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。
酮苯脱蜡设备总溶剂比的影响要点及正反序关键操作参数及产品对比
【一】、溶剂脱蜡厂装置总溶剂比的影响要点
总溶剂比包括稀释比和冷洗比。总溶剂比过低,油品粘度增大,不易于过滤。增大溶剂比,有利于蜡结晶,使蜡中含油量降低,但溶剂比过大也会溶解部分蜡,增加过滤、回收负荷。适当增大一次稀释比,提高滤速;降低一次稀释比,油收率上升,当一次稀释比降低至零时,成为无溶剂结晶,此时蜡含油较少。适当增大二次、三次稀释比可以进一步降低溶液粘度,溶解蜡晶体表面的油,脱虫昔温差基本不变。
稀释溶剂的加入温度应与加入点处原料温度相同或低1~3℃。过高的溶剂温度容易把已形成的蜡结晶熔化,加大溶剂脱蜡负荷;过低的稀释温度会产生“急冷”现象,生成细小的蜡结晶,有可能出现“蜡包油”现象,蜡与油不易于分离。
合适的加入位置可以得到良好的结晶效果,提高过滤速率和蜡膏的收率。一次稀释加入的位置因原料而定,在蜡晶体析出前后加入。对馏分油,在换热溶剂脱蜡厂的中间位置加入,称为“冷点稀释”。对重质原料在原料泵的出口位置加入,经加热熔化然后再冷却结晶,称为“热处理”。二次稀释加入的位置在换冷套管的出口,此时大量蜡晶已析出,且油溶液粘度较大,不利于过滤,需要用溶剂进一步稀释。三次稀释在结晶完成后,此时加入溶剂可以提高过滤速度、溶解蜡晶体表面的油。对馏分较重、含蜡较多的减三、减四线原料油,要先进行预稀释,降低原料液粘度,使换冷套管压力下降,创造良好结晶环境。另外,在加工蜡含量超过40%的原料时也需先加入预稀释溶剂,有利于很好的生成蜡结晶,减少蜡包油。
【二】、正反序关键操作参数及产品对比
1.操作条件
因为润滑油溶剂脱蜡装置工艺流程、设备特性和性能、原料差别甚大,操作条件与产品的对应关系在不同装置间不具很好的重复性,但结晶工序内的关键操作参数(如冷点温度、一次溶剂比等)的设定是相差不大的。从正反序原料在同一套润滑油溶剂脱蜡设备厂装置的生产实践看,结晶工序多数关键操作条件(滤机进料温度、冷点温度、一次溶剂比)基本相同,其主要区别是结晶工序内总的溶剂稀释比:正序工艺要明显大于反序工艺。主要原因是正序工艺因含润滑油组分的比例升高,溶剂比相应增大。从优化操作角度而言,尽量减少一次、二次溶剂比,可提供很好的结晶环境,因此正序工艺所需提高的溶剂比往往靠增加三次溶剂比来实现。一般而言,非理想组分越多,溶剂比上升幅度越大。
2.操作性能
(1)由于正序工艺脱除了原油降凝剂等非理想组分,反序时常见的脱蜡油凝点回升(俗称“倒梯度”)现象消失,使正序脱蜡温差稳定,原料冷冻容易掌控,很有利于产品质量稳定和操作条件优化。
(2)正序工艺脱除了胶质、沥青质等非理想组分,使得结晶工序影响因素大幅减少,工况很稳定,有利于把控蜡结晶环节,使后道工序—过滤的操作稳定,平均滤速很快。虽然装置能耗随溶剂比增大而略有上升,但因冷冻温度稳定,可以降低冷冻的富余度来节约电能,总体上正反序工艺润滑油溶剂脱蜡能耗相近。
(3)若异常带入原料的上游溶剂偏多,会引起润滑油溶剂脱蜡溶剂回收系统的腐蚀(例如糠酸的腐蚀)。
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