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浅谈汽柴油的调和技术及应用现状

2012年8月(下)
工业技术科技创新与应用浅谈汽柴油的调和技术及应用现状
王海春
(茂名瑞派石化工程有限公司,广东茂名525011)
1前言
进入90年代,石化工业面临着强化环境保护、提高产品质量、深化节能创效的严峻挑战,各行业对石油产品的要求越来越高。

由于炼油装置加工工艺局限以及出于技术经济的综合考虑等因素,经过一次加工和二次加工所得到的油品还不能完全符合用户使用质量和环境保护等要求。

因此,油品调合技术应运而生。

所谓油品调合技术,就是为了满足市场需要,炼油厂生产的油料,在出厂前需要经过一定的工艺,把两种或者两种以上的基础组组分油或添加剂,按照一定比例混合成符合市场需要的产品的一门应用技术[1]。

例如将石脑油通过精制脱去硫后,与高辛烷值组分混合,再加入抗爆剂,就可调合出90#和93#汽油。

2炼油厂汽柴油调和的目的
炼油厂出厂的汽柴油,大部分都是通过调合而成的油品。

汽柴油调和的目的不外乎三种:一是调和后使油品具有使用要求的各种性质和性能,符合规格标准要求,并能保持产品质量稳定性;二是可以提高产品质量等级,改善油品使用性能,获得较大的经济效益和社会效益;三是可以促进基础油组分的合理使用,有效地提高产品的收率,增加产量。

3炼油厂油品调合机理
油品调合主要是使各基础油组分之间相互溶解达到均质的目的。

在油品中添加各种添加剂大部分也是组分之间的溶解过程(仅有少数添加剂例外)。

溶解过程的机理是扩散过程,而扩散主要分为分子扩散、涡流扩散和主体对流扩散三种形式。

3.1分子扩散
各组分(包括添加剂)分子之间相对运动引起物质传递和相互扩散,这种扩散的特点就是在不同物质的分子之间进行。

3.2涡流扩散
当采用机械搅拌调合器或泵循环调合等方式进行调合油品时,机械能传递给部分液体组分,使其形成高速流动,它与低速流动的组分(或精致液体组分)的界面产生剪切作用,从而形成大量漩涡,漩涡促使局部范围的液体组分对流扩散。

这种扩散仅限于在涡流的局部范围进行。

3.3主体对流扩散
大范围内即所需调合的全部组分通过自然对流或者强制对流引起的物质传递。

这种扩散的特点就是在物料的整体范围内进行。

4目前炼油厂汽柴油的生产方法及调和原料
上世纪50、60年代,我国曾从油母页岩中提炼油品,即被称为“人造原油”。

而现在,我们所使用的汽、柴油等都是从原油中提炼出来的。

用原油炼制汽柴油要经过以下基本过程[2]:
4.1先将原油脱盐脱水,然后进行常压蒸馏,分割出适宜作为汽、柴油的馏分,这种馏叫做直馏馏分,如石脑油、常一、常二线柴油等。

4.2再以炼制过程中产生的常、减压重油等为原料,用热裂化、催化裂化、加氢裂化和延迟焦化等二次加工方法,将高沸点馏分裂解为适宜作燃料的低分子烃,经过分馏得到汽、柴油的热裂化,催化裂化和焦化组份。

如果生产高辛烷值汽油,还需要采用催化重整和烷基化等方法,制得重整汽油组分和轻烷基化油。

4.3将直馏馏分油和二次加工方法得到的馏分油分别进行电化学精制、加氢精制、脱硫醇和脱蜡,除去其中的有害物质,提高油品质量。

4.4最后根据不同牌号汽、柴油的质量要求,以上述各种馏分油为组分,按所需的比例并加入适量的各种添加剂进行调和,即可得到符合国家质量标准的汽、柴油。

由此可看出,炼厂也是先生产出各种组分,再调合成成品油。

目前,国内炼油厂用于调制汽柴油的原料种类繁多,多达数十种。

例如直馏汽油(石脑油、石油醚),轻质石脑油,凝析油(轻烃)等等常作为调制汽油的原料;重柴油,蜡油,焦化蜡油,200#以上的溶剂油,重芳烃,C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15等常用作柴油调制原料。

在油品实际调合操作中,一般是利用以上原料,经过前期脱色、除臭、精制稳定处理后,
再加入改质添加剂复合,最后经过质量检测,达到或接近国家标准后,即可出售。

各种添加剂在汽柴油调合技术中也是广为使用而且效果明显。

添加剂的作用在于可以提高产品质量、增加品种、降低成本、减少油品消耗量,并可以满足依靠当前炼油工艺技术无法达到的要求。

如汽油中添加甲基环戊二烯三羰基锰(简称MMT),它使汽油具有良好的抗爆性能。

5油品调合的方法
当前油品调合的方法主要有两种,分别是管道调合和罐式调合。

5.1管道调合
管道调合也叫连续调合,是将各组分油与添加剂按照不同的调合比例泵入管道中,通过液体湍流混合或者通过混合器把液体一次切割成极薄的薄片,促进分子扩散达到混合状态,然后沿输送管道进入成品油罐储存或直接装车、装船等出厂。

管道调合可分为手动调合、半自动调合、全自动调合等方式。

5.2罐式调合
罐式调合也叫批量调合或间歇式调合,是将各组分及添加剂分别用泵按预定比例送入油品调合罐,在罐内调合为成品油,在经过分析化验,满足质量指标后装车、装船或者装桶出厂。

罐式调合方法根据不同条件采用不同的调合设备,如循环调合、喷嘴调合、搅拌调合等形式。

6国外汽柴油调合工艺技术现状[3]
国际上,从上世纪90年代初开始研究全自动调合工艺,许多工业发达国家和地区的炼厂大多采用了这些先进的汽柴油调合技术,并由此获得了巨大经济效益。

例如,在1994年,英国BP公司就在法国的lavera炼厂便采用了在线近红外线分析仪实时测量16种调合组分及3种成品油的RON,马达法辛烷值(MON)、密度、蒸气压和镏程等指标,测量间隔为45s,通过集散控制系统(DCS)将数据传输给多元控制软件,对油品的调合生产进行优化和控制,使成品油的MON富余量从0.6个单位下降至0.3各单位,每年约增加经济效益200×104美元。

波兰最大的燃料油生产厂PKN ORLEN,1996年建成了一套油品调合装置(GBU),其包括一套复杂的自动调合控制欲优化系统。

这套技术可最大限度地利用罐区设备(如罐、调合器、泵、管道和泊位等),在不增加投资的情况下,就实现了提高炼厂产量、产品合格率、减少浪费等目的。

以每年生产4Mt汽油计算,该套工艺每年节约的费用高达(300~400)×104美元。

韩国SK公司几乎所有的大型炼油或化工装置都装备了在线近红外线分析系统,与先进过程控制(APC)系统连用实现了装置的实时优化控制,使得SK公司从APC系统获得了巨大的经济效益。

国内炼厂的油品调合工艺技术发展在上世纪90年代就开始了[4]。

例如1992年大连某石化公司从国外引进成套的在线调合工艺技术,1993年至1998年,中国石化镇海炼化公司、福建炼化公司和兰州炼化公司相继建成了汽油在线自动调合工艺项目,并都取得较好的经济效益。

7结论
汽柴油调合技术是炼油企业油品生产过程中必不可少的一个重要环节,它的产生、发展,对于满足炼厂油品生产,提高产品质量,符合国家油品标准,改善环境等都具有十分重要的意义。

而当前国内外炼厂都非常重视油品调合技术的开发、研究和应用,特别是油品自动调合工艺技术。

汽柴油调合技术的改进,可以有效挖掘出潜在巨大经济效益,而且也有利于我们的环境保护,满足人们对高质量油品日益增长的需求。

参考文献
[1]郭光臣等.炼油厂油品储运[M].中国石化出版社,1999.
[2]王从刚,张艳梅等.储运油料学[M].中国石油大学出版社,2006.
[3]孙根旺等.汽油在线优化调合控制模型及其应用[J].石油炼制与化工,1999.
[4]章建华.信息技术在油品调合中的应用[J].炼油设计,2002年09期.
摘要:石油炼制工业由于炼油装置工艺局限和出于技术经济的综合考虑等因素,经过一次加工和二次加工所得到的油品还不能完全符合市场上的使用要求,一般通过油品调合的方式来满足市场上对油品质量要求。

因此,本文重点介绍了炼油企业的汽柴油调合技术的原理、调合目的、调和方法以及国外油品调合技术的应用现状。

关键词:油品调和;技术;应用;介绍
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