[科普中國]-粗柴油

直餾粗柴油是煉油廠的副產(chǎn)物,由于顏色較深、凝固點較高,不能直接作為柴油產(chǎn)品銷售。這種粗柴油中一般含蠟較多,是一種優(yōu)質(zhì)制蠟原料。本項研究以中原原油直餾煤柴油餾分為原料,經(jīng)常壓蒸餾,切割沸點小于350℃的餾分,該餾分基本符合- 10#輕柴油質(zhì)量指標,再經(jīng)減壓蒸餾,減壓餾分油采用丙酮、甲苯混合溶劑脫蠟脫油和白土精制,可制得低熔點精白蠟。研究結(jié)果表明,上述工藝簡便易行,可將價低易得的粗柴油制成-10#輕柴油和52#精白蠟,具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。3

粗柴油脫色直餾粗柴油或二次加工的粗柴油因為精制過程不充分,通常含有微量的雜質(zhì),如膠質(zhì)、烯烴或二烯烴、含硫、含氧或含氮非烴類化合物等,致使產(chǎn)品顏色較深。若油品存放時間較長,這些雜質(zhì)因化學或物理作用,會造成產(chǎn)品顏色進一步加深,使油品的使用性能降低,且因其外觀質(zhì)量較差,而對銷售不利。對于大型煉廠,粗柴油可以作為二次加工(如催化裂化或加氫裂化)的原料,或者可以進行加氫精制。但對小煉油廠而言,一般不具備以上加工手段,可以采用吸附、酸堿精制或溶劑萃取等物理脫色方法,油品經(jīng)過簡單處理后,即可作為中低速柴油機的燃料油銷售。這些脫色方法投資省,費用低,操作容易,脫色效果也較理想。

吸附脫色吸附脫色的生產(chǎn)過程:原料油與吸附劑混合,將混合物加熱到一定溫度,并在此溫度下連續(xù)攪拌一定時間,使油品中的有害雜質(zhì),如膠質(zhì)、環(huán)烷酸、酸渣等吸附在吸附劑的表面上,然后進入壓濾機過濾,使脫色油與吸附劑分離,廢吸附劑燒去吸附的物質(zhì)后可重新使用。常使用的吸附劑有活性白土、分子篩催化劑、活性炭以及活性白土與活性炭的混合物,吸附劑的細度要求90%通過120目。

影響吸附脫色的因素主要有接觸溫度、接觸時間、吸附劑加入量和攪拌速度等。入量,吸附劑加入量越多,脫色效果越好。若吸附劑不加回收,為使操作費用在允許的范圍內(nèi),建議吸附劑的加入量分別為:活性炭0.5%,活性白土10%,分子篩催化劑6%,活性炭+活性白土為0.2%+4%。如果原料油的顏色更深,或要求的脫色程度更高,可適當增加吸附劑用量。

接觸溫度對脫色效果也有較大影響,升高溫度,使被吸附分子從液相擴散進入固相的速度加快,有利于提高脫色效果。由于試驗用的原料較輕,粘度不高,為減少揮發(fā)損失,采用的接觸溫度較低。對于重質(zhì)原料,接觸溫度應更高些。接觸時間對脫色效果的影響不太大,以30min為宜。吸附法脫色成品油的收率為93%一96%,凝固點回升為2一3℃。

酸堿精制脫色原料油先與硫酸混合,硫酸一方面可起到溶劑的作用,將油中的膠質(zhì)、環(huán)烷酸、堿性氮化物和大多數(shù)硫化物溶解吸收,形成酸渣而沉降分離。另一方面硫酸也能與油品中的一些組分度的油品應在較低溫度下操作,這既有利于脫色,又能減少油品損失。連續(xù)操作時,接觸時間接觸時間為1一10min。間歇攪拌操作時,接觸時間為15一90min。油品越重,所需接觸時間越長。

硫酸與異構(gòu)烷烴和芳香烴進行磺化反應及與烯烴或二烯烴進行醋化反應。濃硫酸也與烴類發(fā)生氧化、疊合反應,使脫色油收率降低。原料油經(jīng)酸洗后,再用20%的氫氧化鈉水溶液洗滌,除去殘余酸渣,最后用水洗滌至中性。硫酸的濃度一般為85一98%,隨原料油的輕重而異,原料油越重,所用硫酸的濃度應高些,但成品油的收率也會降低。操作溫度為10一90℃，輕質(zhì)低粘度的油品應在較低溫度下操作。

糠醇萃取脫色糠醇為略帶芳香味的無色液體,沸點一70℃,20℃時相對密度l一2559/em3。糠醇不能與烴類互溶,但對原料油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及非烴類有害雜質(zhì)有很好的溶解性,因此它是一種優(yōu)良的油品脫色劑。其生產(chǎn)過程為:原料油與糠醉混合,送入沉降糟靜置沉降,上層為脫色成品油,下層萃取相去蒸發(fā)塔,蒸發(fā)溫度為120℃,真空度為88.okPa,回收的溶劑供循環(huán)使用。

比較由以上討論可知,幾種脫色方法都是可行的。相比較而言,以糖醇萃取脫色的效果最佳,但費用也較高,適宜用于連續(xù)大型生產(chǎn)。酸堿精制脫色的效果要差些,一般只作為輔助的精制手段。而吸附脫色既具有比較理想的脫色效果,同時設備投資和處理費用也比較低,故應作為優(yōu)先選用的脫色方法。4

粗柴油催化裂化從低沸點反應產(chǎn)品中分餾得到的粗汽油餾分與一種催化劑在第二反應階段接觸,所得包括揮發(fā)性組分的氣體產(chǎn)品和催化劑顆粒在第二反應階段的汽提段汽提。催化劑再生后循環(huán)到反應段。

一種原料在大孔沸石催化裂化催化劑的存在下,在流化催化裂化裝置的第一反應階段反應,生成低沸點餾分,反應產(chǎn)物被分餾成不同沸點的餾分,其中一種餾分為粗汽油。該粗汽油在第二反應階段反應,該裝置包括反應段、汽提段、催化劑再生段和分餾段。粗汽油餾分在500～650℃、烴分壓0.069～ 0.28MPa條件下,與催化劑在反應段接觸。該催化劑含質(zhì)量分數(shù)10%～ 50%的晶體沸石,其平均孔徑低于0.7 nm,獲得的蒸氣產(chǎn)品和催化劑顆粒經(jīng)汽提段汽提出揮發(fā)組分,催化劑則經(jīng)再生段燒去焦炭,然后循環(huán)回到反應段。

用于從烴原料如粗柴油、減壓瓦斯油、熱加工油、渣油、回煉油、拔頭原油、油砂油、頁巖油、合成燃料及煤焦油、焦油瀝青、石油瀝青等破壞加氫后的重烴餾分。5

粗柴油精制粗柴油精制方法有多種，包括酸堿精制、吸附、溶劑萃取等。酸堿精制法利用硫酸、氫氧化鈉等酸堿與油品中的氮化合物、硫醇、硫酚類和不飽和烴類等發(fā)生化學反應脫除雜質(zhì)，從而提高油品在顏色、氣味和安定性等方面的性能。

吸附法則一般選用活性炭、白土、分子篩等極性較大的多孔物質(zhì)作為吸附劑，通過吸附作用脫除粗柴油中的雜質(zhì)組分。以上兩種粗柴油脫色方法工藝簡單、設備投資小，易于操作，適合于中小企業(yè)。

酸堿精制法中重點考察了濃硫酸用量、堿用量及反應時間等因素對柴油脫色的影響?；钚蕴课椒ㄖ攸c考察吸附劑用量、吸附時間和吸附溫度等因素對柴油脫色的影響。6

粗柴油含硫量法令歐共體通過粗柴油含硫量法令提議。該法令將分兩步實施，柴油機用粗柴油和其池用途用粗柴油。柴油機用粗柴油,1994年10月1日起,含硫量不超過0.2%；1996年10月1日起,含硫量不超過0.05%；但，從1995年10月1日起，就應確保最大含硫量為0.05%的粗柴油的使用和分發(fā)；因這是卡車和其他新型車輛應遵守的標準。其他用途粗柴油，1994年10月1日起,含硫量不超過0.2%；1999年10月1日起，含硫量不超過0.1%。7