柴油冷滤点不合格的原因分析与措施

刘 彬，李 林，叶晓明

(中国石油兰州石化分公司，兰州 730060)



柴油冷滤点不合格的原因分析与措施

刘 彬，李 林，叶晓明

(中国石油兰州石化分公司，兰州 730060)

冷滤点是衡量柴油低温性能的重要指标，最为接近柴油实际的最低使用温度。对中国石油兰州石化公司炼油厂2015年2套柴油加氢装置精制柴油冷滤点受到原油结构变化影响而出现的阶段性偏高问题进行了分析研究，通过大量数据统计与分析后，采取了降低常减压蒸馏装置常三线油95%馏出温度和对减压塔塔顶油进行脱蜡的措施，优化了柴油加氢装置的原料组成，最终有效地降低了精制柴油的冷滤点，为储运厂成品柴油合格出厂创造了有利条件。

柴油 冷滤点 原料组成 脱蜡加工

中国石油兰州石化分公司炼油厂加工原油主要以长庆、青海、南疆、北疆、吐哈、哈萨克等原油为主，2015年以来，原油配置中长庆、青海等石蜡基原油比例上升，受此变化影响，常减压蒸馏直馏重柴油组分的冷滤点上升4～5 ℃，造成炼油厂自2015年4月起，2套柴油加氢装置精制柴油冷滤点逐步上升，对储运厂成品柴油冷滤点调合造成影响。表1为2015年1—8月2套柴油加氢装置冷滤点统计结果。由表1可见：1.2 Mta柴油加氢装置自2015年6月起，冷滤点均值上升2.9 ℃；3.0 Mta柴油加氢装置自2015年4月起，冷滤点均值上升4.5 ℃；2套柴油加氢装置自2015年6月起，冷滤点均值已超出0号柴油出厂指标(4 ℃)，必须由储运厂加入降凝剂或掺入喷气燃料组分进行调合，在增加调合成本的同时，对喷气燃料市场供应也造成影响。为有效解决上述问题，要求炼油厂必须进行内部柴油生产优化，以保证柴油半成品冷滤点率先达标。

表1 2015年2套柴油加氢装置冷滤点统计结果

1 柴油冷滤点上升的原因分析

柴油加氢装置主要是脱除柴油中的硫、氮、氧、重金属等杂质[1-4]，反应过程对精制柴油的冷滤点的影响较小，因此降低精制柴油的冷滤点必须从降低柴油加氢装置原料冷滤点入手考虑。

1.1 炼油厂柴油组分冷滤点考察

柴油冷滤点主要与柴油组分的性质有关，针对精制柴油冷滤点居高不下的问题，对炼油厂各柴油组分进行了冷滤点考察，表2为2015年8月的两组典型数据，表3为炼油厂各柴油组分比例。由表2可见：由于炼油厂5.0 Mt/a常减压蒸馏装置主要加工长庆、青海等石蜡基原油，其减压塔塔顶重柴油组分因馏程高、蜡含量高，所以冷滤点最高，对储运厂柴油冷滤点调合影响最大，不适宜作为柴油加氢装置原料；2套常减压蒸馏装置常三线油冷滤点较高，是影响成品柴油冷滤点调合的又一关键因素。由表3可见，炼油厂高冷滤点组分，即5.0 Mt/a常减压蒸馏常三线油与减压塔塔顶油(简称减顶油)、5.5 Mt/a常减压蒸馏常三线油与减一线油，总比例达到34.73%。

1.2 炼油厂柴油加工情况

炼油厂常规的柴油加工方案，以2套柴油加氢装置的设计加工要求与各柴油组分硫含量情况为制定依据，1.2 Mt/a柴油加氢装置主要加工催化裂化柴油，3.0 Mt/a 柴油加氢装置主要加工直馏柴油、焦化柴油。表4为炼油厂柴油加工统计数据。由表4可见，2套柴油加氢装置加工的原料中都含有高冷滤点柴油组分。所以，当原油性质发生变化时，2套装置精制柴油的冷滤点都将受到影响。

表2 炼油厂柴油组分冷滤点分析结果

表3 炼油厂各柴油组分比例

表4 炼油厂柴油加工统计数据

1.3 对于降低柴油冷滤点的分析

冷滤点表示柴油通过发动机供油系统时能造成滤网堵塞的最高温度，是表征柴油低温使用性能的重要指标[1]，在实际使用中冷滤点相比凝点显得更为重要。柴油凝固是由于组成中含有一定比例的蜡(即长链正构烷烃)，随着温度的降低，蜡会逐渐析出形成蜡晶，使油品失去流动性，逐步呈现凝固状态[1]。因为柴油加氢反应过程不影响冷滤点，因此降低柴油冷滤点必须从其它方面入手考虑，以下为常用的降低柴油冷滤点的措施。

1.3.1 对高冷滤点柴油原料组分加工比例进行实时调整 如柴油产品冷滤点超高时，可将高冷滤点柴油原料组分改进罐区暂时储存，待具备条件后再提高其加工比例，此项措施为短期措施，长期实施会影响柴油生产平衡。

1.3.2 降低直馏重柴油95%馏出温度 此项措施为最直接有效地降低柴油冷滤点的措施，根据炼油厂收集的数据，直馏重柴油95%馏出温度每下调5 ℃，冷滤点可降低1～2 ℃。但是降低直馏重柴油95%馏出温度会造成常减压蒸馏装置减压塔上部负荷增加，影响装置加工负荷和减压侧线润滑油原料的质量调整；同时减压蜡油中柴油组分比例上升后，会影响到下游的重油催化裂化装置，柴油组分与催化裂化原料混合后进入提升管反应器，接触高温催化裂化催化剂后，会优先进行反应，占据催化剂活性中心，影响重油的裂化，最终造成反应-再生系统烧焦负荷上升，另一方面直馏柴油重复加工，会增加加工成本与加工损失。

1.3.3 与常一线油即喷气燃料组分调合 与常一线油调合可对高冷滤点柴油组分进行稀释，但是不能从根本上解决蜡析出的问题，实际操作过程中发现降冷滤点的效果有限，同时用过多的常一线油调合柴油，会影响喷气燃料市场供应。

1.3.4 加注降凝剂 降凝剂可破坏或改变蜡结晶功能，可有效降低凝点，但是对于不同组分的柴油，因降凝剂自身的感受性不同，其降冷滤点性能差异较大[5]；另一方面，加注降凝剂，会增加调合成本。

1.3.5 对低温性能最差的直馏重柴油组分进行脱蜡加工 此方法需要增设柴油脱蜡工艺，经脱蜡后的直馏重柴油凝点与冷滤点大幅下降，相比焦化柴油与催化裂化柴油又具有较高的十六烷值，是优质的低凝柴油原料组分。

2 优化措施实施情况与效果

根据分析研究结果，考虑采取直馏重柴油95%馏出温度的压调与石蜡基直馏重柴油的脱蜡加工两项措施来降低冷滤点。

2.1 压调2套常减压蒸馏装置常三线油95%馏出温度

根据柴油加氢精制柴油冷滤点情况，实时对2套常减压蒸馏装置常三线油95%馏出温度进行调整，调整范围控制在355～375 ℃。

第三套溶剂脱蜡装置原有的设计加工方案包括减一线油与溶剂精制减二线精油、减三线精油、减四线精油共计4种方案。由表5可见，因5.0 Mta常减压蒸馏减顶油与减一线油性质相近，溶剂脱蜡装置可按照原有的减一线油方案组织试生产，采用一段脱蜡工艺，将原料中的蜡组分加以分离，减顶油经脱蜡加工后，再作为柴油加氢装置的原料。2015年8月下旬，第三套溶剂脱蜡装置开始对5.0 Mta常减压蒸馏减顶油进行脱蜡加工试生产，冷滤点由+15 ℃降至-10 ℃以下，降幅达到25 ℃。

表5 5.0 Mta常减压蒸馏减顶油的性质

表5 5.0 Mta常减压蒸馏减顶油的性质

项 目溶剂脱蜡装置加工减一线油方案指标5.0Mt∕a常减压蒸馏减顶油减一线油馏程∕℃ 初馏点实测254.0260.0 50%℃实测330.5357.3 90%实测358.0369.5 95%实测370.0378.5闪点(闭口)∕℃≥150128.5154.0凝点∕℃实测17w(S)∕(μg·g-1)实测706

表6为溶剂脱蜡装置2015年8月25日至12月的物料平衡数据。由表6可见，溶剂脱蜡装置加工减顶油，加工量可控制在27 th以上，去蜡柴油收率达到65%以上。5.0 Mta常减压蒸馏减顶油经脱蜡后掺入3.0 Mta柴油加氢原料，脱出的蜡膏全部掺入催化裂化原料。目前装置减顶油加工连续稳定运行，脱蜡柴油凝点稳定控制在-15 ℃以下，冷滤点稳定控制在-10 ℃以下。

表6 溶剂脱蜡装置2015年8月25日至12月的物料平衡数据

2.3 优化后效果

经过以上两项措施组合实施后，炼油厂精制柴油冷滤点控制达到调合要求，油品储运厂成品柴油冷滤点实现连续稳定合格。表7为溶剂脱蜡装置加工5.0 Mta常减压蒸馏减顶油前后精制柴油冷滤点数据统计结果。由表7可见，2015年9月以后，2套柴油加氢装置精制柴油冷滤点平均值分别下降1.8 ℃与1.5 ℃，均值低于指标值，成品柴油冷滤点超高的问题得到有效解决。

表7 5.0 Mta常减压蒸馏减顶油脱蜡前后的精制柴油冷滤点数据统计结果

表7 5.0 Mta常减压蒸馏减顶油脱蜡前后的精制柴油冷滤点数据统计结果

项 目平均值最小值最大值1.2Mt∕a柴油加氢精制柴油冷滤点∕℃ 2015-06—2015-083.8-1.08.0 2015-09—2016-062.0-4.08.03.0Mt∕a柴油加氢精制柴油冷滤点∕℃ 2015-06—2015-084.8-5.08.0 2015-09—2016-063.3-1.06.0

3 结 论

柴油加氢反应过程对精制柴油的冷滤点影响较小，因此降低精制柴油的冷滤点必须降低其原料冷滤点。中国石油兰州石化分公司炼油厂各柴油组分中直馏重柴油组分冷滤点最高，是导致柴油加氢装置精制柴油冷滤点超高的直接原因，其中石蜡基直馏重柴油冷滤点尤为偏高，不适宜直接作为柴油加氢装置的原料。经分析研究，多措并举，通过压调常减压蒸馏装置重柴油95%馏出温度、对5.0 Mta常减压蒸馏装置减顶油进行脱蜡加工等措施，有效降低了柴油凝点和冷滤点，满足储运成品柴油冷滤点调合要求。

[1] 徐春明，杨朝合.石油炼制工程[M].北京：石油工业出版社，2009：118-372

[2] 孙明立.柴油加氢装置产品质量升级的措施[J].石油炼制与化工，2016，47(6)：28-31

[3] 郭守权.DN-3636催化剂在柴油加氢装置上的工业应用[J].石油炼制与化工，2016，47(5)：41-45

[4] 张锐，丁石，刘清河，等.微量杂质对柴油深度加氢脱硫的影响[J].石油炼制与化工，2016，47(11)：62-65

[5] 陈春丽，谢建平.影响加剂柴油冷滤点的因素分析[J].胜炼科技，2003，25(2)：36-38

简 讯

CB&I公司向中国炼油厂转让炼油和石化技术

荷兰CB&I工程总承包公司宣布已与中国一家未公布名称的公司签订了合同，包括为该公司炼油化工一体化工厂的五项专有技术授权、工程设计和催化剂供应。CB&I公司称，炼油技术包括减压蜡油加氢裂化、柴油加氢裂化、煤油加氢处理和延迟焦化，由其子公司Chevron Lummus授权。第五项技术是BP公司在运营成本(OPEX)上具有独特优势的对二甲苯结晶分离技术，由CB&I独家授权。

[许建耘摘译自Worldwide Refining Business Digest Weekly，2017-04-03]

CAUSE ANALYSIS OF UNQUALIFIED COLD FILTER PLUGGING POINT OF DIESEL FUEL AND MEASURES

Liu Bin， Li Lin， Ye Xiaoming

(PetroChinaLanzhouPetrochemicalCompany，Lanzhou730060)

Cold filter plugging point(CFPP) is an important index for diesel quality，which can reflect the actual performance of diesel engine at low temperature.The reason analysis for the higher CFPP of diesel fuel produced in the two diesel hydrofining units of Lanzhou Petrochemical Company in 2015 was conducted.It was recognized based on the data analysis that the cold filter plugging point of diesel fuel was affected by feedstock composition.Two measures then were adopted：reducing the 95% distillate temperature of No.3 side stream of atmospheric and vacuum distillation unit and dewaxing the tope fraction of vacuum distillation tower to optimize the feedstock for diesel hydrofining devices，resulting in qualified CFPP of diesel fuel，which is of benefit to the blending factory for the storage and market of qualified diesel fuel.

diesel； cold filter plugging point； raw material composition； dewaxing process

2016-01-09； 修改稿收到日期： 2017-03-25。

刘彬，工程师，从事炼油生产管理工作。

刘彬，E-mail：10942394@qq.com。