什么是柴油降凝劑，有何用途？

【專家解說】：柴油降凝劑,又稱柴油低溫流動改進(jìn)劑,是目前國內(nèi)外柴油生產(chǎn)中常用的一種燃料添加劑.它對提高柴汽比,增產(chǎn)柴油,節(jié)省煤油,提高煉廠生產(chǎn)靈活性與經(jīng)濟效益,改善柴油低溫流動使用性能,具有明顯效果,因而國內(nèi)外都十分重視高效廉價的柴油降凝劑的研究和產(chǎn)品開發(fā).目前國內(nèi)使用的柴油降凝劑主要依賴進(jìn)口,不但價格較貴,而且我國原油多為含蠟基,柴油含蠟量高,對進(jìn)口劑的感受性較差,使用效果并不理想.國內(nèi)生產(chǎn)的柴油降凝劑品種少,產(chǎn)量低,且有的降凝劑存在不降冷濾點甚至冷濾點回升等缺點.因此,高效柴油降凝劑的成功產(chǎn)業(yè)化,不但能解決當(dāng)前國內(nèi)急需,而且具有巨大的社會效益和顯著的經(jīng)濟效益. 柴油降凝劑及其使用知識簡介 柴油降凝劑又稱柴油低溫流動性改進(jìn)劑,是目前柴油生產(chǎn)中一種常用的添加劑.它對煉油廠增產(chǎn)柴油,提高生產(chǎn)的靈活性與柴,汽比,提高經(jīng)濟效益有著顯而易見的作用.對于柴油的貯運和使用者來說,由于降凝劑的應(yīng)用,可明顯地改善其低溫使用性能. 凝點和冷濾點是表征柴油低溫使用性能的重要指標(biāo).凝點(SP)是表明柴油在低溫環(huán)境中失去流動性的最高溫度;冷濾點(CFPP)則可表明柴油通過柴油發(fā)動機供油系統(tǒng)時能造成濾網(wǎng)堵塞的最高溫度.對輕柴油而言,冷濾點比凝點指標(biāo)在實際使用中顯得更加重要.這是因為冷濾點與柴油的低溫使用性能直接相關(guān),而凝點主要是與柴油的貯存,運輸有關(guān).在柴油中加入很低濃度(1‰以下)的降凝劑就可大大改善柴油的低溫流動性,加劑方法靈活,簡便.由于加入量少,不會改變柴油的其它性能指標(biāo),同時,使柴油的單位生產(chǎn)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它降凝,降濾方法或途徑所投入的成本. 柴油在較低溫度下之所以凝固,是由于柴油中含有一定量的蠟(即正構(gòu)烷烴),當(dāng)溫度降低時,這些蠟會逐漸析出,并形成蠟晶.隨著溫度的進(jìn)一步降低,蠟晶會迅速長大,首先形成平面狀結(jié)晶,這些結(jié)晶相互聯(lián)結(jié),以至形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),把油包在其中,使油失去流動性而呈現(xiàn)凝固狀態(tài). 通常柴油中的正構(gòu)烷烴含量約為15%~30%,當(dāng)柴油被冷卻時,只要有2%左右的正構(gòu)烷烴析出,就可使柴油凝固,柴油在一定溫度下的析蠟量取決于生產(chǎn)該柴油的原油類型,餾程及調(diào)合柴油的各餾分油的加工方案和調(diào)合比例. 柴油機在工作時,柴油經(jīng)粗,細(xì)濾清器,再經(jīng)過高壓泵,噴油嘴被噴入氣缸.當(dāng)柴油溫度降至冷濾點溫度時,所形成的蠟晶就會阻塞濾清器而影響油路的正常供油,進(jìn)而影響發(fā)動機的正常工作. 柴油中加入降凝劑后,當(dāng)溫度降低,蠟晶剛一形成時,降凝劑就會起到成核劑的作用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粘接,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和凝點. 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時,柴油中會出現(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濾網(wǎng)(或濾清器). 輕柴油按照凝點分為不同的牌號,每種牌號都有對應(yīng)的凝點和冷濾點指標(biāo).0號輕柴油就是指這一牌號的柴油凝點不高于0℃,其對應(yīng)的冷濾點指標(biāo)為不高于+4℃.因此人們常常會認(rèn)為,0號柴油就表明它在0℃時還能正常使用,這實際是一種誤解.準(zhǔn)確地講,凝點為0℃的0號柴油只能在高于其冷濾點+4℃的溫度時才能正常使用,而在冷濾點及其以下的溫度時,該柴油已經(jīng)不能通過濾網(wǎng)(或濾清器);當(dāng)溫度降到0℃時,該油會失去流動性而呈現(xiàn)凝固狀態(tài). 將于2002年1月1日起實施的新的輕柴油國家標(biāo)準(zhǔn)中,對不同牌號的輕柴油所適合使用的溫度作了清楚的說明,各種牌號的柴油適于使用的最低溫度均為該牌號柴油冷濾點以上的溫度.也就是說,不同牌號的輕柴油,只有在其冷濾點以上的溫度下才能正常使用. 降凝劑的使用效果,不僅取決于降凝劑本身的性能,而且與所加入的油品組成密切相關(guān).一種降凝劑加入組成不同的柴油中,降低冷濾點的幅度(即感受性)有較大的差異,因此首先要根據(jù)各種降凝劑對該油品的感受性選擇最佳的降凝劑.其次,要根據(jù)所加入油品的組成和性質(zhì),經(jīng)過實驗室內(nèi)的小試,以確定最佳的添加量. 幾乎所有的柴油降凝劑在較低溫度下都呈現(xiàn)為較為粘稠的狀態(tài),所以在較低溫度下貯存的降凝劑,使用前應(yīng)加熱到20℃以上,以確保其在加入柴油之前呈溶液狀態(tài),并要在柴油的濁點以上溫度加入,也就是在還沒有蠟從柴油中析出時加入.添加量一般在0.5‰~1.0‰.具體加劑方法是:按照實驗室小試所確定的最佳添加比例,計算出所需的降凝劑量.首先,將這些降凝劑用欲加入的柴油按一定的比例調(diào)成母液.然后,再將母液加入柴油中充分?jǐn)嚢?混合均勻即可. 二, 主要用途 1,本產(chǎn)品主要作為0#,-10#,-20#,-35#柴油的添加劑,它對分子量較高的石蠟起著結(jié)晶調(diào)整作用,能夠阻止石蠟結(jié)晶體形成粘性網(wǎng)狀物,改善柴油的低溫流動性能,因此柴油的冷凝點和冷濾點大大地降低; 2,本產(chǎn)品用于各種牌號柴油之中,可增加輕柴油的收率,提高煉廠的經(jīng)濟效益; 3,本產(chǎn)品使用效果與美國?？松镜腜ARADYNE-25,ECA-5920相當(dāng),價格僅為同類產(chǎn)品的2/3左右,凝固點每降低1℃,噸柴油成本≤1.0元. 三, 使用方法 1,該降凝劑的實際添加量是由柴油的組成決定的,添加量一般為200～1500ppm. 2, 柴油降凝劑的使用效果,不僅取決于產(chǎn)品本身的性能,而且與所用油品密切相關(guān),在使用之前應(yīng)先經(jīng)過試驗室的實驗,根據(jù)油品的感受性確定最佳的添加量. 3,使用時應(yīng)當(dāng)先配成母液,保證該降凝劑與柴油的均勻混合,才能達(dá)到預(yù)期的降凝效果.母液的配制:該降凝劑與柴油按1:10的比例調(diào)和為母液,然后將母液再與柴油進(jìn)行調(diào)和. 用途: 改善柴油流動性 技術(shù)特征: 凝點(SP)和冷濾點(CFPP)是柴油低溫使用性能的重要指標(biāo),凝點是表明柴油低溫時失去 流動性能的溫度;冷濾點是表明柴油通過發(fā)動機供油系統(tǒng)濾網(wǎng)的最低溫度.對輕柴油來說, 冷濾點指標(biāo)比凝點指標(biāo)顯得更加重要,因為冷濾點與柴油的低溫使用性能直接相關(guān).目前改 善柴油流動性的方法,有調(diào)入煤油,脫除蠟組份,臨氫降凝,加氫裂化,加入化學(xué)改進(jìn)劑等 多種方法.調(diào)入煤油要耗用大量寶貴的煤油資源.脫蠟將會使柴油十六烷值大幅度下降而影 響燃燒性能.臨輕降凝和加氫裂化則對技術(shù)要求高,設(shè)備投資和操作費用大.加入化學(xué)降凝 劑的方法,則克服了上述的一些方法的缺點,只要在柴油中加入很低濃度(幾百ppm)的降凝 劑,就可大大改善柴油的低溫流動性.操作靈活簡便,費用低等優(yōu)點,同時保留了高十六烷 值的蠟組份.加入化學(xué)改進(jìn)劑的方法對增產(chǎn)柴油,節(jié)約輕油,提高煉廠生產(chǎn)靈活性和改善柴 油低溫使用性能具有明顯效果. 柴油之所以可以凝固,是由于柴油中含有一定量的蠟,當(dāng)溫度降低時,柴油中的蠟就會 逐漸析出,并形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),吸附和包裹住低凝油使柴油失去流動性.降凝劑的加入可 以破壞蠟的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使凝點,冷濾點降低,但不能阻止蠟晶的析出.因此,加入降凝劑后 ,柴油的濁點(即析蠟點),析蠟量和析蠟熱,凝固熱幾乎都沒有什么變化.改進(jìn)劑只能改變 蠟的晶結(jié)狀態(tài)或蠟晶大小,而不能阻止蠟晶的析出及減少析蠟量.降凝劑破壞蠟的結(jié)晶后, 就可以使柴油的凝固點和冷濾點降低. 我國原油含蠟量較高,因此柴油餾分含蠟量也相對較高,低溫流動性差.因此對于大多 數(shù)降凝劑感受性不佳,尤其是在降冷濾點方面,感受性更差.對于大多數(shù)柴油產(chǎn)品而言,降 低凝點相對比較容易,降低冷濾點比較困難.現(xiàn)在大多數(shù)柴油降凝劑只能降低柴油的凝點, 而不能降低柴油的冷濾點,或者降冷濾點幅度很小.石油大學(xué)(北京)針對國內(nèi)柴油的特點, 進(jìn)行了大量的研究工作,合成或復(fù)配了多種柴油冷濾點改進(jìn)劑,對于大多數(shù)柴油都具有較好 的感受性. 1998年12月,石油大學(xué)和錦西煉油化工總廠合作,進(jìn)行實驗室加劑實驗.對于錦西-10 #柴油,篩選出的四種降凝劑T14,T15,E50和E51,加入500ppm就可使柴油的凝固點降到-40 ℃以下,降凝幅度達(dá)28℃以上;而且具有良好的降冷濾點效果,加入100ppm時,降冷濾點幅 度為17～20℃,加入500ppm時,降冷濾點幅度也可達(dá)11～13℃.降凝和降冷濾點幅度均十分 顯著,說明錦西煉油化工總廠的-10 #柴油對這四種降凝劑具有很好的感受性.從具體實驗 數(shù)據(jù)來看,加劑500ppm就完全可以使-10 #柴油達(dá)到-20 #柴油的凝固點和冷濾點指標(biāo). 1999年8月,與德國進(jìn)口的降凝劑D4302的加劑效果進(jìn)行加劑實驗.結(jié)果表明:三種添加 劑的降凝效果都相當(dāng)顯著.加入三種降凝劑后,不論加劑量是1000ppm還是500ppm,凝點均 能從-5℃降到-40℃以下,降凝幅度均在35℃以上. 在降冷濾點效果上,三種添加劑的降冷濾點效果都相當(dāng)好.加入三種添加劑后,加入量 為1000ppm時,冷濾點從0℃可降到-5～-6℃,降冷濾點幅度為在5～6℃,加入量為500ppm時 冷濾點也可降到-3～-4℃,降冷濾 點幅度為3～4℃. 從降凝和冷濾點的總效果看,德國進(jìn)口降凝劑D4302的加劑效果與石油大學(xué)(北京)研制 的降凝劑T15和E81的加劑效果相當(dāng).如果再考慮到加劑成本,則適宜使用國產(chǎn)添加劑.降凝 劑T15和E81的價格為2萬元/噸左右,而德國降凝劑D4302及其它進(jìn)口降凝劑的價格都在3～5 萬元/噸,甚或更高.