柴油冷濾點不合格的原因分析與措施

劉 彬，李 林，葉曉明

(中國石油蘭州石化分公司，蘭州 730060)

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柴油冷濾點不合格的原因分析與措施

劉 彬，李 林，葉曉明

(中國石油蘭州石化分公司，蘭州 730060)

冷濾點是衡量柴油低溫性能的重要指標(biāo)，最為接近柴油實際的最低使用溫度。對中國石油蘭州石化公司煉油廠2015年2套柴油加氫裝置精制柴油冷濾點受到原油結(jié)構(gòu)變化影響而出現(xiàn)的階段性偏高問題進行了分析研究，通過大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析后，采取了降低常減壓蒸餾裝置常三線油95%餾出溫度和對減壓塔塔頂油進行脫蠟的措施，優(yōu)化了柴油加氫裝置的原料組成，最終有效地降低了精制柴油的冷濾點，為儲運廠成品柴油合格出廠創(chuàng)造了有利條件。

柴油 冷濾點 原料組成 脫蠟加工

中國石油蘭州石化分公司煉油廠加工原油主要以長慶、青海、南疆、北疆、吐哈、哈薩克等原油為主，2015年以來，原油配置中長慶、青海等石蠟基原油比例上升，受此變化影響，常減壓蒸餾直餾重柴油組分的冷濾點上升4～5 ℃，造成煉油廠自2015年4月起，2套柴油加氫裝置精制柴油冷濾點逐步上升，對儲運廠成品柴油冷濾點調(diào)合造成影響。表1為2015年1—8月2套柴油加氫裝置冷濾點統(tǒng)計結(jié)果。由表1可見：1.2 Mta柴油加氫裝置自2015年6月起，冷濾點均值上升2.9 ℃；3.0 Mta柴油加氫裝置自2015年4月起，冷濾點均值上升4.5 ℃；2套柴油加氫裝置自2015年6月起，冷濾點均值已超出0號柴油出廠指標(biāo)(4 ℃)，必須由儲運廠加入降凝劑或摻入噴氣燃料組分進行調(diào)合，在增加調(diào)合成本的同時，對噴氣燃料市場供應(yīng)也造成影響。為有效解決上述問題，要求煉油廠必須進行內(nèi)部柴油生產(chǎn)優(yōu)化，以保證柴油半成品冷濾點率先達標(biāo)。

表1 2015年2套柴油加氫裝置冷濾點統(tǒng)計結(jié)果

1 柴油冷濾點上升的原因分析

柴油加氫裝置主要是脫除柴油中的硫、氮、氧、重金屬等雜質(zhì)[1-4]，反應(yīng)過程對精制柴油的冷濾點的影響較小，因此降低精制柴油的冷濾點必須從降低柴油加氫裝置原料冷濾點入手考慮。

1.1 煉油廠柴油組分冷濾點考察

柴油冷濾點主要與柴油組分的性質(zhì)有關(guān)，針對精制柴油冷濾點居高不下的問題，對煉油廠各柴油組分進行了冷濾點考察，表2為2015年8月的兩組典型數(shù)據(jù)，表3為煉油廠各柴油組分比例。由表2可見：由于煉油廠5.0 Mt/a常減壓蒸餾裝置主要加工長慶、青海等石蠟基原油，其減壓塔塔頂重柴油組分因餾程高、蠟含量高，所以冷濾點最高，對儲運廠柴油冷濾點調(diào)合影響最大，不適宜作為柴油加氫裝置原料；2套常減壓蒸餾裝置常三線油冷濾點較高，是影響成品柴油冷濾點調(diào)合的又一關(guān)鍵因素。由表3可見，煉油廠高冷濾點組分，即5.0 Mt/a常減壓蒸餾常三線油與減壓塔塔頂油(簡稱減頂油)、5.5 Mt/a常減壓蒸餾常三線油與減一線油，總比例達到34.73%。

1.2 煉油廠柴油加工情況

煉油廠常規(guī)的柴油加工方案，以2套柴油加氫裝置的設(shè)計加工要求與各柴油組分硫含量情況為制定依據(jù)，1.2 Mt/a柴油加氫裝置主要加工催化裂化柴油，3.0 Mt/a 柴油加氫裝置主要加工直餾柴油、焦化柴油。表4為煉油廠柴油加工統(tǒng)計數(shù)據(jù)。由表4可見，2套柴油加氫裝置加工的原料中都含有高冷濾點柴油組分。所以，當(dāng)原油性質(zhì)發(fā)生變化時，2套裝置精制柴油的冷濾點都將受到影響。

表2 煉油廠柴油組分冷濾點分析結(jié)果

表3 煉油廠各柴油組分比例

表4 煉油廠柴油加工統(tǒng)計數(shù)據(jù)

1.3 對于降低柴油冷濾點的分析

冷濾點表示柴油通過發(fā)動機供油系統(tǒng)時能造成濾網(wǎng)堵塞的最高溫度，是表征柴油低溫使用性能的重要指標(biāo)[1]，在實際使用中冷濾點相比凝點顯得更為重要。柴油凝固是由于組成中含有一定比例的蠟(即長鏈正構(gòu)烷烴)，隨著溫度的降低，蠟會逐漸析出形成蠟晶，使油品失去流動性，逐步呈現(xiàn)凝固狀態(tài)[1]。因為柴油加氫反應(yīng)過程不影響冷濾點，因此降低柴油冷濾點必須從其它方面入手考慮，以下為常用的降低柴油冷濾點的措施。

1.3.1 對高冷濾點柴油原料組分加工比例進行實時調(diào)整 如柴油產(chǎn)品冷濾點超高時，可將高冷濾點柴油原料組分改進罐區(qū)暫時儲存，待具備條件后再提高其加工比例，此項措施為短期措施，長期實施會影響柴油生產(chǎn)平衡。

1.3.2 降低直餾重柴油95%餾出溫度 此項措施為最直接有效地降低柴油冷濾點的措施，根據(jù)煉油廠收集的數(shù)據(jù)，直餾重柴油95%餾出溫度每下調(diào)5 ℃，冷濾點可降低1～2 ℃。但是降低直餾重柴油95%餾出溫度會造成常減壓蒸餾裝置減壓塔上部負荷增加，影響裝置加工負荷和減壓側(cè)線潤滑油原料的質(zhì)量調(diào)整；同時減壓蠟油中柴油組分比例上升后，會影響到下游的重油催化裂化裝置，柴油組分與催化裂化原料混合后進入提升管反應(yīng)器，接觸高溫催化裂化催化劑后，會優(yōu)先進行反應(yīng)，占據(jù)催化劑活性中心，影響重油的裂化，最終造成反應(yīng)-再生系統(tǒng)燒焦負荷上升，另一方面直餾柴油重復(fù)加工，會增加加工成本與加工損失。

1.3.3 與常一線油即噴氣燃料組分調(diào)合 與常一線油調(diào)合可對高冷濾點柴油組分進行稀釋，但是不能從根本上解決蠟析出的問題，實際操作過程中發(fā)現(xiàn)降冷濾點的效果有限，同時用過多的常一線油調(diào)合柴油，會影響噴氣燃料市場供應(yīng)。

1.3.4 加注降凝劑 降凝劑可破壞或改變蠟結(jié)晶功能，可有效降低凝點，但是對于不同組分的柴油，因降凝劑自身的感受性不同，其降冷濾點性能差異較大[5]；另一方面，加注降凝劑，會增加調(diào)合成本。

1.3.5 對低溫性能最差的直餾重柴油組分進行脫蠟加工 此方法需要增設(shè)柴油脫蠟工藝，經(jīng)脫蠟后的直餾重柴油凝點與冷濾點大幅下降，相比焦化柴油與催化裂化柴油又具有較高的十六烷值，是優(yōu)質(zhì)的低凝柴油原料組分。

2 優(yōu)化措施實施情況與效果

根據(jù)分析研究結(jié)果，考慮采取直餾重柴油95%餾出溫度的壓調(diào)與石蠟基直餾重柴油的脫蠟加工兩項措施來降低冷濾點。

2.1 壓調(diào)2套常減壓蒸餾裝置常三線油95%餾出溫度

根據(jù)柴油加氫精制柴油冷濾點情況，實時對2套常減壓蒸餾裝置常三線油95%餾出溫度進行調(diào)整，調(diào)整范圍控制在355～375 ℃。

第三套溶劑脫蠟裝置原有的設(shè)計加工方案包括減一線油與溶劑精制減二線精油、減三線精油、減四線精油共計4種方案。由表5可見，因5.0 Mta常減壓蒸餾減頂油與減一線油性質(zhì)相近，溶劑脫蠟裝置可按照原有的減一線油方案組織試生產(chǎn)，采用一段脫蠟工藝，將原料中的蠟組分加以分離，減頂油經(jīng)脫蠟加工后，再作為柴油加氫裝置的原料。2015年8月下旬，第三套溶劑脫蠟裝置開始對5.0 Mta常減壓蒸餾減頂油進行脫蠟加工試生產(chǎn)，冷濾點由+15 ℃降至-10 ℃以下，降幅達到25 ℃。

表5 5.0 Mta常減壓蒸餾減頂油的性質(zhì)

表5 5.0 Mta常減壓蒸餾減頂油的性質(zhì)

項 目溶劑脫蠟裝置加工減一線油方案指標(biāo)5.0Mt∕a常減壓蒸餾減頂油減一線油餾程∕℃ 初餾點實測254.0260.0 50%℃實測330.5357.3 90%實測358.0369.5 95%實測370.0378.5閃點(閉口)∕℃≥150128.5154.0凝點∕℃實測17w(S)∕(μg·g-1)實測706

表6為溶劑脫蠟裝置2015年8月25日至12月的物料平衡數(shù)據(jù)。由表6可見，溶劑脫蠟裝置加工減頂油，加工量可控制在27 th以上，去蠟柴油收率達到65%以上。5.0 Mta常減壓蒸餾減頂油經(jīng)脫蠟后摻入3.0 Mta柴油加氫原料，脫出的蠟膏全部摻入催化裂化原料。目前裝置減頂油加工連續(xù)穩(wěn)定運行，脫蠟柴油凝點穩(wěn)定控制在-15 ℃以下，冷濾點穩(wěn)定控制在-10 ℃以下。

表6 溶劑脫蠟裝置2015年8月25日至12月的物料平衡數(shù)據(jù)

2.3 優(yōu)化后效果

經(jīng)過以上兩項措施組合實施后，煉油廠精制柴油冷濾點控制達到調(diào)合要求，油品儲運廠成品柴油冷濾點實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定合格。表7為溶劑脫蠟裝置加工5.0 Mta常減壓蒸餾減頂油前后精制柴油冷濾點數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果。由表7可見，2015年9月以后，2套柴油加氫裝置精制柴油冷濾點平均值分別下降1.8 ℃與1.5 ℃，均值低于指標(biāo)值，成品柴油冷濾點超高的問題得到有效解決。

表7 5.0 Mta常減壓蒸餾減頂油脫蠟前后的精制柴油冷濾點數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果

表7 5.0 Mta常減壓蒸餾減頂油脫蠟前后的精制柴油冷濾點數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果

項 目平均值最小值最大值1.2Mt∕a柴油加氫精制柴油冷濾點∕℃ 2015-06—2015-083.8-1.08.0 2015-09—2016-062.0-4.08.03.0Mt∕a柴油加氫精制柴油冷濾點∕℃ 2015-06—2015-084.8-5.08.0 2015-09—2016-063.3-1.06.0

3 結(jié) 論

柴油加氫反應(yīng)過程對精制柴油的冷濾點影響較小，因此降低精制柴油的冷濾點必須降低其原料冷濾點。中國石油蘭州石化分公司煉油廠各柴油組分中直餾重柴油組分冷濾點最高，是導(dǎo)致柴油加氫裝置精制柴油冷濾點超高的直接原因，其中石蠟基直餾重柴油冷濾點尤為偏高，不適宜直接作為柴油加氫裝置的原料。經(jīng)分析研究，多措并舉，通過壓調(diào)常減壓蒸餾裝置重柴油95%餾出溫度、對5.0 Mta常減壓蒸餾裝置減頂油進行脫蠟加工等措施，有效降低了柴油凝點和冷濾點，滿足儲運成品柴油冷濾點調(diào)合要求。

[1] 徐春明，楊朝合.石油煉制工程[M].北京：石油工業(yè)出版社，2009：118-372

[2] 孫明立.柴油加氫裝置產(chǎn)品質(zhì)量升級的措施[J].石油煉制與化工，2016，47(6)：28-31

[3] 郭守權(quán).DN-3636催化劑在柴油加氫裝置上的工業(yè)應(yīng)用[J].石油煉制與化工，2016，47(5)：41-45

[4] 張銳，丁石，劉清河，等.微量雜質(zhì)對柴油深度加氫脫硫的影響[J].石油煉制與化工，2016，47(11)：62-65

[5] 陳春麗，謝建平.影響加劑柴油冷濾點的因素分析[J].勝煉科技，2003，25(2)：36-38

簡 訊

CB&I公司向中國煉油廠轉(zhuǎn)讓煉油和石化技術(shù)

荷蘭CB&I工程總承包公司宣布已與中國一家未公布名稱的公司簽訂了合同，包括為該公司煉油化工一體化工廠的五項專有技術(shù)授權(quán)、工程設(shè)計和催化劑供應(yīng)。CB&I公司稱，煉油技術(shù)包括減壓蠟油加氫裂化、柴油加氫裂化、煤油加氫處理和延遲焦化，由其子公司Chevron Lummus授權(quán)。第五項技術(shù)是BP公司在運營成本(OPEX)上具有獨特優(yōu)勢的對二甲苯結(jié)晶分離技術(shù)，由CB&I獨家授權(quán)。

[許建耘摘譯自Worldwide Refining Business Digest Weekly，2017-04-03]

CAUSE ANALYSIS OF UNQUALIFIED COLD FILTER PLUGGING POINT OF DIESEL FUEL AND MEASURES

Liu Bin， Li Lin， Ye Xiaoming

(PetroChinaLanzhouPetrochemicalCompany，Lanzhou730060)

Cold filter plugging point(CFPP) is an important index for diesel quality，which can reflect the actual performance of diesel engine at low temperature.The reason analysis for the higher CFPP of diesel fuel produced in the two diesel hydrofining units of Lanzhou Petrochemical Company in 2015 was conducted.It was recognized based on the data analysis that the cold filter plugging point of diesel fuel was affected by feedstock composition.Two measures then were adopted：reducing the 95% distillate temperature of No.3 side stream of atmospheric and vacuum distillation unit and dewaxing the tope fraction of vacuum distillation tower to optimize the feedstock for diesel hydrofining devices，resulting in qualified CFPP of diesel fuel，which is of benefit to the blending factory for the storage and market of qualified diesel fuel.

diesel； cold filter plugging point； raw material composition； dewaxing process

2016-01-09； 修改稿收到日期： 2017-03-25。

劉彬，工程師，從事煉油生產(chǎn)管理工作。

劉彬，E-mail：10942394@qq.com。