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1、10万吨/年炼油助剂可 行 性 报 告濮阳市佳化能源有限公司目 录1 炼油助剂11.1 助剂的使用概况151.2提高油品质量类助剂161.2.1 降低催化裂化汽油烯烃助剂161.2.2 降低汽油硫含量助剂161.2.3 辛烷值助剂161.3 环保类助剂171.3.1 硫转移催化剂171.4 延长装置开工周期和降低能耗类助剂181.4.1 缓蚀剂181.4.2 阻垢剂181.4.3 消泡剂191.5 改善原料性质和催化剂活性类助剂191.5.1 原油破乳剂191.5.2 原油脱钙剂201.6 炼油过程助剂发展222 炼油助剂与燃料添加剂应用情况243.1助剂与添加剂使用情况243.2 助剂与添加
2、剂牌号参考价格285新建炼油助剂与添加剂企业注意事项与建议335.1 燃料油添加剂335.2 炼油加工助剂341 油品添加41.1 燃料添加剂的主要类型和品种51.2 通用的保护性添加剂61.2.1 抗氧化剂61.2.2 金属钝化剂(金属去活剂)71.3 车用汽油专用添加剂81.3.1 抗爆剂81.4 柴油专用添加剂111.4.1 低温流动改进剂111.4.2 引燃改进剂(十六烷值改进剂)121.5添加剂用量14炼油助剂可行性报告1 炼油助剂炼油助剂和炼油催化剂、石油产品添加剂被称为炼油工业中的“三剂”。尽管炼油助剂的使用量和重要性尚不及后两者,但是近20多年来,随着原油的重质化、劣质化以及高
3、质量轻质油品需求量的增加,油品品质要求的提高以及环保法规的实施,开发和应用了多种炼油助剂。助剂的主要作用为: 提高提高油品质量类助剂:降烯烃助剂,降汽油中硫助剂,提高辛烷值助剂 环保类助剂:硫转移助剂,CO助燃剂 抑制设备腐蚀,防止设备堵塞,延长运转周期: 缓蚀剂、阻垢剂、消泡剂 改善原料性质和催化剂活性类助剂:破乳剂、脱钙剂 增加轻质油收率,提高柴汽比:强化蒸馏剂 保护裂化催化剂的活性和选择性:钝化剂、固钒剂、流化助剂 改善产品分布,提高产品质量:辛烷值助剂、异构烯烃助剂;正确选择并合理使用助剂,常可起到事半功倍的效果。近年来,国内外炼油工作者都十分重视研究和开发助剂,并不断有新助剂问世。可
4、以预计炼油助剂将有着很大的发展潜力。1.1 助剂的使用概况在催化裂化装置中使用的助剂大部分是固态的,多为无机物;而其他装置使用的助剂则是液态的,大部分为有机化合物。有的助剂同时有固液两种形态(如硫转移助剂),有的助剂同时为有机和无机两种组成物(如钝化剂)。使用助剂最多的是常减压蒸馏装置和催化裂化装置使用范围最广的是缓蚀剂和阻垢剂,几乎所有装置都使用它。常减压蒸馏装置使用的助剂在80年代已相当普遍。常说的“一脱四注”,即包括了注碱和缓蚀剂。特别是由于我国近年来高酸值原油的开采和进口含硫原油的增加,常减压装置腐蚀严重,助剂的合理使用就更不容忽视。近年来,炼油助剂发展迅猛,国内外多家研究机构致力于该
5、领域的开发;为适应炼油工业不断发展的需要,除已有的炼油助剂逐步得到完善外,针对炼油过程中出现的新问题每年都有多个新品种问世。1.2 提高提高油品质量类助剂1.2.1 降低催化裂化汽油烯烃助剂GOR系列催化剂和LBO-12催化剂是国内开发的FCC降烯烃催化剂。GOR催化剂采用氧化物改性的Y型沸石为主要活性组分强化氢转移活性,添加改性的ZRP择形沸石为辅助活性组分,并通过改进基质的酸性中心强度和密度,使催化剂具有较高的降烯烃能力。LBO-12催化剂采用高度氢转移活性的稀土Y(REY)分子筛组元与活性适宜的基质材料匹配,使烯烃参与的氢转移反应活性和异构化和芳构化反应活性得到提高。与降烯烃催化剂相比,
6、降烯烃助剂具有用量少、见效快和使用灵活的特点。1.2.2 降低汽油硫含量助剂汽油中90 以上的硫来自催化裂化汽油。因此,降低汽油的硫含量关键在于降低催化裂化汽油的硫含量。我国现行标准要求硫的质量分数不大于0.05。1.2.3 辛烷值助剂随着低碳经济时代的到来,国家对能源产业政策进行了调整,其中我国正在研究制定新的汽油标准,将参照欧洲汽油标准的欧(硫含量不大于150g/g)、欧(硫含量不大于50g/g)指标适时推出我国的国(硫含量不大于150g/g)和国(硫含量不大于50g/g)的汽油新标准。最终推行无硫汽油,使硫含量低于10g/g,将与国际先进水平接轨。另外国际上通常对燃料有组分指标要求外,对
7、燃料的性能指标也有严格要求。主要有四点:一是燃油喷嘴清洁度,要求流量损失最大不超过5%;二是进气阀沾滞,要求能够通过;三是进气阀清洁度,要求不超过平均100mg/阀;四是燃烧室沉积物,要求不大于140%。性能评定是衡量汽油品质的重要一环,我国家正制定标准向其靠拢和接轨。我国汽油烯烃含量高、蒸气压偏高,氧化物含量低,辛烷值分布差。在实现车用汽油无铅化后,大幅度降低苯、芳烃、烯烃和硫等有害物质的含量,提高车用汽油的质量,将是今后主要面临的问题。 提高汽油标号是提高汽油质量的重要环节,原来提高汽油标号主要用四乙基铅,这会引起铅中毒,给人类造成极大危害,四乙基铅被取消;后来改用二茂铁提高汽标号,但二茂
8、铁容易堵塞发动机火花塞被取缔了;目前人们用锰剂提高汽油标号,随着国家对环保要求的提高,对汽油中锰含量的要求越来越严,从每升汽油含锰20多毫克,降到每升18毫克,目前降到每升8毫克,每升汽油含锰量降到2毫克的时期马上到来,最后汽油中不得有金属含量的时代也不远了。因此开发非金属汽油抗爆剂已刻不容缓,特别是高品质非金属汽油抗爆剂。1.3延长装置开工周期和降低能耗类助剂1.3.1 缓蚀剂缓蚀剂有中和型和保护膜型两种。作为防腐蚀措施,中和性缓蚀剂常和保护膜型缓蚀剂同时使用。前者是将腐蚀物质中和成非腐蚀性物质;后者是前者的补充,它能在管壁或器壁上形成一层牢固的保护膜,使中和剂未能中和的剩余腐蚀物质不能接近
9、金属表面。两者合用,效果颇佳。炼油厂所有的装置都会产生程度不同的腐蚀。每年都要损耗大量钢材。严重部位即使换用不锈钢,也常需要辅以缓蚀剂防腐蚀。粗略汇总一下,炼油厂(特别是加工含硫、含酸原油的炼油厂)需要加缓蚀剂的装置部位有十几种装置的30多处。对保障生产安全、延长开工周期、节约钢材起到了重要作用。随着原油性质的日趋重质化,石油加工条件变得更为苛刻,炼油设备和管线的结垢问题日益突出;尤其是加工重质油的一些装置,如重油催化裂化、渣油加氢处理等装置结垢现象更加普遍。结垢导致装置能耗增加,处理量降低,非计划停工次数增多,运行周期缩短,影响到了装置的正常操作和企业的经济效益。1.3.2 阻垢剂阻垢剂究始
10、于20世纪80年代后期,主要是解决重油催化裂化装置出现因油浆系统结垢,换热器换热效率降低等一系列问题导致的装置非计划停工。针对上述问题,华东理工大学、洛阳石化工程公司炼制研究所等先后开发了催化裂化油浆系统阻垢剂,取得了良好的效果。近年来,我国许多加氢装置原料换热器都不同程度地出现了结焦积垢现象,一些装置换热器结垢严重时甚至导致装置被迫停工;换热器结垢、换热效率下降已成为影响加氢装置安全、平稳、长周期运转,最终影响装置经济效益的“瓶颈”。因此,针对加氢装置结垢开展的研究逐渐增多。针对以高硫、高金属和高残炭值为原料的渣油加氢处理装置开发了HAF型渣油加氢处理进料系统阻垢剂。渣油加氢处理装置采用的原
11、料主要为减压渣油,其特点是重金属、硫、氮、胶质和沥青质含量高,残炭值高;针对减粘裂化装置因结焦而导致轻油收率低的问题研制了减粘防焦剂。该产品可显著抑制装置结焦,延迟起始结焦的反应温度,促进裂化反应,增加装置的轻油收率。延迟焦化作为渣油深度加工的一种工艺在我国炼油工业中具有重要地位。加热炉作为延迟焦化装置的核心设备,是否保持正常运转将直接影响装置的经济效益。在影响加热炉长周期运转的诸多因素中,加热炉管的结焦积垢是一个重要原因。对延迟焦化装置加热炉管结焦积垢的机理进行了探索,开发了具有金属表面改性、阻断自由基链式反应、增溶分散和清净作用的阻焦剂。1.3.3 消泡剂目前使用的多为硅基消泡剂,运动粘度
12、6lO4mm2s左右,相对分子质量约为6.5104,稀释剂为煤油或柴油,效果颇佳。为减少硅对焦化石脑油的污染,正在发展低硅消泡剂。如硫回收装置的氨吸收塔、脱臭装置的抽提、塔和芳烃回收装置的分离塔等,为了防止吸收剂发泡、均需加消泡剂。目前常用的消泡剂为硅化合物、高级醇类和聚二醇等。1.4 改善原料性质和催化剂活性类助剂原油中除含有烃类化合物外,还含有少量的氧、硫、氮和金属化合物,这些金属化合物的含量虽然很低,但对石油加工尤其是对炼油催化剂影响很大。在加热的过程中,原油中的这些金属化合物易在设备表面沉积形成垢物,造成换热器和加热炉的热效率下降,严重时可导致管道堵塞造成非计划停工;金属化合物的分解还
13、可造成设备腐蚀。经蒸馏后原油中的金属化合物大部分集中在重质油中,造成后续炼油装置如重油催化裂化、渣油加氢处理、加氢裂化等装置的催化剂中毒,致使催化剂损耗增加,产品分布和产品性质变差,严重影响了炼厂的经济效益。因此,如何降低原油中金属化合物对炼油过程的危害一直是炼油工作者关注的课题。1.4.1 原油破乳剂 在大多数原料中含有一定的表面活性剂,原油中,需要添加破乳剂。一种单一化学结构的破乳剂很少能同时产生上述四种效应,一般可采用两种以上结构不同的物质相配合或根据情况选用某些类型破乳剂。 化学破乳剂的种类繁多,最初使用一些简单天然破乳剂,其后是一些表面活性剂如羧酸盐、环烷酸盐及困酸盐等。这些物质虽然
14、来源广泛、成本低,但用量大、副作用多。后来合成高分子表面活性剂得到发展,不但有大量离子型的而且有性能优越的非离子型化合物,它们大多数是用环氧乙烷、环氧丙烷和具有活泼氢的有机物聚合而成。按化学组成分类有醚型如聚氧己烯烷基醚R-O-(CH2CH2O)nH,酰胺型如脂肪酸乙二醇酰胺;酯型:烷基聚氧乙烯RCO(CH2CH2O)H四大类型。近年来,又开发了超高分子量的化学破乳剂,性能更为优越,用量少且能快速地破坏油包水型乳化液。1.4.2 原油脱钙剂原油中的钙包括无机钙和有机钙,有机钙以环烷酸盐和酚盐形式存在,常规的电脱盐方法无法将其脱除。原油中未被脱除的钙对原油加工有较严重的影响。在催化裂化过程中,原
15、料中的钙化合物沉积在催化剂上,使催化剂结块,同时还会使催化剂的比表面积下降,造成永久性失活,导致催化剂消耗增加。在加氢裂化过程中,原料中的钙会导致加氢催化剂失活,堵塞催化剂床层的介质通道,使加氢反应器压降上升。解决原油脱钙问题的主要途径是在原油电脱盐时加入脱钙剂,使脱盐、脱钙同时进行,将大部分有机钙在进入常压蒸馏前脱除。脱钙剂大都是螯合沉淀类药剂,脱钙机理是与原油中的有机钙反应使其转化为溶于水的化合物或悬浮于水中的固体小颗粒,随着水相与油相的分离达到脱钙的目的。由于镁、铁的性质与钙相似,脱钙的同时镁、铁也得到脱除。近年来国内脱钙剂的开发比较活跃,所研制的脱钙剂多是复合剂。1.5、油品添加剂油品
16、添加剂本来是应用较早的油品添加剂,如各种抗爆剂,抗氧化剂早在70-80年代就已成为生产各种汽油,柴油等燃料油品不可缺少的重要添加剂品种。但由于过去长期来,各种燃料油品的各方面使用性能,在很大程度上可依靠石油加工技术的进步来改善,不象各种润滑油那样主要是依靠各类添加剂来保证其使用性能得到满足的。因此燃料油品添加剂的发展相对来说较为迟缓,至今其常用的品种和用量相对来说均较少些。 随着内燃机等机械工业的技术进步,以及石油加工原料和技术的发展,各种石油燃料的使用性能暴露出的问题渐多起来,仅靠石油加工技术进步已远不能解决问题,故近些年来燃料添加剂在国内外己在相当程度受到越来越多的重视。我国的车用汽油、喷
17、气燃料、柴油以及燃料油等逐渐依靠各种添加剂来解决各种已出现的使用性能问题了。1.5.1燃料添加剂的主要类型和品种各类燃料油品所需添加别类型互有较大差异,这些添加剂迄今尚难做统一的系统分类。燃料添加剂均可分为两大类别:(1)保护性添加剂。即主要解决燃料贮运过程中出现的各种问题的添加剂。包括抗氧化剂,金属钝化剂,分散剂等稳定剂,抗腐蚀剂或防锈剂等。(2)使用性添加剂。即主要解决燃料燃烧或使用过程中出现的各种问题的添加剂。包括各种改善燃烧性能及处理或改善燃烧生成物特性的添加剂,因燃料种类不同而各异。因此多属于各类燃料的专用添加剂。燃料添加剂品种的名称及其主要的化合物燃料添加剂类型见表2表2 燃料添加
18、剂剂的分类用途分类类别典型品种或化合物通用保护性添加剂抗氧化剂金属钝化剂屏蔽酚类(2,6-二叔丁基4-甲酚)芳胺类N,N-二水杨叉-1,2-丙二胺车用汽油专用添加剂抗爆剂四乙基铅或四甲基铅,已禁用环戊二烯三羰基锰或甲基环戊二烯三羰基锰芳基磷酸酯类柴油专用添加剂低温流动改进剂十六烷值改进剂乙烯酸醋乙烯酯其聚物等硝酸戌酯等涉足生产石油燃料添加剂的企业在全国各地约30个:如上海、锦州、兰州、玉门、独山子、无锡、北京、沈阳、淄博、南京、大连、杭州等地都有生产企业。1.5.2通用的保护性添加剂 有些多作用的添加剂可兼有不止一种的上述性能。 由于现代各种牌号的车用汽油、柴油以及燃料油等,均为由各种石油炼制
19、过程(如直馏催化裂化、减帖、焦化、加氢裂化以及催化重整、迭合、烷基化、异构化等)所得产物作为组分,经调合而成。其中的二次加工产物带来的油品稳定性问题较多。因此,为解决这类问题所需要的各种保护性添加剂。各类燃料还有一些在贮运过程中易出现的问题所需添加剂。1.2.1 抗氧化剂为了防止汽油、喷气燃料、柴油等在贮存过程中氧化生成胶质沉淀,以及在使用过程中溶在燃料中的胶质因燃料汽化,雾化而沉积于吸入系统、汽化器、喷嘴等此影响发动机的正常运转,一般燃料中多需加入各种抗氧化剂。胶质主要是由裂化产生的烯烃,特别是共轭二烯烃类氧化生成。随着加氢、催化重整技术的推广,现今各种燃料所含烯烃已大为减少。但即使如此,加
20、入相当量的抗氧化剂也是不可忽视的。通常应用的抗氧化剂为:各种屏蔽酚类和芳胺类化合物。其主要产品为:T501 2,6-二叔丁基-4-甲酚;N,N-二仲丁基苯二胺 这些化合物的抗氧化作用机理为:其分子中所含的较活泼的H原子可供给在氧化过程中生成的过氧化物自由基,使其失活(抗氧化剂的自由基却由于共振而较稳定),从而中断氧化链锁反应,使氧化诱导期大为延长,实际上就起到了抗氧化作用。通常其用量约需10g/1000L。 当烯烃含量较高时,芳胺比屏蔽酚更为有效;而当烯烃含量不太高时(如10-20),屏蔽酚的功效不亚于芳胺。而现代的车用汽油含烯烃量已逐渐降低,故价廉易得的屏蔽酚类的应用已成主流。1.2.2 金
21、属钝化剂(金属去活剂) 汽油等燃料中所含的痕量被溶解的铜等金属化合物可催化氧化反应,加速胶质的生成。而油品中所含的硫醇、酚类等酸性杂质组分则可在炼制,贮运、使用过程中与机械设备中的铜合金零件接触,反应生成微量可溶于油品中的铜等金属化合物。据实测,车用汽油中,含铜0.01-0.9mg/m1。此量已足以引起上述有害作用,并使抗氧化剂的效力锐减。 1.2.3 抗腐蚀剂 车用汽油等燃料由于通常溶有微量水分和空气而在贮罐、管线以及发动机燃料箱中对金属可引起腐蚀或锈蚀。这种腐蚀或锈蚀除导致设备、机件寿命缩短外,其生成的锈粒还可能阻塞燃料滤网、汽化器、喷嘴以及沉积于阀座上,破坏发动机正常运转。因此,燃料中常
22、需加入抗腐蚀剂,一般可用某些可溶于燃料的润滑油防锈剂作为抗腐蚀剂。常用的为C12烯基丁二酸、双烷基磷酸等。其作用机理为借助强极性基团吸附于金属表面,并借助亲油基的非极性长侧链形成防护膜,从而阻止水分与金属接触,达到防止腐蚀,锈蚀的目的。我国主要使用C12烯基丁二酸类,一般用量30g/1000L。1.2.4 抗乳化剂 车用汽油等在贮运过程中难免与少量水分接触。而许多燃料添加剂可将水分分散于燃料中,形成浑浊的雾状燃料油品。此问题须加入抗乳化剂来解决。常用的抗乳化剂为具有下列典型结构式的化合物:R C6H3O(C2C4O)3(C3H6O)4HR乳化剂的结构须保证使其具有适宜的水溶性与油溶性,从而使其
23、具有所需的界面活性,可使雾状水的微粒能重新凝集成为水相分出。一般其用量约为10-20g/1000L。1.3 车用汽油专用添加剂2000年7月1日起停止销售和使用含铅汽油以来。国家环保总局已发布强制性标准车用汽油有害物质控制标准(GWKB11999),并于2000年1月1日起实施。该标准对汽油中的硫、苯、芳烃和烯烃等含量提出更严格的要求,硫含量不大于0.08(质量分数),苯含量不大于2.5(体积分数),芳烃含量不大于40(体积分数),烯烃含量不大于35(体积分数),对汽油添加剂提出了新的系列要求。1.3.1 抗爆剂从l920年以来,长期广泛使用的效果最佳的抗爆剂四乙基铅(TEL)、四甲基铅(TM
24、L)与二溴乙烷排铅剂的复合剂,在近20余年来由于环保要求日益严格,用量日益减少,并已淘汰。目前大多提高汽油抗爆性能的主要方法是:添加高辛烷值汽油组份:甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基叔戊基醚(TAME)、二异丙醚(DIPE)。使用最广泛的抗爆添加剂是:甲基环戊二烯三羰基锰(MMT),和其它环戊二烯衍生物等,但对添加剂用量提出了严格的规定。HS系列环保型汽油抗爆剂:中国华源辽宁化工有限公司日,年产2kt的生产规模。HS系列环保型汽油抗爆剂是高浓缩烷基化合物无毒、无害,无异味,不污染环境,据称是集抗爆、清洁、节能、减磨于一体的高科技含量、高附加值、高效益的更新换代产品。产品油性好、添加工艺简单,抗爆
25、性能优异,提高1个辛烷值的用量仅为0.040.O5。还具有明显的净化功能,可减少尾气中的有害物质排放。1.3.2 抗表面引燃剂 由于燃烧室内某些局部表面可能存在少量炭积沉物,在较高压缩比的工况下,因压缩作可能使燃烧室内温度升高,高至使这些炭沉积物达到灼热的程度,导致由于这些局部表面地点引发的提前点,而影响发动机的正常运转,且可造成功率损失,并影响机件寿命。 为减少上述表面引燃现象,可使用有机磷化合物,如甲苯二苯基磷酸酯和甲基二苯基磷酸酯。其作用机理为可特具有较低灼热点(温度)的沉积物转变为含有磷酸酯的、灼热点较高的沉积物。1.3.3 汽化器清净剂 由于发动机在空转期间,空气中的污染杂质进入汽化
26、器,以及由于环保要求安装废气循环装置(EGR),或由于正压排气装置(PCV)的操作不良,使废气中央带的污染物进入汽化器,可在汽油机的节流阀体生成沉积物,影响油气比的控制,而干扰汽化器的正常运转同时造成在低速低负荷运转时使CO,烃类的排放增多,不利于节能。 为防止这些沉积物的生成,可在汽油中加入适量的汽化器清净剂。现今常用的这类清净剂与润滑油分散剂的化学结构类同。其典型化合物为具有下列结构式的丁二酰亚胺或酚。其加入量约为30-400g1000L。1.3.4 吸入系统抗沉积剂吸气孔和吸气阀上的沉积物除来自润滑油外,还来自汽油中所含的少量较高分子极性物质。这些沉积物可造成阀门难以密闭,阀门漏气甚至烧
27、曲,并严重地降低功率和节熊效果。为解决此问题,可在汽油中加入0.03-0.1%(体)的中等粘度聚合物或0.11-0.3(体)的气缸油,即可显著减少沉积物的形成。目前使用较少,因为无铅汽油加有这些抗沉积剂,将使汽油的辛烷值随着汽车行程延长而需提高的数值增高。1.3.5 防冰剂 在冷湿的气候条件下,如在2-10以下,空气的相对湿度超过50时,由于含有较多低沸点组分的汽油汽化时,使吸入的空气冷却,可导致空气中水分在汽化器节流阀滑板区结冰,阻碍空气畅通地流入,甚至可导致发动机停转。为防止此问题发生,可使用防冰剂。防冰剂可分为两种类型:冰点降低剂:包括低分子醇类,如甲醇,异丙醇加入量为0.5-2(体)或
28、已烯二醇,加入量可在0.02-0.2(体)等。表面活性剂:它们在汽化器和节流阀滑板区金属表面上吸附力较强,因而形成一层保护膜,防止了冰晶在金属表面上集结。主要防冰剂如C12烷基二乙醇酰胺、2-C17烷基-1-羟乙基咪唑啉.1.4 喷气燃料专用添加剂由于喷气燃料质量要求较高,喷气燃料添加剂准入资格要求较高,不宜作为新厂产品,本处只作简单介绍。1.4.1 抗静电剂这是喷气燃料所特别需用的一类保护性添加剂。正确的名称应为导电性改进剂,但由于习惯的缘故也可称为抗静电剂。这类添加剂是为了迅速地消除喷气燃料在流动或运移中出于湍流的影响而产生的大量静电荷及产生火花,引起火灾的危险而被使用的。常用的化合物有烷
29、基水杨酸铬,C12烯基丁二酸锰以及多元酸的胺盐等。我国目前使用的抗静电剂为烷基水杨酸铬与甲基丙烯酸酯含氮共聚物等复合而成的产品。1.4.2 抗菌剂 当喷气燃料在贮运过程中遇水后,可能有些能使燃料中的碳产生代谢作用的细菌生长,产生具有腐蚀性或导电性的不溶性产物。为此可加入抗菌剂抑制其生长。由于下面所述的抗冰剂即兼有抗菌作用,故抗菌剂主要用于不含抗冰剂的喷气燃料。常用的抗菌剂有环状亚胺和含硼的化合物等。1.4.3 抗冰剂为了防止喷气燃料在高空使用过程中可能由于冷却析出所含的少量水分并结成冰粒,以致有堵塞滤网和油路的危险,可加入抗冰剂。常用的有乙二醇单甲醚等。我国所使用的抗冰剂即为此类的化合物。1.
30、4.4 抗烧蚀剂 为了防止喷气机火焰筒在使用某些喷气燃料时可能发生烧蚀现象,在喷气燃料中可加入某些抗烧蚀剂,如CS2等。1.5 柴油专用添加剂 1.5.1 分散剂现代柴油中裂化产物组分已占相当大的份额。尽管加入抗氧化剂,在长期贮存中包难免氧化生成不溶性胶质、残渣和漆状沉积物。这些物质很易堵塞过滤器及喷嘴等比并使排气中烟灰增多,损失功率。因此,可加入与润滑油分散剂类同的柴油分散剂,如丁二酰亚胺,硫代磷酸钡盐以及磺酸盐等,使上述不溶物在柴油中保持分散悬浮,避免在发动机的关链部位形成漆状沉积物,同时也就能保证燃烧良好,排烟减少,并利于节能。1.5.2 低温流动改进剂为了改善柴油(特别是冬用柴油)的低
31、温流动性,使柴油在低于浊点的温度下也能较好通过油管与过滤器,具有良好的低温泵送性能和过滤性能,可加入低温流动改进剂。同时,由于使用流动改进剂,还可使柴油馏分适当加宽,利于增产柴油。现今这种加有低温流动改进剂的柴油的应用已日趋广泛。美国、日本和前苏联分别成功地开发出了工业用低温流动性添加剂聚乙烯-醋酸乙烯酯、乙烯-丙烯酸异丁酯、乙烯醋酸乙烯酯与烯基酰胺酸。其作用机理是降凝剂具有立体覆盖屏蔽和分散的作用。国内品种主要是TI804和TI805,为乙烯醋酸乙烯酯和氧化聚乙烯。北京石油化工科学院经过较为系统的研究结果确认醋酸乙烯酯含量、平均分子量与共聚物的支链度对TI804的性能有很大的影响,醋酸乙烯酯
32、含量为3545 ,降凝效果好,平均分子量为1500 2000的产品性能好。作为低温流动改进剂的化合物主要有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物,乙烯-丙烯酸酯共聚物等。其加入量平均为0.03左右。这类添加剂在我国已投产应用。由于我国柴油含蜡较高可加0.1以下即可。主要产品有:(1)乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(2)乙烯-醋酸乙烯酯丙烯共聚物(3)乙烯-氯乙烯共聚物(4)乙烯-反丁烯二酸正丁酯共聚物(5)乙烯-烯烃共聚物1.5.3 引燃改进剂(十六烷值改进剂) 为了解决某些柴油在使用中的引燃滞后导致爆震,降低功率等问题,可加入改善柴油引燃性能或提高其十六烷值的添加剂。 近年改随着重油深度加工的发展,裂化柴油产量大幅
33、度增长,柴油的十六烷值已有下降趋势(如美国60年代平均柴油六烷值为50左右,目前已降至45左右),因此这类添加剂的应用逐渐受到人们重视。 国内使用的多是兰州炼油厂生产的硝酸酯类,硝酸戊配,硝酸己酯等。其作用机理为这些化合物较易分解成为自由基或氧化合物,从而可诱发柴油的引燃,或降低其引燃温度。其加入量约为0.1%(体)。1.5.4 消烟剂现行的柴油中裂化产物组分占相当大的份额,虽然加入抗氧剂,但在长期贮存中也难免氧化生成不溶性胶质、残渣等沉积物。这些杂质很容易堵塞过滤器及喷嘴等,并使排气中的烟灰增加,降低功率。为保护环境,如何减少柴油机排气中的烟粒(黑烟)已引起人们的关注。除改进柴油机燃烧室结构
34、,采用废气循环,控制喷油时间,安装尾气过滤器或烟粒捕集器等以外,加入消烟剂也是主要措施之一。美国在汽油中加入分散剂丁二酰亚胺、硫代硫酸钡盐以及磺酸盐等,使上述不溶性物质在柴油中保持分散悬浮状态,以免在发动机的关键部位形成渣状沉积物同时也能保证燃烧良好,降低排气量,减少污染。国内常用的是硫代硫酸钡盐和磺酸盐等,常用的有高碱性磺酸钡(加Z-565),甲基环戊二烯三碳基锰(MMT)等。其加入量均约为0.5(体)。1.5.5 柴油添加剂发展方向柴油添加剂国外的生产厂家多,品种类型也较齐全,性能达到了较高的水平。对新品种开发研究工作也十分活跃,其动向:一是机理研究和产品开发相促进;二是添加剂的组成结构由
35、简单到复杂,由高分子化合物到高分子聚合物;三是由单一组分转向二元或二元以上的多元组分,利用各组分间的协同作用,进行复合技术的开发与应用;四是要求性能高、无副作用、原料易得、合成工艺技术含量高,大幅度提高效益。美国埃克森公司是柴油降凝剂主要的研究和生产厂家,该公司除开发成功聚乙烯醋酸己烯酯、聚乙烯-丙烯窿酶等外 还开发出多功能的降沉剂烯基丁酰二胺酸,该剂兼有防锈、分散性能雪弗龙公司利用复合技术,开发出由烯基丁酰二胺酸与聚乙烯-醋酸乙烯酯、聚乙烯-丙烯酸酯组合的复合剂,生产出性能良好的复合降凝剂。此外,留勃里佐尔也开发出牌号为LZ8055的柴油降凝剂。法国石油研究院研制出新型柴油十六烷值改进剂(I
36、P-CP-8327)兰州炼油厂研制并生产的柴油降凝剂TI804是采用比埃克森公司生产的降凝刺更低的反应温度,进行溶液聚合而制备的产品。兰炼研究院在TI804的基础上,又引人第三组分。如高碳数的a-烯烃、反丁烯二酸酯、丙烯酸酯等,可改善降凝剂的油溶性提高使用效果。国内柴油添加剂的品种和性能及产量与国外均有一定的差距为了尽快开发出新型高教的汽油添加剂,夺取并占领市场,特建议如下:应深入开展柴油添加剂作用机理的研究,以促进与指导新产品的开发;强化合成基础物质选择的研究;进一步应用复配技术,开发高效多功能添加剂,增加品种,提高性能。1.6 燃料油专用添加剂1.6.1 油渣抑制剂和分散剂 现代的燃料油也
37、常掺有二次加工所得渣油,溶剂提取油等;同时,为了易于输送还可掺入一定量稀释柴油。这样调配成的燃料油有时易析出沥青状沉积物或沉析出油渣,影响输油和燃烧不良。为了防止此问题发生,可加入环烷酸盐或芳香类物质使沥青状沉积物溶于油中,抑制油渣的析出。此外,为了防止水分析出,还可加入适量醇类使水在油内分散良好。1.6.2 低温流动改进剂 现今许多燃料油由于含蜡较多,倾点可达30-40,高出油品规格要求10-20。为此可根据原料特性选用如前述柴油流动改进剂同类化学结构的聚合型流动改进剂来解决此问题。1.6.3 灰分改性剂 燃料油为锅炉燃料时其中所含的少量硫,钒和钠等化合物在炉管表面可造成腐蚀。其中钒、钠化合
38、物在620以上的高温下可在炉管表面形成熔渣腐蚀层。而硫化合物燃烧生成的SO2,尤其在V2O5催化作用下进一步生成的SO3,在较低的温度下即可造成严重腐蚀。 为防止这些严重腐蚀问题,可用油溶性的环烷酸镁作为灰分改性剂加入燃料油。当燃烧时,环烷酸镁转为MgO与V2O5作用生成非腐蚀性的钒酸镁,同时也就阻止其生成熔碴,并可防止其对SO2转成SO3的催化作用。1.7添加剂用量在燃料中加入的添加剂品种详见表3。表3 燃料添加剂使用情况简表添加剂名称引入时间,年用量单位十六烷值添加剂1920300-100ppm抗爆剂19200.15Ppb抗氧剂19308-40ppm金属钝化剂19404-12ppm燃烧室沉
39、积改进剂194050-400ppm腐蚀抑制剂19424-50ppm防水剂19450.1-2%柴油稳定剂195050-200ppm抗静电添加剂19552-20ppm润滑性添加剂196025-100ppm沉积控制添加剂1960100-1000ppm柴油流动改进剂196550-1000ppm破乳剂19653-12ppm柴油清净性添加剂198010-200ppm管道阻力减少剂19852-120ppm抗阀座后退剂1990100-200ppm抗泡沫添加剂19902-5ppm抗蜡沉积添加剂199010-200ppm汽油清净剂19952.9 炼油过程助剂发展纳尔科(Nalco)公司和票田公司等。他们均形成了自
40、己的名牌,市场上有较高的信誉。我国的炼油助剂生产十分分散,有些助剂质量不稳定,影响了使用效果。为了将来在炼油助剂市场占有一席之地,可采用科研院所与生产厂家联合的方法。提高产品质量,形成我国的助剂开发生产基地,逐步形成自己的名牌。针对我国催化裂化加工能力大的特点,研制配套新一代助剂,例如辛烷值助剂、钝化剂和CO助燃剂等。重油换热器十分容易结垢堵塞,应继续开发高效阻垢剂。针对垢的不同性质,开发出系列产品。针对我国新疆原油钒含量高,进口中东原油含钒高的特点,研制钝化钒的高效助剂。在积累了十几年的助剂开发经验后,我国一些科研单位正在向创新阶段迈进。如RIPP研制的减少催化裂化汽油硫含量的助剂,可在转化
41、率和产品分布变化不大的前提下,改变汽油馏份中硫的类型。即噻吩硫转变为硫醇硫。这便可用Merox工艺较容易地脱除掉,只是噻吩硫转化率还有待提高。又如洛阳石油化工工程公司炼制研究所开发的液态硫转移助剂,可以与钝化剂复配使用,利用炼油厂现有的钝化剂加注系统,应用更为方便。我国在着力开发催化裂化汽油脱硫剂、阻垢剂的同时还应加大如下两种新型助剂的开发和利用:抑制催化裂化烯烃生成助剂。一般催化裂化汽油的烯烃含量较高,不符合质量要求,可以设想加一种助剂,使生成的烯烃进一步异构化、烷基化,生成高辛烷值的异构烷烃,便可以达到既不损失辛烷值,又能减少烯烃含量的目的。原油脱金属助剂。洛阳石油化工工程公司设备研究所已
42、开发了原油脱钙剂,并成功地应用于洛阳石油化工总厂、天津第一石油化工厂和乌鲁木齐石油化工厂,效果较好。它的原理是将在原油中的油溶性有机钙化合物转化成水溶性钙盐,从而达到脱出原油中钙的目的。3 炼油助剂与燃料添加剂应用情况3.1助剂与添加剂使用情况表4 茂名石化公司炼油厂所用助剂情况调查表序号三剂名称规格型号装 置 名 称一次装填量或年消耗量(吨)1缓蚀中和剂SF-121B/HS-04/ZC35021、2、3、4蒸馏1802加氢缓蚀剂SF-121D/HS-01/HR-HS021、2、3柴加/ 航煤/加裂/渣油503重整缓蚀剂Unicor C连续重整1.54焦化缓蚀剂YD-04/LX-2151、2焦
43、化485破乳脱盐剂MH-/NS-9900/YS-SR0123/LPEC-SD11、2、3、4蒸馏1606催化油浆阻垢剂MSA-II/MYZ-11、2、3催化1407柴油加氢阻垢剂MSB-II/MYZ-2/GX-03D2、3柴油加氢2708渣油加氢阻垢剂MSC-渣油加氢1409加氢裂化阻垢剂XGF-2M加氢裂化7010催化裂化活性剂NS-693催化8511高效复合脱硫剂ZX-11 /XDS-013催化/溶剂再生65012脱臭增效剂活化剂ZX-2/ZH-223催化/精制26013汽油安定性改进剂(液体抗氧剂)NS-QG5/DT-27/DN-5013催化精制4014催化裂化催化剂助剂CHO-32催化
44、2015锰剂抗爆剂HiTEC3000/KT9298汽油调合2616抗氧剂T501加氢裂化/航煤加氢4017抗静电剂ATADIS450航煤调合1.518含硫、氨氮污水处理剂ZCJ-961大修装置不定19硫化亚铁钝化剂FZC-2/RFS大修装置不定20催化剂成膜剂KS-767渣油加氢6.3续表4 茂名石化公司炼油厂所用助剂情况调查表序号三剂名称规格型号装 置 名 称一次装填量或年消耗量(吨)21催化裂化低磁剂二催化25022脱硫醇催化剂AFS-12/TSH-1三催化/精制11023脱硫剂JX-1焦化脱硫/西汽提2424脱硫剂JX-4A三蒸馏2725活性炭HT-3溶剂再生2026硫磺回收尾气加氢催化
45、剂CT6-5B硫磺回收及尾气处理3427硫磺回收催化剂CT6-4B硫磺回收及尾气处理6028活性炭HT-3硫磺回收及尾气处理829柴油深度加氢脱硫催化剂FH-DS1柴油加氢4030保护剂CEN-2 (FZC-11)1柴油加氢0.59531柴油深度加氢脱硫催化剂FH-DS2柴油加氢11432柴油深度加氢脱硫催化剂FH-UDS3柴油加氢21533保护剂FZC-1033柴油加氢434保护剂FZC-102B3柴油加氢235加氢精制催化剂FDS-4A航煤加氢4536加氢精制催化剂FH-5A(再生)重整小加氢20.1337石蜡加氢催化剂FV-10石蜡加氢16.538保护剂FZC-103石蜡加氢0.539精制催化剂FF-26加氢裂化12340加氢裂化催化剂F4412加氢裂化14441脱铁保护剂PT-145/PT-146/PT-147加氢裂化1142保护剂FZC-11A渣油加氢17.97743保护剂FZC-12A渣油加氢19.8244保护剂FZC-13A渣油加氢27.36945支撑剂FZC-14