丙烷脱沥青装置适应性改造综述

杨西姣,李 娟

(1.中国石化济南分公司 沥青车间， 山东 济南 250101；2.青岛科技大学 山东化工研究院，山东 济南 250014)

丙烷脱沥青装置是中石化济南分公司重质油加工过程中的一个重要环节，是减压渣油的重要处置措施。装置产品脱沥青油是生产HVIⅡ150BS光亮油和橡胶油等的重要原料，产品质量的优劣、装置单位能耗的高低会直接影响产品的销售，从而影响公司的盈利水平，高能耗、低质量就意味着产品失去了市场竞争力。

为了适应市场需求，原500kt/a丙烷脱沥青装置进行了适应性改造，改造后处理量提升为600kt/a，具备了处理临盘渣油和胜利进口混合渣油等不同原料的生产条件，能够生产出残炭<1.6%的优质润滑油料，与此同时装置能耗也降低了12.23%。

1 装置适应性改造项目

1.1 萃取塔改用FG-Ⅱ格栅规整填料

原500kt/a丙烷脱沥青装置萃取塔采用的是转盘塔，由于驱动转盘的水轮丙烷高速液流产生漩涡，造成过度搅拌，会使分散相的液滴过小，造成返混，不利于传质与分离，萃取效果低。较差的萃取效果，使得后续的蒸发、汽提系统负荷增大，最终导致能耗上升。

改造后萃取塔中段自上而下安装三段格栅型规整填料，在原料及主、副丙烷入塔处改用并列多管型液体分配器，见图1。主体填料采用清华大学开发的FG-Ⅱ格栅规整填料，它的结构特点是在与垂直面成45度角的多层平面上有两块以上的矩形板片平行排列，在板片之间按一定距离插入相应的矩形隔板，使板片与隔板之间立体交叉成Z型，每一块板片的顶端加工成特殊的圆弧，减少了壁流效应。板片上开设的均匀分布的圆孔，对两相具有切割、破碎的作用，使两相充分交换，提升了填料表面的利用率，提高了萃取塔的通量和效率。

另外，改造后的三段格栅规整填料段均由三块FG-Ⅲ型波纹板填料支撑，它采用规整填料制成，不仅对格栅填料起支撑作用，而且促使两相再次分布，在一定程度上促进了液-液传质。

图1 改造后萃取塔

1.2 萃取-临界系统流程动改

原丙烷脱沥青装置萃取-临界系统增压泵位于临界丙烷-轻脱油丙烷溶液换热器(E-1)后，萃取塔顶部抽出的轻脱油丙烷溶液(温度较低)与临界塔顶抽出的临界丙烷(温度较高)换热后进入增压泵。在生产光亮油基础油原料的情况下，为满足脱沥青油收率、残炭、粘度、以及质量的要求，需投用萃取塔顶部蒸汽加热器，萃取塔顶温比生产催化料时提高8℃，增压泵就可能出现入口温度超过设计的85℃导致泵不上量的现象。

改造后，增压泵移到了临界丙烷-轻脱油丙烷溶液换热器的前面，如图2，萃取塔顶的轻脱油丙烷溶液直接进入增压泵，泵的上量情况变好。另一方面，E-1没有了增压泵温度的制约，生产中就可以尽量加大临界丙烷量从而减少主丙烷的补充量，丙烷泵(P-4)的负荷也相应降低。

图2 改造后萃取-临界系统流程

1.3 加热炉热管式烟气回收系统的应用

改造中新增了下置式热管空气预热器回收系统，回收烟气余热。并新设鼓风机(K-4)和引风机(K-5)各一台，如图3。来自对流室上部的热烟气经烟道进入热管式空气预热器与空气换热后，由烟气引风机引入冷烟道烟道挡板上部(正常运行烟道挡板全关，非正常状态时开到一定位置维持炉膛负压)，经冷烟道返回炉顶烟囱排入大气；冷空气由鼓风机送入热管式空气预热器与烟气换热后，经热风道供炉底燃烧器燃烧使用(正常状况下炉底风道的快开风门全关，非正常状态时要紧急打开快开风门维持氧含量)。热管式空气预热器降低了排烟温度，提高了空气入炉温度，使燃烧效率达到90%以上，大大降低了燃料的消耗。

图3 改造后加热炉热管式烟气回收系统

另外改造中在加热炉前增设沥青-中压丙烷换热器，充分利用中压丙烷的余热(该部分热量原先用空冷去除)，炉入口物料温度上升10℃以上，对降低加热炉负荷有明显作用。

2 改造效果

装置改造后，在减压渣油原料和丙烷溶剂性质相同的情况下，对产品质量及装置能耗进行了考察，产品收率及质量见表1，装置能耗组成见表2。

从表1可以看出，改造后脱沥青油的总拔出率达到36%，比改造前提高3%；轻脱油的残炭可以达到1.06%，达到生产HVIⅡ150BS光亮油原料的条件；装置的平均能耗由改造前的22kg标油/吨下降到19.31kg标油/吨，下降了12.23%，其中变化最大的是瓦斯消耗，降幅高达50%。

表1 产品收率及质量

表2 丙烷脱沥青装置能耗(Kg标油/T)组成

3 结论

济南分公司600kt/a丙烷脱沥青装置整体流程采用“低-高”、“萃取-沉降”两段萃取工艺技术，充分利用循环溶剂的位能和热能；核心设备萃取塔采用FG-Ⅱ格栅规整填料；加热炉应用热管式空气预热系统等节能技术，与原500kt/a丙烷脱沥青装置相比萃取-临界系统运行状况得到优化,产品收率提高，质量改善。在减压渣油原料和丙烷溶剂性质相同的情况下，能耗降低了12.23%，改造效果显著。