-10號(hào)軍用柴油低溫外觀渾濁的原因及應(yīng)對(duì)措施

王興旺 陳然 高傳奎

摘 ? ? ?要：石化公司生產(chǎn)的-10號(hào)軍用柴油出現(xiàn)低溫外觀渾濁問題，針對(duì)該問題分析了原因，開展了針對(duì)性試驗(yàn)與分析，提出了應(yīng)對(duì)措施。結(jié)果表明，油品中微量水是引起-10號(hào)軍用柴油外觀渾濁的主要原因，當(dāng)油品中微量水含量低于75 mg/kg時(shí)，溫度降低至20 ℃以下，-10號(hào)軍用柴油不會(huì)出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，外觀符合要求。

關(guān) ?鍵 ?詞：-10號(hào)軍用柴油;低溫;渾濁;微量水

中圖分類號(hào)：TE626.24 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? 文章編號(hào)： 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號(hào)軍用柴油在我軍的應(yīng)用十分廣泛，是軍用動(dòng)力裝備主要使用的燃料之一。長期以來，-10號(hào)軍用柴油外觀渾濁問題一直是困擾煉油企業(yè)的一大難題。中石油某石化公司一直采用常減壓直餾工藝生產(chǎn)-10號(hào)軍用柴油。近期，成品-10號(hào)軍用柴油在低溫條件下，出現(xiàn)外觀渾濁現(xiàn)象，影響了產(chǎn)品交庫和部隊(duì)油料供應(yīng)。本文研究分析了造成-10號(hào)軍用柴油低溫外觀渾濁的原因，進(jìn)行了微量水含量分析、降溫分析及水脫除等試驗(yàn)驗(yàn)證，提出了有效的應(yīng)對(duì)措施。

1 ?原因分析

該石化公司生產(chǎn)-10號(hào)軍用柴油多年，加工原油及生產(chǎn)工藝未做較大調(diào)整，成品質(zhì)量一直比較穩(wěn)定。生產(chǎn)-10號(hào)軍用柴油的原油主要以大慶原油作為主要原材料，大慶原油屬于低硫石蠟基原油，油品中石蠟含量較高，當(dāng)溫度降低時(shí)，油品中的石蠟?zāi)?，在油品中形成網(wǎng)狀結(jié)晶將油分子包圍，影響到油品的外觀。一般采用對(duì)油品脫蠟以降低油品凝固點(diǎn)方式解決，但該石化公司地處暖溫帶，年平均氣溫10 ℃左右，春末夏初季節(jié)氣溫一般20 ℃左右，-10號(hào)軍用柴油的凝點(diǎn)在-10 ℃以下，在這種氣溫條件下，因石蠟結(jié)晶造成-10號(hào)軍用柴油低溫外觀渾濁的可能性比較小，經(jīng)研究分析后認(rèn)為此因素可以排除。

近年來，-10號(hào)軍用柴油生產(chǎn)按照定型工藝條件執(zhí)行，工藝操作未做大的調(diào)整。從歷年跟蹤情況及調(diào)研其他煉油企業(yè)-10號(hào)軍用柴油生產(chǎn)情況綜合分析，-10號(hào)軍用柴油在低溫條件下出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，主要原因可能是含有微量水[1-7]。根據(jù)國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB 3075-1997規(guī)定，5月至10月-10號(hào)軍用柴油的水分指標(biāo)為痕跡（含水量0%～0.03%）。經(jīng)分析化驗(yàn)，出現(xiàn)渾濁油品與不渾濁油品一樣，所有理化指標(biāo)都符合標(biāo)準(zhǔn)，水分含量均在0.03%以下。油品從生產(chǎn)裝置進(jìn)入成品罐時(shí)，油溫較高，基本都在40 ℃左右，所采油樣外觀并不渾濁，當(dāng)油樣逐漸冷卻降溫至20 ℃以下時(shí)外觀即開始出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。經(jīng)研究分析，含水的原因是蒸餾裝置生產(chǎn)時(shí)采用蒸汽汽提工藝，部分蒸汽溶解到軍用柴油組分中，從裝置常壓二線到成品罐之間無脫水工藝，當(dāng)溫度降低后，溶解在油中微量水因溶解度降低而析出，形成油水混合物并懸浮于油中，造成外觀渾濁現(xiàn)象。

2 ?試驗(yàn)驗(yàn)證

2.1 ?試驗(yàn)原料及儀器

450萬t常減壓蒸餾B2餾出口-10號(hào)軍用柴油、罐區(qū)成品-10號(hào)軍用柴油（1#罐、2#罐）、過濾器過濾前后-10號(hào)軍用柴油，快速定性濾紙，CaSO4、NaCl。

METTLER TOLEDO C20S庫倫法卡爾費(fèi)休水分儀，RID-909B恒溫箱，SYX-113實(shí)驗(yàn)室冰箱。

2.2 ?試驗(yàn)及分析

2.2.1 ?裝置餾出口油樣含水量試驗(yàn)

在450萬t常減壓蒸餾B2餾出口共采集3批6個(gè)-10號(hào)軍用柴油油樣，油樣外觀都比較渾濁。采用庫倫法測定油樣的微量水含量。餾出口油樣含水量見表1。從表1可以看出，裝置餾出口油樣的含水量相對(duì)較高，外觀都比較渾濁，但是未超過300 mg/kg標(biāo)準(zhǔn);油樣的水含量越高，油品的外觀越渾濁。

2.2.2 ?降溫試驗(yàn)

由于-10號(hào)軍用柴油儲(chǔ)罐有加溫設(shè)施，剛采回油樣的溫度較高，當(dāng)油樣溫度為30 ℃時(shí)，外觀清澈透明。利用恒溫箱和冰箱模擬降溫條件，溫度每降低5 ℃進(jìn)行一次測量，在降溫條件下油樣的含水量見表2。從表2可以看出，隨著溫度降低，油樣的微量水含量變化不大;當(dāng)油樣逐漸降溫至20 ℃以下時(shí)外觀即開始出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，溫度越低，油樣外觀越渾濁。

2.2.3 ?干燥劑脫水及濾紙過濾試驗(yàn)

利用CaSO4、NaCl的吸水性好且不溶于油的特性，模擬脫水試驗(yàn)[8]。在-10號(hào)軍用柴油油樣中分別添加10%的CaSO4、NaCl，在室溫條件下（約27 ℃）攪拌5 min。-10號(hào)軍用柴油油樣經(jīng)過模擬脫水試驗(yàn)后含水量變化見表3。從表3可以看出，干燥劑脫水前后微量水含量變化明顯，降低了約30 ～ 50 mg/kg，脫水后油樣都變的清澈透明，驗(yàn)證了含有微量水是-10號(hào)軍用柴油外觀渾濁的主要原因。利用CaSO4、NaCl的吸水性，可以有效脫除-10號(hào)軍用柴油微量水，NaCl的脫水效果要好于CaSO4。

過濾紙是一種有效的過濾介質(zhì)，對(duì)液體有強(qiáng)烈的吸收性能，具有一定吸水性。利用濾紙模擬過濾器濾芯，可以濾除-10號(hào)軍用柴油油樣中的水分和雜質(zhì)。取兩個(gè)儲(chǔ)罐不同批次的-10號(hào)軍用柴油油樣各300 mL，在室溫條件下（約27 ℃）用快速定性濾紙過濾，并測定過濾前后油樣含水量。濾紙過濾前后油樣含水量變化見表4，從表4可以看出，濾紙過濾前后油樣中微量水含量變化比較明顯，-10號(hào)軍用柴油罐油樣微量水含量為87～130 mg/kg，過濾前外觀有的較渾濁，經(jīng)濾紙過濾后油樣微量水含量為70～95 mg/kg，降低幅度較大，經(jīng)濾紙過濾后油樣外觀都清澈透明。將濾紙過濾后油樣進(jìn)行了降溫試驗(yàn)，當(dāng)降溫至20 ℃以下時(shí)，油樣（H、J、K、M、N）外觀出現(xiàn)輕微渾濁，微量水含量較低的三個(gè)油樣（G、I、L）外觀未出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，透明度較好，這三個(gè)油樣微量水含量都低于73.2 mg/kg。

2.2.4 ?對(duì)比試驗(yàn)

在留樣間隨機(jī)抽取上半年5批-10號(hào)軍用柴油出廠留樣進(jìn)行微量水含量分析對(duì)比。可以看到，5個(gè)留樣的外觀都清澈透明。將以上批次油樣降溫至20 ℃以下觀察，外觀清澈透明，都未出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。不同批次-10號(hào)軍用柴油出廠留樣含水量見表5，從表5可以看出，上半年5批-10號(hào)軍用柴油出廠留樣微量水含量為67～75 mg/kg，且降溫后外觀仍清澈透明，符合要求。

2.2.5 ?過濾器過濾試驗(yàn)

在-10號(hào)軍用柴油付出管線上（裝船輸油臂管線前）安裝噴氣燃料過濾分離器進(jìn)行過濾試驗(yàn)，其中預(yù)過濾器型號(hào)為11FV2210-120X40/1.6A，濾芯為11FC12-150×460/40（8支），過濾分離器型號(hào)為150LGF-120/1.6A，聚結(jié)濾芯為JLX-150×1120（6支），分離濾芯為FLX-150×915（3支），過濾精度為10 μm，工作壓差0.1 MPa，北京承天倍達(dá)過濾技術(shù)有限責(zé)任公司生產(chǎn)。其中聚結(jié)濾芯由具有親水特性的復(fù)合材料經(jīng)特殊工藝加工而成，可以通過“破乳”將柴油中已乳化難以沉降的微量水分離出來并聚成水滴，分離濾芯與聚結(jié)濾芯搭配使用，分離濾芯具有親油憎水特性，含微量水的-10號(hào)軍用柴油經(jīng)過聚結(jié)濾芯、分離濾芯，從實(shí)現(xiàn)了油水分離[9，10]。試驗(yàn)時(shí)，采用自壓方式裝油，不開泵，在過濾器前后取樣口閥門分別進(jìn)行了取樣，對(duì)裝船后油船的首艙也進(jìn)行了采樣進(jìn)行對(duì)比分析。經(jīng)過濾器過濾前后油樣含水量見表6。

從表6可以看出，過濾器過濾后油品的微量水含量明顯降低，船艙油樣微量水含量與過濾器過濾后油樣的微量水含量差距不大。試驗(yàn)期間，聚結(jié)分離器每隔2 h定期切水，采集聚結(jié)分離器切水閥油樣，可以看到油樣底部有明顯聚結(jié)水，過濾器油水分離效果明顯。

2.3 ?試驗(yàn)結(jié)論

（1）油品中微量水是引起-10號(hào)軍用柴油外觀渾濁的主要原因。

（2）NaCl等干燥劑可以有效降低-10號(hào)軍用柴油的微量水含量。

（3）當(dāng)-10號(hào)軍用柴油中微量水含量低于75 mg/kg時(shí)，溫度降低至20 ℃以下，-10號(hào)軍用柴油外觀清澈透明，不會(huì)出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。

（4）過濾分離器可以降低-10號(hào)軍用茶油微量水含量，有效改善低溫外觀渾濁現(xiàn)象。

3 ?應(yīng)對(duì)措施

（1）合理控制汽提塔汽提蒸汽量，在保證初餾點(diǎn)合格的情況下，降低-10號(hào)軍用柴油含水的機(jī)率。

（2）利用儲(chǔ)罐加溫設(shè)施促進(jìn)油水分離，延長成品-10號(hào)軍用柴油的靜止沉降時(shí)間（5～7 d），及時(shí)抽掉罐底最容易含水雜的底油，進(jìn)一步降低-10號(hào)軍用柴油的含水量。

（3）在-10號(hào)軍用柴油生產(chǎn)裝置餾出口增設(shè)油水分離過濾器（預(yù)過濾器和聚結(jié)分離器），在成品罐進(jìn)出管線增加多級(jí)過濾器，實(shí)現(xiàn)多級(jí)分步過濾，保證-10號(hào)軍用柴油外觀清澈透明，達(dá)到出庫要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 宮信革，孔春心，李建華. 柴油加氫裝置生產(chǎn)-10號(hào)軍用柴油出現(xiàn)問題及解決措施[J].中國儲(chǔ)運(yùn)，2016（6）：120-121.

[2] 徐忠賢，徐慧. 試制軍用柴油加氫工藝條件探討[J]. 石油商技.2003，21（6）：24-27.

[3]王雷雷. 催化裂化裝置柴油含水影響因素分析[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2015 （13）：12-13.

[4]范越超，花卉，聶春梅，等. 煉油廠加氫柴油外觀霧濁的原因分析[J]. 煉油與化工，2017，28（2）：14-16.

[5]朱偉. 催化外送柴油含水原因分析及措施[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2015，18：45.

[6]侯祥麟. 中國煉油技術(shù)[M]. 第二版. 北京：中國化工出版社，2001：12-16.

[7]朱慶云，李振宇. 國外清潔柴油生產(chǎn)加氫技術(shù)發(fā)展綜述[J].國際石油經(jīng)濟(jì)，2013（5）：58-86.

[8]朱松貴. 用食鹽脫除軍用柴油中微量水[J]. 齊魯石油化工，1992：116.

[9]王澤宇. 淺談含水含雜柴油過濾[J]. 山東工業(yè)技術(shù)，2018（16）：209-210.

[10]李平華，降低柴油含水量的技術(shù)研究[D]. 北京：中國石油大學(xué)2010.