什么是柴油降凝剂，有何用途？

【专家解说】：柴油降凝剂,又称柴油低温流动改进剂,是目前国内外柴油生产中常用的一种燃料添加剂.它对提高柴汽比,增产柴油,节省煤油,提高炼厂生产灵活性与经济效益,改善柴油低温流动使用性能,具有明显效果,因而国内外都十分重视高效廉价的柴油降凝剂的研究和产品开发.目前国内使用的柴油降凝剂主要依赖进口,不但价格较贵,而且我国原油多为含蜡基,柴油含蜡量高,对进口剂的感受性较差,使用效果并不理想.国内生产的柴油降凝剂品种少,产量低,且有的降凝剂存在不降冷滤点甚至冷滤点回升等缺点.因此,高效柴油降凝剂的成功产业化,不但能解决当前国内急需,而且具有巨大的社会效益和显著的经济效益. 柴油降凝剂及其使用知识简介 柴油降凝剂又称柴油低温流动性改进剂,是目前柴油生产中一种常用的添加剂.它对炼油厂增产柴油,提高生产的灵活性与柴,汽比,提高经济效益有着显而易见的作用.对于柴油的贮运和使用者来说,由于降凝剂的应用,可明显地改善其低温使用性能. 凝点和冷滤点是表征柴油低温使用性能的重要指标.凝点(SP)是表明柴油在低温环境中失去流动性的最高温度;冷滤点(CFPP)则可表明柴油通过柴油发动机供油系统时能造成滤网堵塞的最高温度.对轻柴油而言,冷滤点比凝点指标在实际使用中显得更加重要.这是因为冷滤点与柴油的低温使用性能直接相关,而凝点主要是与柴油的贮存,运输有关.在柴油中加入很低浓度(1‰以下)的降凝剂就可大大改善柴油的低温流动性,加剂方法灵活,简便.由于加入量少,不会改变柴油的其它性能指标,同时,使柴油的单位生产成本远远低于其它降凝,降滤方法或途径所投入的成本. 柴油在较低温度下之所以凝固,是由于柴油中含有一定量的蜡(即正构烷烃),当温度降低时,这些蜡会逐渐析出,并形成蜡晶.随着温度的进一步降低,蜡晶会迅速长大,首先形成平面状结晶,这些结晶相互联结,以至形成三维网状结构,把油包在其中,使油失去流动性而呈现凝固状态. 通常柴油中的正构烷烃含量约为15%~30%,当柴油被冷却时,只要有2%左右的正构烷烃析出,就可使柴油凝固,柴油在一定温度下的析蜡量取决于生产该柴油的原油类型,馏程及调合柴油的各馏分油的加工方案和调合比例. 柴油机在工作时,柴油经粗,细滤清器,再经过高压泵,喷油嘴被喷入气缸.当柴油温度降至冷滤点温度时,所形成的蜡晶就会阻塞滤清器而影响油路的正常供油,进而影响发动机的正常工作. 柴油中加入降凝剂后,当温度降低,蜡晶刚一形成时,降凝剂就会起到成核剂的作用与蜡晶共同析出或吸附在蜡晶表面上,阻止了蜡晶间的相互粘接,防止生成连续的结晶网,使蜡晶颗粒更加细微,能很好地通过滤网.降凝剂这种破坏或改变蜡结晶的功能,就可降低柴油的冷滤点和凝点. 降凝剂的加入,可以改变蜡的结晶形态或蜡晶的大小,但并不能阻止蜡晶的析出及减少析蜡量.因此,在降凝剂的作用下,当柴油温度降低到接近冷滤点时,柴油中会出现数量较多的细微蜡晶颗粒,使油品外观变得浑浊,但这并不影响柴油顺利通过滤网(或滤清器). 轻柴油按照凝点分为不同的牌号,每种牌号都有对应的凝点和冷滤点指标.0号轻柴油就是指这一牌号的柴油凝点不高于0℃,其对应的冷滤点指标为不高于+4℃.因此人们常常会认为,0号柴油就表明它在0℃时还能正常使用,这实际是一种误解.准确地讲,凝点为0℃的0号柴油只能在高于其冷滤点+4℃的温度时才能正常使用,而在冷滤点及其以下的温度时,该柴油已经不能通过滤网(或滤清器);当温度降到0℃时,该油会失去流动性而呈现凝固状态. 将于2002年1月1日起实施的新的轻柴油国家标准中,对不同牌号的轻柴油所适合使用的温度作了清楚的说明,各种牌号的柴油适于使用的最低温度均为该牌号柴油冷滤点以上的温度.也就是说,不同牌号的轻柴油,只有在其冷滤点以上的温度下才能正常使用. 降凝剂的使用效果,不仅取决于降凝剂本身的性能,而且与所加入的油品组成密切相关.一种降凝剂加入组成不同的柴油中,降低冷滤点的幅度(即感受性)有较大的差异,因此首先要根据各种降凝剂对该油品的感受性选择最佳的降凝剂.其次,要根据所加入油品的组成和性质,经过实验室内的小试,以确定最佳的添加量. 几乎所有的柴油降凝剂在较低温度下都呈现为较为粘稠的状态,所以在较低温度下贮存的降凝剂,使用前应加热到20℃以上,以确保其在加入柴油之前呈溶液状态,并要在柴油的浊点以上温度加入,也就是在还没有蜡从柴油中析出时加入.添加量一般在0.5‰~1.0‰.具体加剂方法是:按照实验室小试所确定的最佳添加比例,计算出所需的降凝剂量.首先,将这些降凝剂用欲加入的柴油按一定的比例调成母液.然后,再将母液加入柴油中充分搅拌,混合均匀即可. 二, 主要用途 1,本产品主要作为0#,-10#,-20#,-35#柴油的添加剂,它对分子量较高的石蜡起着结晶调整作用,能够阻止石蜡结晶体形成粘性网状物,改善柴油的低温流动性能,因此柴油的冷凝点和冷滤点大大地降低; 2,本产品用于各种牌号柴油之中,可增加轻柴油的收率,提高炼厂的经济效益; 3,本产品使用效果与美国埃克森公司的PARADYNE-25,ECA-5920相当,价格仅为同类产品的2/3左右,凝固点每降低1℃,吨柴油成本≤1.0元. 三, 使用方法 1,该降凝剂的实际添加量是由柴油的组成决定的,添加量一般为200～1500ppm. 2, 柴油降凝剂的使用效果,不仅取决于产品本身的性能,而且与所用油品密切相关,在使用之前应先经过试验室的实验,根据油品的感受性确定最佳的添加量. 3,使用时应当先配成母液,保证该降凝剂与柴油的均匀混合,才能达到预期的降凝效果.母液的配制:该降凝剂与柴油按1:10的比例调和为母液,然后将母液再与柴油进行调和. 用途: 改善柴油流动性 技术特征: 凝点(SP)和冷滤点(CFPP)是柴油低温使用性能的重要指标,凝点是表明柴油低温时失去 流动性能的温度;冷滤点是表明柴油通过发动机供油系统滤网的最低温度.对轻柴油来说, 冷滤点指标比凝点指标显得更加重要,因为冷滤点与柴油的低温使用性能直接相关.目前改 善柴油流动性的方法,有调入煤油,脱除蜡组份,临氢降凝,加氢裂化,加入化学改进剂等 多种方法.调入煤油要耗用大量宝贵的煤油资源.脱蜡将会使柴油十六烷值大幅度下降而影 响燃烧性能.临轻降凝和加氢裂化则对技术要求高,设备投资和操作费用大.加入化学降凝 剂的方法,则克服了上述的一些方法的缺点,只要在柴油中加入很低浓度(几百ppm)的降凝 剂,就可大大改善柴油的低温流动性.操作灵活简便,费用低等优点,同时保留了高十六烷 值的蜡组份.加入化学改进剂的方法对增产柴油,节约轻油,提高炼厂生产灵活性和改善柴 油低温使用性能具有明显效果. 柴油之所以可以凝固,是由于柴油中含有一定量的蜡,当温度降低时,柴油中的蜡就会 逐渐析出,并形成三维网状结构,吸附和包裹住低凝油使柴油失去流动性.降凝剂的加入可 以破坏蜡的网状结构,使凝点,冷滤点降低,但不能阻止蜡晶的析出.因此,加入降凝剂后 ,柴油的浊点(即析蜡点),析蜡量和析蜡热,凝固热几乎都没有什么变化.改进剂只能改变 蜡的晶结状态或蜡晶大小,而不能阻止蜡晶的析出及减少析蜡量.降凝剂破坏蜡的结晶后, 就可以使柴油的凝固点和冷滤点降低. 我国原油含蜡量较高,因此柴油馏分含蜡量也相对较高,低温流动性差.因此对于大多 数降凝剂感受性不佳,尤其是在降冷滤点方面,感受性更差.对于大多数柴油产品而言,降 低凝点相对比较容易,降低冷滤点比较困难.现在大多数柴油降凝剂只能降低柴油的凝点, 而不能降低柴油的冷滤点,或者降冷滤点幅度很小.石油大学(北京)针对国内柴油的特点, 进行了大量的研究工作,合成或复配了多种柴油冷滤点改进剂,对于大多数柴油都具有较好 的感受性. 1998年12月,石油大学和锦西炼油化工总厂合作,进行实验室加剂实验.对于锦西-10 #柴油,筛选出的四种降凝剂T14,T15,E50和E51,加入500ppm就可使柴油的凝固点降到-40 ℃以下,降凝幅度达28℃以上;而且具有良好的降冷滤点效果,加入100ppm时,降冷滤点幅 度为17～20℃,加入500ppm时,降冷滤点幅度也可达11～13℃.降凝和降冷滤点幅度均十分 显著,说明锦西炼油化工总厂的-10 #柴油对这四种降凝剂具有很好的感受性.从具体实验 数据来看,加剂500ppm就完全可以使-10 #柴油达到-20 #柴油的凝固点和冷滤点指标. 1999年8月,与德国进口的降凝剂D4302的加剂效果进行加剂实验.结果表明:三种添加 剂的降凝效果都相当显著.加入三种降凝剂后,不论加剂量是1000ppm还是500ppm,凝点均 能从-5℃降到-40℃以下,降凝幅度均在35℃以上. 在降冷滤点效果上,三种添加剂的降冷滤点效果都相当好.加入三种添加剂后,加入量 为1000ppm时,冷滤点从0℃可降到-5～-6℃,降冷滤点幅度为在5～6℃,加入量为500ppm时 冷滤点也可降到-3～-4℃,降冷滤 点幅度为3～4℃. 从降凝和冷滤点的总效果看,德国进口降凝剂D4302的加剂效果与石油大学(北京)研制 的降凝剂T15和E81的加剂效果相当.如果再考虑到加剂成本,则适宜使用国产添加剂.降凝 剂T15和E81的价格为2万元/吨左右,而德国降凝剂D4302及其它进口降凝剂的价格都在3～5 万元/吨,甚或更高.