润滑油基础油装置工艺流程优化及节能措施

王海燕，任 峰，宗 军，吴艳萍

(中国石化济南分公司，济南 250101)

润滑油基础油装置工艺流程优化及节能措施

王海燕，任 峰，宗 军，吴艳萍

(中国石化济南分公司，济南 250101)

中国石化济南分公司重质基础油光亮油生产工艺的“老三套”部分是在原糠醛精制、酮苯脱蜡和白土精制装置基础上扩建改造而来。由于原料性质及工艺流程的改变，各装置在开工初期均出现了流程不畅、操作不稳和能耗、物耗较高等问题。通过实施对糠醛精制装置空冷器流程及三效蒸发塔自压流程、酮苯精制装置换热流程、新鲜溶剂比的优化以及停加白土并实现酮苯脱蜡-白土精制装置热联合等技术改造，解决了上述问题，改造后直接经济效益达804.27万元/a。

基础油 溶剂精制 加氢处理 酮苯脱蜡 白土精制

中国石化济南分公司(简称济南炼化)于2012年建成中国石化首个重质基础油光亮油生产基地(简称光亮油基地)，该基地采用中国石化石油化工科学研究院开发的具有自主知识产权的RLT工艺[1-2]，即“老三套”与加氢组合：溶剂精制-加氢处理-溶剂脱蜡脱油-白土精制工艺，生产高黏度HVI Ⅱ类基础油和高熔点石蜡产品。其中“老三套”工艺部分是在原有装置基础上，由“老三套”反序的“酮苯脱蜡-糠醛精制-白土精制”工艺[3]改造而来，改造前后工艺流程对比见图1。改造后各装置的原料性质及操作工况均发生了较大变化。在光亮油基地开工运行过程中，出现了流程不畅、控制不稳、现场操作不便、能耗物耗高等问题。为使生产过程更加合理和节能，济南炼化根据装置现场情况，在尽量节约投资的前提下，利用检修期间对“老三套”装置的工艺流程进行了优化调整，并实施了多项节能措施。本文主要介绍该装置工艺流程的优化及节能的措施。

图1 改造前后工艺流程对比

1 工艺流程的优化调整

1.1 糠醛精制装置

济南炼化光亮油基地的糠醛装置是为加氢装置制备原料。利用糠醛溶剂对润滑油非理想组分(多环短侧链烃类)具有较强的溶解能力，而对饱和烃及少环长侧链芳烃溶解能力较弱的特性[4]，在抽提塔中以液-液萃取方式脱除非理想组分(抽出油)，得到加氢装置所需要的精制油原料。

1.1.1 空冷器流程的调整 抽提塔进料温度是由2台利旧空冷器、通过三通阀控制进入空冷器物料流量来调节。进料介质由原来不含蜡料(脱蜡油)变为含蜡原料(减压馏分油与丙烷脱沥青油)。开工后发现，在冬天，三通阀热路开度大，导致空冷器凝线，给生产带来波动。2013年检修期间，在热路增加阀门，开工后采用热路全关-走冷路-停风机的方法，用空冷翅片的自然冷却和循环水量的大小来调节抽提塔进料温度。

1.1.2 增加三效蒸发塔塔底跨线阀 抽提塔塔底抽出液三效蒸发塔的塔底料至闪蒸塔流程，正常生产时，由设置在25 m高空处的自压阀门自压完成；在开、停工或生产波动时，则由地面泵抽取完成。因此，正常生产时，地面泵出入口两条管线处于静止状态，只能常开伴热以防凝线。通过综合分析和精确计算，在泵出入口阀外加设跨线，将自压流程改至地面，停止伴热。

1.1.3 真空系统互为备用 糠醛精制装置真空系统主要用于回收精制油和抽出油中残存的溶剂，以确保产品质量。光亮油基地投产后，其两套真空系统曾多次发生泄漏，给安全生产带来隐患。2013年检修期间，在两真空罐顶馏出线上分别增加隔断阀，使两套真空系统的4台机泵兼顾功能并互为备用，开1台即可满足正常生产。

1.2 酮苯脱蜡装置

济南炼化光亮油基地的酮苯脱蜡装置是以加氢装置的重质蜡油馏分为原料，采用甲乙酮-甲苯混合溶剂，通过3次稀释工艺，连续化地冷却结晶和过滤分离，得到脱蜡油；通过2段降温脱油工艺得到脱油蜡[5]，为白土精制装置提供原料。

1.2.1 优化换热流程 酮苯脱蜡装置加工的原料有3种，原设计中，1次稀释溶剂与原料共用的换热器流程需要根据原料性质变化频繁调整，给操作带来很大的不稳定因素。为解决这一问题，2013年大检修时，新增1台脱蜡滤液-溶剂换热器，固化了原料和溶剂的换热流程，降低了换料期间的操作难度。

1.2.2 降低新鲜溶剂比 原料由轻质向重质切换时，溶剂比增大，能耗上升快。2014年装置再次开工后，优化各段溶剂比，停加预稀释溶剂[6]，减少新鲜溶剂用量4 t/h。

1.2.3 脱蜡滤机低真空阀门改造 脱蜡工序采用国产100 m2真空转鼓滤机。由于实际加工负荷仅为设计加工量的50%左右，滤机液面很难控制，导致真空度和反吹压力等关键参数大幅波动。这是由于低真空阀门的开度与液面相关，而原有的两位式气动阀门无法连续调节液位。因此，进行了增上定位器、改用可连续调节式控制阀的改造。

1.3 白土精制装置

白土补充精制是基础油和石蜡生产的最后一道工序，主要作用是通过白土的吸附作用去除其中的微量溶剂、水分等杂质，改善产品的颜色和安定性。

1.3.1 停加白土 光亮油基地建设时，基础油生产设计给定的白土加入量(w)为0.5%。但使用白土会带来加工损失、产生废白土以及废白土处理等问题。2013年4月开始，白土加入量(w)从0.5%逐步降至0.4%，0.3%，0.2%，0.1%，至2013 年7月，实现停加白土，基础油质量未受影响。

1.3.2 调整真空滤机注油 白土精制装置的产品——基础油和脱油蜡均为水白色透明产品，黏度和色度是关键指标，而外购真空滤机润滑油的重点是满足设备润滑性能要求，并未考虑对产品的影响。实际生产中发现，真空滤机注油对最终产品外观和黏度有不良影响。考虑真空滤机的润滑特点，采用以自产无色油品替代外购润滑油。

2 节能措施的实施

2.1 糠醛精制装置

2.1.1 0.3 MPa蒸汽综合利用 糠醛精制装置可通过完善的换热流程自发产生0.3 MPa蒸汽。该蒸汽除糠醛精制装置自身使用外，还供酮苯脱蜡装置的蜡下液汽提塔和蜡液汽提塔使用。光亮油基地投产后，蒸汽发生量加大，余量蒸汽外排，造成浪费。2013年检修期间，增设0.3 MPa蒸汽至酮苯脱蜡塔和脱油滤液汽提塔流程，替代部分1.0 MPa蒸汽，使外排量降为零。

2.1.2 降低加热炉排烟温度 精制液加热炉为利旧设备，由原来的单进料改为双进料，炉体未变。在以设计加工量生产时，炉膛温度高，排烟温度达300 ℃，大幅超标，造成了热量损失。2013年检修时，实施了采用热媒水取热的方案，投用后排烟温度降至150 ℃以下。

2.2 酮苯脱蜡装置

2.2.1 投用滤液全循环 2013年装置运行平稳后，开始进行全滤液循环工艺试验：1次稀释溶剂加入一段蜡下液(脱油一段滤机抽出液)进行调节，减少新鲜溶剂6 t/h；2次稀释溶剂全部采用一段蜡下液；3次稀释溶剂采用循环滤液(脱蜡滤机高部真空抽出液)为主、新鲜溶剂为辅的流程。在生产HVIⅡ6和HVIⅡ10基础油时，逐步将新鲜溶剂降为0，实现了全滤液循环。

2.2.2 低压变频泵代替高压泵 2012年光亮油基地投产后，根据全厂物料平衡情况，酮苯脱蜡装置加工负荷维持在50%左右的低位水平。其含油蜡液泵为250 kW高压电机，实际流量仅为额定流量的1/3以下，造成电耗的浪费和生产的不稳定。经精确计算，于2014年4月增上1台55 kW、380 V低压变频泵。

2.2.3 增加循环回水回路 酮苯脱蜡装置新增的3台液环真空泵，曲轴箱采用外盘管冷却。开工后发现，夏季外温升高后，冷却效果差，只能采取回水直排的方法来维持生产，这不利于节能，且增加了污水处理场的负担。经试验，在液环真空泵循环油的水冷器酸洗口增加软管，使曲轴箱外盘管冷却回水由“单”变“双”，以降低回水阻力、增加回水流量，解决了曲轴箱温度超高的情况，可节约循环水4 t/h。

2.3 酮苯脱蜡白土精制装置热联合

停加白土后，酮苯脱蜡装置的脱蜡油采用热直连方式进入白土精制装置，进行脱水、脱气、脱杂质处理。因此，停运了1台脱蜡油水冷器，降低循环水用量50 t/h；不再需要脱蜡油与白土混合罐，停用1台机泵(17.6 kW)，停运1台搅拌器(7.5 kW)；加热炉出口温度比加白土时降低40 ℃左右；无白土的下料工艺效率提高，停运1台下料器(1.5 kW)。

3 技术改造效果

工艺流程优化调整和节能措施实施后，济南炼化光亮油基地新工艺的糠醛精制装置、酮苯脱蜡装置和白土精制装置运行平稳，人工劳动强度和能耗、物耗水平显著降低。

3.1 糠醛精制装置

抽提塔进料空冷器流程的调整，使2台空冷器停运；真空系统互为备用后，停运电机1台；综合利用0.3 MPa蒸汽，降低1.0 MPa蒸汽用量1t/h，减排0.3 MPa蒸汽0.5 t/h。糠醛精制装置每年产生直接经济效益124.51万元。

3.2 酮苯脱蜡装置

降低新鲜溶剂比、投用全滤液循环，使新鲜溶剂用量减少4 t/h；低压变频泵代替高压泵的改造，节电144.9 kWh/h；循环回水回路增加后，节约循环水4 t/h；装置瓦斯累计年单耗降低233 MJ。酮苯脱蜡装置每年产生直接经济效益146.72万元。

3.3 白土精制装置

停加白土而节省的新鲜白土量为800 t/a；调整真空滤机注油，减少外购润滑油0.5 t/d；酮苯脱蜡—白土精制装置热联合，停运水冷器1台、电机多台。白土装置每年的直接经济效益达533.04万元。

技术改造后，糠醛精制装置、酮苯脱蜡装置、白土精制装置的直接经济效益合计达804.27万元/a。

4 结 论

(1) 通过对空冷器流程、三效蒸发塔自压流程的调整以及真空系统互为备用的实现，使糠醛精制装置运行更加平稳；自发产生0.3 MPa蒸汽得以全部利用、加热炉排烟温度降低150 ℃以上。

(2) 通过优化换热流程、降低新鲜溶剂比、投用全滤液循环、滤机低真空阀门的改造、低压变频泵的投用、真空泵曲轴箱冷却回路的改造，使酮苯脱蜡装置操作稳定性提高，回收系统负荷降低，装置瓦斯累计年单耗降低233 MJ。

(3) 通过优化调整，白土精制装置实现了停加白土，实现了脱蜡油的热直连直供和真空滤机注油的自产化。

(4) 通过各装置工艺优化及节能措施的实施，直接经济效益达804.27万元/a。

[1] 裴文军.润滑油基础油生产工艺的选择[J].炼油技术与工程，2012，42(7)：25-29

[2] 刘毅，王钟，何武章.润滑油加氢处理催化剂RL-2的工业应用[J].石油炼制与化工，2014，45(2)：41-45

[3] 王鲁强，郭庆洲，康小洪，等.润滑油基础油生产技术现状及发展趋势[J].石油商技，2011，29(1)：6-12

[4] 陆士庆.炼油工艺学[M].北京：中国石化出版社，2010：297-298

[5] 郑立辉，盛奎龙，潘金亮.石油蜡的生产及深加工[M].北京：化学工业出版社，2008：75-86

[6] 杨文中，王玉章，丁洛，等.提高基础油和脱油蜡收率及质量的研究[J].润滑油，2010，25(3)：47-50

PROCESS OPTIMIZATION AND ENERGY SAVING MEASURES OF LUBRICATING BASE OIL PRODUCTION UNITS

Wang Haiyan， Ren Feng， Zong Jun， Wu Yanping

(SINOPEC Jinan Company， Jinan 250101)

The new “three traditional technologies” units for production of bright stock were built through expansion and reconstruction of old processing units (furfural refining， ketone-benzene dewaxing and clay refining) of SINOPEC Jinan Company. The problems of operation instability， high energy and material consumptions occurred due to changes of feedstock properties during the start-up. These problems were solved well by technical transformation and adjustment of air cooler process for furfural refining unit and self-pressure process for three-effect evaporation tower， optimization and adjustment of heat exchange scheme and fresh solvent ratio for ketone-benzene dewaxing unit， stopping clay addition and realizing heat integration of ketone benzene dewaxing unit and clay refining unit. The direct economic benefit of these measures is more than ￥8.042 7millions/a.

base oil； solvent refining； hydrotreating； ketone-benzene dewaxing； clay refining

2015-01-15； 修改稿收到日期： 2015-05-15。

王海燕，硕士，高级工程师，主要从事润滑油和石油蜡的生产工艺及产品应用工作。

王海燕，E-mail：why.jnlh@sinopec.com。