润滑精制装置简介和重点部位及设备

　　一、装置简介

　　(一)装置发展及类型

　　1．装置发展

　　润滑油溶剂精制工艺于20世纪初产生，是润滑油生产过程中的一个重要步骤，润滑油基础油的黏温性能、抗氧化安定性能等重要性质除受原油性质的制约外，主要取决于溶剂精制的深度。

　　用于精制润滑油的溶剂有多种，工业上应用最广泛的是糠醛和苯酚，20世纪70年代发展起来的N—甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂，近年来受到重视，国内润滑油溶剂精制所采用的溶剂也是这三种。国内的糠醛精制装置和苯酚精制装置多数是在50年代和60年代建设的。截止1999年末，国内共有：糠醛精制装置18套，苯酚精制装置5套，NMP溶剂精制装置1套。

　　鉴于我国是糠醛出口国，NMP进口国，而且NMP有一定的腐蚀性，难于处理轻组分的精制问题，因此，糠醛精制在国内的主流地位不会削弱。

　　2．装置的主要类型

　　溶剂精制装置的核心部分是抽提部分，根据所选择的萃取溶剂的不同，分糠醛溶剂精制、苯酚溶剂精制和NMP溶剂精制。由于糠醛溶剂成本比较低，而且在国内的产量也比较高，地域分布也比较广泛，因此在国内主要以糠醛溶剂精制装置为主，其他两种溶剂精制的年加工量之和还不到糠醛精制装置加工量的三分之一。

　　(二)装置单元组成与工艺流程

　　1．组成单元

　　(1)原料脱气单元

　　原料油罐不用氮气保护时，原料油中会溶人(50—100)X10^—6的氧气，这些微量的氧气足以使糠醛氧化产生糠酸，并进一步缩合生成胶质，造成设备的腐蚀与堵塞，严重地影响装置的正常生产。因此，原料油在进入抽提塔前必须经过原料脱气单元，利用减压和汽提，使溶人油中的氧气析出而脱除，减小糠醛氧化带来的一系列不利的影响。

　　(2)溶剂抽提单元

　　这个过程一般在抽提塔内进行，原料油从塔下部进入，溶剂从塔上部进入，由于溶剂的密度比原料大，经过原料和溶剂充分地逆向接触，原料中的非理想组分(多环短侧链芳烃和环烷烃、胶质、硫和氮的化合物)溶解在溶剂中，作为抽出液从抽提塔底部带离抽提塔，而含少量溶剂的精制液则从抽提塔顶部流出，精制液和抽出液分别进入各自的溶剂回收系统，进行后续操作。

　　(3)溶剂回收单元

　　从抽提塔上部流出的精制液，为含10％—20％溶剂的精制油；从抽提塔下部流出的抽出液，为含85％—95％溶剂的抽出油。为了充分的回收这一部分溶剂，针对精制液和抽出液所含溶剂量的不同，采用不同的方式和设备，分别对精制液和抽出液中的溶剂进行回收，回收的溶剂经过干燥脱水，循环再利用，降低化学原材料的消耗，从而降低加工成本。

　　(4)溶剂干燥脱水单元

　　在上边提到的溶剂回收单元，精制液溶剂回收系统和抽出液溶剂回收系统中，都设有汽提塔，从汽提塔塔底吹人高温蒸汽，提高汽提塔内的温度，降低溶剂的分压，将溶剂完全蒸发出来。由于水对溶剂的溶解能力影响很大，这些带有少量水分的溶剂湿溶液，用泵打人溶剂于燥塔，经过高温加热，将水分脱除，达到干燥溶剂的目的。

　　2。工艺流程

　　(1)糠醛溶剂精制基本工艺流程

　　工艺流程示意图见图2—25。

　　图2—25糠醛精制工艺流程(溶剂双效蒸发回收)

　　I一原料油；Ⅱ一精制油；llI—抽出油；Ⅳ一尾气；V一碱液1一脱气塔；2—抽提塔；３—精制液蒸发汽提塔；４一抽出液一次蒸发塔；5一抽出液二次蒸发塔；６一抽出液提塔；7一脱水塔；８一糠醛干燥塔；９一精制液加热炉；1０—抽出液加热炉；11一分液罐；12—水罐；13一糠醛、水溶液分层罐；1４一蒸汽包

　　原料油从罐区来，进入原料脱气塔上部，顶部抽真空，塔底吹人高温蒸汽。经过脱气的原料从脱气塔底经泵抽出，换热到70—100℃左右，进入抽提塔中下部，从糠醛干燥塔底经泵抽出的糠醛，换热到100-130℃左右，进入抽提塔上部。原料油和糠醛经过充分的逆向接触后，含少量糠醛的精制液从塔顶自压进入精制液系统，回收糠醛；含大量糠醛的抽出液从塔底自压进入抽出液系统，回收糠醛。

　　精制液经过加热炉加热至205-215℃，进入精制液闪蒸汽提塔，通过蒸发、汽提，将精制液中的糠醛全部回收，得到精制油。抽出液经过加热炉加热至215-220℃，进入抽出液多效(一般是二效或三效)蒸发塔、汽提塔，通过蒸发、汽提，回收抽出液中的糠醛，得到抽出油。从各塔蒸发出的糠醛蒸气经过换热和冷凝后，直接进入糠醛干燥塔；从各塔汽提出的含有水分的糠醛湿蒸气，经过冷凝后进醛水分离罐分层，上层是含有少量糠醛(约6％-8％)的水，用泵送人脱水塔，塔顶的醛水共沸物经冷却后返回醛水分离罐，塔底排出不含糠醛的废水。醛水分离罐下层是含有少量水(6％左右)的糠醛，送人干燥塔，通过高温蒸发将糠理蒸气中携带的少量水分蒸发出来，干燥后的糠醛可以经过泵打人抽提塔上部，循环使用。

　　(2)苯酚溶剂精制基本工艺流程

　　工艺流程示意图见图2—26。

　　图2—26苯酚精制工艺流程

　　I一原料油；Ⅱ一精制油；Ⅲ一抽出油1一吸收塔；卜抽提塔；3一精制液蒸发塔；卜精制液汽提塔；5一抽出液一级蒸发塔；6一抽出液二级蒸发塔；7一抽出液干燥塔；8一抽出油汽提塔；卜精制液罐；10口精制液加热炉；11一抽出液加热炉；12--ff2~；13一酚水罐；14白水封罐

　　原料油从罐区来，进入吸收塔上部，吸收塔下部是由干燥塔来的苯酚蒸气。原料油吸收苯酚蒸气经过换热到60～90℃左右，进入抽提塔下部，苯酚经过换热到75—120℃左右，用泵打人抽提塔上部，原料油与苯酚形成逆向流动进行抽提。含有少量苯酚的精制液从塔顶自压进入精制液系统，回收苯酚；含大量苯酚的抽出液从塔底自压进入抽出液系统，回收苯酚。精制液经过加热炉加热至250～260℃，进入精制液蒸发汽提塔，通过蒸发、汽提，将精制液中的苯酚全部回收，得到精制油。抽出液先进人干燥塔，再经过加热炉加热至260-270℃，进入抽出液多效(一般是二效)蒸发塔、汽提塔，通过蒸发、汽提，回收抽出液中的苯酚，得到抽出油。

　　在干燥塔里苯酚和水形成的共沸物由塔顶蒸出，进入吸收塔，苯酚被原料油吸收，水蒸气由塔顶排人大气。各蒸发塔顶的苯酚蒸气经过换热冷凝后进入苯酚罐，供抽提塔循环使用；各汽提塔顶和干燥塔顶出来的苯酚水蒸气，经过冷却后进苯酚水储罐，一部分作回流，一部分打人抽提塔下部。

　　(3)NMP溶剂精制基本工艺流程

　　工艺流程示意图见图2—27。

　　原料油从罐区来，进入吸收塔上部，吸收塔下部是由蒸汽喷射器和干燥塔顶来的NMP水蒸气。原料油吸收NMP蒸气后经过换热到60—95、左右，进入抽提塔下部，NMP用泵从溶剂罐抽出，经过换热到70～120℃左右，用泵打人抽提塔上部，原料油与NMP形成逆向流动接触进行抽提。含有少量NMP的精制液从塔顶自压进入精制液系统，回收NMP；含大量NMP的抽出液从塔底自压进入抽出液系统，回收NMP。

　　图2—27N—甲基吡咯烷酮精制工艺流程

　　I一原料油；Ⅱ一湿溶剂；Ⅲ一精制油；Ⅳ一抽出油l一吸收塔；2一抽提塔；3一精制液蒸发塔；卜精制油汽提塔；5一抽出液一级蒸发塔；6—溶剂干燥塔；7一抽出液二级蒸发塔；8一抽出液减压蒸发塔；卜抽出油汽提塔；10—精制液加热炉；1l一抽出液加热炉；12一精制液罐；13一循环溶剂罐；14—真空泵；15一分液罐

　　精制液经过加热炉加热至270～280℃，进入精制液蒸发汽提塔，通过闪蒸、汽提，将精制液中的NMP全部回收，得到精制油。抽出液先进入一级蒸发塔，蒸出部分溶剂，再经过加热炉加热至290—300℃，进入抽出液二级蒸发塔、减压蒸发塔、汽提塔，通过蒸发、汽提，回收抽出液中的NMP，得到抽出油。

　　从各塔蒸发出的NMP蒸气经过换热和冷凝后，直接进人NMP溶剂罐，供抽提塔循环使用；从各汽提塔和于燥塔顶出来的含有5％—10％NMP的水蒸气，不经冷凝直接进人吸收塔的底部，溶剂被原料油吸收，残余的水蒸气从吸收塔顶排出，经过冷凝后排人下水道。干燥塔底溶剂可以直接进入NMP溶剂罐循环使用。

　　(三)化学反应过程

　　溶剂精制为物理分离过程，是利用选择性溶剂，在一定的条件下，将润滑油馏分中的非理想组分(多环短侧链芳烃和环烷烃、胶质、硫和氮的化合物)与理想组分(少环长侧链芳烃和环烷烃)分离开来，抽提过程是在逆流接触的抽提塔中进行的，所以除了溶剂的氧化反应之外，没有化学反应发生。

　　(四)主要操作条件及工艺技术特点

　　1．主要操作条件

　　由于萃取溶剂的性质不同，它们所需要的工艺操作条件也不太一样，而且对于不同的原料油，抽提塔的操作条件差异更大，而溶剂回收系统的操作条件受原料的影响比较小，因此，下面仅将三种溶剂精制装置的溶剂回收系统的操作条件分别如表2—81、表2—82、表2—83所示。

 

 　　2．工艺技术特点

　　溶剂精制过程是一个简单的物理传质过程，几乎没有化学反应发生，所以操作起来相对比较容易，安全系数也比较大。

　　溶剂抽提过程中，抽提塔存在温度梯度，提高了溶剂的选择性，形成流体自身内部的内回流，增大了抽提塔的实际负荷，增大了塔内流体的湍动，有利于提高传质效率。溶剂回收过程采用多效蒸发，合理地利用了溶剂蒸汽的热量，节约了能源，同时也降低了溶剂回收系统的热负荷，减少了故障的发生率，降低了设备的维护费用。

　　二、重点部位及设备

　　(一)重点部位

　　1．抽提系统

　　溶剂精制的抽提塔一般采用转盘塔或者填料塔，溶剂和原料油在转盘塔(或者填料塔)中逆流接触，然后沉降分离出理想组分和非理想组分。由于原料油本身携带有焦子(如果是糠醛作溶剂，糠醛也容易氧化结焦)，会造成抽提塔内部结焦，影响溶剂与原料油的接触，导致萃取效果下降，严重时会造成溶剂或者原料油走短路，完全失去萃取效果，需要停工处理。如果采用填料塔，结焦堵塞的情况会更加明显。该部分是影响装置平稳运行的关键部位。

　　2．溶剂回收系统

　　溶剂回收系统有精制液和抽出液两个部分。该部分由于经过加热炉加热会产生高温溶剂气，如果发生泄漏，会发生自燃着火。如果加热炉进料机泵发生故障停止进料，很容易会引起炉管、溶剂蒸发塔憋压，严重时会使安全阀起跳，引起着火爆炸。

　　3．溶剂干燥脱水系统

　　溶剂精制装置中，常用的溶剂遇水和空气后均十分容易氧化，产生酸性物质，从而腐蚀设备。溶剂干燥脱水系统中，溶剂是水溶液状态，而且又要与空气接触，所以该系统经常发生腐蚀泄漏情况。但是，如果处理得当，该系统可以部分停下来单独处理，不至于使装置停工。

　　4．溶剂储罐

　　溶剂精制装置中，循环溶剂由于损耗需要及时补充，所以一般在装置中有溶剂储罐。溶剂储罐周围溶剂浓度较大，遇明火十分容易发生火灾、爆炸，必须坚决杜绝在溶剂储罐动火。

　　(二)重点设备

　　溶剂精制过程为物理过程，而且温度、压力较低，操作危险性比较小。装置的重点设备主要是抽提塔、溶剂泵、加热炉进料泵。

　　抽提塔是装置的核心，如果抽提塔出现结焦堵塞的情况，装置必须停工处理。溶剂泵的作用是将干燥后的循环溶剂送进抽提塔，如果该泵发生故障，装置必须转循环。由于循环溶剂温度比较高，容易出现泵抽空的情况，一般装置都备有至少1台备用泵，当一台出现故障时及时起用另一台，保证装置平稳运行。加热炉进料泵的作用是将抽出液送到加热炉加热进行蒸发的设备，该泵必须保证平稳运行，否则会出现加热炉进料中断，很容易引起炉管、溶剂蒸发塔憋压，严重时会使安全阀起跳，引起着火爆炸。严重威胁装置的安全生产。一般装置也有至少1台备用泵。