180#燃料油调配方案选择及优化研究

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180#燃料油调配方案选择及优化研究
沈强锋郑文清宣天一
镇海炼化公司研究中心
摘要:通过对进口燃料油的剖析,调查、分析了公司现有资源的情况、性质,并对各种调合组分筛选,选取合适的组分为原料,研究开发出180#燃料油,进而对180#燃料油的配方优化进行探索性研究。

关键词:燃料油调配优化粘度
1 前言
根据公司生产规划要求,须生产部分180#燃料油。

为此,研究中心开展180#燃料油的研制工作,对燃料油的规格要求、国外燃料油的主要性能进行调研,并对公司的资源情况、可供调合的组分进行了分析。

然后根据规格要求进行初步小调试验,筛选燃料油的调合组分,研究开发出180#燃料油,并对燃料油调配方案优化进行探索性研究,使产品的生产技术经济更加合理,及时指导减粘装置开工生产。

2 进口燃料油性质分析
对使用单位A厂所用的进口燃料油性质进行分析。

A厂燃料油的内控指标、进口燃料油性质见表1。

表1 进口燃料油性质及厂内控指标
通过实沸点蒸馏对馏份分布进行分析,A厂使用的进口燃料油馏分分布为:
油水混合物1.00% HK~350℃10.44%
350℃~500℃36.35% >500℃44.71%
损失7.50%
从馏份油的性质来看,其流动性较好,估计调配时使用了流动性能改进剂。

从馏份分布来看,燃料油中主要为蜡油及渣油组分,还有一部分为柴油组分。

3 燃料油调配组分及筛选
公司可供的燃料油调合组分主要有:减粘渣油、焦化蜡油、催化回炼油、减压洗涤油及催化柴油(或焦化柴油),从组分油的性质来看,五个重质组分油的凝点均超过180#燃料油的规格要求,焦化蜡油、催化回炼油运动粘度指标较低,与燃料油相比有较大的宽裕量,其调入比例主要受凝点的限制,减粘渣油和伊轻减压洗涤油不仅凝点高而且运动粘度也超标,其调入比例要受到凝点、运动粘度的限制。

利用公司现有组分,采用双组分、三组分、四组分、五组分方案进行初步调合,从中选择合适的组分作为180#燃料油的生产组分。

燃料油的调合组分调配试验结果见表2。

表2 燃料油调合组分筛选结果
从组分筛选试验结果来看,减粘渣油与柴油双组分直接调合的效果并不好,一方面需要调入大量的柴油,另一方面调合油容易分层,应当调入适当的蜡油组分,使油品更加稳定。

减压洗涤油的调入因本身粘度过大而需调入较大比例的柴油、焦化蜡油,经济上不合理。

催化回炼油和减压洗涤油均可作为焦化装置进料,可不考虑作为燃料油的调合组分。

因常Ⅰ减粘渣油凝点偏大,改用常Ⅱ减粘渣油较合适。

用催化柴油、焦化蜡油、常Ⅱ减粘渣油=15:30:55作为主要调合组份,初步得到180#燃料油。

180#燃料油的主要性能见表3。

表3 180#燃料油的主要性能
以上数据与A厂内控指标比较,除了钙含量偏大之外,其余主要性质指标均已合格。

4 燃料油调配方案选择及优化研究
尽管180#燃料油的控制指标不多,然而,调合组份的性质对燃料油的质量影响较大,尤其是减粘渣油的凝点、运动粘度直接影响到各组份的调入比例及产品的性质。

凝点、运动粘度是制约180#燃料油生产的主要因素,公司原来的减粘装置因反应深度不足,减粘渣油的粘度较大,生产燃料油需调入较大比例的柴油,为了增加180#燃料油生产数量,减少柴油的调入量从而降低生产成本,从减粘、降凝入手,优化调配方案。

4.1 重油乳化生产180#燃料油
根据集团公司炼油处要求,探索乳化燃料油的效果,能否降低燃料油粘度,能否做到少掺或不掺柴油。

我们进行乳化试验,结果见表4。

表4 重油乳化试验结果
重油乳化试验结果表明,重油乳化以后,其50℃运动粘度不仅没有降低,反而增大。

为达到180#燃料油标准,还需调入更多数量的柴油。

另外,一般燃料油对水分都有具体指标要求,限制了乳化燃料油的生产。

乳化燃料油由于稳定性原因,一般只有在用户使用前才进行乳化。

4.2 SF-10重油燃料助剂评价试验
据资料介绍,生化型助燃剂SF-10中含有生物酶,它能降解分子,从而降低粘度,为考察SF-10助燃剂在降低运动粘度方面的作用效果,对加剂前后燃料油的密度、运动粘度和凝点三个指标进行分析评价,试验结果如表5所示。

表5 重油加助燃剂前后性质与贮存时间关系
从试验结果分析,加入SF-10重油助燃剂,重油的密度、运动粘度、凝点三个指标都没有明显变化,加剂后随贮存时间的增加,重油的密度、运动粘度、凝点也没有变化,表明SF-10助燃剂并没有发生分子的裂解,不能通过加助燃剂的方法来降低燃料油中柴油的调入量。

4.3 燃料油加剂降凝试验
为了及时快速地对降凝剂的性能作出评价,以不同比例调配了三种基础油,降凝剂的调入量为1000μg/g,然后考察不同降凝剂的性能,其结果见表6。

表6 不同降凝剂对调合油凝点的影响
同时,委托大公司在德国对研究中心提供样品进行加剂试验,其结果见表7。

表7 降凝剂对样品顷点、凝点的影响
项目样品 1 样品 2
倾点/凝点/℃21/18.5 18/16.4
降凝剂/μg.g-1500 1000 2000 1000 2000
D3 15/13.2 12/10.1 12/9.8 18/15.6 12/10.2
D2 15/12.9 12/10.1 12/9.9 18/15.7 9/7.4
D1 18/16.3 18/16
降凝剂对这二种样品有些效果,但降凝作用不大。

4.4 减粘试验
减压渣油通过减粘是降低粘度的最有效途径,但减粘还取决于原料的性质及减粘装置的操作条件。

炼油厂原来的减粘装置因温度较低,减粘幅度有限。

因此,将溶剂脱沥青装置改造为减粘装置,从而大大地提高装置的减粘效果,虽然提高减粘深度有利于降低渣油粘度,但是减粘深度要受燃料油安定性限制。

从装置采集的典型数据:减粘原料的运动粘度(100℃)高达379mm2/s,减粘渣油的运动粘度为1901mm2/s(50℃),以此减粘渣油为调合组份,再进行优化试验,其优化调合结果如表8所示。

表8 优化调合方案推荐表
调合方案
调合比例燃料油性质
减粘渣油焦化蜡油催化柴油运动粘度(50℃)/mm2.s-1凝点/℃
方案1 68.0 16.0 16.0 174.4 15
方案2 62.0 26.0 12.0 176.6 16
方案3 60.0 30.0 10.0 171.1 22
从燃料油调合试验来看,适当降低减渣的粘度,可以增加减粘渣油的调入量,通过调整焦化蜡油的调入比例,可以最大限度降低催化柴油的调入比例,催化柴油的比例可降至10.0%;具体选择燃料油的调合方案要依调合组份的价格及资源平衡而定。

炼油厂将溶剂脱沥青装置改造为减粘装置,这将有利于降低柴油的调入比例。

5 结语
(1)从公司现有的焦化蜡油、催化回炼油、减压洗涤油、减粘渣油的凝点、运动粘度来看,要生产180#燃料油必须调入一定比例的柴油组分。

以焦化蜡油、减粘渣油、催化柴油三组分调配效果较好。

(2)减粘渣油作为燃料油调合的主要组分,减粘深度直接影响柴油调入量。

从常Ⅰ减粘渣油和常Ⅱ减粘渣油的凝点和运动粘度来看,减粘原料和减粘工艺条件对减粘渣油的性质影响极大。

要生产燃料油,必须开好减粘装置,降低减粘原料的凝点和减粘渣油的运动粘度,只有这样才能做到少掺焦化蜡油和柴油。

(3)减粘渣油与柴油双组分直接调合的效果并不好,一方面需要调入大量的柴油,另一方面调合油容易分层,应当调入适当的蜡油组分,使油品更加稳定。

(4)重油经过乳化以后,50℃运动粘度反而增大。

因此不能仅用蜡油与渣油组分调合以后采用乳化的方法来生产燃料油,另外,燃料油对水分有指标要求,限制了乳化燃料油的生产。

(5)减粘装置开工后,将有利于降低柴油的调入比例,具体选择燃料油的调合方案,要依调合组份的价格及资源平衡而定。

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