低硫条件下船舶主机缸套-活塞环磨损现状与应对策略

国际海事组织(IMO)的“限硫令”于2020年1月在全球范围内实施后,燃用低硫燃油(LSFO)成为许多远洋公司的主要选择。对多家远洋公司船舶主机燃用LSFO后的运行状况进行调研,发现缸套、活塞环等零部件存在异常磨损及故障显著增多的现象。将LSFO对船舶主机的影响以及其实际应用案例进行分析与总结,并针对燃用LSFO的主机所出现的异常磨损和故障现象提出应对策略。该研究有助于解决LSFO条件下船舶主机缸套和活塞环异常磨损问题的实际需求,希望进一步推动LSFO条件下缸套和活塞环异常磨损的机理研究。

催化裂化油浆和渣油生产低硫重质船用燃料油技术研究

通过分析7种典型催化裂化油浆(简称油浆)性质及固体颗粒的粒度分布,发现不同来源的油浆性质差异较大,油浆中绝大部分固体颗粒粒径小于50μm,其中粒径为1~10μm的固体颗粒体积分数超过50%。采用3代柔性滤材开展油浆脱固试验,结果表明,第三代滤材对油浆的脱固率最高,(Al+Si)脱除率超过97%,滤材再生性能好。在氢分压为3.0 MPa的条件下,开展油浆低压临氢脱固脱硫工艺研究,结果表明,该工艺原料适应性好、产品质量稳定。以脱固脱硫油浆和加氢渣油为组分开展低硫重质船用燃料油调合试验研究,调合时多数性能指标符合线性规律,经济性调合配方中油浆的质量比例高于30%。

生产低硫残渣型船用燃料的加氢反应条件研究

为生产低硫残渣型船用燃料油,采用典型高硫渣油原料在中型渣油加氢装置上开展了反应条件(体积空速、氢分压、反应温度及氢油比等)对渣油加氢脱硫及残炭加氢转化过程影响规律的研究,并进行了反应条件优化试验。结果表明:在相同催化剂体系下,体积空速、氢分压和反应温度是影响渣油选择性加氢脱硫的关键因素,而氢油比的影响较小;在兼顾加氢催化剂体系的加氢脱硫性能和稳定性的前提下,较高且适宜的体积空速(0.20~0.24 h^(-1))、适合的氢分压(13~15 MPa)以及不高于380℃的反应温度更有利于渣油选择性加氢脱硫。基于以上结果,通过综合调整匹配不同反应参数,在满足加氢产品硫质量分数低于0.50%的情况下,残炭提升了11.3百分点、降残炭率降低了5.1百分点。

超低负荷工况对硫黄回收装置的影响以及应对措施

惠州石化有限公司二期项目24×10^(4)t/a硫黄回收装置自2022年以来,由于上游装置处理的原油硫含量持续偏低的影响,导致硫黄回收装置的酸性气来量长期处于30%~40%设计负荷,再叠加上游渣油加氢装置每年都需要进行停工换剂或其他装置非计划停工等因素的影响,使装置的酸性气来量最低降至14.7%设计负荷。硫黄回收装置超低负荷工况运行时会导致酸性气燃烧炉炉膛温度偏低、酸性气配风调节难度大、系统热负荷不足、克劳斯催化剂失活、酸性气和燃烧空气流量低低联锁停车条件被触发等问题。为了避免出现上述问题,装置采取氢气伴烧、燃料气伴烧、提高各反应器入口温度、优化配风控制方案、旁路部分联锁等有效措施来应对超低负荷工况,避免装置频繁开停工导致设备泄漏以及尾气二氧化硫排放超标等事故,实现装置在超低负荷工况下的长周期平稳运行。

高清净性40BN气缸油的性能考察

随着船用发动机技术的发展,环保法规的日益严格以及低硫燃油(硫含量<0.5%质量分数)的使用,船用气缸油的性能也不断地更新升级,并将于2026年取消所有CatI级别的船用气缸油,进一步推出市场需求的与低硫燃油配套的高清净性40BN气缸油。用热管模拟试验和分散性模拟试验对开发的高清净性40BN气缸油的高温清净性能进行了评价,并进行了发动机验证试验。开发的高清净性40BN气缸油的具有良好的碱值保持能力,优异的润滑性能和清净性能,能够满足使用低硫燃油的低速船用发动机的润滑需求。

低硫燃油对低速船机燃烧过程的影响

收集和整理实际加注的多种低硫燃油样品,研究不同黏度低硫燃油对低速船机燃烧过程的影响,详细分析和对比燃烧过程中气缸套壁面附近高温区域的变化。结果表明:低硫燃油黏度分布跨度较大,且整体低于高硫燃油;不同黏度低硫燃油对低速船机缸内燃烧压力的影响不明显,但对放热率曲线及缸内平均温度存在一定影响;低速船机气缸套壁面在约11.5~60°CA之间都会持续受到高温影响,且壁面附近高温区域体积呈现先快速增加后逐渐减小趋势;低硫燃油的黏度越低,其燃烧过程中壁面附近高温区域占比越大,且持续时间越长,低黏度低硫燃油引发气缸套异常磨损的趋势更明显。

高硫渣油加氢生产低硫重质船用燃料油组分技术开发与应用

高硫渣油深度加氢脱硫过程中,最难脱除的含硫化合物因有侧链取代、空间位阻效应强而最难转化,深度脱硫过程中,催化剂上金属(镍+钒)沉积及积炭均会加快。针对加氢脱金属剂及加氢脱硫降残炭剂分别开展级配比例的研究,结果表明:脱金属率随反应物流在脱金属催化剂上停留时间的增加而增加,脱硫率随反应物流在脱硫降残炭剂上停留时间的增加而增加,但在达到一定停留时间后的增加趋势均明显变缓;所开发的新型渣油加氢脱硫降残炭剂初始加氢脱硫活性不高,随着运行时间的延长活性有所提升并保持稳定。基于级配研究结果及加氢脱金属脱硫剂的特性,开发了新型高硫渣油深度加氢脱硫催化剂级配技术,并在高硫渣油固定床加氢装置上进行了工业应用。结果表明,新型级配催化剂具有良好的加氢脱硫活性及优异的稳定性,该固定床渣油加氢装置在确保催化裂化装置原料供应的前提下能够稳定生产低硫重质船用燃料油调合组分。

电分离油浆脱固工业侧线试验

在电分离油浆脱固技术方面进行了工业侧线试验,试验期间,油浆平均脱固率为97%,电分离装置处理后的澄清油浆品质优良,灰分及铝硅含量低,平均含量低于100 mg/kg,脱固后澄清油浆调和船燃符合船用燃料油国家标准GB 17411中的各项标准,指标均满足180^(#)船舶油内控指标要求。

石油道路沥青调和生产低硫船燃的可行性研究

某石化公司通过结合未来发展规划及产品市场情况,采用低凝环烷基原油生产的道路沥青为原料开展调和生产低硫船燃的可行性研究。研究表明,上述道路沥青的酸值为4.5mgKOH/g,是原调和重组分混合稠油渣油的1.3倍,单独采用此种组分调和生产低硫船燃产品酸值在2.5mgKOH/g以上,不能满足国标中该指标的技术要求;该石化公司在原有低硫船燃产品调和技术方案基础上,将上述道路沥青与现有稠油渣油混合,开发出了混合重组分调和生产低硫船燃的新工艺,工业罐区调和生产出RMG380低硫船燃产品酸值由原来的1.8mgKOH/g仅增加至2.1mgKOH/g,完全满足国标中酸值的技术要求,且其余指标优异。该公司结合船燃和沥青等产品的市场情况,预测调和低硫船燃的效益,根据测算结果调整道路沥青调和低硫船燃的比例,生产方案灵活。2021年一季度,该石化公司应用此新工艺增产低硫船燃产品4万余吨,实现经济效益增长149万元。

炼油厂低硫重质船用燃料油典型生产方案研究

针对国内小型炼油厂流程特点,将生产低硫重质船用燃料油作为转型方向,结合典型炼油厂生产流程,开展了低硫船用燃料油调合配方的试验研究,并从总流程角度出发,进行了生产方案研究,为企业低硫船用燃料油生产定制适合的全厂加工总流程。通过对比分析各方案的装置加工量、投入产出以及经济效益评价,比选适合该炼油厂低硫船用燃料油生产的最佳技术路线,为该炼油厂生产低硫船用燃料油提供技术支撑,同时为其他生产低硫船用燃料油的炼油厂设计具有经济竞争力的加工方案提供参考依据。

悬浮床加氢装置生产船用燃料油研究

对加氢生产船用燃料油进行系统分析,选用潜在生产低硫船用燃料油的渣油为原料,将高效加氢催化剂与加氢反应器进行优势结合,进行重烃加氢生产低硫船用燃料油研究,研究渣油在催化剂作用下,在加氢反应器中进行加氢裂化时,温度、压力、催化剂种类等工艺条件对转化效果及脱硫效果的影响规律。通过研究,筛选得到重烃加氢生产低硫船用燃料油适宜的技术方案及工艺参数,研究生产船用燃料油技术的可行性。

催化柴油改质装置生产新产品技术应用总结

催化裂化柴油(催化柴油)改质装置设计压力高,催化剂活性好,产品质量调整范围大,原设计生产满足LTAG(催化柴油选择性加氢-催化裂化组合生产高辛烷值汽油或轻质芳烃)装置催化裂化单元要求的加氢柴油组分。对装置进行了核算并完善了少量流程,增加了生产低硫轻质船用燃料油(船燃)和车用柴油的流程。通过调整装置进料配比和反应系统操作参数、加注少量助剂,生产出合格的低硫轻质船燃(炉用燃料油)和车用柴油产品。装置功能得到了较大的提升,增加了企业生产低硫船燃和车用柴油的能力,在保持成品油生产优势的基础上,向油转特方向迈进,增强了企业竞争力。

大黏度船用燃料油的开发与试生产

某石化公司结合低硫船燃国际市场现状及未来船舶产业发展需求,在成功生产RMG380低硫船用燃料油的基础上,继续开发大黏度的RMG500和RMG700低硫船用燃料油产品。研究表明,酸值相对较低的低硫稠油渣油更适宜作为大黏度低硫船燃的调和重组分,以RMG380为基础原料调和大黏度低硫船燃完全可行。实验室配方优化后,RMG500和RMG700低硫船燃的重组分调和比例较RMG380增加2%~5%(质量分数),调和试制出的低硫船燃产品酸值、残炭等指标略有上升,各项指标满足国家强制执行标准GB 17411—2015《船用燃料油》的技术要求。经该石化公司财务部门估算,大黏度低硫船用燃料油的生产成本与RMG380相比降低了10~21元/t。该石化公司应用实验室技术调和方案,在工业装置上成功试产出了RMG500低硫船用燃料油产品2万余吨,产品使用性能通过某船舶燃料有限责任公司的认证,市场应用前景看好。

脂肪酸衍生物低硫柴油抗磨剂的研究

介绍了脂肪酸衍生物柴油抗磨剂的合成。对脂肪酸的碳链长度、与脂肪酸反应的各种含氧、含氮化合物如多元醇、多烯多胺、醇胺等对添加剂效果的影响进行考察。研究了脂肪酸衍生物柴油抗磨剂对柴油的低温流动性、氧化安定性、十六烷值等的影响,以及与柴油中其他添加剂的相互作用。结果表明,随着脂肪酸碳链增加,抗磨剂效果增强;在碳数为18的脂肪酸中,油酸、亚油酸、蓖麻酸效果比硬脂酸好;并优选出丙二醇和三乙醇胺;脂肪酸衍生物柴油抗磨剂对柴油的氧化安定性和低温流动性几乎无影响,与柴油稳定剂、柴油流动改进剂无对抗作用;但对柴油十六烷值有影响,并与硝酸酯类十六烷值改进剂有对抗作用。

柴油超深度加氢脱硫(RTS)技术开发

通过分析影响柴油超深度脱硫的主要因素,开发了柴油超深度加氢脱硫(RTS)工艺,并进行了RTS技术生产超低硫柴油工艺的中型试验研究。结果表明,采用RTS技术,通过工艺流程和操作条件优化,对以高硫直馏柴油为主的原料,可在比常规加氢精制工艺高50%以上的空速下生产出硫质量分数小于50μg/g、甚至小于10g/μg的超低硫柴油产品。RTS技术稳定性试验结果表明,RTS技术可以满足工业装置长周期运转的需要。

环烷酸的结构分析及对燃料润滑性的影响

采用IR、NMR和ESI(-)/MS对环烷酸添加剂的结构进行表征,并在实验室对环烷酸进行分割得到改进型环烷酸,采用高频往复试验机考察了环烷酸和改进型环烷酸对超低硫柴油燃料润滑性能的影响,探讨了环烷酸的抗磨机理。结果表明,环烷酸主要以五元和六元环结构的环烷酸组成,芳环含量极少,纯度较高;环烷酸中的烷基链异构程度较高,羧基碳的含量约为6.85%(质量分数);环烷酸以一、二环环烷酸为主,脂肪酸、三环环烷酸、四环环烷酸、芳环羧酸的含量都很低。在满足柴油润滑性要求的前提下,改进型环烷酸比未改进环烷酸的添加量减少了25%(质量分数),对超低硫柴油燃料润滑性能的提高明显优于未改进环烷酸。空白油样的试球磨斑表面未发现氧元素,而含改进型环烷酸油样的试球磨斑表面氧元素的质量分数比含未改进环烷酸油样的高29.6%。

低硫柴油润滑性的研究

探讨了低硫柴油燃料的润滑性和活性抗磨添加剂。低硫柴油抗磨性能既取决于含氧、含氮极性物质 ,又随粘度增加线性提高。醇、醚、酯、羧酸以及酰胺等化合物均具有一定的抗磨性能 ,脂肪酸和酯性能比较突出 ,且与结构类型有关 。

柴油氧化脱硫技术研究进展

随着环保法规的日益严格,世界各国都制定严格的柴油硫含量标准,生产超低硫柴油已成为世界各国的研究热点。加氢脱硫技术生产低硫柴油,由于耗氢量大、设备投资大、操作条件苛刻、操作费用较高等技术经济问题,导致柴油生产成本大幅攀升。柴油氧化脱硫技术因其在较温和的条件下即可得到超低硫油品而引起人们的广泛关注。介绍了离子液体催化氧化脱硫、相转移催化氧化脱硫、光催化氧化脱硫、空气催化氧化脱硫及有机酸催化氧化脱硫。分析了不同方法的反应机理和优缺点,认为空气催化氧化脱硫技术克服了以H2O2为氧化剂的氧化脱硫技术的缺点,并具有操作条件缓和,反应时间短等优点,随着众多研究者不断深入研究,进一步提高该方法的脱硫率和成品油收率、改善其对不同柴油的适应性等,空气催化氧化脱硫技术将成为柴油氧化脱硫的主要研究方向。

直链脂肪酸酯类抗磨剂对超低硫柴油润滑性能的影响

利用脂肪酸与4种有机醇合成4种脂肪酸酯类化合物,采用红外光谱对合成产物进行结构分析,并采用高频往复试验机HFRR考察脂肪酸酯类化合物在超低硫柴油燃料中的摩擦学性能。结果表明:合成的长链脂肪酸酯抗磨剂能有效改善超低硫柴油燃料的润滑性能;当抗磨剂添加质量分数在300μg/g以上时,均能满足车用柴油对润滑性的要求,同时对超低硫柴油燃料其他理化指标的影响不大。

催化裂化装置应用MFP技术的工业试验

介绍了多产丙烯和低硫燃料油组分的催化裂化与加氢脱硫(MFP)技术在催化裂化装置的改造内容、工业试验以及工业应用。以MIP-CGP工艺为空白标定,对比了在专用催化剂占系统藏量50%和80%时MFP工艺操作条件和产品分布的变化。结果表明,采用MFP技术后,产物氢分布改善,液化气中丙烯和异丁烯含量大幅增加,低碳烯烃收率和选择性得到提高,并且维持了干气量和生焦量的稳定。催化裂化技术从追求高转化率向高选择性的转变,实现了碳氢资源高效利用;同时可以根据市场需求变化灵活调整生产方案,实现经济效益的最大化。