柴油低温流动改进剂在油品调和上的应用

2013-08-15张富强王万里

河南化工 2013年15期

张富强，王万里

(延长石油集团延安炼油厂，陕西延安 727406)

随着石化技术的不断进步，柴油凝固点和95%的干点指标得到了显著提升，特别是等95%的干点还有很大的改进空间。但是，将其进行深拔处理后，柴油凝固点和冷滤点却又达不到制定值。为妥善解决这个技术问题，本文尝试使用柴油低温流动改进剂来改善深拔柴油的凝固点和冷滤点。试验表明，通过在柴油中添加柴油低温流动改进剂，能够显著提升柴油低温流动性，在此基础上可以提高蒸馏塔的切割点，增大柴油蒸馏点，这样可以有效提高柴油分组机的工作效率，提高柴油提炼值;也可以选择改进柴油的质量。经过试验证明，国产柴油低温流动改进剂能够有效降低柴油凝固点，但是对低冷滤点的降低却没有明显作用。冷滤点是指柴油使用过程中的最低温度，这是衡量柴油性能的主要指标，因此只有能够显著降低柴油冷滤点的改进剂才具有利用价值。

1 低温流动改进剂的作用机理及影响因素

图1 蜡单晶增长的方向示意图

通常柴油中的正构烷烃含量15% ～30%，而当柴油被冷却时，2%左右的正构烷烃析出便能使柴油凝固，柴油黏度会随温度下降而上升，温度达到降低值时柴油流动性会彻底失去，就成为凝固状。这是因为在柴油内含有蜡成分，当柴油黏度增大到一定值时，柴油中的石蜡烃，其具有特殊的分子排列，主要结构见图1，蜡晶会向X、Y轴方向快速生长，迅速形成片状结晶体。这些结晶物通过分子吸引力相互聚集在一起，从而形成多维网状形态，熔点被降低的柴油分子被吸附在其三维空间内，让柴油流动性丧失。因此，一旦柴油温度下降时，其凝固是蜡结晶和油品自身的黏度共同作用下的结果，而其中蜡结晶起了主要作用。在向柴油中加入低温流动改进剂后，改进剂分子与蜡晶网状相接触(如图2所示)，并且会影响蜡结晶的运动方向，促使其朝着Y轴方向单向成长;陕北轻质原油在使用柴油低溫流动改进剂进行作用时，改进剂分子在蜡晶表面吸附，可以防止蜡晶粒相互粘连。这就会对蜡结晶的结构和形状产生影响，使其内部分子呈均匀分散状，而不会再形成三维立体结构，因此能够有效提升柴油的流动性，改善凝固点和冷滤点指标［1，2］。

图2 改进剂对蜡单晶增长方向的影响示意图

从前面的分析可以得知，影响柴油低温流动改进剂性能的因素主要有:柴油蒸馏点的高低、柴油中石蜡烃分子分布结构、柴油中碳链分布均匀度、改进剂在柴油中的均匀分散效果、改进剂中的杂质占比、柴油的纯度高低等。这些因素的相互作用同样能改变柴油低温流动改进剂的性能。

2 柴油低温流动改进剂的筛选和使用

2.1 柴油低温流动改进剂的筛选

柴油低温流动改进剂存在明显的品质差别，因此要通过筛选来找出最合适的一款油品，以最大程度满足炼油厂柴油型号低温流动改进的需要，从而将柴油低温流动改进剂的效果发挥到最佳状态，实现柴油使用效率的最优化。实践证明，良好的柴油低温流动改进剂能够有效提升柴油流动性效果，产生巨大的经济效益。因此，必须高度重视柴油低温流动改进剂的筛选工作。主要筛选数据见表1。

表1 柴油低温流动改进剂的数据选择

从表1可以得知，四种备选柴油低温流动改进剂对改善柴油的油品和流动性具有明显的效果差别，四种改进剂中，D型产品具有最佳效果。从此次筛选结果来看，D型改进剂在凝固点+1℃、冷滤点+1℃的调和柴油中加入300 μg/g，可以将柴油的冷滤点降低2.5℃。

2.2 柴油低温流动改进剂的工业应用

文章选取了D型柴油低温流动改进剂作为试验用剂，并从延安炼油厂提取了柴油样品作为试验样本，将D型柴油低温流动改进剂加入其中，再测试加入改进剂后的重油指标，具体试验数据见表2。

表2 柴油低温流动改进剂的工业试验数据

在此次工业应用试验期间，延安炼油厂先后提炼和加工了多种原油品种，例如海风油、阿加多尼曼油、管丰油、德卡、菲尼重油以及美林等混合油品。从此次添加效果分析来看，它对于延安炼油厂采用的原油具有很好的效果，能够有效降低冷滤度，加剂量越大，冷凝点降低越多，其稳定性俱佳。在添加不同剂量的前提下，D型柴油低温流动改进剂都可以达到预期效果，具有良好的应用价值，适用范围比较广泛，特别是在改进冷滤点指标方面，D型柴油低温流动改进剂比其他改进剂具有更突出的表现。

2.3 柴油低温流动改进剂应用的经济效益评估

从前面的试验分析结果可以看出，D型柴油低温流动改进剂在改善柴油凝固点和冷滤点指标具有良好的效果。为了更好的改善柴油综合性指标，提高D型柴油低温流动改进剂的使用效果，同时提高柴油的稳定性，可以事先提高柴油馏分的干点，有效拓展柴油馏分油的馏程分布值，使其质量达到0#和－10#柴油的指标要求。表3是加入D型柴油低温流动改进剂后，－10#柴油综合指标情况。

在国际原油市场上，柴油价格屡创新高，而通过在柴油中加入柴油低温流动改进剂，可以有效提升柴油的利用效率，收到良好的经济效益。有学者研究发现，在普通蒸馏油中加入适量的柴油低温流动改进剂，生产出来的柴油品质可达到0#和～10#柴油标准，轻质油燃值平均提高4.5%，干点提髙10℃以上。从经济效益看，假设柴油低温流动改进剂价格为每吨30000元，加剂量标准为100300 μg/g，按照这个添加标准每吨柴油只需38元的成本，而提高柴油利用效率带来的经济效益远比这个成本高得多，经济效益十分明显。