張富強(qiáng)，王萬里

(延長(zhǎng)石油集團(tuán)延安煉油廠，陜西延安 727406)

隨著石化技術(shù)的不斷進(jìn)步，柴油凝固點(diǎn)和95%的干點(diǎn)指標(biāo)得到了顯著提升，特別是等95%的干點(diǎn)還有很大的改進(jìn)空間。但是，將其進(jìn)行深拔處理后，柴油凝固點(diǎn)和冷濾點(diǎn)卻又達(dá)不到制定值。為妥善解決這個(gè)技術(shù)問題，本文嘗試使用柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑來改善深拔柴油的凝固點(diǎn)和冷濾點(diǎn)。試驗(yàn)表明，通過在柴油中添加柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑，能夠顯著提升柴油低溫流動(dòng)性，在此基礎(chǔ)上可以提高蒸餾塔的切割點(diǎn)，增大柴油蒸餾點(diǎn)，這樣可以有效提高柴油分組機(jī)的工作效率，提高柴油提煉值;也可以選擇改進(jìn)柴油的質(zhì)量。經(jīng)過試驗(yàn)證明，國(guó)產(chǎn)柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑能夠有效降低柴油凝固點(diǎn)，但是對(duì)低冷濾點(diǎn)的降低卻沒有明顯作用。冷濾點(diǎn)是指柴油使用過程中的最低溫度，這是衡量柴油性能的主要指標(biāo)，因此只有能夠顯著降低柴油冷濾點(diǎn)的改進(jìn)劑才具有利用價(jià)值。

1 低溫流動(dòng)改進(jìn)劑的作用機(jī)理及影響因素

圖1 蠟單晶增長(zhǎng)的方向示意圖

通常柴油中的正構(gòu)烷烴含量15% ～30%，而當(dāng)柴油被冷卻時(shí)，2%左右的正構(gòu)烷烴析出便能使柴油凝固，柴油黏度會(huì)隨溫度下降而上升，溫度達(dá)到降低值時(shí)柴油流動(dòng)性會(huì)徹底失去，就成為凝固狀。這是因?yàn)樵诓裼蛢?nèi)含有蠟成分，當(dāng)柴油黏度增大到一定值時(shí)，柴油中的石蠟烴，其具有特殊的分子排列，主要結(jié)構(gòu)見圖1，蠟晶會(huì)向X、Y軸方向快速生長(zhǎng)，迅速形成片狀結(jié)晶體。這些結(jié)晶物通過分子吸引力相互聚集在一起，從而形成多維網(wǎng)狀形態(tài)，熔點(diǎn)被降低的柴油分子被吸附在其三維空間內(nèi)，讓柴油流動(dòng)性喪失。因此，一旦柴油溫度下降時(shí)，其凝固是蠟結(jié)晶和油品自身的黏度共同作用下的結(jié)果，而其中蠟結(jié)晶起了主要作用。在向柴油中加入低溫流動(dòng)改進(jìn)劑后，改進(jìn)劑分子與蠟晶網(wǎng)狀相接觸(如圖2所示)，并且會(huì)影響蠟結(jié)晶的運(yùn)動(dòng)方向，促使其朝著Y軸方向單向成長(zhǎng);陜北輕質(zhì)原油在使用柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑進(jìn)行作用時(shí)，改進(jìn)劑分子在蠟晶表面吸附，可以防止蠟晶粒相互粘連。這就會(huì)對(duì)蠟結(jié)晶的結(jié)構(gòu)和形狀產(chǎn)生影響，使其內(nèi)部分子呈均勻分散狀，而不會(huì)再形成三維立體結(jié)構(gòu)，因此能夠有效提升柴油的流動(dòng)性，改善凝固點(diǎn)和冷濾點(diǎn)指標(biāo)［1，2］。

圖2 改進(jìn)劑對(duì)蠟單晶增長(zhǎng)方向的影響示意圖

從前面的分析可以得知，影響柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑性能的因素主要有:柴油蒸餾點(diǎn)的高低、柴油中石蠟烴分子分布結(jié)構(gòu)、柴油中碳鏈分布均勻度、改進(jìn)劑在柴油中的均勻分散效果、改進(jìn)劑中的雜質(zhì)占比、柴油的純度高低等。這些因素的相互作用同樣能改變柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑的性能。

2 柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑的篩選和使用

2.1 柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑的篩選

柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑存在明顯的品質(zhì)差別，因此要通過篩選來找出最合適的一款油品，以最大程度滿足煉油廠柴油型號(hào)低溫流動(dòng)改進(jìn)的需要，從而將柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑的效果發(fā)揮到最佳狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)柴油使用效率的最優(yōu)化。實(shí)踐證明，良好的柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑能夠有效提升柴油流動(dòng)性效果，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，必須高度重視柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑的篩選工作。主要篩選數(shù)據(jù)見表1。

表1 柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑的數(shù)據(jù)選擇

從表1可以得知，四種備選柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑對(duì)改善柴油的油品和流動(dòng)性具有明顯的效果差別，四種改進(jìn)劑中，D型產(chǎn)品具有最佳效果。從此次篩選結(jié)果來看，D型改進(jìn)劑在凝固點(diǎn)+1℃、冷濾點(diǎn)+1℃的調(diào)和柴油中加入300 μg/g，可以將柴油的冷濾點(diǎn)降低2.5℃。

2.2 柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑的工業(yè)應(yīng)用

文章選取了D型柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑作為試驗(yàn)用劑，并從延安煉油廠提取了柴油樣品作為試驗(yàn)樣本，將D型柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑加入其中，再測(cè)試加入改進(jìn)劑后的重油指標(biāo)，具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

表2 柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑的工業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)

在此次工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)期間，延安煉油廠先后提煉和加工了多種原油品種，例如海風(fēng)油、阿加多尼曼油、管豐油、德卡、菲尼重油以及美林等混合油品。從此次添加效果分析來看，它對(duì)于延安煉油廠采用的原油具有很好的效果，能夠有效降低冷濾度，加劑量越大，冷凝點(diǎn)降低越多，其穩(wěn)定性俱佳。在添加不同劑量的前提下，D型柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑都可以達(dá)到預(yù)期效果，具有良好的應(yīng)用價(jià)值，適用范圍比較廣泛，特別是在改進(jìn)冷濾點(diǎn)指標(biāo)方面，D型柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑比其他改進(jìn)劑具有更突出的表現(xiàn)。

2.3 柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

從前面的試驗(yàn)分析結(jié)果可以看出，D型柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑在改善柴油凝固點(diǎn)和冷濾點(diǎn)指標(biāo)具有良好的效果。為了更好的改善柴油綜合性指標(biāo)，提高D型柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑的使用效果，同時(shí)提高柴油的穩(wěn)定性，可以事先提高柴油餾分的干點(diǎn)，有效拓展柴油餾分油的餾程分布值，使其質(zhì)量達(dá)到0#和－10#柴油的指標(biāo)要求。表3是加入D型柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑后，－10#柴油綜合指標(biāo)情況。

在國(guó)際原油市場(chǎng)上，柴油價(jià)格屢創(chuàng)新高，而通過在柴油中加入柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑，可以有效提升柴油的利用效率，收到良好的經(jīng)濟(jì)效益。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在普通蒸餾油中加入適量的柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑，生產(chǎn)出來的柴油品質(zhì)可達(dá)到0#和～10#柴油標(biāo)準(zhǔn)，輕質(zhì)油燃值平均提高4.5%，干點(diǎn)提髙10℃以上。從經(jīng)濟(jì)效益看，假設(shè)柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑價(jià)格為每噸30000元，加劑量標(biāo)準(zhǔn)為100300 μg/g，按照這個(gè)添加標(biāo)準(zhǔn)每噸柴油只需38元的成本，而提高柴油利用效率帶來的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)比這個(gè)成本高得多，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。

表3 加劑柴油的質(zhì)量指標(biāo)

表4 柴油調(diào)和成本情況對(duì)比

表4是延安煉油廠柴油添加柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑的具體參數(shù)，從中可以發(fā)現(xiàn)，選用最合適的改進(jìn)劑能夠最大化添加效果，將經(jīng)濟(jì)效益提高到最高點(diǎn)。同時(shí)值得引起我們注意的是選擇最優(yōu)化的方案能夠有效節(jié)約燃油使用，這樣一來排除的廢氣會(huì)相應(yīng)的減少，具有良好的節(jié)能環(huán)保功效。

在柴油餾分油中，通過添加適量的D型柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑，能夠有效提升柴油品質(zhì)，使其達(dá)到0#和－10#柴油的標(biāo)準(zhǔn)。這可以有效提高原油生產(chǎn)效率和柴油達(dá)標(biāo)率，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)束語

文章通過柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑在提高柴油品質(zhì)上的作用，其中用到了對(duì)比分析，以及用到了實(shí)驗(yàn)分析，也用到了相關(guān)的理論分析，通過理論和實(shí)驗(yàn)二個(gè)角度論證了柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑的重要作用。在以后的工作中，要盡可能地將柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑應(yīng)用于柴油中，選擇最佳方案配給柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑，以便提高柴油的工作效率。

［1］許新立，劉 虹.柴油低溫流動(dòng)改進(jìn)劑對(duì)不同柴油的適應(yīng)性［J］.鐵道技術(shù)監(jiān)督，2002(01):32－33.

［2］薛兆民，李偉男，李 霞，等.聚丙烯酸酯類柴油降凝劑的合成、表征及性能研究［J］.聊城大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2003(01):52－54.

［3］李 林，韓長(zhǎng)青.柴油低溫流動(dòng)性改進(jìn)的研究［J］.石油煉制與化工，2001(11):66－68.

［4］張 穎，何麗萍.篩選低溫流動(dòng)改進(jìn)劑生產(chǎn)低凝點(diǎn)柴油［J］.石油商技，2002(03):26－28.