柴油降凝剂在成品油管道运输中的应用

2022-10-17

一、柴油降凝剂使用现状

柴油降凝剂当前应用较为典型的是梳状聚合物型降凝剂和烯一不饱和酯聚合物型降凝剂。本文将重点分析这两种降凝剂的应用。

1. 梳状聚合物型降凝剂。

该物质又可以分为聚丙烯酸酯类聚合物及马来酸酐类共聚物。马来酸酐类共聚物是马来酸酐同其他化学成分共同发生作用, 从而形成的一种共聚物。最为典型的成分就是丙烯晴、仅一烯烃及苯乙烯等。这些成分同马来酸酐在一起经过醇化从而得到共聚物。丙烯酸酯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物就是一种典型的降凝剂, 当这种共聚物作为柴油降凝剂且质量分数是在0.1%的时候会取得良好降凝效果。

聚丙烯酸酯类聚合物则是一种品种较多的柴油降凝剂, 这种物质的性能同酯基侧链平均碳原子数和聚合物中酯组成有很大关系。这类组成同柴油中正构石蜡相似的时候, 降凝效果是最好的。这是我们在实际工作过程中需要重视的。聚丙烯酸酯类降凝剂的普适性较强, 它既能够降低冷滤点, 同时还能够大幅度降低凝固点。正是因为它具有这样的性能因而被广泛应用于各个领域。我们通过对某厂高腊柴油经过专门测试发现, 该降凝剂的应用将能够把柴油的冷滤点降低4度。从中我们可以看出效果还是非常好的。

2. 烯一不饱和酯聚合物型降凝剂。

在这种降凝剂中应用最为广泛的降凝剂则是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。这种共聚物的效果较好, 因而能够应用在各种领域。具有较长的聚乙烯链是这类产品的典型特征, 正是因为具有这样的特点, 它能够同柴油石蜡产生共晶作用, 蜡晶将能够得到有效改变。降低凝点、增加油熔性, 提升流动性是EVA的典型优势。今后应该加强这方面的研究, 提升其应用水平。

二、柴油低温流动改进剂的作用机理

探讨改进剂作用机理之前, 我们首先需要了解低温下柴油失去流动性的原因。了解这一原因对于克服这一问题具有重要意义。低温下柴油之所以会失去流动性, 主要是因为温度降低到一定程度时柴油中的蜡就会被析出。这些蜡最终将会相互结合到一起形成三维网状结构。此时油水、低凝点胶质中的其他组分吸附并包在里面就会形成膏状物, 这些膏状物最终使得柴油失去了流动性。而为了解决这个问题, 工作人员加入了降凝剂, 加入降凝剂之后虽然不能够阻止蜡的析出, 但是却能够改变蜡的尺寸及形状, 形成三维网络状结构的能力也将会变弱。通过这种方式能够有效改善柴油低温流动性能, 冷凝点也将会降低。当前流行的关于降凝作用机理的理论有很多, 其中最为典型的主要是吸附理论、共晶理论、成核理论和改善蜡的溶解性理论等[13]。

事实上, DFI的降凝机理还要取决于DFI的化学结构及蜡晶生长的不同阶段。降凝剂在原油加剂改性过程中所起的作用, 与降凝剂的种类及其本身的化学结构有关, 而且在蜡晶生长的不同阶段, 可能只有一种机理起主要作用, 也可能几种同时存在, 还需根据具体情况具体分析。降凝技术是多门学科的综合, 这项技术的快速发展是在热力学、胶体化学、高分子合成、输油工艺以及原油流变学等多种学科的支持下实现的[16,17]。对于降凝剂机理的研究, 我们不仅应该注重理论, 咏史还需呀哦采用合理的方法及现金的实验仪器来进行专门证明, 通过试验方式既能够掌握改性前后蜡-剂配伍规律, 同时还能够把理论同实践结合起来。

三、柴油降凝剂在成品油管道运输中的应用

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。柴油机在成品油管道运输时, 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。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‰, 但灵智降凝剂的添加比例更大。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。

四、柴油低温流动改进剂的评价方法

表征柴油低温性能的指标有浊点 (CP) 、凝点 (SP) 、倾点 (PP) 和冷滤点 (CFPP) 。柴油低温流动改进剂不能改善油品的浊点, 故不能用浊点评价其使用效果, 虽然低温流动改进剂能显著地降低柴油倾点和凝点, 但大量应用试验证明, 加剂柴油不能用倾点和凝点来判断其使用温度[2]。埃克森公司基于大量应用行车试验, 提出了冷过滤点试验方法即冷滤点方法。冷滤点作为柴油低温流动性能指标, 能正确判断柴油的低温性能, 它和柴油低温下实际操作界限温度, 具有良好的对应关系。因此柴油的低温流动性能指标可用冷滤点表示。当前包括我国在内的各国普遍采用冷滤点作为柴油规格指标。