酮苯脱蜡生产过程的水吸工段

谈晨

摘要：丁酮-甲苯二元混合物对原料中的油、蜡具有不同的溶解能力和油与蜡的熔点差，随着温度降低，蜡在溶液中的溶解度下降使之达到过饱和状态而结晶。温度继续降低，析出的蜡就会逐渐增多，然后将蜡与油分开，使脱蜡油的凝点下降。这一過程是所有结晶脱蜡的共同原理，酮苯脱蜡也不例外。但是与其他的结晶脱蜡相比，它还有自己独特的地方，原料在冷却过程中加入溶剂，降低了原料的粘度，增加了原料的流动性，并给蜡的结晶创造了适宜的条件，这就是在脱蜡过程中采用了酮苯溶剂稀释。酮苯溶剂的粘度比水还小，脱蜡原料油用数倍酮苯溶剂稀释之后，粘度大大下降。把这种低粘度的溶液冷冻降温，达某一数值时，石蜡在溶剂中的溶解度达到过饱和而结晶析出。由于蜡的结晶过程是在低粘度的溶液中完成的，因而易生成的结晶颗粒，加之溶液粘度又低，因而易于过滤。将蜡脱除，得到低凝点的脱蜡油，这就是酮苯脱蜡的基本原理。

关键词：酮苯脱蜡;降温;结晶脱蜡;过滤分离。

绪 论

润滑油生产过程中的滤液和蜡膏经过滤后所得滤液和蜡膏中含有大量的溶剂，这些溶剂需加以回收循环使用。溶剂回收系统的任务就是用最经济的手段将溶剂回收，所回收的溶剂含油（蜡）、水要很小，并且溶剂回收力求完全，损失越小越好。溶剂回收系统的工艺流程就是基于上述3点要求设计的，包括油回收系统、蜡回收系统、溶剂脱水系统3部分。本设计主要是针对溶剂回收系统中的溶剂脱水工序进行设计。

溶剂在酮苯脱蜡过程中起到改善结晶和便于运输的目的，因此在溶剂质量方面要求有良好的选择性、低温输送性能，并且要粘度小，冰点低。本工段目的就是回收溶剂，降低成本。若再利用的溶剂中含水量较多不仅会影响溶剂对油的溶解能力，严重时甚至阻碍生产的顺利进行。这是由于水在低温下结成冰粒，由于结晶颗粒小，极易堵塞滤布，增加过滤阻力，对洗涤、吸干、抽净都产生不利影响，使蜡饼含油量增加，油收率和处理量均下降，严重时造成滤机失效频繁，增加温洗频次，这样不仅易造成生产波动，而且影响滤机使用寿命。水收系统作为酮苯脱蜡过程唯一的脱水途径，应该尽可能降低溶剂含水量。所以搞好水收工段的设计具有很重要的现实意义。

一、酮苯脱蜡过程

1.润滑油的生产步骤：

油→酮苯脱蜡→白土补充精制→渣油脱沥青加工步骤→润滑油基础油→润滑油调和→成品润滑油。

2.详细内容：

溶剂精制：从减压蒸馏出来的润滑油原料仅仅具有一定的粘度，要成为润滑油还需要把其中粘温性质不好和抗氧化性能不好的组分（主要是除去多环短侧链的重芳烃和胶质）除去。

酮苯脱蜡：主要目的在于除掉原料中的高凝点组分（主要是大分子的正构烷烃和异构烷烃（蜡））降低油品的凝点[21]以满足各种机械在低温下的使用要求。

白土精制：润滑油原料经过溶剂精制和溶剂脱蜡后，可能会残存有微量溶剂在油中，同时油中还存有少量的胶质、非烃化合物。这些物质绝大多数是极性物质，它们的存在不但使油品的颜色变深，腐蚀机器，而且还降低了油品的抗氧化安定性，所以要除去。

渣油脱沥青加工：石油经减压分馏后，仍有一些分子量很大、沸点很高的烃类不能气化分馏出来而残存在减压渣油之中。这部分烃是制取高粘度润滑油的宝贵原料。渣油中除有这些高分子量的烃以外，还含有大量的胶质、沥青质。因此，为了取得这部分高粘度润滑油原料，必须将它们与胶质、沥青质分离。

最后是润滑油调和步骤，润滑油原料经过溶剂精制、溶剂脱蜡和补充精制后，得到的是基础油。将这些基础油加入某些添加剂调合（混合）均匀后，就得到了成品润滑油。

其中酮苯脱蜡装置是生产润滑油基础油的重要装置之一，装置以糠醛精制油为原料，以丁酮、甲苯为溶剂，通过冷却、结晶、过滤、回收等工艺过程，生产具有较好低温流动性的去蜡油，同时获得副产品—石蜡。

二、水收系统

1.水收系统原理

脱蜡原料经过结晶过滤之后得到了蜡膏和滤液，蜡膏含溶剂60-70%，滤液含溶剂80-85%，这些溶剂需要回收循环使用。回收具体过程如下：

闪蒸步骤：丁酮的蒸汽压比润滑油蒸汽压大得多，当加热滤液时蒸汽压大的丁酮溶剂首先汽化，蒸汽压小的油很难汽化。因此，在加热时就会得到含油量很小的溶剂蒸汽。而在通常的脱蜡过程中，只要溶剂中含油不大于0.5%就足够满足脱蜡的要求（蜡脱油除外），因此把滤液送入加热器或加热炉加热，升高温度后送入塔内闪蒸，让溶剂在塔内进一步汽化，并进行汽液分离（也有的是送到旋风分离器进行闪蒸分离）。

水蒸汽汽提步骤：滤液或蜡膏经加热在塔内闪蒸以后，在剩余的油或蜡中有微量的溶剂，这些溶剂的回收方法，一般不采取闪蒸，而是采用水蒸汽汽提。采用水蒸汽汽提是依据拉乌尔定律，溶剂的分压为：由于P剂=P0纯X剂很小，因而它们的乘积很小，即混合液中溶剂的蒸汽压小，溶剂很难汽化来，若要使它们汽化，就必须提高P0的数值即提高加热温度，增加溶剂蒸汽的压力，才能使它们汽化出来。但是温度加得过高，润滑油就会发生裂解，这是不允许的。

2.丁酮脱水原理

由于在丁酮和水系统中（含丁酮摩尔分数为10﹪摩尔浓度为2.7﹪），水的活度系数大，因此在精馏塔中分馏此二元系混合物的时候，水将向塔顶馏出物中富集，利用这一性质，该混合溶剂的干燥可以用一般分离非均相共沸系统的双塔流程来完成。待干燥的溶剂以气液两相状态从干燥塔的下部进入，由于水的活度系数很大，当气相量达到一定比例时，则液相中含水量已极少，可以直接流入塔底。含水较多的气相沿塔上升与塔内下降的回流液在塔盘上密切接触，传质传热。由于水的活度系数很大，回流液受热后，水部分汽化，而上升的热气得到冷却，溶剂部分冷凝，这样经过多次接触后，使上升的气相中含水量越来越多，水从塔顶带出;下降的回流液含水量越来越少，流入塔底的回流液也得到干燥。

总 结

酮苯脱蜡中水吸工段的设计主要是针对溶剂回收系统中的溶剂脱水工序进行设计。依据所给的过滤后的滤液和蜡膏中溶剂和水的蒸汽压不同，进行设计。为了更好地提高润滑油的生产能力，本着投资少，能耗低，效益高的思想对俄罗斯混合原油进行常压蒸馏设计。流程简单，投资和操作费用较少。原料在这样的装置下，可以分离水分和酮液，分离后的酮可以重新使用。在某些特定的情况下也可为石蜡生产提供原料。

参考文献：

[1] 江泽政.润滑油溶剂脱蜡[M].北京：中国石化出版社.1994.1-97.

[2] 刘家祺.分离过程[M].北京：化学工业出版社.2007.123-146.

[3] 刘军海，孙长江.30万吨/酮苯脱蜡脱油联合装置操作规程[M].玉门：玉门炼化总厂润滑油车间.1999.6-9.