下一代柴油脫蠟技術和先進低溫流動性處理的經(jīng)濟效益

為了減少對氣候、環(huán)境以及人類的不良影響，在過去的幾年中機動車尾氣排放的法規(guī)中斷了進一步的發(fā)展。對于個人、公共交通和貨物運輸而言，內燃機驅動的車輛仍是交通運輸?shù)闹黧w。與奧托型汽油發(fā)動機相比，柴油型發(fā)動機的效率會更高，使用也更普及。不得不說在道路和海上運輸中，柴油機在未來依然是車輛和船舶的主要地位。

圖1 餾分油加氫處理

圖2 餾分油加氫處理產(chǎn)品分布

對于個人交通而言，除了歐盟區(qū)，汽油機動車輛依然是地面交通工具的首選。由于發(fā)動機技術和燃料特性的影響，柴油發(fā)動機比燃燒汽油的奧托型發(fā)動機在廢棄排放方面更為復雜。氮氧化物（NOx），硫氧化物（SOx），碳氫化合物（HC）和顆粒物質（PM）的排放必須通過燃料規(guī)格、發(fā)動機技術和廢氣處理來加以控制。

煉油廠調整燃料規(guī)格以遵循法律規(guī)范

值得關注的是，ENISO 590標準規(guī)定了超低硫柴油（ULSD）的規(guī)格，包括調節(jié)物理和化學特性以達到最佳燃燒性能的規(guī)格，以及在寒冷氣候條件下低溫流動性的規(guī)格。主要指標包括冷濾點（CFPP）和濁點（CP），也會對傾點（PP）作出規(guī)定（美國材料與試驗協(xié)會，ASTM D6371、D5773、D5949）。

科萊恩在中間餾分流動改進劑（MDFI）和降凝添加劑（WASA）等調整低溫流動性（CFP）的解決方案方面有著近40年的豐富經(jīng)驗。DODIFLOW?和 DODIWAX?系列是業(yè)內公認的調整低溫流動性的有效添加劑。此外，科萊恩還提供諸如抗凝改進劑（WAFI）之類的解決方案。科萊恩的HYDEX?系列作為可在現(xiàn)有裝置中進行的簡易解決方案，為現(xiàn)有的柴油加氫處理器增加了催化脫蠟功能，是單獨的脫蠟操作單元提供的獨立解決方案。

為了優(yōu)化運營，特別是對于聚焦柴油燃料、家用燃料油和噴氣燃料的煉油廠，這些燃料產(chǎn)生的大部分中間體都會被送入柴油加氫處理裝置。除了輕質餾分，其他都會對低溫流動性和其他規(guī)格產(chǎn)生嚴重的負面影響。所用原料混合油的餾程要比純柴油的餾程大得多。

輕餾分可以直接用于改善低溫流動性。重餾分能夠調節(jié)密度，以作為密度調節(jié)混合組分用于較重的燃料油（有時稱為通量）。圖1顯示了一個典型的餾分油加氫處理的流程方案，圖2則展示了使用這一方案產(chǎn)生的產(chǎn)品分布情況。

在進行了一系列以加氫脫硫為主要目的的操作之后，會出現(xiàn)另一個結果就是產(chǎn)品分布。如果使用之前提到的進料分組，就能得到優(yōu)于要求標準的低溫流動性。結合脫硫（HDS）、脫氮（HDN）、芳烴飽和（ASAT）和烯烴飽和（OSAT）的氫化過程，雖然密度能夠得到降低，但低溫流動性卻受到了影響（由圖3所示）。

圖3 加氫處理

值得關注的是，濁點可以通過降低初沸點和終沸點來進行下調。通過調整柴油產(chǎn)品的分餾點，兩用煤油會轉化為柴油產(chǎn)品。這種柴油產(chǎn)品在最糟的情況下，會殘留很大一部分重餾分（見圖2）。

在最后的柴油混合和添加其他混兌組分的階段，CFP和中間餾分流動改進劑被用于調整最終的冷濾點。在很多情況下，十六烷值和潤滑性也需要進行調整。科萊恩的DODILUBE?和 DODICETTM添加劑能夠協(xié)助調整。圖4顯示了催化脫蠟層作為嵌入層夾在加氫脫硫催化劑之間。這種解決方案為調整低溫流動性提供了一定的靈活度。

圖4 催化脫蠟層

在這種情況下，可以在柴油產(chǎn)品中加入含量更高的重餾分油。在脫蠟過程能夠抵消重餾分油對低溫流動性產(chǎn)生的負面影響，同時減少產(chǎn)生的兩用煤油（見圖5和圖6）。因此，產(chǎn)生額外的石腦油（粗石腦油）和天然氣會損失煤油和柴油的收率。

圖5 重餾分油

圖6 加氫處理

新的脫蠟解決方案

從圖7收率角度能夠看出聯(lián)合脫蠟法的卓越效果。在餾分油的加工過程中，HYDEX?G的脫蠟苛刻度降至最低要求，最后通過定制的 DODIFLOW?/DODIWAX?配方將冷濾點調至所需水平。降低HYDEX?G的脫蠟苛刻度更便于操作，有利于保持整體的氫氣平衡。

圖7 聯(lián)合脫蠟收率

當煉油廠面對當下日益嚴峻的低質量原油轉換挑戰(zhàn)。一項有關HYDEX?G和DODIFLOW?的使用聯(lián)合方案近期在運營層面上已初步完成，目前正在評估獲得的數(shù)據(jù)。

此外，我們還啟動了一項研發(fā)計劃，希望在餾分油脫蠟過程中加入新的脫蠟催化劑，經(jīng)過對多種材料的篩選，我們得到了一種獨特的脫蠟催化劑，能夠提供更優(yōu)化的柴油收率和煤油餾分。經(jīng)過實驗顯示，這種催化劑能夠更顯著地改善低溫流動性，同時帶來更高的收率。圖8顯示了從含有超過20%的正構烷烴的餾分油中所觀察到的一小段數(shù)據(jù)。

新一代HYDEX?E蓄勢待發(fā)

嵌入式脫蠟在應用HYDEX?G的情況下，尤其在苛刻造作條件下（高脫蠟床溫度，濁點大幅降低），脫蠟層排出的廢液并非完全不含烯烴。（如圖9所示）。應用HYDEX?E可降低密度，以實現(xiàn)2%的最小體積膨脹。通過常規(guī)方法計算 ，CI可提高3個點。在芳烴分布方面，HYDEX?E能夠將多環(huán)芳烴轉化為單芳烴。

圖8 含有超過20%正構烷烴的餾分油

圖9 嵌入式脫蠟

結論

催化脫蠟和低溫流動添加劑已經(jīng)成為一種有效的方法，能夠改善低溫流動性各方面的特性。這種方法能夠幫助世界各地的煉油廠最大化收率和高價值餾分，減少優(yōu)質產(chǎn)品庫存，增加利潤，具備巨大的商業(yè)價值。隨著HYDEX?E的推出可進一步優(yōu)化柴油收率，并得到高硫含量和重質原油原料，同時減少大部分有害副產(chǎn)物的形成，提供更高的成本效益，促進可持續(xù)性發(fā)展。