CN101921633B - 一种燃料油组合物 - Google Patents
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Abstract
一种燃料油组合物，适用于船用燃料油、工业发电及民用锅炉等行业使用；按重量份数采用以下材料：石油副产重质渣油10～60份；低温煤焦油5～50份；页岩油5-53份；轻质燃料油采用柴油或洗油2～10份；优点在于，所调燃料油成品清净性、稳定性好。对燃烧设备低磨损，低腐蚀。储存安定性良好。
Description
技术领域
本发明属于一种经济、储存稳定性好的一种燃料油组合物，适用于船用燃料油、工业发电及民用锅炉等行业使用。
背景技术
船用燃料油、工业及民用锅炉等行业使用的燃料油是向重质渣油组分中掺入轻组分油调和成的。掺入轻油超过一定比例，会完全打破渣油中沥青质、胶质之间的相溶性而造成燃料油中沥青质和胶质析出，而在燃油储运、使用过程中发生分层、储罐内沉积、离心机超载和过滤器堵塞等现象，所以燃料油必须要有良好存储稳定性和各组分之间的配伍性。所以很多厂家大多采用芳烃成份较多的油浆来生成燃料油。
炼厂催化、裂化装置分馏出的燃料油即为油浆。为了提高轻质油提取率，炼油厂普遍应用催化裂化、加氢裂化等炼油工艺来提炼石油，造成油浆中含有的硅铝催化剂粉末。燃油中铝和硅元素含量高，会加剧船用柴油机高压油泵、喷油器、喷油嘴等喷油设备磨损，加剧气缸、活塞和活塞环等气缸密封件的磨损。另外，灰分还会覆盖在气缸、锅炉受热面上，使传热性变坏。例如某轮船使用铝和硅含量700 mg/kg 的燃油三小时后，6 个缸套全部磨损超标，主机无法正常工作。船用燃料油180#的国际标准（ISO8217）在2010年7月重新进行了修订，其中重要的一项为铝加硅含量的最大值由原来的80mg/kg改为50mg/kg，这表明铝加硅含量对船用燃油质量的影响已经引起足够的注视。所以本发明中没有使用油浆，而用了经济性较好、不含铝加硅的低温煤焦油来调和燃料油。
在专利文献CN 200610108947.x中涉及到一种对低温干馏煤焦油进行调和生产船用燃料油的方法，该方法将低温干馏煤焦油油品的水上部分和水下部分的性质分别进行测定，根据测试结果和船用燃料油标准，进行煤焦油的水上部分和水下部分的调和实验，确定影响调和油质量的主要指标，从而得到合适的调和比例，并加入聚丙烯高碳醇酯添加剂生产合格的船用燃料油产品。 该专利中单一的使用煤化工产品进行调和燃料油，产品的粘度和密度不好控制，没有轻油组分，燃油燃烧过程中雾化不好，导致燃烧不充分，热能利用率较低。
发明内容
本发明的目的在于，解决上述现有所存在的问题，提供一种具有良好的储运安定性和配伍性、储存稳定性好、成本低的一种燃料油组合物。
本发明是这样实现的：按重量份数采用以下材料：
石油副产重质渣油 10～60份；
低温煤焦油 5～50份；
页岩油 5～53份；
轻质燃料油采用柴油或洗油 2～10份；
上述所说的石油副产重质渣油是指石油原油经过常压蒸馏或减压蒸馏后的釜残，其100℃粘度在500～1800mm2/s；
上述所说的低温煤焦油是指煤炭低温干馏煤焦油组分，其密度920～1035 kg/m3，其50℃粘度在5～35mm2/s；
上述所说的页岩油是指油页岩热加工时其有机质受热分解后生成的产物，其50℃粘度在5～20mm2/s；
上述所说的轻质燃料油采用柴油或洗油，没有粘度要求，但闪点要求在55℃～80℃。
本发明的优点在于，本发明中的石油副产重质渣油俗称为渣油为石油副产物， 大多是常压蒸馏、减压蒸馏、催化裂化的釡残，色黑粘稠，常温下呈半固体状。其性质与原油性质有关。本发明中所使用的渣油来源广泛，价格较低，并能提供很好的热值。
本发明中使用的低温煤焦油是煤炭低温干馏的产品，由于石油资源的日益紧缺，低温煤焦油产品是属于新的能源品种，来源广泛，价格较低，利用煤焦油产品大大降低了燃料油的成本，在经济上具有竞争性。例如某燃料油中加入的20%低温煤焦油（价格为4000元/吨）组分用页岩油（价格为4800元/吨）来代替，那么每吨产品价格增加了160元/吨。以每年销售10万吨产品计算，使用低温煤焦油代替页岩油，每年产品成本会降低1600万元，经济效益可观。
本发明中使用的页岩油是一种人造石油，是油页岩热加工时其有机质受热分解后生成的的一种褐色、有特殊刺激气味的粘稠状液体产物，类似天然石油，但含有较多的不饱和烃类及含有氮、硫、氧等非烃有机化合物。从页岩油制取轻质油品，是目前人造石油制取合格液体燃料的方法中成本最低的一种。由于油页岩有机质组成的不同，以及热加工条件的差异，因而各地所产的页岩油的组成和性质也不一样。本发明中使用的页岩油其50℃粘度在5～20mm2/s之间，添加比例大约为5～50份。
本发明中使用的轻质油为柴油或洗油，二者粘度小，可以大大降低成品燃料油的粘度，对于高粘度的燃料油，一般需经预热，使粘度降至一定水平，然后进入燃烧器以使在喷嘴处易于喷散雾化。粘度是燃料油最重要的性能指标，是划分燃料油等级的主要依据。它是对流动性阻抗能力的度量，它的大小表示燃料油的易流性、易泵送性和易雾化性能的好坏。但要控制其闪点大于55度，而使成品燃料油的闪点大于70℃。因为闪点是涉及使用安全的指标，闪点过低会带来着火的隐患，由于燃料油在使用时必须预热以降低黏度，为了确保使用安全预热温度必须比燃料油的闪点低约20℃，燃料油的闪点一般在70～150℃之间。
本发明以渣油、煤焦油、页岩油、轻质油为热能原料，按照上述组分和配制将其加入到调和罐中进行充分搅拌，滤除杂质即得到该燃料油。在上述的四组分中，渣油的粘度比较大，利用其不同的比例，调整成品油的粘度，低温煤焦油成本低，硫含量低，粘度低，可以降低成品油的成本和粘度。而页岩油在整个组分中起到增加产品稳定性的作用。这是因为重质渣油中含有：沥青质,胶质,芳香烃,烷烃四种分组成，其中的沥青质和胶质二者形成胶团依靠芳香烃和烷烃这两种分散剂分散开，胶团之间距离较大,相互吸引力很小,形成高度分散的溶胶型结构，而页岩油中芳香烃和烷烃含量较高，与渣油中部分组分结构相似，而与渣油中沥青质和胶质相容性好，形成稳定的胶团结构，不易分层，而增加油品储运的安定性。轻柴油中芳香烃含量较少，而洗油中烷烃含量较少，与渣油中组分相同度很少，掺入轻油超过一定比例，会完全打破沥青质、胶质之间的的相溶性易于造成离析，而产生储罐内沉积、离心机超载和过滤器堵塞等现象而影响使用。
利用本发明得到的成品油用ASTM D4740斑点清净性方法检验油品的储存稳定性，得到的化验结果均为1级或2级，小于标准中所要求的3级。而油品清净性的级别直接关系到使用中产品是否热力学稳定，是否会分层，也关系到是否离心机超载和过滤器堵塞等现象而影响使用。这证明本发明所用的原料及比例较好，所调燃料油成品清净性、稳定性好。另外油品中不含有油浆这种产品，催化裂化催化剂铝加硅的很少，对燃烧设备低磨损，低腐蚀。另外本发明中所调和得油品经过高温（90度，168小时）加速储存试验后，上下层粘度及油品的斑点试验级别均没有变化，证明油品的储存安定性良好。
具体实施方式
实例1
取石油副产重质渣油10份，其100℃粘度在1800mm2/s；低温煤焦油 50份，其密度920kg/m3，其50℃粘度5 mm2/s；页岩油30份，50℃粘度20 mm2/s；柴油10份，闪点68℃；将其加入到调和罐中在55～65℃进行充分搅拌10～14小时，滤除杂质即得到4#燃料油。
实例2
取石油副产重质渣油40份，其100℃粘度在620mm2/s；低温煤焦油 5份，其密度1035kg/m3，其50℃粘度35 mm2/s；页岩油53份，50℃粘度9.5 mm2/s；柴油2份，闪点55℃；将其加入到调和罐中在55～65℃进行充分搅拌10～14小时，滤除杂质即得到180#燃料油。
实例3
取石油副产重质渣油60份，其100℃粘度在500mm2/s；低温煤焦油27份，其密度1005kg/m3，其50℃粘度17mm2/s；页岩油5份，50℃粘度5 mm2/s；洗油8份，闪点80℃；将其加入到调和罐中在55～65℃进行充分搅拌10～14小时，滤除杂质即得到380#燃料油。
各实施列产品和市场上某同类产品指标如下：
| 实施列1产品 | 实施列2产品 | 实施列3产品 | 市售某产品 | |
| 产品型号 | 4# | 180# | 380# | 180# |
| 粘度mm2/s | 5.6 | 170 mm2/s | 350 mm2/s | 170 |
| 密度kg/m3 | 890 | 970 | 983 | 987 |
| 闪点 ℃ （不低于65） | 70 | 73 | 78 | 72 |
| 斑点试验 级别 | 1 | 1 | 2 | 3 |
| 高温储存后斑点试验 级别 （不大于3） | 1 | 2 | 2 | 3 |
| 铝加硅含量mg/kg（不大于50） | 2.8 | 3.5 | 5.4 | 43.9 |
Claims (4)
1.一种燃料油组合物，其特征在于，按重量份数由以下材料组成：
石油副产重质渣油 10～60份；
低温煤焦油 5～50份；
页岩油 5～53份；
轻质燃料油采用柴油或洗油2～10份；
上述所说的石油副产重质渣油是指石油原油经过常压蒸馏或减压蒸馏后的釜残，其100℃粘度在500～1800mm2/s；
上述所说的低温煤焦油是指煤炭低温干馏煤焦油组分，其密度920～1035 kg/m3，其50℃粘度在5～35mm2/s；
上述所说的页岩油是指油页岩热加工时其有机质受热分解后生成的产物，其50℃粘度在5～20mm2/s；
上述所说的轻质燃料油采用柴油或洗油，闪点在55℃～80℃。
2.根据权利要求1所说的一种燃料油组合物，其特征在于，按重量份数由以下材料组成：石油副产重质渣油10份，其100℃粘度在1800mm2/s；低温煤焦油 50份，其密度920kg/m3，其50℃粘度5 mm2/s；页岩油30份，50℃粘度20 mm2/s；柴油10份，闪点68℃。
3.根据权利要求1所说的一种燃料油组合物，其特征在于，按重量份数由以下材料组成：石油副产重质渣油40份，其100℃粘度在620mm2/s；低温煤焦油 5份，其密度1035kg/m3，其50℃粘度35 mm2/s；页岩油53份，50℃粘度9.5 mm2/s；柴油2份，闪点55℃。
4.根据权利要求1所说的一种燃料油组合物，其特征在于，按重量份数由以下材料组成：石油副产重质渣油60份，其100℃粘度在500mm2/s；低温煤焦油27份，其密度1005kg/m3，其50℃粘度17mm2/s；页岩油5份，50℃粘度5 mm2/s；洗油8份，闪点80℃。
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