下一代柴油脱蜡技术和先进低温流动性处理的经济效益

为了减少对气候、环境以及人类的不良影响，在过去的几年中机动车尾气排放的法规中断了进一步的发展。对于个人、公共交通和货物运输而言，内燃机驱动的车辆仍是交通运输的主体。与奥托型汽油发动机相比，柴油型发动机的效率会更高，使用也更普及。不得不说在道路和海上运输中，柴油机在未来依然是车辆和船舶的主要地位。

图1 馏分油加氢处理

图2 馏分油加氢处理产品分布

对于个人交通而言，除了欧盟区，汽油机动车辆依然是地面交通工具的首选。由于发动机技术和燃料特性的影响，柴油发动机比燃烧汽油的奥托型发动机在废弃排放方面更为复杂。氮氧化物（NOx），硫氧化物（SOx），碳氢化合物（HC）和颗粒物质（PM）的排放必须通过燃料规格、发动机技术和废气处理来加以控制。

炼油厂调整燃料规格以遵循法律规范

值得关注的是，ENISO 590标准规定了超低硫柴油（ULSD）的规格，包括调节物理和化学特性以达到最佳燃烧性能的规格，以及在寒冷气候条件下低温流动性的规格。主要指标包括冷滤点（CFPP）和浊点（CP），也会对倾点（PP）作出规定（美国材料与试验协会，ASTM D6371、D5773、D5949）。

科莱恩在中间馏分流动改进剂（MDFI）和降凝添加剂（WASA）等调整低温流动性（CFP）的解决方案方面有着近40年的丰富经验。DODIFLOW®和 DODIWAX®系列是业内公认的调整低温流动性的有效添加剂。此外，科莱恩还提供诸如抗凝改进剂（WAFI）之类的解决方案。科莱恩的HYDEX®系列作为可在现有装置中进行的简易解决方案，为现有的柴油加氢处理器增加了催化脱蜡功能，是单独的脱蜡操作单元提供的独立解决方案。

为了优化运营，特别是对于聚焦柴油燃料、家用燃料油和喷气燃料的炼油厂，这些燃料产生的大部分中间体都会被送入柴油加氢处理装置。除了轻质馏分，其他都会对低温流动性和其他规格产生严重的负面影响。所用原料混合油的馏程要比纯柴油的馏程大得多。

轻馏分可以直接用于改善低温流动性。重馏分能够调节密度，以作为密度调节混合组分用于较重的燃料油（有时称为通量）。图1显示了一个典型的馏分油加氢处理的流程方案，图2则展示了使用这一方案产生的产品分布情况。

在进行了一系列以加氢脱硫为主要目的的操作之后，会出现另一个结果就是产品分布。如果使用之前提到的进料分组，就能得到优于要求标准的低温流动性。结合脱硫（HDS）、脱氮（HDN）、芳烃饱和（ASAT）和烯烃饱和（OSAT）的氢化过程，虽然密度能够得到降低，但低温流动性却受到了影响（由图3所示）。

图3 加氢处理

值得关注的是，浊点可以通过降低初沸点和终沸点来进行下调。通过调整柴油产品的分馏点，两用煤油会转化为柴油产品。这种柴油产品在最糟的情况下，会残留很大一部分重馏分（见图2）。

在最后的柴油混合和添加其他混兑组分的阶段，CFP和中间馏分流动改进剂被用于调整最终的冷滤点。在很多情况下，十六烷值和润滑性也需要进行调整。科莱恩的DODILUBE®和 DODICETTM添加剂能够协助调整。图4显示了催化脱蜡层作为嵌入层夹在加氢脱硫催化剂之间。这种解决方案为调整低温流动性提供了一定的灵活度。

图4 催化脱蜡层

在这种情况下，可以在柴油产品中加入含量更高的重馏分油。在脱蜡过程能够抵消重馏分油对低温流动性产生的负面影响，同时减少产生的两用煤油（见图5和图6）。因此，产生额外的石脑油（粗石脑油）和天然气会损失煤油和柴油的收率。

图5 重馏分油

图6 加氢处理

新的脱蜡解决方案

从图7收率角度能够看出联合脱蜡法的卓越效果。在馏分油的加工过程中，HYDEX®G的脱蜡苛刻度降至最低要求，最后通过定制的 DODIFLOW®/DODIWAX®配方将冷滤点调至所需水平。降低HYDEX®G的脱蜡苛刻度更便于操作，有利于保持整体的氢气平衡。

图7 联合脱蜡收率

当炼油厂面对当下日益严峻的低质量原油转换挑战。一项有关HYDEX®G和DODIFLOW®的使用联合方案近期在运营层面上已初步完成，目前正在评估获得的数据。

此外，我们还启动了一项研发计划，希望在馏分油脱蜡过程中加入新的脱蜡催化剂，经过对多种材料的筛选，我们得到了一种独特的脱蜡催化剂，能够提供更优化的柴油收率和煤油馏分。经过实验显示，这种催化剂能够更显著地改善低温流动性，同时带来更高的收率。图8显示了从含有超过20%的正构烷烃的馏分油中所观察到的一小段数据。

新一代HYDEX®E蓄势待发

嵌入式脱蜡在应用HYDEX®G的情况下，尤其在苛刻造作条件下（高脱蜡床温度，浊点大幅降低），脱蜡层排出的废液并非完全不含烯烃。（如图9所示）。应用HYDEX®E可降低密度，以实现2%的最小体积膨胀。通过常规方法计算 ，CI可提高3个点。在芳烃分布方面，HYDEX®E能够将多环芳烃转化为单芳烃。

图8 含有超过20%正构烷烃的馏分油

图9 嵌入式脱蜡

结论

催化脱蜡和低温流动添加剂已经成为一种有效的方法，能够改善低温流动性各方面的特性。这种方法能够帮助世界各地的炼油厂最大化收率和高价值馏分，减少优质产品库存，增加利润，具备巨大的商业价值。随着HYDEX®E的推出可进一步优化柴油收率，并得到高硫含量和重质原油原料，同时减少大部分有害副产物的形成，提供更高的成本效益，促进可持续性发展。