浅谈尿素脱蜡装置生产存在的问题及改进对策

金喆楠

【摘 要】尿素脱蜡工艺是我国自行研究、设计建成的，随着大庆油田的逐年减产，原油性质不断发生改变以及装置老化，生产运行过程中存在很多问题亟待解决。对此，结合装置现状，提出筛选合适的原料油，降低能耗，提高产品质量和收率的目的。

【Abstract】Urea dewaxing process is self-research and design in China. With the decreasing production of Daqing oilfield， the changing nature of crude oil and the aging of the equipmentthe nature of the crude oil is changing constantly， there are many problems to be solved in the process of production and operation. Based on the present situation of the equipment， the paper puts forward the aim of selecting suitable raw oil， reducing energy consumption and improving product quality and yield.

【关键词】尿素脱蜡工艺；存在问题； 改进对策

【Keywords】 urea dewaxing process；existing problems； improvement countermeasures

【中图分类号】TE624 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0156-02

1 引言

锦西石化尿素脱蜡装置始建于上世纪60年代，是中石油唯一的尿素湿法脱蜡装置。装置以大庆原油常压二线为原料，生产-35#军用坦克柴油和300#液体石蜡，二者均为高附加值产品，其中300#液体石蜡可以作为精细化工的珍贵原料，用途非常广泛，获国家银奖。但由于近几年大庆油产量减少，需要不断掺炼外油，原料性质不断发生变化，这给生产带来极大挑战。

本文将从尿素脱蜡装置实际生产运行中存在的问题以及改进对策两个方面进行探讨。

2 公司尿素脱蜡装置生产运行存在的问题

2.1 原料因素

2.1.1 原料性质的影响

我公司尿素脱蜡工艺采用的原料是大庆常二线，大庆油是低硫石蜡基原油，含蜡量可以达到28.44%，是尿素脱蜡的理想原料[1]。但是随着大庆油田逐年减产，原料的来源成了我们亟待解决的问题。近年来，在加工大庆原油时必须不定期地掺炼外油，掺炼的外油中酸值和胶质含量较高，导致柴油的酸度和胶质含量不合格的现象频繁出现，然而上游蒸馏装置切割常二线馏分范围时有变化，也给生产带来影响。同时，原料中芳烃含量也会直接影响液蜡质量。

2.1.2 尿液组成的影响

尿素脱蜡工艺中的尿液是由尿素、水、异丙醇按一定比例混合而成，随着大庆常二线原料中掺炼外油比例上升，尿液配比更加不好把握。而且由于尿液循环使用，增加了尿素的损失。异丙醇是非常好的有机溶剂，可以防止杂质吸附在反应物表面，保证络合反应的进行。然而尿液中的异丙醇含量过高对生产是不利的，因异丙醇能很好地溶解油品，使络合物中的异丙醇溶解的油相组分增加，也会导致液蜡质量变坏。

2.2 操作条件

2.2.1 尿料损失的影响

尿素在与水反应生成氨和二氧化碳，氨与水反应生成一水合氨，它不仅会腐蚀设备，还会影响96%醇的纯度和尿液组成。因此，本装置需要定期排放氨水，这样氮元素就会有损失，而且在排放过程中，会夹带少许异丙醇。同时，在醇水分离塔的塔底也会有微量醇损失。如果尿液系统中，尿素和异丙醇损失过大，将严重影响络合反应的进行，影响产品的质量和收率。

2.2.2 反应温度

尿素脱蜡工艺本质是利用原料中的正构烷烃与尿素分子生成络合物的方法，达到分离出正构烷烃的目的，以生产出低凝点柴油。其化学方程式可视为：

m CO（NH2）2+CnH2n+2→CnH2n+2[CO（NH2）2]+△H

式中：m——尿素与进入络合物烷烃之摩尔比；

△H——络合反应生成热，为放热反应。

反应进行的程度严重影响了产品质量。因为该反应是放热反应，降低温度有利于反应向右进行，这样可以提高脱蜡深度。但反应温度过高，脱蠟深度过低，严重影响柴油的凝点。反应温度过低，虽然能提高脱蜡深度，但是络合物状态不好，容易堵塞设备，增加套管的温洗次数。

2.3 设备方面影响

2.3.1 D-21/1（脱蜡液罐）

D-21/1中储存脱蜡液和少量尿液，经过一定时间的沉淀，脱蜡液进入D-21中，而尿液则会继续留在D-21/1底部定期送回沉-1段，继续与原料反应，这样可以减少尿素的损失。但由于D-21/1的容积过小，脱蜡液在其中沉降时间短，分离不彻底，导致脱蜡液中含有尿液组分，会造成连通线堵塞，D-21/1冒顶等现象，严重影响了柴油收率。

2.3.2 氨水罐

本装置定期需要将D-16（C-7回流罐）底部氨水排放到氨水罐中，但现在使用的是胶带连接，在连接处密封不好，经常会有泄露现象发生。氨水具有刺激性气味，不仅会对人体特别是呼吸道造成伤害，还会影响装置区环保。同时在实际操作中，只能人为通过采样的方式去判断氨水是否排放干净，非常容易造成异丙醇损失。

3 改进对策

3.1 原料方面的改进

考虑到未来大庆原油的不足，以及对现有原油资源的合理使用，同时要考虑各种原油在220-310℃馏分的收率，凝点，酸值，烷烃和芳烃含量，以此筛选出新品种尿素原料油。在大庆原油中可以完全掺炼陆丰原油，其次西江，白虎，惠州在合适的掺炼比例下，可以保证芳烃体积分数为13%以下[2]。

3.2 操作条件的改进

3.2.1 调整尿液组成

尿素脱蜡生产的关键在于尿液组成。根据多年装置生产经验，醇含量应控制在36%～39%，尿素含量在41%～43%，饱和度控制在54～58℃之间是最佳的操作条件。但在生产过程中不可避免地会损失尿料，为保证产品质量，要及时对其进行补充，维持尿素、异丙醇、水三者之间的平衡关系，严格控制尿油比在6～10之间。及时进行排放氨水，排油操作，保证96%醇的质量。

3.2.2 控制反应温度

反应温度是影响脱蜡深度的主要因素。因此，控制反应温度就显得尤为重要。在有利于络合物输送的前提下，应尽量降低反应温度，这样有利于提高脱蜡深度和液蜡收率。溴化锂制冷剂是当前比较常用的吸收式制冷机，制取0℃以上的低温水，满足尿素生产的工艺要求。此外，溴化锂为白色晶体易溶于水和醇，无毒，化学性质稳定，不会变质。这样不仅解决冷却水温度过高的问题，有利于控制反应温度，还能降低能耗，节约水资源。

3.3 设备方面改进

3.3.1 增大D-21（脱蜡液罐）容积

D-21/1与D-21都是脱蜡液储罐，脱蜡液先进入D-21/1中，沉淀出尿素结晶后再进入D-21，而且二者之间只有一条连通线。若将D-21的容积从原来的30m3增大至50m3，脱蜡液和尿液能够得到充分分离，有利于提高产品质量和收率，即使沉降段波动过大，脱蜡液在D-21中也可以有足够的缓冲时间，保证装置平稳生产。

3.3.2 放氨水线改为固定式管线

如果D-16去氨水罐的胶带软连接改为固定式管线连接可以解决泄露问题。此外，还可以在D-16处安装一个玻璃液位计，这样可以清楚看出氨水的多少，简化操作，省时省力。

總之，只要公司认真对待尿素脱蜡装置生产运行中存在的问题，并按本文中提出的改进对策加以实施整改，尿素脱蜡装置一定会是老装置开出新水平，将会提高装置的产品质量和收率，带来可观的经济效益。

【参考文献】

【1】黄启玉，张劲军，高学峰，等.大庆原油蜡沉积规律研究[J].石油学报，2006，27（4）：125-129.

【2】潘大壮.原料变化对尿素脱蜡工艺的影响[J].沈阳化工大学学报，2014，28（3）：220-221.