-10号军用柴油低温外观浑浊的原因及应对措施

王兴旺 陈然 高传奎

摘      要：石化公司生产的-10号军用柴油出现低温外观浑浊问题，针对该问题分析了原因，开展了针对性试验与分析，提出了应对措施。结果表明，油品中微量水是引起-10号军用柴油外观浑浊的主要原因，当油品中微量水含量低于75 mg/kg时，温度降低至20 ℃以下，-10号军用柴油不会出现浑浊现象，外观符合要求。

关  键  词：-10号军用柴油;低温;浑浊;微量水

中图分类号：TE626.24       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2019）12-2872-04

Abstract： The -10# military diesel produced by a petrochemical company had the problem of cloudy appearance at low temperature， so the reasons were analyzed， the test and analysis were carried out， and countermeasures were put forward aiming at this problem. The result showed that the trace water in oil was the main cause of cloudy appearance of the -10# military diesel; when the content of trace water in oil product was lower than 75 mg/kg and the temperature was lower than 20 ℃， the -10# military diesel was not cloudy and the appearance met requirement.

Key words： -10# military diesel; Low temperature; Flushing; Trace water

-10号军用柴油在我军的应用十分广泛，是军用动力装备主要使用的燃料之一。长期以来，-10号军用柴油外观浑浊问题一直是困扰炼油企业的一大难题。中石油某石化公司一直采用常减压直馏工艺生产-10号军用柴油。近期，成品-10号军用柴油在低温条件下，出现外观浑浊现象，影响了产品交库和部队油料供应。本文研究分析了造成-10号军用柴油低温外观浑浊的原因，进行了微量水含量分析、降温分析及水脱除等试验验证，提出了有效的应对措施。

1  原因分析

该石化公司生产-10号军用柴油多年，加工原油及生产工艺未做较大调整，成品质量一直比较稳定。生产-10號军用柴油的原油主要以大庆原油作为主要原材料，大庆原油属于低硫石蜡基原油，油品中石蜡含量较高，当温度降低时，油品中的石蜡凝固，在油品中形成网状结晶将油分子包围，影响到油品的外观。一般采用对油品脱蜡以降低油品凝固点方式解决，但该石化公司地处暖温带，年平均气温10 ℃左右，春末夏初季节气温一般20 ℃左右，-10号军用柴油的凝点在-10 ℃以下，在这种气温条件下，因石蜡结晶造成-10号军用柴油低温外观浑浊的可能性比较小，经研究分析后认为此因素可以排除。

近年来，-10号军用柴油生产按照定型工艺条件执行，工艺操作未做大的调整。从历年跟踪情况及调研其他炼油企业-10号军用柴油生产情况综合分析，-10号军用柴油在低温条件下出现浑浊现象，主要原因可能是含有微量水[1-7]。根据国家军用标准GJB 3075-1997规定，5月至10月-10号军用柴油的水分指标为痕迹（含水量0%～0.03%）。经分析化验，出现浑浊油品与不浑浊油品一样，所有理化指标都符合标准，水分含量均在0.03%以下。油品从生产装置进入成品罐时，油温较高，基本都在40 ℃左右，所采油样外观并不浑浊，当油样逐渐冷却降温至20 ℃以下时外观即开始出现浑浊现象。经研究分析，含水的原因是蒸馏装置生产时采用蒸汽汽提工艺，部分蒸汽溶解到军用柴油组分中，从装置常压二线到成品罐之间无脱水工艺，当温度降低后，溶解在油中微量水因溶解度降低而析出，形成油水混合物并悬浮于油中，造成外观浑浊现象。

2  试验验证

2.1  试验原料及仪器

450万t常减压蒸馏B2馏出口-10号军用柴油、罐区成品-10号军用柴油（1#罐、2#罐）、过滤器过滤前后-10号军用柴油，快速定性滤纸，CaSO4、NaCl。

METTLER TOLEDO C20S库伦法卡尔费休水分仪，RID-909B恒温箱，SYX-113实验室冰箱。

2.2  试验及分析

2.2.1  装置馏出口油样含水量试验

在450万t常减压蒸馏B2馏出口共采集3批6个-10号军用柴油油样，油样外观都比较浑浊。采用库伦法测定油样的微量水含量。馏出口油样含水量见表1。从表1可以看出，装置馏出口油样的含水量相对较高，外观都比较浑浊，但是未超过300 mg/kg标准;油样的水含量越高，油品的外观越浑浊。

2.2.2  降温试验

由于-10号军用柴油储罐有加温设施，刚采回油样的温度较高，当油样温度为30 ℃时，外观清澈透明。利用恒温箱和冰箱模拟降温条件，温度每降低5 ℃进行一次测量，在降温条件下油样的含水量见表2。从表2可以看出，随着温度降低，油样的微量水含量变化不大;当油样逐渐降温至20 ℃以下时外观即开始出现浑浊现象，温度越低，油样外观越浑浊。

2.2.3  干燥剂脱水及滤纸过滤试验

利用CaSO4、NaCl的吸水性好且不溶于油的特性，模拟脱水试验[8]。在-10号军用柴油油样中分别添加10%的CaSO4、NaCl，在室温条件下（约27 ℃）搅拌5 min。-10号军用柴油油样经过模拟脱水试验后含水量变化见表3。从表3可以看出，干燥剂脱水前后微量水含量变化明显，降低了约30 ～ 50 mg/kg，脱水后油样都变的清澈透明，验证了含有微量水是-10号军用柴油外观浑浊的主要原因。利用CaSO4、NaCl的吸水性，可以有效脱除-10号军用柴油微量水，NaCl的脱水效果要好于CaSO4。

过滤纸是一种有效的过滤介质，对液体有强烈的吸收性能，具有一定吸水性。利用滤纸模拟过滤器滤芯，可以滤除-10号军用柴油油样中的水分和杂质。取两个储罐不同批次的-10号军用柴油油樣各300 mL，在室温条件下（约27 ℃）用快速定性滤纸过滤，并测定过滤前后油样含水量。滤纸过滤前后油样含水量变化见表4，从表4可以看出，滤纸过滤前后油样中微量水含量变化比较明显，-10号军用柴油罐油样微量水含量为87～130 mg/kg，过滤前外观有的较浑浊，经滤纸过滤后油样微量水含量为70～95 mg/kg，降低幅度较大，经滤纸过滤后油样外观都清澈透明。将滤纸过滤后油样进行了降温试验，当降温至20 ℃以下时，油样（H、J、K、M、N）外观出现轻微浑浊，微量水含量较低的三个油样（G、I、L）外观未出现浑浊现象，透明度较好，这三个油样微量水含量都低于73.2 mg/kg。

2.2.4  对比试验

在留样间随机抽取上半年5批-10号军用柴油出厂留样进行微量水含量分析对比。可以看到，5个留样的外观都清澈透明。将以上批次油样降温至20 ℃以下观察，外观清澈透明，都未出现浑浊现象。不同批次-10号军用柴油出厂留样含水量见表5，从表5可以看出，上半年5批-10号军用柴油出厂留样微量水含量为67～75 mg/kg，且降温后外观仍清澈透明，符合要求。

2.2.5  过滤器过滤试验

在-10号军用柴油付出管线上（装船输油臂管线前）安装喷气燃料过滤分离器进行过滤试验，其中预过滤器型号为11FV2210-120X40/1.6A，滤芯为11FC12-150×460/40（8支），过滤分离器型号为150LGF-120/1.6A，聚结滤芯为JLX-150×1120（6支），分离滤芯为FLX-150×915（3支），过滤精度为10 μm，工作压差0.1 MPa，北京承天倍达过滤技术有限责任公司生产。其中聚结滤芯由具有亲水特性的复合材料经特殊工艺加工而成，可以通过“破乳”将柴油中已乳化难以沉降的微量水分离出来并聚成水滴，分离滤芯与聚结滤芯搭配使用，分离滤芯具有亲油憎水特性，含微量水的-10号军用柴油经过聚结滤芯、分离滤芯，从实现了油水分离[9，10]。试验时，采用自压方式装油，不开泵，在过滤器前后取样口阀门分别进行了取样，对装船后油船的首舱也进行了采样进行对比分析。经过滤器过滤前后油样含水量见表6。

从表6可以看出，过滤器过滤后油品的微量水含量明显降低，船舱油样微量水含量与过滤器过滤后油样的微量水含量差距不大。试验期间，聚结分离器每隔2 h定期切水，采集聚结分离器切水阀油样，可以看到油样底部有明显聚结水，过滤器油水分离效果明显。

2.3  试验结论

（1）油品中微量水是引起-10号军用柴油外观浑浊的主要原因。

（2）NaCl等干燥剂可以有效降低-10号军用柴油的微量水含量。

（3）当-10号军用柴油中微量水含量低于75 mg/kg时，温度降低至20 ℃以下，-10号军用柴油外观清澈透明，不会出现浑浊现象。

（4）过滤分离器可以降低-10号军用茶油微量水含量，有效改善低温外观浑浊现象。

3  应对措施

（1）合理控制汽提塔汽提蒸汽量，在保证初馏点合格的情况下，降低-10号军用柴油含水的机率。

（2）利用储罐加温设施促进油水分离，延长成品-10号军用柴油的静止沉降时间（5～7 d），及时抽掉罐底最容易含水杂的底油，进一步降低-10号军用柴油的含水量。

（3）在-10号军用柴油生产装置馏出口增设油水分离过滤器（预过滤器和聚结分离器），在成品罐进出管线增加多级过滤器，实现多级分步过滤，保证-10号军用柴油外观清澈透明，达到出库要求。

参考文献：

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