薛 倩，刘名瑞，张会成

(中国石化抚顺石油化工研究院，辽宁 抚顺 113001)

低凝点180号船用燃料油的调合

薛 倩，刘名瑞，张会成

(中国石化抚顺石油化工研究院，辽宁 抚顺 113001)

以水上油、煤柴和沥青为研究对象调合制备低成本且符合行业标准的船用180号燃料油。并通过添加降凝剂EVA，T602，BEM考察降凝剂对调合后燃料油的降凝效果。结果表明：采用添加降凝剂的措施并不能明显改变调合燃料油的凝点；采用低凝点高芳香性的C9和C10组分作为添加组分，当添加10.7%的C9组分后，调合油品的凝点降为15 ℃，可以保证燃料油在常温下具有良好的流动性。斑点试验和微观照片考察结果表明，添加C9组分能够增强调合油品的配伍相容性和均匀分散性。

船用油 凝点 配伍性

船舶运输是我国主要的运输方式之一，作为世界上最主要的航运大国我国对船用燃料油的需求十分迫切[1-3]。国内大部分炼油厂采用深加工技术生产船用燃料油，导致船用燃料油供应量与市场需求出现供不应求的现状[4-6]，因此，目前多采用调合技术作为生产船用燃料油的方法[7-8]。由于调合组分油性质差别较大，导致调合后的燃料油凝点变化差别较大，并且在油品调合过程中由于调合组分油性质差别较大，导致调合后的燃料油凝点变化差别较大[9-10]，并且在调合过程中由于轻重组分混合，导致油品在使用过程中会出现大量沥青质的析出，并且船用燃料油在使用过程中主要储存在油品的沉淀柜，在使用过程中需要经热蒸汽加热后送入日用柜方可使用[11]，因此船用燃料油的常温流动性以及油品的稳定性显得尤为重要。目前用于降低油品凝点的手段多采用添加降凝剂[12-17]。本研究以煤柴、水上油、沥青为调合组分，制备符合GB/T 17411—2012的船用180号燃料油(常用要求和试验方法见表1)，并通过添加降凝剂和高芳香性、低凝点的C10和C9调合组分来改善调合船用燃料油的凝点、提高低温流动性以及调合船用燃料油的配伍相容性。

表1 船用180号燃料油常用要求和试验方法

1 实 验

1.1 原 料

水上油、沥青和煤柴3种调合组分油的主要性质见表2。煤柴原料是中温煤焦油通过分馏装置在塔顶提取的馏分，密度较大、黏度小、不稳定性组分胶质含量较高，热值较低；水上油是中温煤焦油冷却过程中浮在水面、密度小于1.0 g/cm3的轻油，黏度较小，胶质含量较低，可以作为调合组分；沥青原料采用工业常用的140号沥青，黏度非常大，残炭较高，凝点也较高，为48 ℃。C10组分的密度较大，为991.9 kg/m3，黏度小，凝点较低，为-24 ℃，总芳烃质量分数较高，为75.3%。C9组分的密度较小，为954.5 kg/m3，黏度小，凝点低于-51 ℃，总芳烃质量分数较高，为73.4%。

3种调合组分油的馏程见表3。从表3可以看出，沥青中重油组分较多，50%馏出温度为611.4 ℃；煤柴、水上油中轻馏分较多，50%馏出温度分别为348.8 ℃和361.6 ℃。

降凝剂EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)，VA(醋酸乙烯酯)含量为44%，山东齐鲁化工厂生产；T602(聚甲基丙烯酸酯)，运动黏度(100 ℃)为380 mm2/s，辽宁锦州化工厂生产；降凝剂BEM以 EVA 为主剂、非离子表面活性剂、助溶剂和其它助剂复配得到，江苏徐州石化厂生产。

表2 3种调合组分油以及C10和C9组分的主要性质

表3 3种调合组分油的馏程 ℃

1) 括号内代表模拟蒸馏样品的回收率。

1.2 调合实验

将各种组分油放入烘箱中，均匀受热2 h，待组分油融化后，按一定比例将组分油倒入500 mL烧杯中，使用搅拌器混合搅拌均匀。搅拌30 min后测定调合后船用燃料油的性能指标。

1.3 斑点试验

将含有50 mL油样的锥形瓶置于90～95 ℃水浴中加热15～20 min，固定滤纸的支架水平地放在恒温100 ℃的烘箱中5 min，玻璃棒插入油品搅拌20 s预热后拿出玻璃棒，并使玻璃棒上的第1滴油品滴回到锥形瓶，第2滴油品滴到铺好的滤纸上，滤纸和油样放入烘箱中干燥1 h后，得到所考察样品的斑点成像图，然后与标准样品的成像图进行对比，得出对应的斑点等级，并以此判断样品的配伍相容性。

2 结果与讨论

2.1 重质船用燃料油调合配比

根据表2和表3中各组分的分析数据，实验中调合组分水上油、沥青和煤柴的灰分、残炭、总沉淀物、酸值均符合国家标准要求，因此调合油品时不同的添加比例对上述几项指标均不产生影响，所以着重分析不同比例调合油品的黏度、密度以及凝点。调合油品中的密度指标基本可以按照线性加和计算，即可通过对各组分的相应指标进行加权平均的方法直接获得，如式(1)所示。由于沥青的黏度过大，对调合油样的黏度起主要影响，为了确保调合油样50 ℃黏度小于180 mm2/s，通过式(2)确定各个组分油之间的比例。并考察各组分油使用比例的变化对调合油样凝点的影响。参考约束条件(1)和(2)，并通过一系列调合实验，最终选用3组调合比例，如表4所示。

(1)

(2)

式中：vi为组分i的添加比例，ρt为调合后油品的密度，ρi为组分i的密度，μt为调合后油品的黏度，μi为组分i的黏度。

调合油测试结果见表5。从表5可以看出，采用水上油、煤柴和沥青可调合出低成本且主要指标符合标准的船用180号燃料油要求，但凝点较高，其中1号油品的凝点最高。

表4 180号船用燃料油的调合配比

表5 180号船用燃料油性质

2.2 降凝剂降凝效果的考察

在1号油品中分别加入0.03%的EVA，T602，BEM降凝剂，考察降凝剂对油品凝点的影响，结果见表6。从表6可以看出：3种降凝剂对调合船用燃料油凝点的影响程度基本相同，在相同添加量下，EVA的添加使船用调合燃料油凝点降低3 ℃；T602和BEM的添加对调合燃料油凝点的改变效果不明显。EVA能小幅降低调合油品的凝点，主要由于EVA降凝剂中较长的烷基链可与燃料油中存在的沥青质和胶质互相缔合，形成新的胶核结构：降凝剂-胶质-沥青质的聚集体，因此新形成的胶核结构既可以降低原有油品中胶质与沥青质的析出温度，也可以同时延缓燃料油中蜡晶体的析出[18]。但是EVA对于燃料油凝点的降低幅度有限，主要是由于降凝剂是通过改善油品蜡晶析出过程中蜡的结晶习性、蜡晶的尺寸以及形状，从而能够影响蜡的结晶方式，阻止蜡晶形成三维空间立体网络结构，通过添加降凝剂也能改变蜡晶结构形态以及蜡晶之间的作用性质，从而导致油品凝点的大幅度降低[12，14，16]。由于调合船用燃料油中蜡组分含量较低，沥青质和胶质含量较高，导致降凝剂不能大范围改变调合油品的凝点。所以调合重质船用燃料油不适于采用添加降凝剂作为其降低凝点的主要手段。

表6 降凝剂对油品凝点的影响

2.3 低凝点高芳香性组分油降凝效果的考察

C9和C10组分的凝点较低，分别为低于-51 ℃和-24 ℃，因此进行了将低凝点高芳香性的C9和C10作为组分油调合船用燃料油实验。调合时将一定体积的C9和C10加入到1号调合油品中，并且控制主要指标如黏度、密度合格，其它指标根据用户需求调合，调合配比如表7所示，调合后油品指标测试结果见表8。由表8可看出，添加10.7%的C9和C10后，调合船用燃料油凝点分别从39 ℃降至15 ℃和21 ℃。由于C9的凝点低于C10的凝点，在相同添加量的情况下添加C9的船用燃料油的凝点低于添加C10的船用燃料油的凝点，能够满足国标所要求的倾点不高于30 ℃指标，并且能够满足船用燃料油在常温下的流动性。

表7 180号船用燃料油的调合比例 w，%

表8 调合后180号船用燃料油的指标

2.4 调合组分对油品配伍相容性的影响

将调合燃料油的斑点成像照片与斑点试验测试方法中给定的参考分级标准进行对比，本实验样品的斑点实验等级分别为：1号油品2级，斑点内部有微弱而模糊的内环，2号和3号油品均为1级，调合油在滤纸上呈现均匀一致的斑点，内部无环状物出现，表明调合组分油之间是互溶的，组分油间分散性较好，没有沉淀物析出。说明添加C9和C10后油品的配伍相容性得到了增强，主要是由于C9和C10为高芳香性的油品，在添加过程中能够作为溶剂溶解部分沥青质，抑制沉淀物的析出，因此使得整个油品更加均匀分散。通过显微镜观察可知，未添加C9和C10的调合船用燃料油中有轻微的黑色聚集沉淀出现，添加C9和C10后的调合船用燃料油中小颗粒状的黑色聚集沉淀明显减少，处于分散状态，主要是由于添加C9和C10后黑色沉淀被C9和C10溶解。因此添加C9和C10能够增强调合后油品的均匀性和分散性。

3 结 论

(1) 采用水上油、煤柴和沥青可调合出低成本且主要指标符合标准的船用180号燃料油要求，但凝点较高。

(2) 以EVA，T602，BEM作为船用燃料油的降凝剂，并不能明显改变调合燃料油的凝点。

(3) 以C9和C10组分作为船用燃料油低凝点调合组分，当C9和C10的添加量为10.7%时，调合燃料油的倾点降低至15 ℃和21 ℃，满足了油品的常温流动性。

(4) 通过斑点试验和调合油的微观照片考察，添加C9和C10后，增强了调合燃料油的配伍相容性。

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PREPARATION OF 180#MARINE FUEL OIL WITH LOW SOLIDIFICATION POINT

Xue Qian， Liu Mingrui， Zhang Huicheng

(SINOPECFushunResearchInstituteofPetroleumandPetrochemicals，Fushun，Liaoning113001)

The efficient ways for preparing low-cost and industry-standard 180#bunker oil using coal tar light oil， coal diesel and asphalt were investigated. The effect of depressants EVA， T602， and BEM on the reduction of solidification point of the blended marine fuel oil was tested. The results show that no significantly reduction in solidification point of the blending fuel oil is found by additing depressants. The C9and C10components can be used as depressants for their low solidification point and high aromaticity. When the C9components dosage is 10.7%， the pour point of blended marine fuel oil drops to 15 ℃， which ensures the flow of marine fuel oil at normal temperature. The investigations of spot test and microscopic photos indicate that the addition of C9can enhance the stability and compatibility of the blended marine fuel oil.

marine fuel oil； solidification point； compatibility

2015-06-02； 修改稿收到日期： 2015-07-30。

薛倩，硕士，助理工程师，主要从事船用燃料油调合方面的研究工作。

薛倩，E-mail：xueqian.fshy@sinopec.com。