【正文】 0 噸／年 （ 4）工廠廠址：海南省洋浦開發(fā)區(qū) （ 5） 原料 油 來 源： 海南煉化 廠減壓直餾油和渣油等。 （ 6）生產(chǎn)天數(shù)：全年生產(chǎn) 320 天（全天候） 當?shù)貧夂驐l件： （來自 海口 市氣象局資料 ） 溫 度 最高溫 溫 39℃ 最低溫度 11℃ 平均溫度 ℃ 濕 度 最高濕度 92% 平均濕度 % 水 溫 河水（ 1 米） 最高 30℃ 最低 10℃ 自來（飲用）水 最高 30℃ 最低 10℃ 深井水 平均 18℃。 風頻率 年平均風速： m/s 降水量 mm/s 風 向 東南風和東 北 風 設計 指導思想 以 課題 設計任務書為依據(jù)，通過文獻檢索、 全面 收集資料， 參照 成功經(jīng)驗和最新科研成果， 在綜合分析比較的基礎上，搏眾家之長，選擇合適設計方案。貫徹節(jié)省基建投資，充分重視技術(shù)先 進，降低工程造價等思想，從節(jié)約能源和降低原料消耗，創(chuàng)較高經(jīng)濟效益等角度出發(fā)，以“工藝先進、技術(shù)可靠、系統(tǒng)科學、經(jīng)濟合理、安全環(huán)?！睘?設計 原則，同時在“三廢” 治理 方面，充分重視環(huán)保防污、科學生產(chǎn)和提高社會效益為原則進行設計，盡量采用本地原料、定型設備、節(jié)省能耗方案，生產(chǎn)高 產(chǎn)量高 質(zhì)量的 精制油 。 年產(chǎn) 1000000 噸潤滑油白土精制工藝設計 8 設計范圍 本課程設計的主要內(nèi)容為： （ 1） 生產(chǎn)方法說明， 工藝流程設計及論證， （ 2）工藝技術(shù)參數(shù)設計論證； （ 3）物料衡算、熱量衡算； （ 4）主要與設備設計 與 選型； （ 5） 設計 繪圖； （ 6）“三廢”治理和綜合利用 ； （ 7） 經(jīng)濟效益核算分析 ； 設計重點 設計重點： 白土精制 工藝流程設計 與論證 ； 物料衡算、熱量衡算 ； 蒸發(fā)塔的 設計 及 選型 。 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品執(zhí)行質(zhì)量標準 生產(chǎn)規(guī)模 年產(chǎn) 潤滑精制油 150000 噸， 按年 320（全天候）工作日計， 即每天 生產(chǎn) 噸。 產(chǎn)品執(zhí)行質(zhì)量標準 產(chǎn)品： 內(nèi)燃機油精制油 ；產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行標準按： 內(nèi)燃機油的粘度分類 標準執(zhí)行《 GB/T 149061994》 見 表 11 所示。 表 11 內(nèi)燃機油的粘度分類 《 GB/T 149061994》 [1] 粘度等級號 低溫粘度， ≯ 邊界泵送溫度， ℃ ≯ 運動粘度（ 100℃ ）， mm2/s ≮ 0W 3250(30℃ ) 35 5W 3500(25℃ ) 30 10W 3500(20℃ ) 25 15W 3500(15℃ ) 20 20W 4500(10℃ ) 15 年產(chǎn) 1000000 噸潤滑油白土精制工藝設計 9 25W 6000(5℃ ) 10 ，小于 20 － － ，小于 30 － － ，小于 40 － － ，小于 50 － － ，小于 60 － － 生產(chǎn)車間組織 本工藝實行車間、工段、班組三級組織。 全天候生產(chǎn) ，每日三班，每班 8小時連續(xù)生產(chǎn)。 工作制度 全年生產(chǎn) 320 天（全天候）， 其余時間為 設備維修檢修、員工技能培 訓 。 產(chǎn)量方案 設計 本設計針對大規(guī)模高產(chǎn)量的 潤滑油 生產(chǎn)提出合乎科學又切實可行的方案及具體措施，并對其做出科學論證。 2. 生產(chǎn)方法 確定 潤滑油 簡介 潤滑油一般由基礎油和添加劑兩部分組成?；A油是潤滑油的主要成分，決定著潤滑油的基本性質(zhì)，添加劑則可彌補和改善基礎油性能方面的不足，賦予某些新的性能，是潤滑油的重要組成部分。 基礎油 潤滑油基礎油主要分礦物基礎油及合成基礎油兩大類。礦物基礎油應用廣泛，用量很大（約 95%以上），但有些應用場合則必須使用合成基礎油調(diào)配的產(chǎn)品，因而使合成基礎油得到迅速發(fā)展。 礦 油基礎油由原油提煉而成。潤滑油基礎油主要生產(chǎn)過程有：常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、溶劑精制、溶劑脫蠟、白土或加氫補充精制。 1995 年修訂了我國現(xiàn)行的潤滑油基礎油標準，主要修改了分類方法，并增加了低凝和深度精制兩類專用基礎油標準。礦物型潤滑油的生產(chǎn)，最重要的是選用最佳的原油。 年產(chǎn) 1000000 噸潤滑油白土精制工藝設計 10 礦物基礎油的化學成分包括高沸點、高分子量烴類和非烴類混合物。其組成一般為烷烴（直鏈、支鏈、多支鏈）、環(huán)烷烴（單環(huán)、雙環(huán)、多環(huán)）、芳烴（單環(huán)芳烴、多環(huán)芳烴）、環(huán)烷基 芳烴以及含氧、含氮、含硫有機化合物和膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等非烴類化合物（ 見 附表）。 添加劑 添加劑是近代高級潤滑油的精髓，正確選用合理加入，可改善其物理化學性質(zhì)，對潤滑油賦予新的特殊性能，或加強其原來具有的某種性能，滿足更高的要求。根據(jù)潤滑油要求的質(zhì)量和性能，對添加劑精心選擇，仔細平衡，進行合理調(diào)配，是保證潤滑油質(zhì)量的關鍵。一般常用的添加劑有：粘度指數(shù)改進劑，傾點下降劑，抗氧化劑，清凈分散劑，摩擦緩和劑，油性劑，極壓劑，抗泡沫劑，金屬鈍化劑，乳化劑，防腐蝕劑，防銹劑，破乳化劑。 潤滑油白土補充精制 裝置是潤滑油基礎生產(chǎn)的最后一道工序，它的加工質(zhì)量好壞直接影響到高檔潤滑油生產(chǎn)，也關系到潤滑油生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，所以在潤滑油系統(tǒng)中占有重要地位。白土補充精制在潤滑油加工中的作用主要是在 一定的溫度和時間下，潤滑油料同定量的白土混合，處理各種溶劑精制和溶劑脫蠟潤滑油料，以物理吸附方式脫除原料中少量的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、環(huán)烷酸、磺酸、氧氮硫化合物等極性物質(zhì)、機械雜質(zhì)等非理想組分，然后白土與油過濾分離，得到高質(zhì)量的潤滑油基礎油。 白土精制原理 白土精制是一種物理吸附過程，白土作為吸附劑，它具有較強的選擇吸附性，依靠它的活性表面有選擇地吸附油、蠟中的極性物質(zhì)（如膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等物質(zhì)），而對油、蠟的理想組分則不吸附，從而達到除去油、蠟中不理想物質(zhì)的目的，使油、蠟得到精制。白土精制就是用活性白土在一定 溫度下處理油料，降低油品的殘值及酸值（或酸度），改善油品的顏色及安定性。 白土組成 白土是一種結(jié)晶或無定型物質(zhì)，它具有許多微孔，形成很大的表面積。白土有天然的和活性的兩種。天然白土就是風化的長石?；钚园淄潦菍淄劣?%~15%的稀硫酸活化、水洗、干燥、粉碎而得。它的比表面可達 450 ㎡ /g，其活性比天然白土大 4~10 倍。所以工業(yè)上多采用活性白土。其主要化學成份是硅年產(chǎn) 1000000 噸潤滑油白土精制工藝設計 11 酸鋁，化學理論式： H2Al2(SiO3)4 nH2O。另外，還有少量的氧化鐵、氧化鎂等（見表 21）。在白土精制條件下，白土對膠質(zhì)和瀝青質(zhì) 的分子量越大，越容易被吸附。氧化物和硫酸酯也容易被吸附。在烴類中，吸附順序是：芳香烴〉環(huán)烷烴〉烷烴。 表 21 白土的化學組成 [1] 組成， % 天然白土， % 活性白土， % 水分 24~30 6~8 SiO2 54~68 62~63 Al2O3 19~25 16~20 Fe2O3 ~ ~ CaO ~ ~ MgO ~ ~ 活性白土的主要指標是活性度、脫色率、水分和顆粒度。 白土的活性度是用中和 100 克白土試樣所消耗的 溶液的毫升數(shù)來表示。它是判斷白土對極性物質(zhì)吸附能力的一項重要指標。白土活性度越大，吸附能力越強。吸附能力越強，則對油品的脫色能力也越好。 白土的水分也會影響到它的吸附性能，白土含適量的水分其吸附能力較強。過度干燥的白土吸附能力很低，甚至完全喪失活性。因為在高溫接觸精制過程中水分蒸發(fā)，白土孔隙不再含水而有獨特的吸附性能。除次之外 ，高溫接觸精制過程中所生成的水蒸汽，使脫蠟油與白土的攪拌加強，從而增加白土與油的接觸機會，使精制效果加強。白土含水過多會造成白土 貯運、輸送、下料困難，嚴 重時在精制過程中，吸附能力降低，導致白土沉降造成容器、管線堵塞。 顆粒度是表示 白土的破碎程度，即在篩網(wǎng)上，每 25 毫米長度上的篩孔數(shù)表示。目前裝置所采用白土的粒度為 200 目通過 90%。當白土顆粒太大，每克白土的表面積減少，吸附能力降低，且白土容易沉降，白土不能充分利用 。但白土顆粒過小時，會造成過濾難度增加，同時廢白土含油量增加，降低了產(chǎn)品收率。 年產(chǎn) 1000000 噸潤滑油白土精制工藝設計 12 表 22 白土主要指標 [1] 白土精制 方法 潤滑油原料經(jīng)過溶劑精制、溶劑脫蠟、和溶劑脫瀝青工藝處理后，其質(zhì)量已基本達到要求，但所得油品中還含有少量未分離掉的溶劑，以及因回收溶劑被加熱而生成的大分子組合物、膠質(zhì)等，這些雜質(zhì)的存在，影響油品的安定性、顏色和殘?zhí)恐档?。為了除去這些雜質(zhì)，需要對潤滑油進行補充精制，白土精制是廣泛采用的一種精制方法。 隨著加氫補充精制技術(shù)的發(fā)展，國外潤滑油的加工已大部分采用加氫精制，但加氫后的精油存在光安定性差及凝固點回升的問題，由于白土精制裝置 有投資少、精油光安定性好等優(yōu)點，使白土精制裝置仍有較強的生命力。 白土精制方法有滲透法和接觸法兩種。滲透法把顆粒白土裝在立式罐內(nèi)，油慢慢滲透，當白土活性 下降到一定程度后就切換到另外的罐中。廢白土可以燒去吸附的物質(zhì)再行使用。該法效率太低，一次投資太大，油料損失大，故大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中已不見用。 目前比較廣泛使用的白土精制方法是接觸法。該法主要用于各種潤滑油的最后精制，工業(yè)上常稱白土補充精制。它是將白土和油混成漿狀，通過加熱爐加熱到一定的溫度，并保持一定的時間，然后濾出精制油。這也是本次設計所采用的白土精制方法。 設計 接觸 法流程 白土精制 “ 接觸法 ” 工藝流程簡圖見圖 1 所示： 名稱 指標 脫色率， % ≥90 游離酸， % ≤ 活性度（ 20~25℃ ）， ≥210 粒度（通過 200 目篩）， % ≥90 水分， % ≤ 年產(chǎn) 1000000 噸潤滑油白土精制工藝設計 13 圖 1 白土精制接觸 法工藝流程簡圖 白土 精制 “ 接觸法 ”工藝主要 過 程為： 混合、加熱、蒸發(fā)、過濾四個工序。 工藝流程說明 潤滑油原料換熱升溫至 90℃后與白土進行攪拌混合并加熱至 180260℃ ， 進入蒸發(fā)塔負壓蒸發(fā) ， 蒸發(fā)塔底油經(jīng)換熱至 130℃后 ， 進行二級過濾，所得成品油送至 精制 油罐 區(qū) 。 具體工藝流程為： 原料油灌 →泵 301（ 30 304）→換 304/1（管程）→換302（外管）→容 302/1→泵 305（ 30 304）→爐 301→塔 301→泵 307（ 308）→換 302（內(nèi)管）→換 303（內(nèi)管）→機 301/1～ 3→容 306→泵 309（ 311）→機302/1～ 3→塔 302→泵 310/→換 304/1（殼程）→換 304/2（內(nèi)管）→精制油灌 參考 CAD 圖紙Ⅰ：帶控制點的工藝流程圖 真空系統(tǒng) T101 頂部汽態(tài)物冷卻后進入 R103， R103 頂部用水噴射真空泵抽真空， T102頂部分離的水分、微量溶劑經(jīng) R104/2 底部流入 廢油罐 R106。 輔 助系統(tǒng) 瓦斯自系統(tǒng)來→瓦斯罐 R112→瓦斯控制閥→加熱爐各火嘴。 新水經(jīng)新水表一股去冷卻器 H103，一股進入泵房作機泵冷卻水。 空氣自系統(tǒng)管架進入機泵、板機掃線，空氣與蒸汽在樓上 自動板框過濾 機前混合罐 加熱 爐 吹氣 白土 抽真空 二過濾 蒸發(fā) 塔 一過濾 精制油 原料 油 年產(chǎn) 1000000 噸潤滑油白土精制工藝設計 14 互串。儀表用風自系統(tǒng)來，直接進入各儀表用風點 。 本工藝流程特點： 工藝流程短，物料循環(huán)使用，生產(chǎn)效率高。 工藝操作 條件 確定 白土精制的主要操作條件為白土用量、精制溫度、接觸時間等。 影響操作條件的主要因素是原料和白土性質(zhì)。如果原料在前幾個加工過程中處理不當，精制深度不夠，含溶劑太多等，這些都會增加白土精制的困難 。一般說，原料越重，粘度越大及產(chǎn)品質(zhì)量要求越高，操作條件就越苛刻，而當白土活性高以及顆粒度和含水量適當時，在同樣操作條件下，產(chǎn)品質(zhì)量會更好。 白土用量 原料和白土性質(zhì)確定后，一般白土用量越大產(chǎn)品質(zhì)量就越好，但油品質(zhì)量的提高和白土用量并非成正比，即當白土用量提高到一定程度后，產(chǎn)品質(zhì)量的提高就不顯著了。在保證精制深度的前提下，白土用量要盡量少 （見表 31） 。因為白土用量過多一則浪費；二則對不加抗氧化添加劑的一般產(chǎn)品會因精制過度而將天然的抗氧化劑 — 少量膠質(zhì)、瀝青質(zhì)完全除掉，使油品安定性降低；三則降低潤 滑油的收率。另外對操作也有影響，降低過濾速度，增加循環(huán)泵的磨損，白土還會在加熱爐管內(nèi)沉降，堵塞管線，嚴重時還會使油局部過熱裂化結(jié)焦。 表 31 潤滑油白土補充精制時白土用量 [1] 原料油 白土用量， % 機械油 2～ 4 內(nèi)燃機發(fā)動機油 1～ 3 變壓器油 3～ 5 汽輪機油 10～ 15 真空泵油 10～ 15 殘渣潤滑油 15～ 25 精制溫度 為了使非理想組分能很快地全部吸附在白土活性表面上，要求這些分子能快速運動，以增加與白