现代润滑油调合厂设计形式探讨

邢辉，刘宏伟，苏琳，王强林

（1.中国石油工程建设公司大连设计分公司，辽宁大连116011;2.中国石油华东润滑油厂，江苏太仓 215433）

现代润滑油调合厂设计形式探讨

邢辉1，刘宏伟2，苏琳1，王强林1

（1.中国石油工程建设公司大连设计分公司，辽宁大连116011;2.中国石油华东润滑油厂，江苏太仓 215433）

随着润滑油终端消费市场的需求量日益增加，各润滑油生产企业为提高生产效率、提升产品质量、增强盈利能力，纷纷大力发展润滑油调合业务，近年来，现代化润滑油调合厂不断涌现。文章结合中国石油华东润滑油厂的设计经验，对同步计量调合与管道在线调合进行了技术对比和适应性分析，对辅助调合设施如罐式批量调合设备、脉冲搅拌设施和通球系统等进行了介绍，并对配套设施、储存系统、加热方案、物料运输方案等多个方面进行了归纳和探讨。

润滑油调合;核心调合方案;辅助调合设施;物料运输

0 引言

进入21世纪以来，随着国内润滑油消费市场的快速发展，国内外各大石油公司和地方企业纷纷开始大力发展润滑油成品油的业务，通过各种手段提高产品质量、降低损耗，优化操作、提高企业知名度，从而提升其整个成品油销售环节的盈利能力。

近年来，中国石油润滑油公司新建了华东润滑油厂，并结合市场变化先后进行几次扩能改造，在近几年调合厂的设计过程中，作者总结了一点工厂整体设计思路，在此与读者共同分享和探讨。

1 工厂设计的主要思路

1.1 确定调合方案

在进行工厂整体设计之前，必须要确定调合方案，因为调合方案是润滑油调合厂的核心内容，采用不同的调合方案，直接导致全厂配套设计的内容和工程量的不同。

目前新建或扩建的润滑油调合厂一般都以现代化生产模式为目标，即主要生产方式采用自动化调合。目前国际上最先进的调合方式主要是以同步计量调合（Simultaneous Metered Blending，简称SMB）或管道在线调合（In－Line Blending简称ILB）为主，根据不同的市场目标，采用不同的调合方式。

SMB的工作原理是:根据调合生产目标，由控制系统自动产生调合配方，不同组分同步进入SMB各个流量通道，经计量后，经汇管一起流入指定成品油罐内，未同步计量的组分也可单独按比例经SMB计量后进入成品罐，所有调合配方内的组分全部进入成品油罐后，经搅拌均匀形成成品油。

ILB的工作原理是:根据调合生产目标，由控制系统自动产生调合配方，所有调合配方内的组分同时进入ILB各个流量通道，经计量后，在汇管出口经在线动态搅拌器在线搅拌均匀后，可送入指定成品油罐内储存，也可直接送至终端设备如装船、装车或灌装。

从SMB和ILB的工作原理可看出，SMB实际上只是管道在线计量和混合，并不能在线调合成品，需要在成品油储罐内进行最终的成品油调合;而ILB是真正的管道在线调合，经过ILB的动态搅拌器后就能形成合格的成品油。

二者由于工作原理的不同，适用于不同的生产工况，其适用范围见表1。

表1 SMB和ILB的适用范围

从表1可看出，对于中小型调合厂，并且产品品种较多、生产切换频次较高的工况，或者原料来源质量差别较大的工况，一般适合采用SMB的调合方式，其生产比较灵活，可以应对不同的市场需要，特别适合根据消费市场需求确定生产目标的润滑油企业。而对于大型调合厂，特别是生产品种单一，主要为特定客户生产订单式产品的调合厂，在原料来源非常稳定的情况下，一般更适合采用ILB的调合方式，因为在线调合的方式可以节省油品输转和搅拌过程中的能耗，还能大量节省成品油罐的占地，在节省投资的同时也便于管理。

在进行润滑油调合厂全厂设计之前，设计单位应该充分了解投资方的投资意向、市场目标、生产规模、油品来源、征地面积等各方面因素，从而协助投资方确定核心的调合方案，进一步确定调合控制方案、总图规划、配套设施各方面的设计方案。

1.2 辅助调合设施

在确定核心调合方案后，应该进一步确定辅助调合设施的配置方案，从而形成完整的调合系统。

辅助的调合设施一般包括罐式批量调合系统（Automatic Batch Blending简称ABB）、罐内搅拌设施、通球系统和通球管汇。

（1）罐式批量调合系统（ABB）

ABB在一般的润滑油调合厂都是必备的辅助调合设施，其主要功能是调合小批量的成品油，各原料组分通过调合控制系统生成的配方按顺序进入调合釜，进料量经过ABB配带的高精度称重仪表进行称重控制，保证各组分进料量满足调合配方的要求。各组分在ABB调合釜内充分搅拌成为合格成品后，就可以直接转运出厂。

由于润滑油市场的特殊性，调合厂经常需要根据客户的需要，小批量生产一些高端产品或特殊产品，而SMB和ILB一般很少用于生产少至1～2 t、最多30 t的小批量产品，因为一方面切换品种、清洗管道比较费时费力，一方面还需要单独设小品种罐，造成储罐利用率较低。而ABB就解决了小品种生产的问题，所以其使用范围很广，不仅一般的润滑油调合厂都配置，而且已经成为添加剂厂的主要生产设备。

（2）罐内搅拌设施

润滑油成品油罐内一般都设置搅拌设施，对于SMB来说，其成品储罐内必须有搅拌设施，目的是将各个组分油搅拌均匀;而ILB调合的成品，在储罐内也要考虑设置搅拌设施，主要是防止长期储存后油品分层造成不合格。

主要的搅拌方式包括:罐内喷嘴循环搅拌、罐内搅拌器搅拌、气动脉冲搅拌等三种方式。前两种方式均是传统的搅拌方式，而新兴的气动脉冲搅拌主要是通过安装在储罐内的集气盘和高压注射器，将净化空气瞬间高压喷射至罐内，通过鼓气泡的方式，带动罐内油品上下流动，从而达到搅拌均匀的目的。目前，气动脉冲搅拌由于其搅拌介质安全、搅拌速度快、能耗低、自动控制水平较高等优点逐渐占领了润滑油搅拌的主要市场，一般现代化的调合厂都会优选脉冲搅拌作为罐内搅拌的生产手段。

（3）通球系统和通球管汇

由于润滑油产品质量的特殊性，其产品分类繁多，且为保证质量，油品之间往往不允许有任何混合，传统的生产方式一般会进行专线油品输送，从而避免混油，但这种方式造成厂内管线繁多、操作和管理困难，同时由于工艺上一些无法避免的公用管段、或者阀门切换失误等原因，混油是很难避免的，尤其在包装产品灌装区域，为了将罐区来的油品管道接到不同的灌装生产线上，经常采用软管连接的方式进行不同管道的连接，常常造成软管区域地面油渍斑斑，并且常常因为接错管道而造成油品污染。

随着机械工业的发展，通球管汇和通球系统应运而生。通球管汇实际是结合了软管连接站的技术功能，将其设备化，并结合通球技术，利用组合原理，使用少量的管道实现多目标的连接，而高精度自动化通球技术的应用，使得一条管道输送多种产品成为可能。通球系统和可通球管汇简化了工艺流程、减少了工艺管道的数量，同时通过自动化控制和高精度的扫线，减少了油品交叉污染的可能。一般来说，通球系统和通球管汇是现代化调合厂内必不可少的关键设备。

总的来说，在设计一座现代化调合厂时，上述的ABB、脉冲搅拌、通球系统和通球管汇都是必要的配置，但根据投资方的投资能力，上述设施的具体配置可以商榷，比如ABB选用多大的调合釜、是否选用计量釜等，或者管汇是选用全自动管汇还是手动管汇等，尤其是管汇方面，要与投资方充分讨论今后发展的可能性，以确定选用管汇的型式和预留接口的数量。

1.3 配套生产设施

一座完整的润滑油调合厂，除了必须的核心调合设施、辅助调合设施外，一般还有一些配套的生产设施，比如包装设施、熔胶设施和制桶设施。

（1）包装设施

一般来说，包装设施是几乎所有调合厂都需要的，因为润滑油成品油一般在销售终端大部分都是以包装物的形式提供给消费者的，所以一般调合厂都会配置微包装、小包装、中包装和大桶包装的包装生产线。根据调合厂的生产能力和投资能力，可以为大宗产品配置高速全自动包装生产线，并配套自动码垛设施，以提高生产效率并节约劳动力资源。小宗产品的包装一般建议配置自动或半自动包装线，配套普通码垛机，以减少一次性投资。包装生产线选型时，要全面了解投资方的需要，以确定是否配套一些选配设施，例如上桶机、上盖机、理瓶机、剔除机、贴标机、卷标机等。

（2）熔胶设施

目前各大国内润滑油调合厂一般为节省成本，都自行生产OCP（黏度指数改进剂）稀释液。OCP稀释液生产过程一般是经过人工切胶、投胶、熔胶、反复罐内搅拌等人工手段进行生产，需要消耗很长的时间和人力，随着人工成本的提高、对工人劳动保护水平的提高和对高效率生产的需要，目前一些调合厂开始采用一些新的手段协助生产，比如自动碎料机、传送带投料、高压均质机等设备，可以大幅度提高生产效率，降低劳动强度。但上述新设备均带来投资成本的提高，因此，OCP的生产方式和设备要根据投资方的投资能力进行选用，应该综合考虑年用量、人工成本、能耗成本等各种因素，如果年用量不大，不是一定要选用自动化程度高的生产设施。

（3）制桶设施

由于有包装产品的生产需要，就需要包装桶的供应。根据一些调合厂成本核算报告，一般来说，自己制桶的成本要低于买桶的成本，但制桶设备的一次性投资和能耗都较大，在投资许可、厂区土地资源许可的前提下，可以考虑自行制桶，但需要充分结合投资方的意愿和投资能力要求。如果投资能力有限，但考虑将来有发展的可能，设计时要考虑制桶设备的空间位置预留和相应的配电、供风、换冷设施的位置预留。

1.4 储存系统

润滑油调合厂的物料一般分为散装油品、桶装油品和固体添加剂三种类型。设计初始阶段，需要全面了解各种物料的大致年消耗量、储存方式、进出厂方式，用于确定储罐、仓库等容量分配。

比如基础油，一般都是散装油品入厂，入厂方式包括卸船、卸车和管道运输，根据基础油的消耗量和预计的入厂方式所占比例，根据规范或业主特殊要求的储存天数，计算需要的储罐容量。

添加剂和成品油一般都分为散装罐储和桶装仓储两种方式。添加剂的散装油品和桶装油品分配比例一般是根据业主的采购渠道确定，在考虑添加剂的储罐容量和仓库容积时，要充分考虑业主的需求，同时，由于添加剂要绝对避免混油，添加剂单品需要单独设置储罐进行储存，因此散装添加剂不能按总消耗量计算所需罐容，应该结合单品的消耗量计算储罐数量和容量，以避免实际生产过程中储罐数量不足的问题。

如果采用SMB进行调合，成品油储罐要按规范要求的储存天数，根据全年产量计算所需罐容，并按规划的产品品种，进行详细的储罐分配，保证各个不同的成品油品种有足够的罐容分别储存。同时，成品油需要一定的包装物仓储空间，由于润滑油有其特殊的市场需求，旺季和淡季比较分明，因此，成品油包装物仓库要充分考虑旺季时的销售量仓储能力，一般建议按15天的日平均产量计算成品油包装物库容。如果采用ILB调合，成品油罐可以不设置，或者设置少量储罐作为缓冲即可，如果有包装物生产工况，成品库房仍然是需要设置的，但是可以适当减少库容。

另外，有熔胶生产和制桶生产的调合厂，还要适当考虑干胶储存、OCP稀释液罐储、制桶原料仓储和包装物空桶的仓储。

1.5 加热方案

润滑油有黏度大、倾点低的特性，在储存过程中，由于其难以冻凝，一般都常温储存，而在输送过程和搅拌过程中需要加热至一定温度，以降低油品黏度保证输送速度。所以，润滑油的加热一般具有间断加热、快速加热的特点。

常规的加热方式，一般是采用罐内加热器对储罐内油品进行加热，管道内油品采用外伴热保温。储罐内部加热的介质一般采用蒸汽或热水，管道伴热的热源一般采用蒸汽、热水和电伴热带方式。应根据调合厂建设地的公用工程供应情况，并对比热源消耗的成本，优选加热热源。

目前，在部分调合厂，罐内加热采用了局部加热器技术，即在储罐内设置浮头式局部加热器，仅对罐内局部油品进行快速加热，即需要使用多少油品就加热多少油品，避免了传统罐内加热器需要对整罐加热而造成加热时间较长、生产前需要预热的问题。但局部加热器的单位时间能耗很高，需要调合厂建设所在地能够提供足够的热源，如果靠调合厂自建锅炉生产蒸汽，为降低蒸汽锅炉的负荷，建议还是采用罐内加热盘管的方式进行加热。

1.6 物流运输方案

相比于其他石化企业或石油库来说，润滑油调合厂是物流运输比较集中的生产企业，几乎每天都会有车辆进出厂，厂内还有传送带、叉车等输送工具，因此，全厂的总图运输和物流方案非常重要，需要在设计初始阶段全面统筹规划。对于占地面积比较大的企业，建议尽量采用平面运输，即设置单层厂房、单层库房，可以简化物流运输方案，生产操作比较便捷。但对于占地面积有限或在有限土地资源上进行扩建的企业，当土地资源不足时，可以充分利用空间资源，比如建设多层厂房或库房，利用垂直运输设施保证生产的畅通。

在总图布置上，要充分考虑物料进厂、储存、生产、出厂各项环节，在满足工艺流程的前提下，还要考虑大型车辆和叉车等运输工具的进出便捷、安全，并且尽量避免交叉运输。

2 结论

综上所述，不同的调合生产厂有其不同的市场目标和生产方式，也因此需要不同的设计思路。在进行全厂规划以前，设计者应该充分了解投资方的市场定位、生产模式、发展方向和规划、生产原料和辅助原料的供应渠道，从而确定核心的调合技术方案，并进一步对工厂的整体进行详细规划。

有的项目投资者对工厂规划的概念比较模糊，这就更需要设计者将设计的理念、具体的思路详细、准确地表达给投资者，以帮助投资者做出正确的判断和决策。

The Exploration on the Design of Modern Lube Oil Blending Plant

XING Hui1，LIU Hong－w ei2，SU Lin1，WANG Qiang－lin1
（1.Dalian Com pany，China Petroleum Engineering＆Construc tion Corp.，Dalian 116011，China; 2.PetroChina East China Lubricant Blending Plant，Taicang 215433，China）

As the term inal consum ption m arket dem and of lube oil keeps increasing，lube oil production enterprises are improving energetically production efficiency，product quality and profitability.In recent years，m odern lube oilblending p lants continue to em erge.Based on the design experience of PetroChina East China Lubricant Blending Plant，Sim ultaneous M etering Blending（SMB）and Inline Blending（ILB）are contrasted and analyzed in this article.Auxiliary blending facilities such as Autom atic Batch Blending（ABB），pulsem ixing facility and piggable system are also introduced.In addition，the supporting system，storage system，heating schem e，and m aterial transportation，etc.are summ arized and discussed.

lube oilblending;core blending scheme;auxiliary blending facilities;material transportation

TE626.3

A

1002-3119（2011）06-0058-04

2011－05－09。

邢辉（1978－），男，工程师，2000年毕业于西南石油学院油气储运专业，多年从事工程设计工作，现主要从事工程总承包工作。