一、裝置簡介

　　(一)裝置發展及類型

　　1．裝置發展

　　石蠟精制工藝有白土精制、滲透精制、硫酸精制和加氫精制四種類型，其中白土精制和滲透精制都不容易脫凈蠟中的稠環芳烴，難以生產對于純度要求很高的食品工業用蠟：而硫酸精制方法的主要缺點是產品產率低，勞動條件惡劣，有大量的廢渣產生，污染環境。無論在生產成本上，產品產率和質量及環境保護上，石蠟加氫精制均比其他精制工藝有明顯的優越性。因此，在國外主要煉油廠中，石蠟加氫精制己逐步代替其他精制工藝。1957年加拿大薩尼亞煉油廠首先宣布用鉬鉆鋁催化劑加氫精制生產白石蠟，由于該工藝對蠟中稠環芳烴組分有很好的加氫轉化能力，容易制取食品級純度商品蠟而進一步為人們重視；其后催化重整工藝的興起，為煉油廠提供了廉價的氫氣來源，尤為石蠟加氫精制裝置的建設創造了有利條件。1962年一套處理量為1．5X10⁴t／a、10．OMPa的石蠟和凡士林加氫精制裝置在西德漢堡建成。1963年美國大西洋公司費城煉油廠建成日處理量300t／a的石蠟加氫精制裝置，代替原來的石蠟硫酸和滲透精制工藝。

　　我國從20世紀70年代初正式開始研究石蠟加氫精制催化劑和工藝，1979年11月大慶石化總廠首次采用5053催化劑進行處理量6X10⁴t／a的低壓石蠟加氫裝置開工投產。1981年10月石油工業部對481—2B催化劑及中壓石蠟加氫精制工藝組織技術鑒定，本工藝先后在東方紅煉油廠(現中石化燕山分公司煉油廠)、撫順石油一廠、荊門煉油廠、大連石油七廠、茂名煉油廠實現工業化。1983年11月第一套采用石蠟加氫專用催化劑處理量為6X10⁴t／a的石蠟加氫裝置在東方紅煉油廠投產，1984年另兩套石蠟加氫裝置在撫順石油一廠和荊門煉油廠投產，1986年又兩套石蠟加氫裝置在大連石油七廠和茂名煉油廠相繼投產。

　　2．裝置的主要類型

　　20世紀60年代以來國外陸續發展的蠟加氫精制工藝有十多種，可歸納為五種類型見表2—85。類型工適用于含硫<10X10^—6的原料，選用芳烴飽和性能很強的非抗硫催化劑。類型I目前僅在白油加氫精制上應用，因為對原料的質量有嚴格要求，蠟加氫精制僅有小型試驗道，未見工業生產上應用。

　　類型ⅡA適用于對成品蠟質量要求不高的加氫精制，產品不能保證滿足食品蠟要求。有些工廠采用這種工藝加氫后再經白土補充精制生產食品蠟。

　　類型Ⅱn適用于高質量蠟或食品蠟的生產。由于氫分壓高，產品的光安定性和熱穩定性都很好，催化劑的運行壽命也長。類型Ⅱ。是現階段國外應用最廣泛的蠟加氫精制工藝。類型Ⅲ是組合Ⅱ_A和I的兩段反應形式，裝置復雜一些，但在較低壓力下可得到優質產品。本類型不適用于微晶蠟加氫精制。

　　類型Ⅳ是為了在中壓高溫下制取優質產品而設計的。類似Ⅱ_A型。但采用兩個反應器串聯，本類型雖然因采用了兩上反應器，增加裝置投資費用，但可在稍低壓力下取得質量比較好的產品，并有較強的操作靈活性。

　　(二)裝置的單元組成與工藝流程

　　1．組成單元

　　石蠟加氫裝置的基本組成單元如下：

　　(1) 原料預處理單元：部分脫除原料中的溶劑和水；

　　(2)換熱器及加熱爐單元：提供熱交換及反應所需熱量；

　　(3)反應器及高低分單元：提供反應進行的場所并對反應生成物進行氣液分離；

　　(4)汽提塔與干燥塔單元：脫除生成臘中所含的輕質烴、硫化氫及水等。

　　2.工藝流程

　　工藝原則流程圖見圖2—28。

　　圖2—28石蠟加氫精制原則流程

　　1一反應進料加熱爐；2一反應器；3一原料脫氣塔；4--常壓汽提塔；5一減壓干燥塔；6--熱高壓分離器；7一熱低壓分離器；8--分液罐；9---餾出物罐；10--冷凝水箱；11一反應物產／進料換熱器；12--脫氣塔進料加熱器；13一汽提塔頂冷卻韶；14--干燥塔頂冷卻器；15--成品石蠟冷卻器；16--過濾器；17一原料泵；18一反應進料泵；19---成品泵；20--餾出油泵；21一補充氫壓縮機；22一循環氫壓縮機；23一真空泵

　　原料蠟由罐區來，經過原料預處理泵、原料反沖洗過濾器后與成品蠟進行換熱，進入預處理塔中脫除原料蠟中殘存的水分及溶劑；經高壓原料泵升壓到7．5-8．5MPa的壓力后與反應生成蠟換熱；后和與反應生成蠟換熱的高壓氫氣混合進入加熱爐加熱到230—310℃，進入反應器頂部，在壓力4．9—6．5MPa、溫度230-310~C和催化劑的作用下與氫氣進行反應。反應生成物從反應器底部出來經過換熱后依次經過高、低壓分離器。由高壓分離器分離出的氣體經空冷器、水冷器進入循環氫分液罐，由循環氫分液罐分離出來的氫氣卸人高分卸壓線，或卸人氫氣管網進行再利用。由低壓分離器分離出的氣體經捕霧器后去加熱爐作燃料。由低壓分離器分離出的反應生成蠟靠自壓進入減壓汽提塔，除去殘存在蠟中的氣體及輕餾分后，進入干燥的塔去除水分等；然后再進入出裝置冷卻器冷至75-85℃，作為成品蠟送至石蠟成型裝置。

　　由裝置處來的氫氣，經新氫閥組調節壓力，通過新氫冷卻器后入新氫分液罐分液，從新氫分液罐頂部出來進入新氫壓縮機(機1^＃2^＃3^＃)一段人口，由一段出口出來的氫氣進入中間冷卻器冷卻分液后人壓縮機二段人口，被壓縮的氫氣從二段出口出來后進行換熱后于加熱爐前與原料蠟混合人爐，加熱后進行反應。在開停工過程中，由循環氫分液罐頂部出來的氫氣作為循環氫，人循環氫壓縮機壓縮后進蠟系統，進行系統的氫氣循環。

　　(三)化學反應過程

　　1。石蠟加氫精制反應的特點

　　石蠟加氫精制是在催化劑的作用下，在比較緩和的反應條件下(5．5-7．OMPa，230—310℃)采用加氫的方法，將原料中的含氧、含氮、含硫化合物等雜質和大部分稠環芳烴脫除，以改善石蠟的顏色、嗅味、光安定性等指標使之符合相應的質量標準。

　　2．石蠟加氫精制化學反應類型

　　石蠟加氫精制過程的主要反應分為以下幾種類型：

　　(1) 含氧、含氮、含硫化合物等非烴類的加氫分解反應；

　　(2)烯烴和芳烴(主要是稠環芳烴)的加氫飽和反應；

　　烯烴飽和與芳烴的轉化通過加氫反應降低其不飽和度，烯烴飽和為烷烴；多環芳烴轉化為少環芳烴。

　　(3)微量膠質、瀝青質的脫除，膠質、瀝青質(稠環的芳香烴)變為少環的芳香烴。

　　此外還有少量的開環、斷鏈和縮合反應。

　　(四)主要操作條件及工藝技術特點

　　1．主要操作條件

　　石蠟加氫主要工藝操作條件如表2—86所示。

　　2．工藝技術特點

　　(1)石蠟加氫精制屬于典型的滴流床液相加氫過程，特點是要求反條件溫和而能達到深度加氫精制。反應條件溫和是國為加氫精制過程中不允許出現碳—碳鍵的裂解和烴類異構化反應，以防止蠟中含油量的回升和主要質量指標變化。深度加氫精制是除去雜質和有毒物質，充分滿足食品、醫藥用蠟高質量標準的要求。

　　(2)熱高壓分離工藝。反應生成物人高壓分離器，溫度在200℃左右進行熱氫和熱蠟的分離，為此，后處理系統省去加熱爐，簡化流程。

　　(五)催化劑及助劑

　　1．催化劑的性質

　　催化劑的性質見表2—87。

　　2．催化劑使用過程中質量變化趨勢及工藝調整方法

　　催化劑在使用過程中，由于雜質對催化劑孔隙的堵塞及活性重金屬的部分流失，其質量的變化趨勢為：催化劑活性下降、反應器床層壓降增大。工藝上的調整主要是提高反應溫度為(或)壓力以補償催化劑活性的損失。

　　3．催化劑的預硫化

　　加氫精制催化劑中的金屬在出廠時是以氧化態的形式存在的。但在實際應用時，由于金屬硫化態具有更高的活性和更大的強度，因此需對催化劑進行預硫化。最常用的硫化劑是二硫化碳(CS2)、二甲基硫醚(DMS)及二甲基二硫化物(DMDS)等。

　　4．判定催化劑報廢、需更換的指標

　　(1)安全要求：反應器床層壓降不應超過0．55MPa。超過此規定值則可判定該批催化劑報廢，需更換。

　　(2)質量要求：在提高反應溫度和(或)壓力以補償催化劑活性損失的方法無效時，則可判定該批催化劑報廢，需更換。．

　　(六)原料及產品的性質量．石蠟加氫精制主要原材料的性質

　　主要原材料的性質列于表2—88。

 

 　　2．石蠟加氫精制主要產品的性質

 

　　主要產品性質列于表2—89。

　　二、重點部位及設備

　　從裝置的平穩生產和安全角度進行考慮進行分類

　　(一)重點部位

　　1.反應器及高壓換熱器部分

　　反應器是原料蠟和氫氣進行加氫精制反應的場所，溫度為230-310℃，系統壓力為5．0—7．0MPa。反應器和高壓換熱器等高壓部位若發生泄漏，易發生自燃著火；嚴重時會導致裝置切斷進料，進行停工處理。

　　2；循環氫卸壓系統

　　從高壓分離器分離出來的氫氣經過高分捕霧器去除夾帶的蠟沫，然后經水冷器冷卻后，進入循環氫分液罐。循環氫分液罐頂部出來的氫氣經過壓控卸人高壓瓦斯線。系統內介質為純度大于90％的氫氣，如有泄漏未及時發現并未進行隔離，遇火星將發生嚴重的爆炸事故。

　　(二)重點設備

　　1．石蠟加氫裝置的重點設備為新氫壓縮機。新氫壓縮機為裝置的心臟，保證反應系統的正常反應壓力及循環。如壓縮機發生故障，首先要關閉高分泄壓閥，保持系統壓力，緩慢降壓進行停工處理。防止壓力下降過快使催化劑及高壓設備受損。

　　2．裝置的重點控制閥為高分減壓閥。高壓分離器內分離的液相經過減壓自控閥進入低壓分離器再次進行氣液分離。由于高低分之間的壓差可達5．0—6．0MPa，因此要嚴格控制好高壓分離器液面，防止液面跑空造成氣相竄入低壓系統，而使低壓分離器超壓損壞，設備甚至發生爆裂事故。