180#燃料油调配方案选择及优化研究.doc

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 对使用单位厂所用的进口燃料油性质进行分析。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 项 目 180#燃料油规格 A厂进口燃料油 A厂内控指标 闪点/ 66 156 85 凝点/ 24(倾点 -13 4000 4000 硫含量，% 1.5 1 1 金属含量 V/g.g-1 100 30 30 K/g.g-1 - 5 5 Pb/g.g-1 - 1 1 Ca/g.g-1 - 5 5 Na+K/g.g-1 80 35 50044.71% 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 序号 调合组分及配比，% 凝点/ 运动粘度(50)/mm2.s-1 焦蜡 回炼油 催柴 -减渣 -减渣 洗涤油 1 30 30 20 10 0 10 23 29 2 0 0 30 70 0 0 34 220 3 0 0 35 65 0 0 34 169 4 0 0 40 60 0 0 30 117 5 35 0 20 0 0 45 10 204 6 0 0 20 50 0 30 35 852 7 25 0 15 30 0 30 34 253 8 30 30 0 20 0 20 32 235 9 30 0 20 0 50 0 22 100 10 30 0 15 0 55 0 20 163 11 35 0 20 45 0 0 33 80 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。因常减粘渣油凝点偏大，改用常减粘渣油较合适。用催化柴油、焦化蜡油、常减粘渣油=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 项目 分析结果 闭口闪点/ 95 凝点/ 20 运动粘度(50)/mm2.s-1 163 残碳，% 10.05 硫含量，% 1.44 金属 含量 V/g.g-1 3.1 K/g.g-1 0.97 Na/g.g-1 2.54 Pb/g.g-1 未检出 Ca/g.g-1 42.7 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 序 号 调配比例 乳化剂 50运动粘度/mm2.s-1 -减粘渣油 焦化蜡油 催化柴油 水 名称 用量 1 60 40 0 0 0 519 2 54 36 0 10 SPAN 0.8 686 3 55 40 5 0 0 208 4 49.5 36 5 10 SPAN 0.5 260 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 重 油 加剂前 加剂后 24小时 48小时 72小时 密度（20）/g.cm-3 0.9830 0.9802 0.9764 0.9776 0.9769 凝点/ 41 41 42 39 38 运动粘度(100)/mm2.s-1 436 449 431 443 437 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1000g/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 降凝剂种类 空白 D1 D2 D3 L1 L2 调合油1/ 23 18 24 20 19 19 调合油2/ 25 25 25 23 21 19 调合油3/ 20 20 22 18 22 20 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/g.g-1 500 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。从常减粘渣油和常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