专利名称：流化床溶剂脱蜡工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及流化床结晶器溶剂脱蜡，属润滑油溶剂脱蜡工艺。
现有技术的润滑油溶剂脱蜡常用套管结晶器溶剂脱蜡工艺，它是将原料溶液(原料油加溶剂)输入套管结晶器的内管中完成的。该工艺包括结晶系统、分离系统、制冷系统和溶剂回收系统。将原料溶液输入结晶系统，在数级串接成的套管结晶器内管向前流动，经外管的冷剂取热，使原料溶液逐步降温，形成蜡晶，刮刀将结在内管壁的蜡及时刮下，直到原料溶液达到过滤温度，送入分离系统；分离系统用分离塔分离出脱蜡油、蜡和溶剂；制冷系统使前几级套管用油液(冷滤液)作冷剂、后几级套管用冷剂与原料溶液进行换冷；溶剂回收系统使溶剂得以重新使用。为改善蜡的结晶，需采用多点稀释加入溶剂。侯祥麟主编的《中国炼油技术》1991年版P332-346全面陈述了该工艺。
套管结晶器溶剂脱蜡工艺有许多缺点，诸如存在着严重的蜡包油现象，因而油收率低，蜡含油率高；总传热系数低；设备昂贵且需经常维修；维修费用高，动力消耗大等。
US3642195和US3681230专利公开了一种用稀冷塔代替部分套管结晶器的工艺，称稀释冷冻脱蜡工艺。原料油经预冷后进入稀冷塔，塔分成若干段，每段有搅拌浆搅拌，同时经喷咀喷入低温溶剂。每段通过喷射混合和搅拌作用消除聚冷现象，抑制新晶核的生成，使晶体能较好地长大。由于对每段温降严格控制，所得晶体较大，因此在滤速、油收率、蜡含油及能耗方面都有所改善。但该工艺仍存在一些不足之处，如稀冷塔庞大；喷咀易堵塞，停工后才能更换；出稀冷塔的温度只能达到0℃左右，还需一定数量的套管结晶器作为后冷和冷却溶剂之用；对重质油效果不明显，因而它的应用受到限制，工业化装置不多。
1989年7月，D.G.Klaren等在美国《Hydrocarbon processing)》68(7)P48-50提出一种循环式的流化床结晶器代替套管结晶器用于溶剂脱蜡工艺。该结晶器如同立式管壳式换热器，其组成包括许多条相互平行且直立的提升管和若干条循环管、固体颗粒、分布板、以及具有上室和下室的筒形壳体。固体颗粒与进入结晶器的溶液在下室混合并流化，经分布板而进入各提升管中，并在流化状态下进入上室。由于上室截面积较提升管大，流速下降，液固得以分离。溶液连同结晶物由上室顶部经出口流出结晶器，而固体颗粒则沉降下来经循环管返回下室，再与进入结晶器的溶液混合，试图实现固体颗粒不断循环的液固流化过程。在提升管中，如果流化固体颗粒不断对管壁冲刷，既可破坏管壁的边界层，又可清除管壁上结晶物，会使传热系数大幅度提高。但是，这种循环式流化床既不可用于一般结晶过程，更不能用于溶剂脱蜡过程中。因为这种循环式流化床是靠分布板来分配各提升管的固体颗粒，实质上它的作用很小，无法保证流化固体颗粒均匀分布于众多提升管中，因此各提升管的流化状态不同，对管壁冲刷能力也各异。冲刷力弱的提升管结晶物厚，阻力更大，使流量进一步降低，这种恶性循环最终导致部分提升管堵塞，失去作用。此外，循环管流速过慢，颗粒层的流动很难将结晶物冲刷下来，很快被结晶物堵死，破坏了固体颗粒的循环，使结晶过程无法进行。
本发明旨在克服现有技术的缺陷而提供的一种润滑油溶剂脱蜡工艺，称分流式流化床溶剂脱蜡工艺。
本发明的目的是这样实现的采用专利号为ZL94222825.1的分流式流化床结晶器取代套管结晶器实现润滑油溶剂脱蜡。其工艺流程是见附图
。来自原料油贮罐(1)的原料油和来自溶剂贮罐(2)的溶剂按一定比例混合并预热后，经泵输入结晶系统的分流式流化床结晶器(3)、(4)，经冷冻、刮蜡，从结晶器最后一级流出的油液和蜡液入中间罐(5)。分离系统将油液和蜡液与来自罐(6)的二次稀释溶剂混合，进入分离塔(7)，分离出的冷滤液作为结晶器换冷段(3)的冷剂，经换热后进溶剂回收塔(10)，通过蒸发，分离出溶剂和脱蜡油；而分离塔(7)分离出的蜡液经溶剂回收塔(8)分离出溶剂和蜡。制冷系统以液氨作冷剂，提供溶剂脱蜡过程所需冷量，特别是冷冻段(4)用液氨作冷剂与原料溶液换冷。溶剂回收系统使溶剂回收塔(8)和(10)蒸出的溶剂得以重新使用。
分流式流化床结晶器由若干级流化床(3)、(4)串联而成，每级又由一条或若干条提升管并联地装在壳体内。每条提升管内预装入相同材料制作的、形状、大小和数量都相同的流化固体颗粒，以保证在一定流量时，每条提升管流化后均达到较佳的空隙率。原料溶液经第1级流化床各个提升管的流量控制器，以相同的流量输入该级流化床各并联的提升管中，由于每条管内装入相同的固体颗粒，流入相同流量的原料溶液，因而各并联提升管中的流化状态也相同。经管内的液固分离器流出的溶液再进入第2级流化床相应的提升管，彼此不混合，各自继续流经下1级与其串联的提升管，经冷剂换热，使各提升管的管壁结蜡，藉流化固体颗粒及时将蜡结晶物刮下，直至经最后一级流化床后，达过滤温度的油液和蜡液进人中间罐(5)。
对重质原料油，在冷却前一次性加入溶剂进行稀释即可，不必采用多点稀释的复杂过程。为强化冷却，减少流化床总长度和促进蜡晶体长大，可在冷冻段(4)的后几级流化床中喷入适量冷溶剂。冷溶剂的温度应比进入该级流化床处的溶液温度低10-20℃；喷入量可为油量的0.5-1∶1。溶剂总量达到总溶剂比后，不需二次稀释。
制冷系统的冷冻液可以用液氨、也可以用氟里昂或丙烷作冷制。
控制流化床的空隙率在0.60-0.75，传热系数可高达600-720w/m2℃。
流化床总压降较高。为降低总压降，可在换冷段和冷冻段间增设中间罐及相应的泵、流量计，使总压降约为原总压降的二分之一。对大管径流化床，由于串联的总管长长，可用此办法降低总压降。
采用本发明的分流式流化床溶剂脱蜡工艺，总传热系统可提高到600-720w/m2℃，是套管结晶器的4-5倍，因而可大幅度地减少传热面积；解决了蜡包油问题，使油收率比套管结晶器溶剂脱蜡工艺提高2-4个百分点，蜡含油可降到低于3％；设备简单，投资低，维修费用极低；工艺简单，可一次稀释，不用电动刮刀，因而能耗也低。本发明是润滑油溶剂脱蜡很有发展前途的工艺。
附图是本发明的分流式流化床溶剂脱蜡工艺流程图。
下面结合实施例对本发明的工艺作进一步的陈述。
实施例1一套年处理能力10万吨原料油的分流式流化床溶剂脱蜡装置，其工艺流程如附图所示。结晶系统由8级分流式流化床结晶器串联而成，每级用4条长10米(有效冷却段8米)的4吋提升管并联装在同一壳体内。前4级流化床结晶器(3)用冷滤液换冷，后4级(4)用液氨直接冷冻。
对于凝固点38℃、粘度V1005.877厘泊、比重p200.8695、酸值
闪点218℃、含蜡量24.12％的原料油，用丁酮和甲苯作溶剂，其比例为丁酮∶甲苯＝3∶2，总溶剂比3∶1，流化固体颗粒采用直径10毫米的钢球。
来自罐(1)的原料油和来自罐(2)的溶剂经混合后，预热到40℃，经泵送入结晶系统的第1级流化床结晶器，经该级结晶器各提升管前的流量控制器，使送入每条提升管的原料溶液的流量相同；溶液经换冷段的4级结晶器(3)之后，继续人冷冻段的4级结晶器(4)，并在冷冻段喷人冷溶剂，使油液和蜡液出末级结晶器时过滤温度达-18℃，流人中间罐(5)。制冷系统使分离塔(7)脱出的油液送到结晶器换冷段(3)作冷滤液，液氨经包括压缩机(9)的制冷设备送到结晶器冷冻段(4)作冷剂，与原料溶液换冷。分离系统将来自罐(5)的油液和蜡液与来自罐(6)的二次稀释溶剂混合，进人分离塔(7)，脱出的油液经换热后进溶剂回收塔(10)，最后脱出溶剂和脱蜡油；而分离塔(7)脱出的蜡液经溶剂回收塔(8)最后脱出溶剂和蜡。溶剂回收系统使塔(8)和(10)脱出的溶剂得以重新使用。
空隙率控制在0.65，平均总传热系数640w/m2℃。脱蜡油凝固点-14℃，油收率75％，蜡含油率低于2％。
实施例2一套年处理量20万吨原料油的分流式流化床溶剂脱蜡装置，其工艺流程如附图所示。结晶系统由10级流化床结晶器串联而成，每组用4条长12米(有效冷却段10米)的6吋提升管并联；前5级用冷滤液、后5级用液氨作冷剂；流化固体颗粒采用直径为12毫米的钢球。
对于凝固点47℃、粘度V1009.669厘泊、比重P200.8716、酸值0.35
、含蜡量20.71％的原料油，溶剂比为丁酮∶甲苯＝3∶2，总溶剂比3.5∶1。进料温度45℃，过滤温度-16℃，空隙率控制在0.675，平均总传热系数680w/m2℃。脱蜡油凝固点-12℃，油收率78％，蜡含油率低于3％。
实施例3对于提升管直径为2吋的分流式流化床结晶器，用实施例1的原料油和溶剂，溶剂比2.5∶1。调节不同空隙率，得总传热系数如表。
实施例4对于提升管直径为4吋的分流式流化床结晶器，其它工艺条件如实施例3。调节空隙率，得总传热系数如表。
权利要求
1.一种润滑油溶剂脱蜡工艺，包括结晶系统、分离系统、制冷系统、溶剂回收系统，其特征在于所说的结晶系统采用分流式流化床结晶器。
2.按权利要求1所述的溶剂脱蜡工艺，其特征在于流化床结晶器的各条提升管装入的流化固体颗粒的材料、形状、大小和数量相同，流经各提升管的原料溶液的流量相等。
3.按权利要求1所述的溶剂脱蜡工艺，其特征在于原料油经一次稀释后送入结晶系统完成蜡结晶过程。
4.按权利要求1所述的溶剂脱蜡工艺，其特征在于原料油经一次稀释后送人结晶系统，且在冷冻段再次加入稀释冷溶剂后完成蜡结晶过程。
5.按权利要求1所述的溶剂脱蜡工艺，其特征在于最佳的空隙率是0.6-0.75。
全文摘要
一种润滑油溶剂脱蜡工艺，特点是其结晶系统采用分流式流化床结晶器。采用本发明的工艺，总传热系数高，解决了蜡包油问题，使油收率比套管结晶器溶剂脱蜡工艺提高2-4个百分点，蜡含油可降到低于3％；设备简单、投资低；工艺简单、维修费用和能耗低。
文档编号C10G73/00GK1158884SQ9610321
公开日1997年9月10日 申请日期1996年3月8日 优先权日1996年3月8日
发明者徐应铨, 齐世学, 宗祥荣, 马燮琦 申请人:中国石油化工总公司, 烟台大学, 中国石化北京设计院