0 號車用柴油低溫析蠟對凝點、冷濾點的影響

嚴亞寧，杜玉棟，馬小桃，馬 斌

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

寧夏石化煉油裝置自建成投產以來一直使用長慶原油，經(jīng)原油評價可知，長慶原油含蠟量在16%（m/m）左右，屬中間-石蠟基輕質原油，含蠟量相對較高。因此，通過研究車用柴油低溫析蠟前后凝點、冷濾點的變化具有實際意義。寧夏石化車用柴油主要以常二線、常三線和催化柴油為原料，經(jīng)過加氫精制而制得。0 號車用柴油未添加降凝劑，以生產0 號車用柴油工況為例，分別研究常二線、常三線、催化柴油、精制柴油和0 號車用柴油析蠟前后凝點和冷濾點的變化。

1 實驗條件確定

油品脫蠟的方法有多種，目前適合實驗室脫蠟的方法為冷凍結晶，然后用機械方法（離心分離、真空過濾方法）分離油、蠟。

1.1 實驗設備、材料

實驗設備：能實現(xiàn)數(shù)顯溫控、冷浴溫度最低能達到-30.0 ℃，并且便于觀察的冷浴裝置；量筒（500 mL、分度為1 mL）；溫度計（測溫范圍：-30.0～60.0 ℃）；真空泵；濾瓶（500 mL）；濾膜托板；離心機。

1.2 實驗方法

分析試樣的濁點，濁點是表征柴油溫度降到較低的一個溫度，柴油中會開始析出石蠟等一些物質，這時柴油就會變得渾濁，將這個溫度作為濁點[1-2]。

將濁點脫水后的試樣倒入500 mL 量筒中，并將量筒放置于比濁點溫度高1.0～2.0 ℃開始實驗觀察，恒溫至少30 min 觀察一次是否析蠟，并以0.5 ℃/min 的速率進行降溫，發(fā)現(xiàn)試樣表面附著少量的白色蠟質，即為試樣析蠟。在出現(xiàn)析蠟的溫度下，保持溫度不變，放置較長時間后，出現(xiàn)明顯的油蠟分層現(xiàn)象。

由于實驗條件有限，在分離過程中不能保證環(huán)境溫度等同于析蠟點溫度，因此，需要快速有效的將其中的蠟分離出來，以避免環(huán)境溫度高，造成析出蠟溶解。依據(jù)實驗室現(xiàn)有條件，分別用高速離心和真空抽濾兩種方法進行實驗，通過比較得知，離心雖然能很好的完成含蠟量分離，但是離心過程所用時間較長，在環(huán)境溫度下，析出蠟將會有部分重新溶解。真空抽濾分離效果雖然稍差，但是分離時間短，含蠟量損失較少，為了進一步減少含蠟量損失，將抽濾裝置置于0 ℃的防爆冰箱中進行冷卻，以降低抽濾過程中環(huán)境溫度，確保蠟不溶解在油中。

2 實驗過程

2.1 常二線柴油

取常二線柴油分析其凝點和冷濾點，結果見表1。然后取過濾后的試樣500 mL，將其置于比濁點溫度高1.0 ℃的裝置中，即-11.0 ℃的實驗浴中進行實驗觀察。隨著實驗的進行，發(fā)現(xiàn)試樣溫度在-14.0 ℃時，開始出現(xiàn)析蠟現(xiàn)象，放置60 min 后，析出的含蠟量基本保持穩(wěn)定，繼續(xù)放置120 min，析出的蠟逐步出現(xiàn)油蠟分層現(xiàn)象。用抽濾裝置對油蠟進行分離，并取分離后的油進行凝點和冷濾點的測定，測定結果見表1。

表1 常二線柴油析蠟前后凝點、冷濾點變化

由表1 可知，常二線柴油析蠟后的凝點未發(fā)生變化，冷濾點比析蠟前降低1.0 ℃。

2.2 常三線柴油

取常三線柴油分析其凝點和冷濾點，結果見表2。然后取500 mL 過濾后的試樣，將其置于比濁點溫度高1.0 ℃的裝置中，即24.0 ℃實驗浴中進行實驗觀察。隨著實驗的進行，發(fā)現(xiàn)試樣溫度達到22.0 ℃時，開始出現(xiàn)析蠟現(xiàn)象，放置40 min 后，析出的蠟逐步出現(xiàn)沉降現(xiàn)象；繼續(xù)放置120 min，析出的蠟基本保持穩(wěn)定不再增加。用抽濾裝置對油蠟進行分離，并取分離后的油進行凝點和冷濾點的測定，測定結果見表2。

表2 常三線柴油析蠟前后凝點、冷濾點變化

由表2 可知，常三線柴油析蠟后的凝點和冷濾點均比析蠟前降低1.0 ℃。

2.3 催化柴油

取催化柴油分析其凝點和冷濾點，結果見表3。然后取500 mL 過濾后的試樣將其置于比濁點溫度高1.0 ℃的裝置中，即-17.0 ℃的實驗浴中進行實驗觀察。隨著實驗的進行，發(fā)現(xiàn)當試樣溫度達到-18.0 ℃時，放置30 min，試樣上下均勻的出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象；當溫度達到-19.0 ℃時，試樣表面出現(xiàn)一層白色的蠟膜，繼續(xù)放置50 min，試樣中逐漸出現(xiàn)少量米粒大小的蠟；當溫度達到-20.0 ℃時，放置40 min，發(fā)現(xiàn)米粒大小的蠟聚在一起形成大塊蠟懸浮在試樣中；當溫度降到-21.0 ℃時，放置50、70、100 min，現(xiàn)象與-20.0 ℃時保持一致，沒有出現(xiàn)分層現(xiàn)象。用抽濾裝置對油蠟進行分離，并取分離后的油進行凝點和冷濾點的測定，測定結果見表3。

表3 催化柴油析蠟前后凝點、冷濾點變化

由表3 可知，析蠟后催化柴油的凝點和冷濾點比析蠟前分別降低1.0 ℃。

2.4 加氫精制后柴油（精制柴油）

取精制柴油分析其凝點和冷濾點，結果見表4。然后取500 mL 過濾后的試樣將其置于比濁點溫度高1.0 ℃的裝置中，即0 ℃的實驗浴中進行實驗觀察。隨著實驗的進行，發(fā)現(xiàn)當試樣溫度達到-2.0 ℃時，放置40 min，有少量的針狀物出現(xiàn)；當試樣溫度達到-3.0 ℃時，針狀物明顯增加，放置50 min 后，針狀物不再增加并呈現(xiàn)減少趨勢，繼續(xù)放置60 min，析出蠟呈現(xiàn)分層現(xiàn)象。用抽濾裝置對油蠟進行分離，并取分離后的油進行凝點和冷濾點的測定，測定結果見表4。

表4 精制柴油析蠟前后凝點、冷濾點變化

由表4 可知，精制柴油析蠟后的凝點和冷濾點比析蠟前分別降低1.0 ℃。

2.5 0 號車用柴油

取0 號車用柴油分析其凝點和冷濾點，結果見表5。然后取過濾后的0 號車用柴油500 mL，將其置于比其濁點溫度高1.0 ℃的裝置中，即2.0 ℃的實驗浴中進行實驗觀察。隨著實驗的進行，發(fā)現(xiàn)當試樣溫度達到-1.0 ℃時，放置60 min，試樣中慢慢出現(xiàn)針狀物，試樣溫度達到-1.5 ℃后，放置60 min，針狀物增加，繼續(xù)放置60 min 后，析出蠟開始出現(xiàn)減少趨勢，放置120 min后，析出蠟呈現(xiàn)分層現(xiàn)象，繼續(xù)放置40 min，現(xiàn)象與之前保持一致。然后進行油蠟分離，對分離后的油進行凝點和冷濾點的測定，見表5。

表5 0 號車用柴油析蠟前后凝點、冷濾點變化

由表5 可知，0 號車用柴油析蠟后的凝點和冷濾點比析蠟前分別降低1.0 ℃。

3 結論

（1）常二線柴油、常三線柴油、精制柴油和0 號車用柴油，在低溫下有針狀物出現(xiàn)，隨著溫度的降低及放置時間增加，析蠟現(xiàn)象明顯，并且析蠟量較多，出現(xiàn)油蠟分層現(xiàn)象，故判斷它們?yōu)闃嬙炷?。催化柴油析出蠟的現(xiàn)象與上述四個樣品不同：無針狀物，試樣表面出現(xiàn)膜狀物，并且試樣中的蠟呈現(xiàn)塊狀，懸浮在試樣中，長時間放置不出現(xiàn)分層現(xiàn)象，為黏溫凝固。

（2）常二線柴油、常三線柴油、精制柴油和0 號車用柴油，在析蠟后除常二線柴油凝點未發(fā)生變化，其余凝點和冷濾點比析蠟前分別降低1.0 ℃。

（3）受實驗室條件限制，在油蠟分離操作中，由于溫度的變化，無法避免少量析出蠟重新溶解到油中，從而導致析蠟后樣品的凝點和冷濾點結果與實際有差異。