溶剂脱蜡是石油产品精制的一种重要方法。润滑油原料通过溶剂稀释和冷冻,使其中的蜡结晶析出,从而降低润滑油凝固点的过程。工业上将含蜡原油通过原油蒸馏所得到的润滑油馏分,经过溶剂精制、溶剂脱蜡和加氢精制可制成润滑油和石蜡。由石蜡基和中间基原油(见原油评价)蒸馏得到的润滑油原料中都含有蜡。这些蜡的存在会影响润滑油的低温流动性能。由于蜡的沸点与润滑油馏分相近,不能用蒸馏的方法进行分离,但蜡的凝固点较高,逐渐降低温度,蜡就从润滑油中结晶析出,从而可通过过滤或离心分离的方法将蜡与油分离。在低温条件下,润滑油的粘度很大,所生成的蜡结晶细小,使过滤或离心分离很困难。因此,需加入一些在低温时对油的溶解度很大而对蜡的溶解度很小的溶剂进行稀释。苯类溶剂能很好地溶解润滑油,但它对蜡的溶解度也较大。酮类溶剂对蜡的溶解度则很小。因此,常在苯类溶剂中加入一些丙酮或甲基乙基酮以降低苯类溶剂对蜡的溶解度。
酮苯脱蜡冷点稀释工艺及优化各系统操作
其一、酮苯脱蜡装置冷点稀释工艺
冷点稀释工艺是在降温过程中,利用溶解度随温度的变化逐步加入稀释溶剂,蜡结晶析出的过程。该工艺蜡结晶含油少,较紧密,滤速快。冷点稀释对石蜡基原料油效果较好,环烷基油次之,溶剂脱蜡设备厂对石蜡基原料油的减二、减三、减四线油均果,轻质油比重质油效果好,这是因为随着馏分油的加重,所含蜡中正构烷烃的相对含量逐渐减少,因而“冷点稀释”效果差。粘度相近的石蜡基馏分油与环烷基馏分油比较,前者含正构烷烃比后者多,因而“冷点稀释”所引起的效果,对石蜡基馏分油要比环烷基馏分油好。
重质原料脱蜡时,由于正构烷烃含量低、粘度大,采用冷点稀释效果不佳,此时将原料加热到混合液浊点以上5一10℃,再冷却结晶。热处理工艺可以熔化原料油中已经成形的晶核,使其重新结晶。热处理工艺的原料大部分是残渣油。
在蜡结晶开始形成时的冷却速率影响较大,对于馏分油来说就是冷点前的冷却速率,对于残渣油来说就是水冷器和换冷酮苯脱蜡的冷却速率。对于国外原料,结晶初期冷却速度较好为60~80℃/h,后期可快一些,为130~250℃/h。对于我国石蜡含量较高的原料油,蜡的结晶颗粒较大,冷却速率可适当提高,不会影响过滤性能。
其二、优化各系统操作
(1)根据原料性质,调整结晶稀稀温度
针对大庆原料油的特点,结合原料分析数据,经过生产调整、分析,以避免原料出现急冷、提高蜡收率为原则,总结出稀释较佳控制温度。预、一稀温度由原设计的60,45℃,分别降至45,35℃,从调整效果来看,装置制冷负荷降低、电耗下降,改变了结晶状态,提高了润滑油溶剂脱蜡厂产品收率,很好地控制了蜡含油指标。
(2)处理量差异化操作
根据昼夜温度变化情况,调整装置负荷率,制定自班、夜班差异化加工量。以日处理量1850t为例,要求自班处理量按600t(装置负荷率105.01%)控制,并进行热化套管操作,规定化套时间4小时内,缩短化套时间,减少因化套对系统造成的影响,前夜、后夜处理量625t(装置负荷率109.4%),利用时间上的差异化操作,保证各路套管温度相对稳定,从而提高蜡收率。装置2018年1-9月份,累计加工原料50.5万t,日平均处理量1850t/d,平均负荷率107.9%,累计蜡收率29.22%,蜡收率同比提高0.15个百分点。
(3)保证蜡含油合格,较大限度增加酮比
润滑油溶剂脱蜡设备厂装置使用的溶剂是甲乙酮和甲 苯混合物。甲乙酮是一种极性溶剂,是蜡的凝结剂,对蜡几乎不溶解,对油的溶解度也较小;甲 苯是一种非极性溶剂,对油的溶解度很大,对蜡也有一定的溶解度,因此在整个脱蜡过程中溶剂的组成非常关键,对蜡收率有很大影响。调整甲乙酮和甲 苯的含量(即酮比),特另al是增加甲乙酮含量,即加大酮比,有利于提高蜡收率。以往装置酮比一直在70%,蜡收率达到2s%左右,经过生产中不断摸索、调试,装置酮比提高至g2%,蜡收率达到29%以上,较大可达31.7%,极大限度的提高了蜡收率,且提高酮比有利于降低回收系统负荷及产品含剂量,进而降低了装置剂耗。
(4)减小套管出口温度偏差
装置共12路套管,由于每台套管换冷能力不尽相同,导致套管出口温度偏差过大,较大可达8℃,温差过大对蜡结晶不利,影响收率、蜡含油等重要指标。通过加强套管热化及很换安 全销工作,对多路轴不转的套管进行预知性维护,保证套管刮刀良好运行,提高套管换冷效果。同时对每路套管进料量进行调节,在保证总处理量不变前提下,根据氨冷套管出口温度调整每路进料量,较终达到各路套管出口温度士1℃偏差,确保蜡结晶状态相近且不被破坏,有利于后序过滤分离操作。
(5)降低稀释比
稀释溶剂的加入量对蜡收率有很大影响,溶剂加入量过少,原料中的油不能完全溶解,蜡在润滑油溶剂脱蜡设备厂冷却过程中,蜡结晶将油包住,形成油豆,影响蜡含油,溶剂加入量过大,对蜡的溶解能力增加,破坏已形成的片状结晶,过滤速度下降,影响收率。将新鲜溶剂比由设计4.5:1降至3.0:1,较大程度的降低了装置各系统负荷,对蜡收率及处理量的提高均起了良好作用。
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