消除酮苯脱蜡装置生产瓶颈攻关技术研究

消除酮苯脱蜡装置生产瓶颈攻关技术研究

张国明

（大庆石化公司炼油厂  黑龙江 大庆163711）

摘要:酮苯脱蜡装置过滤机滤布不挂蜡问题制约装置加工量，技术人员通过技术攻关分析查找原因。通过对影响过滤速度的因素，堵塞过滤机滤布空隙的物质及形成原因，过滤机使用的润滑油几个方面进行深入研究并试验分析，最终确定加注过滤机的润滑油是导致滤布不挂蜡的真正原因。

关键词:酮苯脱蜡   过滤速度  滤布

1  前言

大庆石化分公司炼油厂现有轻油和重油两套酮苯脱蜡装置，设计能力分别为270 kt/a和280 kt/a。真空转鼓过滤机（以下简称滤机）是酮苯脱蜡装置实现油、蜡分离的关键设备，也是制约装置处理能力和产品质量及产量的关键环节。自2007年开始，过滤机逐渐在滤布两端出现局部不挂蜡现象，2012年1月以后，过滤机的滤布甚至出现全面不挂蜡状态，滤机滤布完全失效，严重影响两套装置的原料处理量，致使每台滤机滤布更换时间由原来的24个月降低到5个月。以前原料处理量达33t/h，2007年后过滤机滤布出现挂蜡效果差问题，装置处理量逐步下降，处理量平均值27t/h，最低降至18t/h，严重影响装置润滑油基础油和石蜡原料产量。

为解决滤布不挂蜡问题，2008年成立问题攻关小组，通过对影响过滤速度的因素、堵塞过滤机滤布空隙的物质及形成原因、过滤机润滑油几个方面进行深入研究并试验分析，最终确定加注过滤机的润滑油是导致滤布不挂蜡的真正原因。

2  主要研究工作

2.1 影响过滤速度的因素分析

对于滤机而言，装置处理量的大小由滤机过滤速度决定，过滤速度的大小取决于滤布挂蜡效果的好坏。影响滤机过滤速度的因素有过滤压差、滤机转速及滤布性质。

（1）过滤压差指密闭压力与真空度之间的压力差，是过滤动力。正常生产中，密闭压力控制在1-4KPa，真空度控制在-30KPa至-50KPa，二者压差为31-54KPa。

（2）滤机转鼓转速一般控制在20-40Hz，转速过慢时，脱蜡过滤速度下降，影响处理量；转速过快时，可以提高过滤速度，但抽干和冷洗时间相对缩短，使蜡饼中含油量增加，到反吹区时转鼓内真空小管中的滤液来不及抽净被反吹气体吹出使油收率下降。

（3）滤布性质包括过滤孔径及孔隙率的大小

a）过滤孔径反映了通过滤布的最大颗粒直径，也反映了滤布孔径分布的均匀性，同时在一定程度上反映了滤布所能截留的颗粒直径。对于酮苯脱蜡装置而言，若滤布孔径变大，则通过滤布的软蜡多，使得脱蜡温差大，能耗增加；若滤布孔径变小，则截留在蜡饼中的软蜡多，蜡膏含油率变高，油收率下降。

b）孔隙率是指滤布内的空隙体积和滤布总体积之比。在孔径相同的前提下，孔隙率越大，则脱蜡过滤速度越大。但在过滤同种物料时，滤布孔隙率会随着时间的延长逐渐被堵塞，则脱蜡过滤速度也随之下降。

以加工HVI400料为例，单台滤机的过滤面积为50m2，2007年以前加工HVI400料开5台滤机，2007年以后需开6台滤机，前后过滤速度对比如下表1所示。

表1  过滤速度对比

由表1中数据得出：2007年以后原料处理量下降，滤机过滤速度慢，开机台数增加，过滤机过滤速度降低幅度26.74%，滤布过滤效果变差。

为进一步确定滤布对挂蜡效果的影响，研究决定对滤布的透气度进行分析，表征滤布孔径及孔隙率的大小有透气率和透水率分析等方法，我车间分别于2010年3月24日和2010年11月5日联系厂家对两台更换下来的滤机滤布做透气度分析，如下表2所示。

表2  滤布透气度分析

由表2中数据得出：新滤布明显比使用过的滤布透气度高很多，使用后的滤布透气度大幅下降，分配头侧下降较为严重，透气度不足新滤布的1/4，透气度的大幅度下降导致了脱蜡过滤速度下降。

2.2 分析堵塞过滤机滤布空隙的物质及其形成原因

随着滤机运转时间的延长，会产生杂质从而影响过滤效果，为了进一步提高过滤质量，每台滤机要定期温洗，当不能被溶解的物质在滤布上形成一层薄的覆盖层时，此时滤布可能被堵塞。通过研究分析滤布滤孔中的堵塞物可能为：1、微蜡晶体；2、细小冰粒；3、机械杂质；4、沥青质；5、润滑油中的添加剂等。

蜡在结晶过程中，难免会产生微蜡晶体，而且当滤机在0℃以下工作时因原料带水或滤机底槽有水，水结成冰，这些冰粒堵塞滤孔使滤布失效，滤机的自动温洗功能可以很好的解决这个问题。蜡晶体的熔点在55-65℃之间，温洗溶剂温度在75-100℃之间，温洗时微蜡晶体和冰粒可完全被温洗溶剂融化，另外在反吹气体的作用下也可以去除。

温洗溶剂和反吹气体不能除去沥青质、铁粉和添加剂等杂质，这些堵塞物使单位滤布面积上的有效滤孔数变少，滤布孔隙率下降，使滤布透气度下降，试验过程中，攻关小组成员用36%的盐酸对不挂蜡的滤布样本进行清洗，堵塞物未被清除，但经过化验分析已排除机械杂质对滤布的影响。

在滤机使用过程中或空转时，需要不间断地向分配头、耳轴托瓦及驱动端转鼓填料密封强制注油，注油点多，每天的注油量在40升左右。这些润滑油一部分被直接抽到滤液系统，大部分润滑油最后流到滤机底槽内与原料、溶剂混合，尤其在分配头侧沉积量较多。在低温的工艺条件下，润滑油中某种添加剂组分可能与本装置的丁酮-甲苯混合溶剂发生化学反应，新生成的物质随着滤机的运行黏附在滤布表面造成滤布堵塞失效，使滤布局部或大面积不挂蜡。

2.3 分析过滤机润滑油组分性质的改变原因

使用说明书中要求滤机加注的润滑油为ATM10W-30，调查其他厂家滤机的用油情况，大庆炼化公司、抚顺石化公司使用CD10W-30，大连石化公司使用FD68#轴承油。我厂酮苯脱蜡装置过滤机使用的设备润滑油为汽油机油（SF10W-30），通过观察已使用滤布的表面可以看出，失效的滤布表面颜色偏黑且有粘稠感，类似于胶剂，分析润滑油组分性质的改变原因有三点，一是润滑油在使用中混入了水分、灰尘、其他杂油和机件磨损产生的金属粉末等杂质；二是润滑油氧化变质，生成了有机酸、胶质和沥青状物质。三是润滑油基础油的调和添加剂在低温下与装置的丁酮-甲苯混合溶剂发生反应，产生的物质在低温下结晶析出。

为保证润滑油质量，润滑油基础油中必须加入各类添加剂，从而改善油品的使用性能，为了查找分析原因，检验润滑油是否是导致滤布不挂蜡的因素，攻关小组选择在酮比一定的条件下分别对汽油机油（SF10W-30）和柴油机油（CD10W-30）在较低外温环境下（选取的环境温度与滤机内环境温度接近）与丁酮-甲苯混合溶剂混合，进行试验对比，如图-1所示。

图-1 汽油机油和柴油机油与溶剂混合后的对比试验

从图-1看出，在外温-13℃时，汽油机油（SF10W-30）与溶剂混合的试验瓶内（左一）出现白色絮状物，将该絮状物分离出后，其颜色透明，黏度较大，后将此絮状物涂抹在新滤布上，经过一天后与不挂蜡的滤布表面粘稠物进行对比，发现其胶黏程度相近。同一温度下，柴油机油（CD10W-30）与溶剂混合后并未出现絮状沉淀。经过反复试验，汽油机油（SF10W-30）还会随着温度的降低絮状物不断增加，柴油机油（CD10W-30）并无此现象，故试验滤机选用柴油机油（CD10W-30）来测验滤布挂蜡效果。

3  更换润滑油后状况

2013年1月，以滤5、滤05作为试验滤机，首先对这两台滤机更换新滤布，同时将加注的润滑油由原来的汽油机油（SF10W-30）更换为柴油机油（CD10W-30），运行至当年7月份，滤布未出现不挂蜡现象，并于当年7月份将两套装置共18台过滤机润滑油全部更换为柴油机油（CD10W-30）。更换润滑油前，生产波动频繁，能耗高，油收率低、蜡膏含油率高。更换润滑油后，滤机滤布挂蜡效果好，蜡饼均匀，过滤速度提高，处理量由18t/h提高至34t/h。

4  结论

酮苯脱蜡装置真空转鼓过滤机应该选择合适的润滑油，避免润滑油的使用不当给滤布挂蜡效果造成影响，更换滤机加注的润滑油后，滤布挂蜡效果很好，原料处理量提高，系统运行平稳，产品质量控制稳定，装置能耗下降，经济效益大幅提升。