糠醛精制装置停工吹扫措施及结果分析

　　

糠醛精制装置停工吹扫措施及结果分析

蔡承鹏^1* 居增男²

（1中国石油化工集团有限公司济南分公司，山东 济南 250014；2中国石油化工集团有限公司济南分公司，山东 济南 250014）

摘 要：糠醛精制装置是润滑油生产流程中的核心设备，但其自身存在管线直径粗、重油输送管线长，且加热炉炉管支路繁杂、U 型弯数量多等结构特点，导致装置历次停工吹扫作业难度居高不下，不仅影响吹扫效率，还对后续润滑油生产的连续性与稳定性造成显著阻碍。为解决这一难题，济南某炼厂2025年停工吹扫过程中采取一系列改进措施，本次停工吹扫针对性采用密闭分段吹扫、混合油置换、高压氮气退油、点炉吹扫炉管等组合式技术措施。作业全程严格落实 “不对天排、不对地放” 的环保与安全要求，最终检修阶段打开的设备及管线内部洁净度达标，无存油残留、无异味溢出，成功实现装置安全、绿色停工，全面满足当前环保法规及生产现场的环保管控标准，为后续装置检修与重启奠定了良好基础。本次糠醛精制装置吹扫形成的技术体系与实践经验，对炼油、化工领域内同属高粘度物料处理范畴的装置具有一定的借鉴意义。

关键词：糠醛精制；停工吹扫；环保安全；能耗优化

中图分类号：TQ

Measures and Result Analysis of Shutdown Purging for Furfural Refining Unit

Cai Chengpeng^1* Ju Zengnan²

(1 Sinopec Group Jinan Branch, Jinan 250014, Shandong Province, China;

2 Sinopec Group Jinan Branch, Jinan 250014, Shandong Province, China)

Abstract: The furfural refining unit is a core equipment in the lubricating oil production process. However, its structural characteristics—such as large-diameter pipelines, long heavy oil transportation pipelines, complex heating furnace tube branches, and a large number of U-bends—have made shutdown purging operations extremely challenging. This not only reduces purging efficiency but also significantly hinders the continuity and stability of subsequent lubricating oil production. To address this issue, a refinery in Jinan adopted a series of improved measures during its 2025 shutdown purging. Targeted combined technical approaches were implemented, including closed-section purging, mixed oil displacement, high-pressure nitrogen oil removal, and furnace ignition for tube purging. Throughout the operation, the environmental and safety requirements of "no emissions to the sky, no discharges to the ground" were strictly enforced. Ultimately, the internal cleanliness of the equipment and pipelines opened during the maintenance phase met the standards, with no residual oil or odor emission. This successfully achieved a safe and green shutdown of the unit, fully complying with current environmental regulations and on-site environmental control standards, and laying a solid foundation for subsequent unit maintenance and restart. The technical system and practical experience formed from this furfural refining unit purging provide valuable reference for similar units handling high-viscosity materials in the oil refining and chemical industries

Keywords: furfural refining; shutdown purging; environmental protection and safety; energy consumption optimization

引言

润滑油作为工业生产与交通运输领域的关键配套产品，其质量性能直接影响机械设备的运行效率、使用寿命与安全稳定性。糠醛凭借对润滑油馏分中理想组分与非理想组分的选择性溶解特性，成为溶剂精制工艺中应用最广泛的萃取剂，糠醛精制装置也因此成为润滑油生产企业的核心关键设备。糠醛精制是利用糠醛对润滑油馏分中的理想组分和非理想组分具有选择性溶解的能力，对油料进行抽提，将非理想组分及有害的物质抽出，达到脱除的目的。溶剂精制是润滑油生产过程中的一个重要步骤，在原油性质不变的情况下，润滑油基础油的粘温性能和抗氧化安定性主要取决于溶剂精制的效果^[1]。

随着环保法规的日益严苛与企业绿色生产理念的深入践行，工业装置停工过程的环保安全要求不断升级。糠醛精制装置停工吹扫作业作为衔接生产运行与设备检修的关键环节，其作业质量不仅关系到检修工作的顺利开展，更直接影响企业是否能够满足环保排放标准。然而，该类装置的结构复杂性与物料特性，导致吹扫作业长期面临效率低下、残留超标、能耗偏高、环保风险等突出问题。

济南某炼厂35万吨/年糠醛精制装置自 2012年投用以来，历经多次停工检修，吹扫作业中暴露出的物料残留、管线堵塞、排放超标等问题始终未能得到彻底解决。2025年停工检修前，企业结合历次作业经验与行业先进技术成果，对吹扫方案进行全面优化升级，采用多项创新技术措施，实现了吹扫作业的安全、高效、环保开展。本文通过对本次停工吹扫作业的难点、措施与成果进行系统性分析，为行业内同类装置的停工吹扫技术优化提供理论支撑与实践参考。

1. 装置概况

35万吨/年糠醛精制装置于2012年5月30日建成中交，2012年9月28日成功生产出合格产品。装置设计加工规模为35万吨/年，主要加工原料为减三线馏分油、减四线馏分油及轻脱沥青油，核心产品包括精制油、抽出油等，可完全满足后续加工装置的生产需求。

2. 吹扫难点分析

2.1系统内物料粘度大

糠醛精制装置处理的原料油与产物抽出油均具有显著的高粘度特性，这是导致吹扫作业难度大的核心因素。原料油中，减三线馏分油、减四线馏分油及轻脱沥青油的粘度指标均处于较高水平，具体数据如表1所示。

表 1 糠醛精制原料油性质

从表 1 数据可见，三种原料油均呈现高粘度特性。其中轻脱沥青油的粘度最为突出，80℃时运动粘度达53.54mm²/s，100℃时仍保持27.48mm²/s；即使是相对粘度较低的减三线馏分油，80℃和 100℃时的运动粘度也分别达到16.40mm²/s和9.246mm²/s。同时三种原料油凝点均不低于46℃，轻脱沥青油凝点更是超过50℃，高凝点进一步加剧了物料流动性差的问题，为吹扫作业带来初始阻力。

原料油经精制分离后，产品性质呈现显著差异，抽出油的粘度较原料油大幅升高，具体数据如表2所示。

表 2 减三、减四线产品性质

序号	名称	减三线		减四线
		精制油	抽出油	精制油	抽出油
1	密度（20℃)/(kg·m-3)	885.8	1009.0	889.6	1.027.0
2	运动粘度／(mm2/s)(80℃)	13.72	95.96	18.94	274.9
3	运动粘度／(mm2/s)(100℃)	8.150	33.54	10.83	74.85
4	凝点／℃	44	26	>50	28
5	残炭值／%	<0.05	0.10	0.05	1.44

表2数据显示，减三线抽出油80℃时运动粘度达95.96mm²/s；100℃时运动粘度为 33.54mm²/s。减四线抽出油的粘度表现更为极端，80℃时运动粘度高达274.9mm²/s，100℃时仍保持74.85mm²/s。抽出油粘度的大幅提升，使得吹扫过程中介质流动阻力显著增加，吹扫介质的携带能力被严重削弱，直接影响吹扫效果，成为本次停工吹扫的核心难点。

此外，物料在管线内长期流动过程中，部分重质组分易吸附在管壁形成结垢，进一步增加了吹扫难度。这些结垢物质与高粘度物料相互交织，形成顽固的残留层，常规吹扫方式难以彻底清除。

2.2 管线结构特性导致的吹扫效率问题

装置内管线的结构设计特点对吹扫作业效率产生显著影响，主要体现在以下两个方面：

一是管线直径粗大。装置内抽出油主管线、原料油进料主管线等关键管线的管径比较大，粗大的管径导致吹扫介质注入时，流量在较大的管道截面积上分散，流速急剧下降。根据流体力学原理，吹扫介质的携带能力与流速的平方成正比，流速不足使得吹扫蒸汽无法形成足够的动能，难以将管线底部的积液与管壁残留物料彻底带出，造成吹扫不彻底的问题，导致吹扫效果大打折扣。

二是管线布置复杂。装置内重油管线总长度较长，部分管线沿地面铺设，部分架空布置，散热面积大。吹扫蒸汽从一端注入后，在长距离输送过程中温度逐渐降低，压力不断损失，到达管线中段或末端时已无法维持有效吹扫所需的温度与压力条件，极易在低温区域形成新的凝结堵塞点。同时，长距离管线中存在多处弯头、阀门等局部阻力部件，进一步加剧了介质流动的不均匀性，形成吹扫盲区。

2.3 加热炉结构带来的特殊吹扫难题

加热炉作为装置的关键传热设备，其炉管结构复杂，是吹扫作业的重点与难点区域。该装置加热炉采用多路并联结构，这种结构特点导致吹扫过程中存在三大问题。一是，介质偏流现象严重。由于各支路炉管的阻力存在微小差异，吹扫介质易优先选择阻力较小的支路流动，导致部分支路流量充足，而其他支路流量不足，形成吹扫盲区。流量不足的支路中，吹扫介质无法形成足够的冲击力，残留物料难以被有效清除；二是，冷凝水积聚与水击风险。过气量少的支路中，蒸汽温度快速下降，易形成冷凝水积聚在U型弯底部。当后续调整蒸汽量时，高温蒸汽与低温冷凝水突然接触，易引发水击现象，对炉管造成冲击损伤，严重时可能导致炉管泄漏；三是，U型弯底部物料残留。炉管内大量的U型弯结构使得物料在正常运行过程中易在底部积聚，这些积聚的物料长期受高温影响，部分发生氧化聚合反应，形成顽固的沉积物，吹扫介质难以获得足够的动力将其彻底带出。

2.4精制油出装含醛

在装置停工置换过程中，为将系统内残留的糠醛溶剂向抽提塔（C-2）集中，以便后续统一回收处理，需逐步提高抽提塔的界位。本次停工初期，将抽提塔（C-2）界位逐步提升至 71%，虽实现了糠醛的有效集中，但也带来了新的技术问题。

过高的界位导致精制液在抽提塔内的沉降时间不足，沉降效果变差，使得抽提塔顶部的精制液中糠醛含量显著升高。当含醛精制液进入后续加热炉加热时，糠醛的存在导致炉管传热效率下降，炉出口温度快速降低，进而引发精制油出装含醛超标的问题。若含醛的精制油直接外送或储存，不仅会影响产品质量，还可能因糠醛的挥发性产生异味，造成环保污染。

3. 处理措施

3.1 停工油置换

停工初期，采用低粘度停工油置换系统内高粘度的原料油，降低初始吹扫难度。为保障萃取塔正常运行与平稳置换，先引入脱蜡油与抽出油的混合物进入装置，重点置换抽提塔顶部的高含蜡物料。待物料甩出抽提塔后，将停工油改为纯脱蜡油，进一步提高置换效率，为后续吹扫作业创造有利条件。

3.2 变压吹扫

整个吹扫过程采用变压吹扫方式，在介质泄放的瞬间产生高速射流和剧烈的压力波动，对管壁形成强大的剪切力和冲击力，能够有效将附着在管壁的重油剥离并带离。同时，高速气流还可将滞留在管线死角的杂质彻底清除，显著提升吹扫效果。

3.3 部分流程反向吹扫

针对糠醛装置抽出液回收系统换热器多为低进高出且布置在平台高处的特点，若按正向流程吹扫，存在较大位差，需消耗更长时间才能达到合格标准。本次吹扫对该部分流程采用自上而下的反向吹扫方式，充分利用物料自身重力作用，不仅减少了反复吹扫产生的废气量，直接降低末端处理压力，还避免了杂质飞扬导致的设备堵塞。实践表明，反向吹扫使该段流程的吹扫时间较上一周期缩短1天，有效降低了工作量并节约了蒸汽消耗。

3.4 新增吹扫集合管线，消除U型弯的影响

为解决加热炉弯管多、残留物料多的问题，在蒸汽吹扫前先引入高压氮气进行预吹扫。利用氮气将炉管内仍处于液态、流动性较好的大部分残留物料初步推出系统，减轻后续蒸汽吹扫的负荷；同时，氮气的使用可避免高温蒸汽直接与重油接触时可能引发的汽化或突沸现象。氮气预吹扫结束后，为防止吹扫蒸汽偏流，在各分支控制阀处分别引入吹扫蒸汽进行单独吹扫。此外，吹扫过程中需保持一定炉温，确保系统内残留物料的流动性，保障吹扫效果。

3.5 加热炉吹扫

为解决加热炉中弯管多、残留物料多的难题，在使用蒸汽吹扫前先引用高压氮气进行预吹扫，利用氮气先将炉管内仍处于液态、流动性较好的大部分残留物料初步推出系统，减轻后续蒸汽吹扫的负荷。同时，使用氮气可以避免高温蒸汽直接与重油接触时可能引发的汽化或突沸现象的产生。

当氮气预吹扫结束后，为防止吹扫蒸汽出现偏流的情况发生，在各分支控制阀出分别引入吹扫蒸汽各自吹扫。

还需要注意的是，吹扫加热炉时需要保持一定的炉温，从而保证系统内物料的流动性。

3.6 其他问题的解决措施

为解决精制油出装含醛的问题，可以及时增点精制液加热炉剩余火嘴。在发现炉出口温度下降后，及时增点精制液加热炉剩余的火嘴，提高加热炉的供热能力，确保炉出口温度稳定在 220℃-230℃之间，保障糠醛的有效分离。同时，精制油改循环操作。在精制油含醛超标的情况下，及时将精制油外送流程改为循环流程，待采样分析显示精制油不含醛，再恢复精制油外送。

4. 吹扫成果分析

4.1. 吹扫效果更优

本次糠醛精制装置检修吹扫前，充分复盘历次吹扫难点，通过制定针对性解决对策、合理规划吹扫节点、技改完善吹扫流程，采用变压吹扫、部分流程反向吹扫等多元措施，成功实现吹扫效果的显著优化。检修时打开的设备及管线内部洁净，无存油残留、无异味散发，完全满足检修作业要求。

图 1原料油-精制油换热器E-1/1管束抽出后照片

4.2. 吹扫时间更短

此次糠醛装置于2025年4月1日8:37引G-314停工混合油进装，装置进入停工阶段，并于2025年4月11日通过停工检修条件确认，正式交付检修。对比 2021 年停工大检修数据（2021年2月 19日进入停工阶段，3月2日完成停工条件确认，历时11天），本次吹扫作业时间缩短了1天，降幅约9.1%。吹扫时间的缩短不仅减少了停工期间的能源消耗与人力成本，还为后续检修工作争取了更多时间，确保装置能够按时重启运行。

4.3. 能耗更少

物料名称	2021年用量	2025年用量	用途	性质要求
G-319内停工油	132t	-	置换系统内凝点物料	HVⅡ6 脱蜡油+减二线抽出油
G-313内停工油	210t	-	置换系统内凝点物料	HVⅡ6 脱蜡油
G-314内停工油	-	100t	置换系统内凝点物料	HVⅡ6 脱蜡油+减二线抽出油
G-307内停工油	-	256t	置换系统内凝点物料	HVⅡ6 脱蜡油
1.0MPa蒸汽	1803t	959t	设备管线吹扫及蒸汽置换	/
循环水	83102t	85593t	冷却吹扫物料	/
瓦斯	20t	19t	精馏液、抽出油系统加热	/

表 3 2021及2015年停工能耗表

通过上表可以看出，用于设备管线吹扫及蒸汽置换的1.0MPa 蒸汽用量从2021年的 1803t降至2025年的959t，降幅约46.8%；用于精馏液、抽出油系统加热的瓦斯用量从20t略减至19t；仅用于冷却吹扫物料的循环水用量从83102t 微增至85593t，整体呈现出显著的能耗降低趋势。

5. 结语

在本次糠醛精制装置停工吹扫作业中，通过系统性实施密闭分段吹扫、混合油置换、高压氮气退油、点炉吹扫炉管等多元化组合措施，全程严格恪守 “不对天排、不对地放” 的环保与安全准则。最终检修阶段打开设备及管线后，内部呈现出洁净无残留的状态，既无存油堆积，也无异味散发，不仅圆满达成安全、绿色的停工目标，充分满足当前严苛的环保要求，同时与上一次装置停工吹扫相比，还实现了双重优化，吹扫作业总时长显著缩短，各类能耗物料（如蒸汽、瓦斯等）的消耗量也明显降低，整体作业效率与资源利用效率均得到大幅提升。

本次停工吹扫作业的成功实践，技术可复制性强，对炼油、化工领域内同属高粘度物料处理范畴的装置（如渣油加氢装置、沥青生产装置、煤焦油加工装置、润滑油加氢装置等）具有借鉴意义。本次采用的组合式吹扫技术、加热炉专项吹扫技术等均具有较强的通用性，可根据不同装置的结构特点与物料特性进行适当调整后推广应用；同时，通过技术优化实现了吹扫时间缩短、能耗降低，可为企业节约大量生产成本，提高经济效益；另外，本次实践形成的环保与安全一体化管控模式，可为企业满足日益严苛的环保法规要求提供有效借鉴，助力行业实现绿色安全发展。

参考文献

[1] 羊依智。糠醛精制在基础油生产中的作用和地位[J]. 润滑油，2005, 20 (2): 34-39.

[2] 王军。糠醛精制装置停工吹扫技术优化 [J]. 石油化工应用，2020, 39 (08): 123-126.

[3] 李建明。糠醛装置环保停工技术研究与应用 [J]. 化工环保，2021, 41 (03): 365-369.

[4] 张宏。润滑油糠醛精制装置工艺优化探讨 [J]. 化工技术与开发，2022, 51 (05): 68-71.

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