中原柴油降凝劑的實(shí)驗(yàn)室優(yōu)選研究

湯友梅

(中國(guó)石化中原油田分公司石油化工總廠，河南濮陽(yáng) 457165)

柴油降凝劑對(duì)柴油的凝固點(diǎn)和冷濾點(diǎn)有一定的降凝降濾的作用，但不是所有的降凝劑對(duì)所有的柴油都起作用，原因是不同的原油含蠟量及其他組成不同。中原油田的原油是石蠟基原油，因此降凝劑要想在我廠的常壓裝置應(yīng)用，首先要篩選對(duì)我廠加工的原油有降凝降濾效果的降凝劑，然后再確定降凝劑的加入濃度及效果，最后才能在裝置使用。

1 降凝劑原理

柴油中加入降凝劑后，當(dāng)溫度降低，蠟晶剛一形成時(shí)，降凝劑就會(huì)與蠟晶共同析出或吸附在蠟晶表面上，阻止了蠟晶間的相互黏接，防止生成連續(xù)的結(jié)晶網(wǎng)，使蠟晶顆粒更加細(xì)微，能很好地通過(guò)濾網(wǎng)。降凝劑這種破壞或改變蠟結(jié)晶的功能，就可降低柴油的冷濾點(diǎn)和凝點(diǎn)。柴油降凝劑的加入，可以改變蠟的結(jié)晶形態(tài)或蠟晶的大小，但并不能阻止蠟晶的析出及減少析蠟量。因此，在降凝劑的作用下，當(dāng)柴油溫度降低到接近冷濾點(diǎn)時(shí)，柴油中會(huì)出現(xiàn)數(shù)量較多的細(xì)微蠟晶顆粒，使油品外觀變得渾濁，但這并不影響柴油順利通過(guò)濾網(wǎng)(或?yàn)V清器)。

2 降凝劑的實(shí)驗(yàn)室篩選

2.1 降凝劑的篩選試驗(yàn)

為了能篩選到適合我廠所加工原油性質(zhì)的降凝劑，從2010年的下半年我廠就開(kāi)始對(duì)六家降凝劑生產(chǎn)廠家送來(lái)的降凝劑做降凝試驗(yàn)，我廠是用-10#柴油做的實(shí)驗(yàn)。

表1 河南濮陽(yáng)某化工廠降凝劑LD601試驗(yàn)數(shù)據(jù) ℃

從表1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得知，該化工廠所生產(chǎn)的降凝劑，對(duì)我廠的柴油冷濾點(diǎn)沒(méi)有效果，對(duì)凝固點(diǎn)的降凝有效果，綜合評(píng)價(jià)，該化工廠生產(chǎn)的降凝劑不能滿足我廠的需要。

下面對(duì)另外5個(gè)化工廠生產(chǎn)的降凝劑分別做了降凝試驗(yàn)，結(jié)果分別見(jiàn)表2、表3、表4、表5和表6。

表2 西安某化工廠降凝劑XL090試驗(yàn)數(shù)據(jù) ℃

表3 河南鄭州某化工廠降凝劑ZHG002試驗(yàn)數(shù)據(jù) ℃

表4 江蘇南京某化工廠降凝劑NHB560試驗(yàn)數(shù)據(jù) ℃

表5 河南濮陽(yáng)某化工廠降凝劑JH-002試驗(yàn)數(shù)據(jù) ℃

表6 江蘇南京某化工廠降凝劑NGJ102試驗(yàn)數(shù)據(jù) ℃

從以上六個(gè)化工廠生產(chǎn)的降凝劑的實(shí)驗(yàn)效果看，這些降凝劑對(duì)柴油的凝固點(diǎn)的降凝效果都很好，但是對(duì)柴油冷濾點(diǎn)的降濾效果卻相差很大，以河南濮陽(yáng)某化工廠降凝劑為佳。

以上降凝劑實(shí)驗(yàn)，降凝劑的濃度之所以采用1 000 mg/kg、500 mg/kg，主要是從兩個(gè)方面的考慮，一個(gè)是成本，降凝劑的價(jià)格都在4萬(wàn)元以上，如果柴油中降凝劑的加入濃度為1 000 mg/kg，那么就意味著每噸柴油的成本就增加40元的降凝劑費(fèi)用，再加上其他的操作費(fèi)用等，每噸柴油成本的增加額將在50元左右，按照測(cè)算，每噸柴油降凝劑費(fèi)用增加額不能超過(guò)40元，冷濾點(diǎn)的降幅要在2℃或以上，這樣柴油的收率才能提高1%以上，添加降凝劑才有意義。

2.2 降凝劑的加入濃度試驗(yàn)

篩選出來(lái)的對(duì)我廠的柴油有降濾效果的降凝劑，又做濃度試驗(yàn)，以確定降凝劑的最佳加入量。

表7 河南濮陽(yáng)某化工廠降凝劑加入濃度試驗(yàn) ℃

從以上數(shù)據(jù)可以看出，對(duì)于柴油降冷濾點(diǎn)的效果，降凝劑的濃度只是在一定范圍內(nèi)有效果，超過(guò)這個(gè)濃度效果沒(méi)有太大的變化，低于這個(gè)濃度范圍，效果就差了，從經(jīng)濟(jì)效益和降濾效果綜合考慮，最終確定降凝劑的加入濃度為500 mg/kg。

3 降凝劑的實(shí)際應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)效益

3.1 降凝劑在我廠常壓裝置上的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2010年10月，為滿足冬季-10#柴油的市場(chǎng)需求，我廠提出增加柴油產(chǎn)率的要求。生產(chǎn)-10#柴油時(shí)常壓裝置的拔出率比生產(chǎn)0#柴油時(shí)大為降低，生產(chǎn)-10#柴油時(shí)不僅柴油產(chǎn)率下降，而且使常壓渣油的收率增高，進(jìn)而增加了后續(xù)加工裝置——催化裝置的加工負(fù)荷，同時(shí)，也增加了全廠的加工成本。為了增加-10#柴油產(chǎn)率，我廠調(diào)整了常三線餾出口柴油質(zhì)量指標(biāo)，把95%的餾出溫度從342℃調(diào)整到352℃，產(chǎn)率增加了，但是柴油的凝固點(diǎn)、冷濾點(diǎn)不合格。通過(guò)往柴油成品大罐中加降凝劑調(diào)和來(lái)降低凝固點(diǎn)、冷濾點(diǎn)，但由于混合不均勻，影響柴油產(chǎn)品質(zhì)量。

為了解決這一難題，我廠根據(jù)在實(shí)驗(yàn)室優(yōu)選的降凝劑，開(kāi)始在常壓裝置上現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。在常壓裝置常三線餾出口與柴油成品罐之間增加降凝劑調(diào)合混勻罐，小批量調(diào)勻再進(jìn)入大罐。

具體實(shí)施是用隔膜泵將降凝劑從容127上部打入罐中，再將一定量的常二線油從容127下部引入容127中，使柴油和降凝劑的比例達(dá)到3∶1。然后用泵120/1從容127底部抽出混合液，返回容127上部，進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，使之混合均勻。最后用泵將混合液從?11/2看樣口打入容111/2中，流程見(jiàn)圖1。

混勻罐中的降凝劑與柴油的混合比例，是先按照實(shí)驗(yàn)室小試所確定的最佳添加比例每千克柴油中加入500 mg降凝劑，通過(guò)計(jì)算得出80 m3混勻罐所需的降凝劑添加量。按常壓裝置每天實(shí)際加工量2 600 t計(jì)算，每天產(chǎn)柴油1 000 t，加入比例為500 mg/kg，即每天加入0.5 t降凝劑。為保證加入連續(xù)性和充分性，先將降凝劑加入柴油中充分?jǐn)嚢?，混合均勻即可。常壓裝置先通過(guò)改造流程，將常三線柴油引入容-127，按柴油和降凝劑3∶1比例充分均勻調(diào)和，調(diào)和液通過(guò)泵均勻注入容-111/2最高看樣口，進(jìn)入水洗罐內(nèi)，保證了降凝劑與柴油充分的均勻混合。

3.2 應(yīng)用效果

由于對(duì)輕柴油而言，在實(shí)際使用中冷濾點(diǎn)比凝點(diǎn)指標(biāo)顯得更加重要。因此對(duì)使用降凝劑前后的柴油冷濾點(diǎn)的化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)做了統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如下:

圖1 柴油注降凝劑流程簡(jiǎn)圖

共試用濮陽(yáng)降凝劑5.1 t降凝劑，化驗(yàn)取樣36個(gè)，柴油加降凝劑前冷濾點(diǎn)平均-3.4℃，降凝后冷濾點(diǎn)平均-5.6℃，平均冷濾點(diǎn)降2.2℃，比對(duì)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 試驗(yàn)降凝劑前后數(shù)據(jù)對(duì)比表

由表8可得出，冷濾點(diǎn)平均降2.2℃，柴油95%餾出溫度提高10℃，凝點(diǎn)降低10℃以上，柴油收率提高1.5%。由此可見(jiàn)，降凝劑的應(yīng)用，在保證產(chǎn)品質(zhì)量合格情況下，對(duì)提高柴油收率效果顯著。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

本項(xiàng)目自2010年10月投用以來(lái)試用效果顯著，原油處理量按100萬(wàn)t/a算，常壓柴油收率每增加1%，多增效益200元。總計(jì)每年增加效益300萬(wàn)元。

4 結(jié)論

根據(jù)試驗(yàn)情況，優(yōu)選出適合我廠柴油的降凝劑，降凝劑加入量在500 mg/kg時(shí)完全能夠滿足生產(chǎn)要求，不僅提高了產(chǎn)品收率、保證了產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且有效地降低了催化裝置生產(chǎn)的加工壓力，保障了裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。在實(shí)際使用過(guò)程中，柴油性質(zhì)變化對(duì)降凝劑效果影響較大，加工不同的原油時(shí)，降凝效果有改變，具體的變化情況將在今后的分析實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行總結(jié)。