柴油加氢装置柴油产品硫、芳烃含量超标原因探讨

石油燃料的使用是导致大气污染的主要原因,而柴油中的硫、芳烃含量是影响污染的关键因素。柴油加氢装置生产运行至末期时,随着原料油性质、加工负荷、催化剂性能、生产方案、操作工况等条件的变化,装置中柴油产品硫、芳烃含量会出现超标现象,通过调整原料配比及性质、优化生产方案等方式,可实现对柴油加氢装置柴油产品硫、芳烃含量超标现象的有效控制,为同类生产装置提供借鉴。

柴油含硫量对国六重型柴油机排放的影响

基于某款国六重型柴油机,搭载全流发动机台架,分别采用3种不同典型硫含量的柴油,对比世界统一瞬态循环(WHTC)下NO_(x)、HC和CO排放的差异。结果表明:随着柴油含硫量的升高,NO_(x)排放量也会显著升高,但HC、CO的排放量一直维持在较低水平,无明显变化。

再生基础油的考察及其在柴油机油中的应用

文章简要阐述了现阶段我国再生基础油的来源、加工工艺和发展现状,并对再生基础油的基本性能进行了评价分析,最后将国内某厂生产的再生基础油150N和250N应用到CF-4柴油机油中,通过清净性和抗氧化性能的评价,确定其应用到柴油机油中的加入比例,研究有利于进一步拓宽我国柴油机油基础油资源,同时对未来我国减碳、降碳起到很好的支撑作用。

基于便携式近红外光谱仪的柴油硫质量分数检测

柴油中的硫是机动车排放造成大气污染的主要成分之一,目前各国政府制定了限定柴油硫质量分数的措施,因此研究对柴油中硫质量分数的快速检测方法具有重要意义.应用便携式近红外光谱仪采集不同硫质量分数柴油的光谱,共采集261份柴油的近红外光谱数据,利用Kennard-Stone(K-S)算法以3∶1比例将样本划分为校正集和预测集.对原始光谱在全谱区间采用去中心化、归一化、多元散射校正和15点2次平滑等多种预处理.实验结果表明,去中心化预处理方法对建立柴油硫质量分数的偏最小二乘回归(PLSR)模型效果最优,其决定系数(R2)为0.894和预测均方根误差(RMSEP)为89.17,相对分析误差(RPD)为3.089.比较了蒙特卡罗无信息变量消除(MCUVE)和竞争性自适应加权抽样(CARS)两种波长选择算法,最终使用CARS算法提取得到35个特征波长点进行高斯过程回归(GPR)建模的结果最佳,其R2为0.967,预测均方根误差为45.378,相对分析误差为5.616.结果表明,利用便携式近红外光谱技术建立柴油硫质量分数定量预测模型,实现对柴油中硫质量分数快速和无损的近红外定量检测具有可行性.

PHF-102柴油加氢精制催化剂工业应用效果分析

低凝柴油的加氢处理装置以常一线和常二线混合油为原料,生产国Ⅵ柴油调合组分。装置设计能力为40万t/a,操作弹性60%~110%。反应部分采用冷低分和炉前混氢流程,分馏部分采用单个分馏塔,通过加氢反应将硫质量分数降低到10×10-6以下达到国Ⅵ标准。

生物柴油对低硫柴油润滑性的增进作用

用菜籽油、大豆油以及芸香籽油制备了多种脂肪酸低碳醇酯即生物柴油,用高频往复试验机法(HFRR)考察了生物柴油对低硫柴油润滑性的增进作用.研究结果表明,生物柴油对低硫柴油润滑性有增进作用,但添加质量分数在0.2%以下时效果不明显;柴油组分不同,对生物柴油的感受性也不同:对于馏分较重、粘度较大的柴油,生物柴油的添加量只需超过2.0%其润滑性就能满足标准要求(磨斑直径不大于460μm);而对于馏分较轻、粘度较小的柴油,需添加4.0%～5.0%才能使其润滑性满足要求;生物柴油的烷氧基链长对其润滑性没有明显影响,而甘油单酸酯或游离脂肪酸等杂质能够显著提高其润滑性;以不同植物油为原料制备的生物柴油在较低的添加比例下对低硫柴油的润滑性没有明显的不同,超过2.0%以后略有差别.

从2003年NPRA年会看清洁燃料及其清洁生产技术的发展

介绍了2003年NPRA年会上交流的有关清洁燃料及其清洁生产技术的内容,重点介绍了汽油、柴油脱硫,包括使硫含量降至10μg/g的成果以及降低催化裂化烟气中SOx、NOx和粉尘排放的技术。

车用汽柴油中硫成分分析标准物质的研究进展

随着世界各国对环境问题的普遍重视,以及汽柴油标准的不断升级和油品质量检测技术的逐步完善,我国对低硫含量汽柴油标准物质的需求日趋迫切。油品中硫含量过高,大大降低了催化转换器中催化剂效率,增加了车辆污染物的排放量。含硫汽柴油标准物质的研制,是制定汽柴油国家强制标准的急需,是有效控制大气污染的急需,是保障交通安全的急需,对元素分析仪器的校准、汽柴油硫含量检测和定值等方面起到极其重要的作用。旨在通过对国内外车用汽柴油质量标准硫含量现状和发展趋势的分析,拟为汽柴油中硫元素标准物质的研制及快速准确地对汽柴油中硫含量的检测,提供必要依据和借鉴。

燃油硫含量对国Ⅳ柴油轿车颗粒物排放特性的影响

对燃用硫含量分别为300mg/kg与43mg/kg的柴油和是否安装DPF对采用典型国Ⅳ排放控制技术的柴油轿车颗粒物排放特性的影响进行了试验研究。结果表明,未装DPF时,国Ⅳ柴油车燃用高含硫量燃油时的颗粒物质量排放较燃用低含硫量燃油时增加25.3%;安装DPF时增加22.2%。而颗粒物数量排放结果说明,燃油含硫量对安装DPF车辆的颗粒物数量浓度影响较大,燃用高含硫量燃油时的循环平均颗粒物数量浓度约为燃用低含硫量燃油时的4.8倍。研究同时表明,颗粒物排放主要在加速阶段产生,稳态工况和减速下颗粒物数量排放大幅降低。

燃料特性对车用柴油机有害排放的影响

研究了车用柴油机燃用不同品质燃油时,其排气烟度、颗粒PM、氮氧化物NOx、碳氢HC和一氧化碳的排放特性,采用了五种不同硫含量、芳烃含量和十六烷值的柴油,进行了发动机台架实验和模拟整车NEDC循环实验。结果表明,随着燃油硫含量的减少,柴油机排气烟度、HC、CO、SO2排放有所下降;模拟整车NEDC循环的PM排放显著降低;NOx排放的变化幅度很小。随着燃油芳烃含量的降低,柴油机排气烟度、PM、NOx、HC、CO排放的降幅显著。随着燃油十六烷值的升高,柴油机的排气烟度大都呈持续下降趋势;PM、HC排放显著降低;NOx、CO排放的变化幅度较小。

汽柴油质量升级及相关技术的发展趋势——2004年NPRA年会综述

概述了2004年NPRA年会上介绍的有关成品油下一步质量升级技术的发展趋势,分别从清洁燃料生产技术、高辛烷值组分生产技术、催化裂化新技术、催化裂化装置清洁生产技术、重油加工新技术、氢气资源优化技术等方面进行了阐述。

燃油含硫量对柴油机排放特性影响的研究

在一台直喷式涡轮增压柴油机上分别燃用4种不同含硫量的柴油,研究了燃油含硫量对柴油机排放特性的影响。研究结果表明,随着燃油含硫量的降低,柴油机的HC、CO和烟度排放按所列顺序明显下降;NOx排放也随燃油含硫量的降低而下降,但变化很小;SO2排放随柴油机负荷的增加显著上升,随燃油含硫量的降低而显著下降,表明燃油含硫量与柴油机SO2排放之间有高度相关性。

发动机燃用不同硫含量柴油的排放特性研究

研究了1台轻型柴油机燃用5种不同典型硫含量柴油时的排放特性。结果表明,随燃油硫含量的降低,柴油机颗粒质量和烟度排放均明显下降,低负荷下燃油硫含量对柴油机烟度值的影响较大,表明燃油硫含量对柴油机排气颗粒和烟度有直接影响。柴油机氮氧化物排放随燃油硫含量降低的变化很小,而一氧化碳和未燃碳氢排放则降幅明显。二氧化硫排放随柴油机负荷增加显著上升,随燃油硫含量降低而显著下降,表明了燃油硫含量与柴油机二氧化硫排放之间的高度相关性。

基于PSO-BP神经网络的加氢脱硫柴油硫含量的预测研究

针对柴油加氢脱硫生产过程中出现的工艺参数和产品质量难以精准控制的问题,提出粒子群优化(POS-BP)神经网络。基于中国石油大庆石化公司1 300 kt/a柴油加氢脱硫装置生产工艺操作台账数据,选取生产过程中的易波动工艺参数构建训练样本集合和测试样本集合,采用PSO-BP神经网络预测生产操作参数变化时精制柴油产品中硫含量的变化,将POS-BP神经网络与神经网络(BP)和遗传算法优化(GA-BP)神经网络进行横向预测效果比较。实验结果表明,BP神经网络预测的均方误差为2.66×10^(-3),GA-BP神经网络预测的均方误差为2.94×10^(-5),PSO-BP神经网络预测的均方误差为2.41×10^(-5);PSO-BP神经网络预测值与实际值最为接近,且预测结果较佳,具有较好的稳定性和泛化能力,能够精确预测生产操作参数变化时精制柴油产品中硫含量的变化。

FH-DS柴油深度加氢脱硫催化剂的研制

FH-DS柴油深度加氢脱硫催化剂是抚顺石油化工研究院为配合我国炼油企业生产硫含量小于300 μg/g低硫清洁柴油而开发的高活性新催化剂。通过添加助剂对氧化铝进行改性、优化催化剂制备方法及活性组分的优化组合等改进手段,使得FH-DS催化剂具有优良的加氢脱硫和加氢脱氮活性。低压下其加氢脱硫相对活性比目前市场上通用的国内对比剂提高50%左右,略优于国外对比剂;中压下生产硫含量小于30μg/g超低硫清洁柴油时,其脱硫相对活性比国外对比剂高46%,是加工科威特、沙特等进口高硫原油生产低硫清洁柴油的良好催化剂。

柴油硫的质量分数对柴油机微粒特性的影响

为研究硫的质量分数对颗粒物排放特性的影响,对柴油机和装有氧化催化转化器(DOC)的柴油机进行了试验。利用电子低压冲击器实时测量了颗粒物的数量浓度和粒径分布,用80L/min定量泵和Teflon膜采集颗粒物。采用电感耦合等离子体发射光谱法和离子色谱法对无机盐组分和水溶性离子进行分析。结果表明,发动机转速为2690r/min、3200r/min,负荷为50%、100%的工况下,随着硫的质量分数的增加,核模态粒子数量浓度减少,积聚态和粗粒子的数量浓度增加了40%～80%。在转速2690r/min的全负荷工况下,无机盐组分中的Na、K、Mg、Ca和硫酸根离子的排放速率随着硫的质量分数的增加而增大,并且硫的质量分数为1000×10-6柴油的硫酸根离子的排放速率是19×10-6柴油的17.5倍。装有DOC的发动机,当转速为2125r/min、2690r/min和3200r/min,负荷为50%时,随着硫的质量分数的增大,DOC的转化效率降低5%～20%。

超低硫柴油的润滑性研究与性能评定

提出了超低硫柴油燃料的暂定技术指标，并规定了对其润滑性的要求。研制了一种柴油润滑性添加剂HR3903，将其加入到采用深度加氢工艺生产的基础柴油中，得到一种环保型超低硫柴油，该燃料具有馏分窄、闪点高、氧化安定性好、低温性能优异、硫含量超低、润滑性能好等特点。考察了HR3903加剂量与柴油润滑性的关系，合适的加剂量为150～250μg／g，对研制柴油进行台架试验的结果表明，500h全尺寸台架试验前后负荷特性完全符合试验发动机规定的要求；800h试验后开机检查，发现燃料对发动机部件无明显腐蚀，燃烧室表面清洁。

FCC柴油中硫、氮化合物的馏分和类型分布

分别对石油大学胜华炼油厂和齐鲁石化公司胜利炼油厂的FCC柴油进行了实沸点切割,采用硫、氮分析仪和GC-PFPD、GC-MS测定了各窄馏分的硫、氮含量,同时测定了齐鲁FCC柴油中各窄榴分的硫、氮化合物的类型分布。结果表明,FCC柴油中的硫、氮含量主要集中在240℃以上的馏分中。其氮化物的类型分布为:在小于200℃的馏分中主要是砒啶类和胺类氮化物,占总氮含量的3.2％;在200～300℃的馏分中主要是吲哚及其衍生物,占总氮含量的26.6％;300℃以上的馏分中主要以咔唑及其衍生物为主,占总氮含量的70.2％。其硫化物的类型分布为:在小于200℃的馏分中主要是硫醇和噻吩类硫化物,占总硫含量的3.2％;在200～300℃的馏分中主要是苯并噻吩类硫化物,占总硫含量的49.5％;300℃以上的馏分中主要以二苯并噻吩类硫化物为主,占总硫含量的47.3％。

燃油硫分对柴油机排气成分的影响

为研究燃油中不同的硫质量分数在柴油机内的燃烧状况及对柴油机排气成分的影响,通过对比试验,利用化学发光法、定电位电解法、磁气风式法、Galvanic Cell Type法及过滤称重法分别测定了硫分质量分数为0、1.5、3.0和5.0时的NOx、SOx、COx、残碳颗粒(DS)及可溶性有机物质(SOF)的浓度及对着火延迟的影响。实验结果表明燃油硫质量分数对柴油机燃烧状况有着一定程度的影响,随着燃油硫质量分数的增加,燃油消耗量也随之增加,在硫质量分数3.5%范围内对燃油消耗量的影响最为显著,随后处于平缓,并从而影响排烟温度。CO随硫质量分数的增加而明显上升,但CO2基本保持不变;随着硫质量分数的增加,SOF生成量反而下降,而DS的生成量则随之上升;NOx含量随着燃油中硫分质量分数的增加而呈下降的趋势。

安装SCR系统的国Ⅳ发动机排放特性研究

试验采用50×10^-6和350×10^-6两种不同硫含量的燃油，对装有SCR系统的发动机进行ETC和ESC测试，研究了SCR开启／关闭情形下的排放；并采用ELPI分析了在不同条件下颗粒排放差异的原因以及细颗粒的排放特性。试验结果表明：在使用不同硫含量的燃油条件下，NOx排放降低率均可以达到60％以上；SCR开启时，ETC下硫含量350×10^-6比50×10^-6的颗粒排放增加18％，ETC下颗粒排放均比ESC下增加30％～50％。在50％～70％负荷时，颗粒数目排放较低，低负荷和全负荷时颗粒排放较高，全负荷时最高；在负荷一定时，转速越高，颗粒排放浓度越高；使用低硫燃油，颗粒物质量排放较低，而数目排放却增多；多出的部分主要是粒径小于100nm的超细颗粒。