CN102181305A - 含蜡油连续沉降全馏分尿素脱蜡方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是含蜡油连续沉降全馏分尿素脱蜡方法。含蜡油通过络合反应1、络合物沉降洗涤2、络合物分解3、溶剂分离回收4和蒸馏5步骤脱除蜡质。沉降全馏分尿素脱蜡连续方法能够通过连续步骤从原料含蜡油中脱除蜡质。具有设备协调性强、流程短、脱蜡效果好、综合节能和易于操作与控制的特点。适宜在石油产品加工领域从含蜡油中脱除蜡质过程中应用。

Description

含蜡油连续沉降全馏分尿素脱蜡方法

技术领域

本发明涉及的是石油炼化领域油品中脱蜡技术，具体地说是含蜡油连续沉降全馏分尿素脱蜡方法。

背景技术

目前，国内外生产低凝点柴油和液体石蜡的工艺主要有两种：

A、分子筛脱蜡

分子筛脱蜡是60年代末发展起来的液体石蜡生产工艺。液体石蜡是在常温下呈液态，碳原子范围在C₆～C₂₇，分子量在86～380的高纯度正构烷烃产品。该工艺利用5A分子筛的选择吸附性能，在工业上将煤油或柴油馏分中的正构烷烃分离出来，以获得高纯度的正构烷烃。这种工艺早期主要用于提高汽油辛烷值，以后为了获得联产的正构烷烃，作为易被生物降解的合成洗涤剂——直链烷基苯磺酸钠的原料，推动了分子筛脱蜡工艺的不断发展。分子筛脱蜡所得的液体石蜡可分别作溶剂、洗涤剂和人造蛋白的原料。我国分子筛脱蜡装置主要用于生产洗涤剂原料。比较典型的分子筛脱蜡工艺有Molex法和ISO－SIV法。

1）Molex法

美国环球油品公司（UOP）开发的Molex法以煤油馏分为原料，主要生产C_10～13和C_11～14烷基苯及脂肪醇用液体石蜡，也可生产C_6～10增塑剂原料用正构烷烃。该过程采用模拟移动床，液相逆流操作，操作条件缓和，分子筛上积碳少，能长期运转，产品收率和纯度稳定。但该过程为保护吸附剂分子筛不受污染，对原料油要求很严格其中，硫、氮含量小于1μg/g，含水量小于5μg/g，需要先预加氢精制脱除煤油等馏分中的硫、氮等杂质，并对原料馏程切割也有很高的要求。该过程不适用于生产干点为280℃以上的重液体石蜡。

2）ISO－SIV法

美国联合碳化物（UCC）公司开发的 ISO－SIV工艺，采用固定床颗粒分子筛催化剂，由吸附、顺流吹扫及脱附三个过程组成，也是从煤油馏分中生产洗涤剂用C_10～14正构烷烃最主要的工艺过程。该过程对原料适应性也较差，UCC公司认为脱蜡原料油变重会大大增加脱蜡过程的难度，大幅度增加建设投资，且再生周期缩短，造成经济上的浪费。

分子筛脱蜡从直馏煤油馏分中经吸附分离与水蒸汽脱附生产液体石蜡与航煤或低凝点柴油的生产技术，实践证明，分子筛脱蜡能耗高，分子筛寿命短，工艺与技术上仍存在着一系列问题。

异丙醇尿素脱蜡（IUDW）工艺主要利用油中的正构烷烃与尿素在异丙醇溶液中反应，生成固体络合物从油中分离出来，再在稍高温度下使络合物分解得到正构烷烃和尿液，尿液循环使用。IUDW技术具有投资省、能耗低、操作灵活性好、对原料无特殊要求、适应性强等特点，除加工直馏煤油用于生产低凝油品和轻液体石蜡外，还可加工柴油馏分生产－35℃以下低凝柴油和重液体石蜡产品。

成球法尿素脱蜡工艺采用亲油性溶剂，如二氯甲烷、二氯乙烷、乙酸乙酯等，正构烷烃与尿素反应生成固体络合物与油相靠过滤分离，采用带搅拌的釜式反应器间歇生产。此工艺以生产航空润滑油为目的产品，蜡的质量不易保证。

发明内容

为了克服现有分子筛脱蜡和成球法尿素脱蜡的缺点，本发明提出了含蜡油连续沉降全馏分尿素脱蜡方法。该方法通过络合反应、络合物沉降洗涤、络合物分解、溶剂分离回收和蒸馏步骤的有机结合，解决石油加工过程脱蜡的技术问题。

本发明解决技术问题采用的方案是：

含蜡油通过络合反应、络合物沉降洗涤、络合物分解、溶剂分离回收和蒸馏过程，从石油产品脱除蜡质，采用步骤如下：

1、络合反应：含蜡油进容器后，抽出与尿液按比例混合后，再与反应器出口返回的络合反应生成物一起，送入反应器进行络合反应。反应后生成物一部分返回反应器入口，一部分去络合物沉降洗涤单元。

2、络合物沉降洗涤：自络合反应套管结晶器来的络合反应混合物进入沉降罐后，沉降分离出脱蜡液和络合物。络合物通过洗涤罐洗涤，先与异丙醇回收塔和异丙醇提浓塔顶部气相产物换热并加热至络合物分解温度，进入分离罐中，使尿液和蜡液沉降分离，尿液返回尿液罐循环使用，蜡液去水洗单元。在沉降罐和洗涤罐中得到的脱蜡液和溶剂油均流入脱蜡液收集罐中，送入脱蜡液水洗单元。洗涤后的含醇水先与醇回收塔底排出的热水换热，再用蒸汽加热后进入醇回收塔分馏，塔顶得到异丙醇，冷却后一部分返塔作为回流，一部分作为醇提浓塔进料；塔底排出的水作为水洗水循环使用。醇提浓塔顶加入苯，进行三元共沸蒸馏，苯循环使用，塔底得到异丙醇，冷却后返回尿液中循环使用。

3、络合物分解：脱蜡液、蜡液分别与水洗水充分混合后，进入水洗塔分离得到脱蜡油和蜡油，送入油蜡蒸馏单元，洗涤后的稀醇水送异丙醇回收单元回收异丙醇。

4、溶剂分离回收：脱蜡油、蜡油各自先与其蒸馏塔塔底物流换热，再经蒸汽加热后进入蒸馏塔。塔顶油气冷却、分离后去抽真空***；塔上部侧线抽出溶剂油馏分先与低温络合物换热，再用水冷却，一部分作为回流打回塔顶，控制塔顶温度，一部分至溶剂油线循环使用；塔底物流经换热、冷却后作为脱蜡油、重液体石蜡产品出装置。

5、蒸馏：用冷水送至络合反应套管结晶器壳程换热，然后经满液式蒸发撬块与液氨换热冷却后，再进入冷水罐，形成一个闭路循环。液氨在满液式蒸发撬块内与水换热后蒸发成气氨，蒸发冷凝后形成液氨流入热虹吸氨贮液器，再经氨分配站将液氨送至满液式蒸发撬块，也形成一个闭路循环。

积极效果，沉降全馏分尿素脱蜡连续方法能够通过连续步骤从原料含蜡油中脱除蜡质。具有设备协调性强、流程短、脱蜡效果好、综合节能和易于操作与控制的特点。适宜在石油产品加工领域从含蜡油中脱除蜡质过程中应用。

附图说明

图1为本发明装置与流程图

图中，1.反应器，2.沉降塔，3.洗涤塔，4.分离塔，5.提浓塔，6.回收塔，7.收集罐，8.醇回收塔，9.醇提浓塔，10.水洗塔，11.蒸馏塔。

具体实施方式

沉降法全馏分尿素脱蜡连续工艺主要利用油中的正构烷烃与尿素在异丙醇溶液中反应，生成固体络合物从油中分离出来，再在设定温度下使络合物分解得到正构烷烃和尿液，尿液循环使用。

据图1所示，具体操作步骤为：

1、络合反应

含蜡油进容器后，用泵抽出，与尿液按比例混合后，再与反应器1出口返回的络合反应生成物一起，经反应循环泵送入反应器进行络合反应。反应器出口物流的温度由低温水控制，反应后生成物一部分返回反应器入口，一部分去络合物沉降洗涤单元。

2、络合物沉降洗涤

络合反应物的沉降、洗涤分别在沉降罐2和洗涤罐3中进行。

自络合反应器来的络合反应混合物进入沉降罐后，利用密度的不同，经过两段沉降，分离出脱蜡液和络合物。络合物用泵抽出，送入洗涤罐进行洗涤，经过两段洗涤后，先与回收塔6和提浓塔5顶部气相产物换热，再用热水加热至络合物分解温度，进入分离罐4中，使尿液和蜡液沉降分离，尿液返回尿液罐循环使用，蜡液去水洗单元。

在洗涤罐二段、一段和沉降罐的二段分别打入新溶剂和循环溶剂进行洗涤过程。

在沉降罐和洗涤罐中得到的脱蜡液和溶剂油均流入脱蜡液收集罐7中，用泵一起送入脱蜡液水洗单元。

洗涤后的含醇水先与醇回收塔8底排出的热水换热，再用蒸汽加热后进入醇回收塔分馏，塔顶得到浓度为大于80％的异丙醇，冷却后一部分返塔作为回流，一部分作为醇提浓塔9进料；塔底排出的水作为水洗水循环使用。醇提浓塔顶加入苯，进行三元共沸蒸馏，苯循环使用，塔底得到浓度为大于96％的异丙醇，冷却后返回尿液中循环使用。

3、络合物分解

脱蜡液、蜡液分别与水洗水充分混合后，进入水洗塔10分离得到脱蜡油和蜡油，送入油蜡蒸馏单元，洗涤后的稀醇水送异丙醇回收单元回收异丙醇。

4、溶剂分离回收

脱蜡油、蜡油各自先与其蒸馏塔11塔底物流换热，再经蒸汽加热后进入蒸馏塔。塔顶油气冷却、分离后去抽真空***；塔上部侧线抽出溶剂油馏分先与低温络合物换热，再用水冷却，一部分作为回流打回塔顶，控制塔顶温度，一部分至溶剂油线循环使用；塔底物流经换热、冷却后作为脱蜡油、重液体石蜡产品出装置。

5、蒸馏

用冷水泵从冷水罐抽出低温5℃水，送至络合反应套管结晶器壳程换热，温升至20℃左右，然后经满液式蒸发撬块与液氨换热冷却后，再进入冷水罐，形成一个闭路循环。

液氨在满液式蒸发撬块内与20℃的水换热后蒸发成气氨，至氨压机入口，氨压机将气氨升压，经蒸发冷凝器冷却后形成液氨流入热虹吸氨贮液器，再经氨分配站将液氨送至满液式蒸发撬块，也形成一个闭路循环。

特点

含蜡油沉降全馏分尿素脱蜡连续工艺具有投资省、能耗低、操作灵活性好、对原料无特殊要求、适应性强等特点，除加工直馏煤油用于生产低凝油品和轻液体石蜡外，还可加工柴油馏分生产－35℃以下低凝柴油和重液体石蜡产品。同时新的工艺也可以加工加氢裂化柴油及尾油，可以加工石蜡发汗工艺产生的脱蜡油。

实施例

脱蜡流程包括络合反应、络合物沉降洗涤、络合物分解、溶剂分离回收和蒸馏单元组成。

采用旋转刮刀式管道络合反应器，解决了络合物阻塞管道和阻碍反应热导出的问题，实现了络合物慢速搅拌重力沉降分离过程和溶剂油多段逆流洗涤精制工艺。

通过实际运行试验表明，采用沉降法全馏分尿素脱蜡连续方法与异丙醇脱蜡工艺相比，工艺流程不断简化，由最初的17个单元简化为12个单元；装置能耗不断降低，由最初的374KgEo/t原料油降低到120KgEo/t原料油；材料消耗不断降低，由最初的醇、尿素损失超过12Kg/t原料油降低到6.5Kg/t原料油；加工原料油由轻质油不断向重质油发展，由最初的加工210～260℃馏分油到现在可加工225～310℃馏分油，同时可以加工加氢裂化柴油及尾油，可以加工石蜡发汗工艺产生的脱蜡油。重点的改进包括：

A、改进反应流程，反应进料控制方案，解决了反应进料堵塞、分配不均的问题；

B、选用螺杆泵作为络合物液输送泵，解决了离心泵输送络合物液易堵塞、易泄漏的问题，省略了小温洗操作，延长了温洗的时间间隔；

C、取消原料预饱和单元，增设三元共沸提浓单元，解决了长期运行后尿液浓度下降，影响装置正常操作的问题；

D、在装置内易被尿素结晶堵塞的点位，增设水扫线、汽扫线，更易于操作；

E、沉降罐设计两段罐体，减小了主轴的扭力，解决了原沉降罐三段罐体时，因络合物沉积量大，造成主轴靠背轮扭裂的问题；

F增大沉降洗涤罐的集油箱，避免了洗涤油流量波动，保证了液体石蜡的芳烃含量合格；

G、在沉降罐集油箱段增加检查人孔，可在停工检修时检查是否有络合物沉积，以避免动焊着火，提高了安全可靠性；

H、更换油、蜡水洗塔填料材质，解决了原散装瓷环填料长期运行后被腐蚀的问题。

沉降法全馏分尿素脱蜡连续工艺的流程的操作条件：

岗位  指标    单位    数值       条件      单位   数值

1）、络合反应单元： 含蜡油进装置后，用泵抽出，与尿液按比例混合后，再与反应器出口返回的络合反应生成物一起，经反应循环泵送入套管反应器进行络合反应。反应器出口物流的温度由低温水控制，反应后生成物一部分返回反应器入口，一部分去络合物沉降洗涤单元。

2）、络合物沉降洗涤及热分解单元：络合反应物的沉降、洗涤分别在沉降罐和洗涤罐中进行。

自络合反应套管结晶器来的络合反应混合物进入沉降罐后，利用密度的不同，经过两段沉降，分离出脱蜡液和络合物。络合物用泵抽出，送入洗涤罐进行洗涤，经过两段洗涤后，先与异丙醇回收塔和异丙醇提浓塔顶部气相产物换热，再用热水加热至络合物分解温度，进入分离罐中，使尿液和蜡液沉降分离，尿液返回尿液罐循环使用，蜡液去水洗单元。

在洗涤罐二段、一段和沉降罐的二段分别打入新溶剂和循环溶剂进行洗涤过程。

在沉降罐和洗涤罐中得到的脱蜡液和溶剂油均流入脱蜡液收集罐中，用泵一起送入脱蜡液水洗单元。

3）、脱蜡液及蜡液水洗单元：脱蜡液、蜡液分别与水洗水充分混合后，进入水洗塔分离得到脱蜡油和蜡油，送入油蜡蒸馏单元，洗涤后的稀醇水送异丙醇回收单元回收异丙醇。

4）、油、蜡蒸馏单元：油、蜡蒸馏全部采用减压蒸馏的方式进行蒸馏。

脱蜡油、蜡油各自先与其蒸馏塔塔底物流换热，再经蒸汽加热后进入蒸馏塔。塔顶油气冷却、分离后去抽真空***；塔上部侧线抽出溶剂油馏分先与低温络合物换热，再用水冷却，一部分作为回流打回塔顶，控制塔顶温度，一部分至溶剂油线循环使用；塔底物流经换热、冷却后作为脱蜡油、重液体石蜡产品出装置。

5）、异丙醇回收、提浓单元：洗涤后的含醇水先与醇回收塔底排出的热水换热，再用蒸汽加热后进入醇回收塔分馏，塔顶得到浓度为大于80％的异丙醇，冷却后一部分返塔做为回流，一部分作为醇提浓塔进料；塔底排出的水作为水洗水循环使用。醇提浓塔顶加入苯，进行三元共沸蒸馏，苯循环使用，塔底得到浓度为大于96％的异丙醇，冷却后返回尿液中循环使用。

6）、冷水单元：用冷水泵从冷水罐抽出低温5℃水，送至络合反应套管结晶器壳程换热，温升至20℃左右，然后经满液式蒸发撬块与液氨换热冷却后，再进入冷水罐，形成一个闭路循环。

液氨在满液式蒸发撬块内与20℃的水换热后蒸发成气氨，至氨压机入口，氨压机将气氨升压，经蒸发冷凝器冷却后形成液氨流入热虹吸氨贮液器，再经氨分配站将液氨送至满液式蒸发撬块，也形成一个闭路循环。

Claims (1)

1.含蜡油连续沉降全馏分尿素脱蜡方法，其特征是：具体操作步骤为：

1）、络合反应：含蜡油进容器后，用泵抽出，与尿液按比例混合后，再与反应器（1）出口返回的络合反应生成物一起，经反应循环泵送入反应器进行络合反应；反应器出口物流的温度由低温水控制，反应后生成物一部分返回反应器入口，一部分去络合物沉降洗涤单元；

2）、络合物沉降洗涤：络合反应物的沉降、洗涤分别在沉降罐（2）和洗涤罐（3）中进行；

自络合反应器来的络合反应混合物进入沉降罐后，利用密度的不同，经过两段沉降，分离出脱蜡液和络合物；络合物用泵抽出，送入洗涤罐进行洗涤，经过两段洗涤后，先与回收塔（6）和提浓塔（5）顶部气相产物换热，再用热水加热至络合物分解温度，进入分离罐（4）中，使尿液和蜡液沉降分离，尿液返回尿液罐循环使用，蜡液去水洗单元；

在洗涤罐二段、一段和沉降罐的二段分别打入新溶剂和循环溶剂进行洗涤过程；

在沉降罐和洗涤罐中得到的脱蜡液和溶剂油均流入脱蜡液收集罐7中，用泵一起送入脱蜡液水洗单元；洗涤后的含醇水先与醇回收塔（8）底排出的热水换热，再用蒸汽加热后进入醇回收塔分馏，塔顶得到浓度为大于80％的异丙醇，冷却后一部分返塔作为回流，一部分作为醇提浓塔（9）进料；塔底排出的水作为水洗水循环使用；醇提浓塔顶加入苯，进行三元共沸蒸馏，苯循环使用，塔底得到浓度为大于96％的异丙醇，冷却后返回尿液中循环使用；

3）、络合物分解：脱蜡液、蜡液分别与水洗水充分混合后，进入水洗塔（10）分离得到脱蜡油和蜡油，送入油蜡蒸馏单元，洗涤后的稀醇水送异丙醇回收单元回收异丙醇；

4）、溶剂分离回收：脱蜡油、蜡油各自先与其蒸馏塔（11）塔底物流换热，再经蒸汽加热后进入蒸馏塔；塔顶油气冷却、分离后去抽真空***；塔上部侧线抽出溶剂油馏分先与低温络合物换热，再用水冷却，一部分作为回流打回塔顶，控制塔顶温度，一部分至溶剂油线循环使用；塔底物流经换热、冷却后作为脱蜡油、重液体石蜡产品出装置；

5）、蒸馏：用冷水泵从冷水罐抽出低温5℃水，送至络合反应套管结晶器壳程换热，温升至20℃左右，然后经满液式蒸发撬块与液氨换热冷却后，再进入冷水罐，形成一个闭路循环；

液氨在满液式蒸发撬块内与20℃的水换热后蒸发成气氨，至氨压机入口，氨压机将气氨升压，经蒸发冷凝器冷却后形成液氨流入热虹吸氨贮液器，再经氨分配站将液氨送至满液式蒸发撬块，也形成一个闭路循环。

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