尿素脱蜡装置沉降洗涤系统改造

金喆楠

1.装置简介

尿素脱蜡工艺曾被誉为石油工业的“五朵金花”之一，距今已有五十多年的历史。它以大庆常二线馏分油为原料，与尿素、水、异丙醇按一定比例配制的尿液混合，经过反应、沉降洗涤、水洗、共沸、蒸馏等操作后，生产出300#液体石蜡和-35#军用坦克柴油，二者均为高附加值产品。其中，-35#军用坦克柴油用于高寒地区，300#液蜡是一种珍贵的化工原材料。历经五十多年的发展，锦西石化尿素脱蜡装置经过六次重大技术改造，装置生产能力由原设计指标的3.5万吨/年变为11万吨/年，能耗由原设计的300kgEo/t降到103kgEo/t，经济效益显著增加。

2.沉降洗涤系统介绍

络合物的沉降洗涤在沉降罐和洗涤罐中进行，目前采用三段沉降两段洗涤的方法。络合物自E-16/1～8进入沉1/1段，利用比重的不同分为两层，上层为含异丙醇、微量尿素的脱蜡油，溢流至脱蜡油中间罐（D-21/1）中，沉淀出固体尿素、络合物后进入脱蜡油中间罐（D-21）。下层络合物靠界面控制络合物捣罐泵（P-10/4）出口流量去洗-1/1段，然后用界面控制络合物捣罐泵（P-10/5）送入洗-1/2段，用络合物捣罐泵（P-11）靠界面控制送至热分解系统（E-21）。洗-1/1段内上层的油溢流至D-21/1，經沉淀分离尿素、络合物后进入到D-21中。

3.沉降洗涤系统存在的问题

3.1沉降洗涤效果差

沉降洗涤系统是根据3.5万吨/年加工量设计而成的，目前装置处理量已经达到11万吨/年，为原设计指标的3倍。相应地，络合物和脱蜡油在沉降罐的停留时间缩短了3倍。

络合物停留时间的缩短，直接影响到它的沉降洗涤效果。一方面，由于洗涤效果变差，络合物分解时夹带脱蜡油组分，不利于液蜡质量的控制。另一方面，还造成脱蜡油中络合物组分增加，增加水洗、共沸系统负荷。同时，尿素、异丙醇损失增大，装置能耗上升且氨水量增加，共沸系统的冷凝器扫线频繁，给环保工作带来极大挑战。

3.2罐体内部结晶挂壁

冬季，脱蜡油温度低于反应温度，饱和尿液中不断有尿素结晶析出并挂在罐内，罐内的尿素结晶由上至下逐渐累积。目前，正值装置开工末期，沉-1、洗-1罐内挂壁结晶较多，造成浮球界控活动范围变窄，经常出现卡塞浮球、指示假象的情况，影响装置正常生产操作。由于沉降罐、洗涤罐挂壁结晶问题，车间曾于2019年8月6日，临时停工15小时处理洗涤罐尿素挂壁结晶。

4.沉降洗涤系统改善对策

4.1改造后的工艺流程

为了保证足够的沉降洗涤时间，结合装置实际情况，拟对尿素脱蜡装置沉降洗涤系统进行改造，充分利用沉降罐、洗涤罐的容积，将沉-1、洗-1两罐的两段沉降改为三段，并联运行。套管出口分两路供料，E-16/1-4中的络合物进入沉-1罐，E-16/5-8中的络合物进入洗-1罐，这样改造后的沉降洗涤系统，每个罐仍然维持三段沉降、二段洗涤的工艺流程不变。

4.2预期效果

由于分路进料，沉降罐、洗涤罐中处理量仅为原来的一半，这也就意味着沉降洗涤时间变为原来的两倍。这样，不仅沉降洗涤效果得到保证，还能增加操作弹性。同时，又能解决罐内结晶挂壁的问题。

因为沉降罐和洗涤罐互为备用，当其中一路设备出现故障后，可以将其与系统彻底隔离，由另外一路单独供料，不会造成装置停工。

5.结论

增加络合物在沉降洗涤系统中的停留时间，是提高液蜡收率、保证产品质量的重要手段之一。如果能持续生产出高质量的产品，一定会为企业带来显著的经济效。