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玉門市恒翔油脂有限公司坐落于中國(guó)第一個(gè)石油基地――玉門,是生產(chǎn)各類真空油脂和特種潤(rùn)滑脂的專業(yè)公司,集研究、開發(fā)、生產(chǎn)于一體的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)企業(yè),具有幾十年專業(yè)生產(chǎn)真空油脂和特種潤(rùn)滑脂的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。

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潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油液相脫氮工藝的開發(fā)及工業(yè)化

2017-05-09 11:27 來(lái)源: 作者:

  潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油液相脫氮工藝的開發(fā)及工業(yè)化何國(guó)民袁修榮陳傳華荊門石油化工設(shè)計(jì)院(湖北省荊門市448039)比,該工藝堿性氮的脫除率可達(dá)90以上,硫的脫除率只有5~10,能起到保硫脫氮的作用,顯著改善油品的氧化安定性。該工藝流程簡(jiǎn)單、操作方便、投資省,對(duì)國(guó)內(nèi)各種牌號(hào)的基礎(chǔ)油均有較好的適應(yīng)性,較純白土精制工藝和低壓加氫工藝具有加工成本低,精制效果好等優(yōu)點(diǎn)。

  主題詞:潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油脫氮開發(fā)白土精制潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油氧化安定性與其化學(xué)組成有著密切的聯(lián)系,基礎(chǔ)油中硫化物的存在對(duì)氧化有一定的抑制作用即正作用,而氮化物尤其是堿性氮化物有很強(qiáng)的負(fù)作用。我國(guó)用以生產(chǎn)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的原油多為高氮低硫原油,采用傳統(tǒng)的溶劑精制及加氫(或白土)補(bǔ)充精制等方法難以將基礎(chǔ)油中的氮含量降到較低程度。因此,因氮化物含量高而導(dǎo)致潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油氧化安定性差的問題在我國(guó)潤(rùn)滑油生產(chǎn)中比較突出。白土精制工藝不僅白土用量高,選擇性差,收率低,操作條件差,環(huán)保問題突出,而且氮化物只能脫除40 ~50 加氫精制具有收率高、產(chǎn)品無(wú)污染、顏色淺等特點(diǎn),但缺點(diǎn)是脫氮率低,脫硫率高,抗氧化安定性差。所以,傳統(tǒng)的工藝均不適合氮硫比較高的基礎(chǔ)油精制。荊門石油化工總廠與武漢石油化工總廠合作,采用武漢石油化工科學(xué)研究所研制的高效保硫液相脫氮?jiǎng)╓SQ2),對(duì)南陽(yáng)中間基潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油進(jìn)行了脫氮試驗(yàn)。中試與小試結(jié)果均表明WSQ2脫氮?jiǎng)┠苡行摮A(chǔ)油中的氮,硫含量基本不變,能顯著改變油品的氧化安定性。

  荊門石油化工設(shè)計(jì)院在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)成功的基礎(chǔ)上于1996年初設(shè)計(jì)完成了國(guó)內(nèi)首套連續(xù)式液相脫氮裝置的工業(yè)化設(shè)計(jì)。荊門石油化工總廠50 kt/a潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油液相脫氮工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)裝置于1996年9月建成投產(chǎn)。裝置生產(chǎn)及標(biāo)定結(jié)果表明,該工藝的工業(yè)化生產(chǎn)取得了成功裝置現(xiàn)已擴(kuò)建為100 kt/a的生產(chǎn)能力并在石化系統(tǒng)內(nèi)已得到推廣。該院又先后完成了大慶石油化工總廠煉油廠潤(rùn)滑油脫氮裝置的初步設(shè)計(jì)和大連石油化工公司潤(rùn)滑油脫氮裝置的工程設(shè)計(jì),均一次投產(chǎn)成功。

  1脫氮工藝主要技術(shù)特點(diǎn)(1)具有高的脫堿氮率。選擇合適的劑油比,堿氮的脫除率可達(dá)90 以上。

 ?。?)具有很高的選擇性。在堿氮脫除率90 以上的條件下,硫的脫除率一般只有5 ~10 ,可達(dá)到保硫脫氮提高氧化安定性的目的。

  (3)能顯著提高基礎(chǔ)油的氧化安定性。脫氮基礎(chǔ)油能達(dá)到深度精制油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

 ?。?)有明顯的脫色作用。脫氮油在白土用量低的情況下其顏色優(yōu)于或相當(dāng)于高白土用量精制油的顏色。

  (5)工藝簡(jiǎn)單,投資省。對(duì)50~250 kt/a的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油脫氮裝置,主要設(shè)備投資僅需要約(6)液相脫氮工藝可使白土用量減少80 左右,可大幅提高精制油收率,又可減少環(huán)境污染。

  (7)操作靈活,可調(diào)性強(qiáng)。該工藝可通過調(diào)節(jié)劑油比即能得到不同深度精制的基礎(chǔ)油,進(jìn)一步提高基礎(chǔ)油質(zhì)量。

  (8)WSQ2保硫脫氮?jiǎng)?,無(wú)毒無(wú)味,性能穩(wěn)定,使用安全,適應(yīng)范圍寬,對(duì)國(guó)內(nèi)各種牌號(hào)的基礎(chǔ)油均有較好的適應(yīng)性。

  等專科學(xué)校,現(xiàn)任該院工藝一室副主任,一直從事煉油設(shè)計(jì)工作。

  煉油設(shè)計(jì)2工藝流程介紹原料油由泵送入加熱器加熱(或換熱)后與計(jì)量泵抽送來(lái)的脫氮?jiǎng)┮煌M(jìn)入靜態(tài)混合器,混合、反應(yīng),隨后進(jìn)入電精制沉降罐,在強(qiáng)電場(chǎng)作用下,反應(yīng)殘?jiān)c脫氮油分離,脫氮油從罐頂部自壓進(jìn)入白土精制系統(tǒng),繼續(xù)補(bǔ)充精制。反應(yīng)殘?jiān)怨薜撞块g斷排入儲(chǔ)罐,用汽車槽車送出裝置,由脫氮?jiǎng)┥a(chǎn)廠家回收處理。流程見圖1.

  基礎(chǔ)油堿性氮含量在500μg/g以下,選擇合適的劑油比即可有效脫除堿性氮化物?;A(chǔ)油堿性氮含量在500~1 000μg/g時(shí),可以采用兩段加注兩段電精制的辦法,以降低劑的消耗,有效脫除堿性氮化物。

  3電精制沉降罐電精制沉降罐是潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油液相脫氮工藝的關(guān)鍵設(shè)備,直接影響到基礎(chǔ)油脫氮的效果?;A(chǔ)油和脫氮?jiǎng)┰陟o態(tài)混合器中反應(yīng)后的油、劑混合物壓入電精制罐,在一定溫度下,通過電精制罐強(qiáng)電場(chǎng)的作用,帶有電荷的堿性氮絡(luò)合物粒子液滴發(fā)生變形,并向相反極性的極板運(yùn)動(dòng),當(dāng)液滴在正、負(fù)極板之間運(yùn)動(dòng)時(shí),將因表面活性物質(zhì)作用使保護(hù)膜受到破壞而彼此結(jié)合起來(lái),越聚越大,最后在重力和電場(chǎng)力的雙重作用下,聚集的渣粒子沿極板沉降至罐的底層,間斷排入廢渣罐,上層為脫氮基礎(chǔ)油。

  電精制沉降罐的結(jié)構(gòu)主要包括:罐體組合式正、負(fù)電極板、電精制變壓器、聚四氟乙烯絕緣吊掛附件等(見圖2)。

  電氣設(shè)計(jì)包括:電精制罐電極板的設(shè)計(jì)、電精制工作電流的監(jiān)視設(shè)計(jì)、電精制變壓器的設(shè)計(jì)三大部分,特別是對(duì)穩(wěn)定工作電壓,限制短路電流,電精制變壓器的保護(hù)及電極板吊掛的絕緣等方面進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì),充分保證了電精制沉降罐的安全平穩(wěn)運(yùn)行。

  4工業(yè)化設(shè)計(jì)4 .1主要技術(shù)特點(diǎn)(1)油與脫氮?jiǎng)┑姆磻?yīng),在靜態(tài)混合器中進(jìn)行。靜態(tài)混合器的選型至關(guān)重要。混合強(qiáng)度過高會(huì)造成電精制沉降分離困難,混合強(qiáng)度過低又會(huì)影響反應(yīng)深度,造成脫氮?jiǎng)┑睦速M(fèi)。通過摸索和實(shí)踐,在理論指導(dǎo)下計(jì)算選擇合適的混合強(qiáng)度,成功解決了靜態(tài)混合器的選型問題。

 ?。?)為確保油與渣的沉降分離,提高脫渣率,通過計(jì)算和分析,將沉降時(shí)間確定為2 .5~3 h ,有效地將油和渣分離開。

 ?。?)實(shí)驗(yàn)室中油與渣的分離采用的是間歇式的操作方法。工業(yè)化生產(chǎn)要實(shí)現(xiàn)油與渣的分離必需實(shí)現(xiàn)連續(xù)化操作。通過對(duì)電化學(xué)精制裝置的考察及對(duì)實(shí)驗(yàn)室電精制沉降分離過程的觀察,查對(duì)有關(guān)文獻(xiàn)資料,采用了與目前國(guó)內(nèi)普通電化學(xué)精制不盡相同的方法,圓滿地解決了實(shí)驗(yàn)室間歇式操作向工業(yè)連續(xù)化大生產(chǎn)轉(zhuǎn)化的難題。

 ?。?)為減小油與渣分離的難度,電精制沉降罐的設(shè)計(jì)考慮到廢渣凝點(diǎn)高,粘度大的特點(diǎn),采用立式罐結(jié)構(gòu),便于流動(dòng)。

  4 .2工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)裝置的改擴(kuò)建在50 kt/a工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)裝置擴(kuò)建至100 kt/a時(shí),對(duì)工藝作了進(jìn)一步的完善。

 ?。?)脫氮?jiǎng)┘皬U渣的腐蝕問題在原裝置生產(chǎn)中表現(xiàn)較為突出,在擴(kuò)建改造中,選用超低碳合金腐蝕問題得以減緩。

  (2)脫氮?jiǎng)┖蛷U渣的輸送由原來(lái)的桶裝、人工搬運(yùn)改為汽車槽車和機(jī)泵輸送,大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,也減少了劑的浪費(fèi),消除了因泄漏破損引起的有關(guān)環(huán)保問題。

 ?。?)電精制沉降罐的電極及內(nèi)構(gòu)件由原來(lái)的板式改為桿式結(jié)構(gòu),不僅方便維護(hù)、維修,同時(shí)也杜絕了原來(lái)電精制罐電極棒時(shí)常泄漏的現(xiàn)象,沉降分離效果亦優(yōu)于原電精制沉降罐。

  5應(yīng)用前景及效益分析荊門石油化工總廠采用液相脫氮工藝技術(shù)后,不僅實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)油從不達(dá)標(biāo)到生產(chǎn)出符合深度精制要求的基礎(chǔ)油的轉(zhuǎn)換,而且為產(chǎn)品調(diào)和帶來(lái)更為可觀的經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)造了條件。用該技術(shù)生產(chǎn)MVI、HVI普通精制油比純白土精制工藝加工脫氮工藝在劑油比為400、白土用量1 條件下與純白土精制工藝5 白土用量產(chǎn)品質(zhì)量相當(dāng),脫氮工藝減少白土用量80 ,加工費(fèi)用下降/t ,而脫氮?jiǎng)﹦┖脑黾淤M(fèi)用32 RMB/t ,三者綜合可增加效益46 RMB/t.

  生產(chǎn)深度精制的MVIS、HVIS油,采用脫氮工藝,當(dāng)劑油比提高到140~200可滿足要求,此時(shí)加工成本與純白土工藝所得普通精制油MVI、HVI的成本大致相當(dāng)。而傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)深度精制油MVIS、HVIS的加工成本比普通精制油MVI、HVI增加100~150 RMB /t.由此可見,采用脫氮工藝生產(chǎn)深度精制油具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益,如按總計(jì)算,采用脫氮工藝生產(chǎn)深度精制油,有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

  6結(jié)束語(yǔ)(1)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油液相脫氮工藝屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng),該工藝流程簡(jiǎn)單、技術(shù)可靠、投資省、工業(yè)化生產(chǎn)操作方便,可以推廣。

 ?。?)實(shí)驗(yàn)室及工業(yè)化生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明,WSQ2高效保硫脫氮?jiǎng)?duì)南陽(yáng)油,江漢油,西江油,大慶油及其它潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油均有較好的脫氮保硫性能。

 ?。?)劑油比的變化直接影響基礎(chǔ)油的脫氮效果,工業(yè)化生產(chǎn)中,劑油比的選擇要根據(jù)基礎(chǔ)油的堿性氮含量作相應(yīng)的調(diào)整,不可片面追求脫堿氮率,造成產(chǎn)品質(zhì)量過剩,以獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。

 ?。?)采用脫氮工藝生產(chǎn)的基礎(chǔ)油達(dá)到了MVIS深度精制基礎(chǔ)油的標(biāo)準(zhǔn)。用此基礎(chǔ)油調(diào)制成品潤(rùn)滑油時(shí),可減少添加劑用量,并可調(diào)出SF、CD級(jí)內(nèi)燃機(jī)油。與傳統(tǒng)的白土精制工藝相比,該工藝可減少白土用量80 左右,提高精制油收率1 以上。脫氮工藝優(yōu)于傳統(tǒng)的白土補(bǔ)充精制工藝,經(jīng)濟(jì)效益顯著。

作者:佚名  來(lái)源:中國(guó)潤(rùn)滑油網(wǎng)

 


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