剂已从1977年逐步改为丁酮－甲苯溶剂，现已广泛使用。
在工艺技术上开发了稀释点后移，多效蒸发，溶剂干燥，蜡膏冷量利用，稀冷脱蜡，滤液循环等新工艺。由于这些新工艺的改进和操作水平的提高，脱蜡装置的能耗、溶剂消耗大幅下降。
近年来抚顺石油化工研究还开发了MEK—MTBE 脱蜡工艺，工艺研究表明，MTBE的性质满足溶剂脱蜡过程对脱蜡溶剂的要求，500N 料MEK—MTBE脱蜡滤速较MEK —TOL 脱蜡提高28.9％ 。
1.7 酮苯脱蜡脱油装置新工艺和新设备
1.7.1 酮苯脱蜡脱油新工艺
1.7.1.1 二段过滤和滤液循环
二段过滤和滤液循环是国外80年代发展起来的新工艺。所谓二段过滤就是将一段蜡膏过滤后的用新鲜溶剂稀释，在一定的设备（如日本流程中的冷冻套管结晶器）中，充分混合，浆化并控制温度，保持二段过滤温度与一段过滤温度相等。二段过滤时，所得滤液中含溶剂量大，全部返回结晶系统，以多
点稀释方式加入。每一点稀释时还要补充恰当的新溶剂，控制稀释用量、稀释温度与稀释液组成。
这种工艺提高了溶剂的利用率。本工艺先用含油溶剂??—二段含油滤液稀释，从而使溶剂稀释比降低，节能37—62%，油收率提高3—4%。
上述工艺在我国大庆炼厂已实现，提高了油收率3—6%，并降低了能耗，但滤速有所降低，同温过滤尚未实现。
1.7.1.2 脱蜡助滤剂的应用
近年来，美、日、俄以及西欧等国家在传统的溶剂脱蜡过程中相继采用不同脱蜡助滤剂，通过改变结晶来提高过滤速度，降低滤饼的含油量，达到增大装置处理能力和提高脱蜡油收率的目的。目前应用的助滤剂有巴弗洛、甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酸共聚物和反丁烯二酸酯工聚物等。
国内有多套装置对助滤剂进行了试用，达到了一定的效果，其中南阳石精细化工厂采用助滤剂SM一40，加入量(ｗ)达到0.36%时，装置处理能力可提高26.6% ，脱蜡段、脱油段的过滤速度分别提高26.6%、23.1%；此时，脱蜡油收率可提高1．9个百分点，微晶蜡收率基本不变，取得良好的使用效果。
1.7.1.3 滤机冷反洗工艺
滤机冷反洗技术，它是利用与过滤机进料温度相近并带有一定压力的溶剂流体如二段滤液，不需停止过滤机进料而直接喷入滤机分配头的“死区”。“死区”是指滤机刮蜡后转入低真空区进行吸滤前的一个区域。在此，用带压溶剂从滤布内“反洗”，清除滤布孔隙中所堵塞的微小蜡晶粒或冰晶，使滤机每转一周被清洗一次，始终保持较高的滤速，而不需要停机或很少停机“温洗”。“温洗”是将过滤机停止进料，用温溶剂冲洗滤布，并间断抽滤，用以除去堵塞滤布的蜡晶或冰晶，从而“恢复”滤机过滤性能。这种方法将影响过滤时间，而且滤布只在温洗
后过滤效率高，而以后逐渐下降。因此冷反洗技术同温洗方法相比，可使过滤机运转时间增加约1.4％，滤速提高约4.2％。
1.7.1.4 过滤系统模型和过滤机自动温洗技术
建立了酮苯脱蜡装置过滤系统模型，可用于估算各滤机的处理量，判断需要温洗的滤机，可用于指导过滤操作，也可与程控温洗相结合实现过滤操作的全自动，同时也为将来的优化控制创造了有利条件。
采用过滤机自动温洗技术，可以排除过滤机温洗人为不利因素，平稳过滤系统操作，从而提高整个装置的平稳率；提高温洗效果及脱蜡油收率，增产增效；减少操作工劳动强度，提高工作效率，为减员作技术准备；消除误操作，提高脱蜡油合格率。
1.7.1.5 惰性气体气提
所谓惰性气体气提就是用惰性气体为油、蜡汽提塔的汽提气。其流程为：压缩机出口惰性气体经冷却后在分液罐中分出溶剂和水，但仍含有较多的溶剂，这些富溶剂气体进入吸收塔用油吸收其中的溶剂。 经吸收后的气体变成了贫溶剂气，该气体经加热后进入汽提塔气提，汽提塔顶出来的气体经冷却后分出溶剂再进入压缩机，压缩至0.11～0.28MPa，完成一次循环。
惰性气体气提的优点：不象水蒸汽汽提那样有物相变化，即没有把水加热变为蒸汽，作为汽提塔的汽提汽，然后又将蒸汽冷凝成水的相变过程，因而节约了大量的能耗；不用水蒸汽汽提，切断了水源。如果原料油不带水，溶剂可以提到彻底的干燥，从而可以改善蜡的结晶，消除水在装置内循环，节省了能耗。
该工艺的主要缺点是气提效果差，溶剂损失大，而且增加运转设备，流程长，不便管理。
1.7.1.6 热溶剂再利用
采用装置内部回收系统的热溶剂，作为过滤机温洗溶剂以及热化套管的热溶剂，达到了节能的效果。
1.7.1.7 渗透膜溶剂回收技术
目前国外很重视膜技术在溶剂回收中的应用，并出现了不少专利。
埃克森公司已把渗透膜技术用于脱蜡装置的溶剂回收系统。渗透膜材质为非对称型聚酰亚胺，这种膜能选择性地分离溶剂和脱蜡油。其技术特点为：①回收的溶剂纯度高；②通过蒸馏回收未渗透液中剩余的溶剂；③渗透膜可阻止相对分子质量为300～400的油分子通过；④分离温度为-20～70℃，净驱动压力为134～403 Pa。
壳牌公司也开发了一种薄膜溶剂回收法。该法使油和溶剂混合物在通过改性硅橡胶薄膜而分出溶剂。该薄膜具有通量高、选择性高(50～100)和性能稳定(4年无明显变化)等特点，投资和操作费低于闪蒸法。
Mobil公司联合W.R.Grace公司共同开发了膜技术，可直接从脱蜡油的滤液中分离出溶剂并循环使用，避免了高温蒸馏和冷却
。
1.7.1.8 室温脱蜡技术
为了降低能耗，美国高级炼油技术(ART)公司推出了室温脱蜡技术。该技术在室温下一段脱油可以生产合格的蜡产品，也可以经过脱蜡获得倾点在-9℃以下的基础油。由于在室温下脱蜡，省去了昂贵的冷冻装置和氨冷套管结晶器，从而降低了能耗以及与之相关的操作和维修费用，目前该技术还未工业
化。另一种室温脱蜡工艺是将主溶剂(甲苯、苯和(或)甲乙基酮)与脱蜡原料混合，缓慢加热至互溶，和蜡不溶的溶剂(如甲醛、甲酸、甲醇、乙烯酮、乙醛、乙酸、乙醇、丙酮、丙醛、丙酸、丙醇、异丙醇或其混合物)使蜡沉降析出，然后通过常规过滤使蜡分离。
1.7.2 新设备
1.7.2.1 稀冷塔
为了克服套管结晶器的缺点，埃克森发展研究公司发明了一种稀冷脱蜡工艺。将蜡的结晶部分或全部改在稀冷塔内进行。稀冷塔内强烈的搅拌造成了移动的结晶核，增强了蜡分子扩散到结晶核的几率，生成了大小均匀、紧密、带油少、易过滤的球状结晶。从稀冷塔出来的悬浮液，直接或先在套管内补充冷冻后去过滤机过滤，余下的流程与酮苯脱蜡完全相同。由于稀冷脱蜡蜡结晶好，得到的油收率高、滤速快的效果。该工艺的缺点是能耗大，仅适用于低含蜡油。
1.7.2.2 大套管在酮苯装置的应用
套管结晶器是酮苯装置的主要设备，它的任务是冷却含蜡原料油和溶剂的混合物，并提供一定的停留时间，使原料油中的蜡在套管内缓慢结晶析出。它直接影响装置的加工能力、产品质量及收率。
大套管具有以下优点。
（1） 压力降低，由于大套管截面积大，在相同处理量下管内液体流速大大下降。大套管压力降比小套管下降0.3~0.5Mpa，稀释比可降低0.1左右。
（2） 冷却速度小，冷却能力大。，产品质量、收率也有一定提高。同时由于换热面积增大，在相同条件下，冷冻温度可降低5℃以下。
（3） 节能。节电约25%以上，降低了稀释比，回收系统能耗较大幅度降低。
1.7.2.3 先进控制技术的应用
先进控制技术和设备要靠先进的控制技术才能保证更好地实现，广泛应用DCS控制系统以及各种先进控制策略，可大大提高产品收率，降低能耗，保持操作平衡，提高经济效益。
1.7.2.4 静态混合器
美国德士古公司70年代就在溶剂脱蜡过程的混合段使用凯尼克斯(TM)静态混合器，其特点为：①由20个元件组成；②每个元件长度为混合段和冷却段管径的1.5倍；③理想的每秒流速为管径的2～8倍。
茂名石油化工公司的轻质原料脱蜡装置采用静态混合器后，蜡的油含量降低了0.15%。
1.7.2.5 流化床换热器
流化床换热器是70年代开发的换热设备，主要用于易结垢液体的换
