柴油降凝剂使用的影响因素研究

柴油降凝剂使用的影响因素研究

赵,岩

中国石油化工股份有限公司沧州分公司 河北  沧州061000

摘  要：详尽介绍了柴油降凝剂的定义、用途及降凝机理，通过实验和数据分析得出了加降凝剂后对柴油质量影响的主要因素，通过结论提出加注柴油降凝剂的注意事项。

关键词：柴油降凝剂 降凝机理 影响因素

1 概述

柴油降凝剂又称柴油低温流动性改进剂PPD（Pour Point Depressant），一般是具有长烷烃主链和极性侧链的油溶性高分子聚物，外观为浅黄色或琥珀色液体，是目前柴油生产中一种常用的添加剂。通常，在柴油中添加少量的降凝剂就能显著地改变柴油的凝点、冷滤点，改善柴油的低温流动性能。可以将0#柴油调和为-10#柴油，-10#柴油调和为-20#柴油，甚至将-20#柴油调和为-35#柴油。在工业应用中，各炼厂通常在柴油中加柴油降凝剂，以提高调和成功率，并且降凝剂的加入可以降低柴油标号，使工厂在不改变原有工艺条件的前提下生产出合格的柴油，提高生产的灵活性，这对四季变化明显的北方地区具有重要的应用价值。

2 柴油降凝剂的降凝机理

柴油在较低温度下之所以凝固，是由于柴油中含有一定量的蜡（即正构烷烃），当温度降低时，这些蜡会逐渐析出，并形成蜡晶。随着温度的进一步降低，蜡晶会迅速长大，首先形成平面状结晶，这些结晶相互联结，以至形成三维网状结构，把油包在其中，使油失去流动性而呈现凝固状态[1]。柴油机在工作时，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。

柴油中加入降凝剂后，当温度降低，蜡晶刚一形成时，降凝剂就会起到成核剂的作用与蜡晶共同析出或吸附在蜡晶表面上，阻止了蜡晶间的相互粘接，防止生成连续的结晶网，使蜡晶颗粒更加细微，能很好地通过滤网。降凝剂这种破坏或改变蜡结晶的功能，就可降低柴油的冷滤点和凝点[2]。降凝剂的加入，可以改变蜡的结晶形态或蜡晶的大小，但并不能阻止蜡晶的析出及减少析蜡量。因此，在降凝剂的作用下，当柴油温度降低到接近冷滤点时，柴油中会出现数量较多的细微蜡晶颗粒，使油品外观变得浑浊，但这并不影响柴油顺利通过滤网（或滤清器）。

3 添加降凝剂对柴油质量的影响

3.1 几种降凝剂对柴油冷滤点感受性的差异

感受性是通过加剂前后柴油冷滤点的差值来反映的。以加氢柴油作为基础油，分成4份，分别加入0.05%（体积分数）4种降凝剂，充分摇匀。采用方法SH/T 0248测得柴油加剂前后冷滤点列于表2中。

表2几种降凝剂对柴油冷滤点感受性的差异

从表2可以看出，4种降凝剂的感受性差距较大，其中3号降凝剂的感受性最好，添加量为0.05%时可以将冷滤点为-5℃的柴油降低至-13℃，降低了8℃，1号降凝剂感受性最差，仅可降低2℃。因此，进行油品调和时尽量选择3号降凝剂，既可以降低加剂量又可以达到降低柴油冷滤点的效果。

3.2 降凝剂添加量对柴油冷滤点感受性的影响

加氢柴油作为基础油，分别加入同一种不同比例的降凝剂，采用方法SH/T 0248测得柴油加剂后冷滤点，得出降凝剂的添加量与加剂后冷滤点的关系。降凝剂添加量对柴油冷滤点的感受性影响较大，随着降凝剂加入量的增加柴油冷滤点感受性增大非常明显，当加入量超过0.05%时，柴油冷滤点感受性增加较缓慢。因此，降凝剂的加入量增加到一定程度时，对柴油冷滤点的影响变小，避免加入过多造成不必要的浪费。

3.3 降凝剂添加量对柴油堵塞倾向性试验的影响

柴油堵塞倾向性试验：实验仪器采用氧化安定性测定法（SH/T 0175）中要求的过滤器和纤维素脂膜片以及真空度约为5kPa真空泵组成的真空抽滤装置。实验时用量筒量取充分摇匀的柴油400mL±5mL，记录柴油完全通过滤膜的时间，单位为分（min）。

以加氢柴油作为基础油，分别加入不同比例降凝剂，充分摇匀。采用上述方法测得加剂后的柴油堵塞倾向性试验，得出降凝剂的添加量与完全通过滤膜时间的关系。降凝剂的添加量对柴油堵塞倾向性试验影响较大，柴油通过滤膜的时间随着降凝剂加入量的增加而增长，当降凝剂的加入量超过0.03%时，柴油通过滤膜的时间发生突越性增长。当降凝剂的加入量达到0.02%时，柴油通过滤膜的时间已经达到18min，接近柴油堵塞倾向性试验指标要求的20min。因此，柴油降凝剂的添加量不能超过0.02%。

3.4 加剂方法及注意事项

降凝剂的加剂方法：加注前应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。加注时将降凝剂用欲加入的柴油按一定的比例调成均匀母液。再调好计量泵量程，边搅拌边计量注入柴油调和管线中。

加剂注意事项：通过上述结论可以看出，只有当降凝剂的添加量小于0.02%时，才能满足柴油堵塞倾向性试验的指标要求，采用感受性最好的添加剂进行调和，添加量为0.02%，柴油冷滤点可以降低2℃。因此，在实际调和中柴油冷滤点的调和幅度应小于2℃。

4. 结论

添加少量的柴油降凝剂能显著改变柴油的低温流动性能，降低柴油的冷滤点和凝点。柴油中加入降凝剂后，当温度降低，降凝剂就会起到成核剂的作用与蜡晶共同析出或吸附在蜡晶表面上，阻止蜡晶间的相互粘接，防止生成连续的结晶网，使蜡晶颗粒更加细微，能很好地通过滤网，达到降低柴油冷滤点和凝点的目的。

通过上述的实验及数据分析可以得出，3号降凝剂的感受性最好，添加0.05%时可以使柴油的冷滤点降低8℃。当降凝剂加入量超过0.05%时，柴油冷滤点感受性增加缓慢，对柴油冷滤点的影响变小。在柴油堵塞倾向性试验中随着降凝剂加入量的增大柴油通过滤膜时间增加的非常明显，只有降凝剂添加量小于0.02%时，才能满足柴油堵塞倾向性试验指标要求。因此，柴油冷滤点的调和幅度应小于2℃，冬季生产低凝柴油时调和幅度较小，应尽量从原油调和及装置调整入手确保生产出可调和基础油。

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参考文献

[1]杨保安,刘荣杰.柴油降凝剂研究的进展[J].现代化工,1997,17(6):19-21.

[2]廖克俭,张金辉等.ESMVA降凝剂的研制[J].石油化工高等学校学报,1996,9(3):8-11.

姓名：赵岩（1981.03）

性别：男籍贯：河北省沧州人民族：汉族

学历：硕士研究生毕业于河北理工大学

现有职称：高级工程师研究方向：石油化工

单位及邮编：中国石油化工股份有限公司沧州分公司061000单位所在地：河北省沧州市

邮寄地址和邮编以及电话：河北省沧州市新华区建设北街街道交通北大道50号沧炼061000赵岩收

电话：13831795317

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