石油磺酸盐生产装置的优化改造

牛春革，甄新平，高　峰，方新湘

石油磺酸盐生产装置的优化改造

牛春革1，甄新平1，高峰2，方新湘1

（1.中石油克拉玛依石化有限责任公司，新疆克拉玛依 834000；
2.新疆金塔投资集团有限公司，新疆克拉玛依 834000）

针对石油磺酸盐罐组式磺化生产装置工艺落后，员工操作负荷大，生产过程严重污染环境的问题进行优化改造，全部生产过程采用DCS控制系统，大幅度提高了生产过程的自动化控制水平，最终提高了装置生产效率，使产品顺利生产并保证油田的应用。

石油磺酸盐；磺化；工业生产；优化

石油磺酸盐是以石油组分为原料、利用三氧化硫为磺化剂磺化得到的一种重要的阴离子表面活性剂，应用范围较广，主要应用于油田三次采油、润滑油添加剂、金属加工液、钻井泥浆等领域。新疆克拉玛依是较早生产工业石油磺酸盐产品的地区，1996为配合新疆油田公司的“二中区三元复合驱先导试验项目”，生产出了质量优异的KPS表面活性剂产品，取得了提高21.8%采收率的喜人效果，但磺酸盐生产工艺陈旧，亟待改进。

1　基本情况

克拉玛依石油磺酸盐装置建于1994年，自建成投产以来，历经了多次改造，最早采用罐组式连续磺化工艺，但实际运行中三氧化硫气体与馏分油接触不充分，副产物酸渣多、粘度大，一、二级磺化反应罐之间的转油线容易被酸渣堵塞，三氧化硫气体无法实现逆流接触反应，导致尾气三氧化硫浓度高、增加了碱吸收塔的负荷［1］。

为此采用了搅拌釜式交替的间歇磺化工艺，实际操作过程中，采用两个磺化罐间歇式磺化，两罐互相切换操作，结果生产不连续，产品质量波动大，原料处理量低，酸渣产生大，酸渣排放不易控制，造成三氧化硫气体分布器经常被堵塞，影响了三氧化硫气体与油品的高效传质分散，最终导致此套磺化装置成为劳动强度大、工作环境恶劣、“三废”问题严重的工艺落后的生产装置，不能适应当前石油磺酸盐的生产需求以及环保要求，需要对装置进行改造。

2　改进策略

2.1改变磺化反应方式

通过中石油克拉玛依石化有限责任公司在实验室阶段开展的探索实验，确定了由连续喷射磺化反应方式替代间歇性鼓泡式磺化的反应方式，酸性油由溢流改造为直接从罐底底口向上射流方式，原料油经喷嘴喷射雾化，与釜腔内气态三氧化硫充分接触，瞬间完成磺化反应。解决了反应过程传质、传热不均的问题，大幅度提高传质效率。提高了磺化处理能力，同时大幅度缩短了磺化原料与磺化剂的接触时间，由之前反应接触时间7～9h，降低至3min之内，大幅度减低了酸渣的产生量。

由新疆金塔投资集团有限公司对工业生产装置进行了改造，改造完成后，磺化生产控制自如，并实现了石油磺酸盐的连续化生产［2］。

2.2增加离心脱渣工艺

磺化酸性油中含有悬浮的酸渣，自然沉降时间长，分离效果不好，酸渣进入中和萃取体系，也会影响磺酸盐的质量。为提高脱渣效率和酸性油的收率，酸性油从磺化罐出来后进入新增的离心脱渣系统进行离心脱渣分离，提高了脱渣效率和剩余油的收率；

2.3增加抽余油真空闪蒸系统

酸性油经过中和萃取后，含有乙醇的水溶液会进入抽余油中，造成萃取系统抽余油产品含水及酒精偏高的问题。为此，增加了真空系统，对抽余油进行闪蒸，使抽余油的水分下降到0.03%至痕迹之间，可直接作为成品油出售或进入下一道油品处理系统。

2.4增加自动化控制系统

装置建成之初，装置为间歇操作，自动化水平很低，加上物料接触不均匀，装置经常被酸渣堵塞，反应不充分引起尾气三氧化硫浓度较高，操作环境非常恶劣。通过工艺优化后，磺化实现连续化操作，全过程采用DCS自动控制系统，使燃硫、三氧化硫转化、磺化、中和萃取、闪蒸脱溶剂、磺酸盐浓缩、尾气吸收过程的进料流量、温度、压力控制全部实现自动控制，大幅度提高了生产过程的自动化控制水平，工作场所气味小，员工工作环境得到改善。员工的劳动强度得到改善。

3　结束语

石油磺酸盐工业生产装置采用连续喷射式磺化工艺，磺化效率高，最高处理量由之前的2t/h提高到4t/h，装置处理能力达到3.5万t/a，磺化原料处理能力增加50%以上，磺酸盐收率提高40%以上，降低了酸渣的生成量，降低了尾气中三氧化硫的排放，使磺化过程连续进行，不仅大幅度减低了员工的劳动强度，改善生产环境，降低酸渣和尾气的处理成本，而且减少了对环境的污染和废碱液排放量，符合低碳环保的发展理念。

磺化油进行中和分离后采用真空闪蒸工艺进行脱水处理，尾气通过吸收处理达到排放标准。整个工艺过程合理、稳定，产品质量稳定可靠，目前工业装置已连续运行1a以上，是该装置自建成以来连续平稳时间最长的一次技术改造升级。

［1］ 范维玉，张数义，李水平，等.降膜式磺化工艺合成驱油用石油磺酸盐的研究［J］，中国石油大学学报，2007，31（2）：126-134.

［2］ 孙新春，韩炜，李群，等.克拉玛依石油磺酸盐工业化生产及质量评价［J］，新疆石油科技，1995，5（4）：100-106.

Optimization and Improvement of Petroleum Sulfonate Production Equipment

Niu Chun-ge，Zhen Xin-ping，Gao Feng，Fang Xin-xiang

To improve and optimize the petroleum sulfonate multi-stage sulfonation process equipment and technique，reduce working load and solve the serious environmental pollution problem arising out of the production，DCS control system would be employed in the entire production process to greatly improve the automatical control level of the production process and ultimately improve the efficiency of production equipment，making our production smooth and ensuring the application of oilfield.

petroleum sulfonate；sulfonation；industrial production；optimization

TQ423

A

1003-6490（2016）06-0072-01

2016-06-18

方新湘（1968—），女，浙江杭州人，工程师，主要研究方向为石油化工及石油微生物技术。