专利名称：一种船用燃料油及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种船用燃料油的制备方法，以及由该方法制备的船用燃料油。
背景技术：
随着经济的持续快速发展，中国已经成为世界上最主要的贸易大国和航运大国之一。面对蓬勃发展的船运和船用油市场，长期以来由于国内炼厂船舶燃料油产量低，与市场需求差距较大，船供油企业和船公司不得不依赖进口，被迫接受国际市场的高油价和市场风险，长此以往将不利于航运业的发展，也会给对外贸易和国民经济发展带来不利的影响。通常，船用燃料油主要分为两大类，即馏分型燃料油和残渣型燃料油。馏分型燃料油在国内广泛使用的如DMC，它的性质介于柴油和180CST之间，主要适用于中速船舶发动机；而残渣型燃料油一般由重油和轻质馏分混合而成，它发热量大、燃烧性能好、贮存稳定、腐蚀小，是用途广泛的优良燃料，尤其是大马力中低速船舶发动机如大型远洋船舶的最经济理想燃料。通常生产残渣型燃料油的工艺技术路线以重质残渣油加入适合的稀释组份进行调合，以达到船用燃料油在粘度和凝点等指标方面的要求，而且为了防止残渣型燃料油中浙青质和油泥凝聚生成沉淀，还必须保持燃料油的良好安定性和配伍性。CN 1706922A公开了一种使用残渣油、重质油合成车船用燃料及加工工艺，所述燃料主要包括残渣油与重质油、馏分轻油和添加剂等，经过剪切、过滤得到成品，成品质量标准不明确，通常用于锅炉、船用或农用机械燃料。CN 101113346A提出使用煤焦油调合生产船用燃料油的方法，但煤焦油的产量限制其不能规模生产，保证市场的供应。由于国际船用燃料油市场交易的船用燃料油执行ISO 8217 :2010标准，在对于船用燃料油的质量要求中，硫含量、铝硅(Al+Si)含量、粘度以及密度都有具体的规定，例如，对于RMG380，其15°C密度要求不大于991kg/m3、50°C粘度不大于380mm2/s、Al+Si含量不大于60mg/kg，所以需要以重质油组分和轻质油组分调合而成。其中，生产船用燃料油所调合使用的重质油组分主要包括减压渣油等，轻质油组分主要包括催化裂化柴油等。由于通常轻质油组分的附加值较高，将轻质油组分调入船用燃料油中意味着把轻质油组分的价值降到了船用燃料油的水平，因此，希望尽量减少轻质油组分的调入量，从而降低船用燃料油的生产成本。催化裂化油浆的相对附加值较低，如果增加催化裂化油浆的调入量而降低轻质油组分(如催化裂化柴油)的调入量，则能够显著降低船用燃料的生产成本。然而，催化裂化油浆中含有较高的固含量(通常为2000 3000mg/kg)，过高的固含量制约了催化裂化油浆的调入量。因此，需要对催化裂化油浆进行分离固体成分(如催化剂粉末)的预处理。目前，催化裂化油浆的处理方法主要包括沉降法、离心法、静电法、过滤法等，但直接将催化裂化油浆进行分离操作，由于其粘度大、固含量高，从而导致分离效率较低并且操作费用也较高。文献(《石油化工设计》，2000，17 (4) :40 41)中报道，催化裂化油浆直接过滤时进料温度须控制在265°C以上，而且处理效率不高，处理费用较高，这直接影响了催化裂化油浆生产船用燃料的可行性。因此，需要开发分离效率高、经济上更加可行的催化裂化油浆分离方法。
发明内容
本发明为了克服现有的船用燃料油的生产过程中存在的上述缺陷，提供一种新的船用燃料油的制备方法。本发明提供了一种船用燃料油的制备方法，该方法包括以下步骤(I)将轻质油组分与催化裂化油浆混合，并将得到的混合物进行固液分离；(2)将经过固液分离后得到的混合液体与重质油组分混合，得到15°C密度为 850-991kg/m3、50°C粘度为不大于380mm2/s且以硅元素计的硅和以铝元素计的铝的总含量为0-60mg/kg的船用燃料油；所述催化裂化油浆中的固含量为1000mg/kg以上；所述轻质油组分的15°C密度为800-950kg/m3,50°C粘度为5_380mm2/s且以娃元素计的娃和以招元素计的招的总含量为0_50mg/kg。本发明还提供了由上述的方法制备的船用燃料油。在本发明提供的所述船用燃料油的制备方法中，通过使催化裂化油浆首先与轻质油组分进行混合，降低了催化裂化油浆的粘度和密度，从而降低了从催化裂化油浆中分离出固体成分的难度；而且，通过将轻质油组分与催化裂化油浆的混合物进行固液分离后得到的混合液体调入船用燃料油中，能够提高催化裂化油浆的用量，因此，大大降低了船用燃料油的生产成本。
图I为用于实施本发明提供的所述船用燃料油的制备方法的设备及其物料流向的示意图。
具体实施例方式本发明提供的所述船用燃料油的制备方法包括以下步骤(I)将轻质油组分与催化裂化油浆混合，并将得到的混合物进行固液分离；(2)将经过固液分离后得到的混合液体与重质油组分混合，得到15°C密度为850-991kg/m3、50°C粘度为不大于380mm2/s且以硅元素计的硅和以铝元素计的铝的总含量为0-60mg/kg的船用燃料油。在本发明中，所述轻质油组分的15°C密度为800-950kg/m3，优选为800_900kg/m3 ；50°C粘度为5-380mm2/s,优选为5_180mm2/s ;以娃元素计的娃和以招元素计的招的总含量为0-50mg/kg,优选为0-10mg/kg,例如为l-10mg/kg。具体的,所述轻质油组分为催化裂化柴油、催化裂化重循环油、焦化柴油、溶剂精制抽出油、乙烯焦油、页岩油和焦化蜡油中的一种或多种。在本发明中，所述催化裂化油浆的固含量为1000mg/kg以上，优选为1000_6000mg/kg。
根据本发明提供的所述方法，在步骤(I)中，所述催化裂化油浆与轻质油组分的重量比例没有特别的限定，只要加入催化裂化油浆中的轻质油组分能够将催化裂化油浆稀释至容易实施固液分离的程度即可。在本发明中，所述轻质油组分与所述催化裂化油浆的重量比优选为O. 5 I以上。通常情况下，由于轻质油组分的价值高于重质油组分，因此，轻质油组分的用量越小，则船用燃料油的生产成本越低。因此，在保证最终制备的船用燃料油具有较好的安定性和配伍性的情况下，所述轻质油组分的用量优选尽量少，例如，所述轻质油组分与所述催化裂化油浆的重量比进一步优选为O. 5-10 1，更进一步优选为根据本发明提供的所述方法，在步骤(I)中，对轻质油组分与催化裂化油浆的混合物进行固液分离的方法可以采用各种常规的方法实施，例如，沉降分离法、离心分离法、静电分离法、过滤法等。本发明中优选采用沉降分离法。在采用采用沉降分离的方法进行固液分离的情况下，本发明的所述方法还可以包括在沉降分离之后，选择性地对沉降分离后的上层清液进行过滤。具体的，当所述沉降分离后的上层清液的固含量高于50mg/kg时，则需要对该上层清液实施过滤；而且，当所述沉降分离后的上层清液的固含量为50mg/kg以下时，对该上层清液进行过滤对于制备船用燃料油也是有利的。因此，在本发明提供的所述方法中，优选在沉降分离之后对沉降分离后的上层清液进行过滤处理。根据本发明提供的所述方法，所述沉降分离在常规的沉降分离条件下实施即可。优选情况下，所述沉降分离的条件包括温度为25-200°C，更优选为25-100°C;时间为1_48小时，更优选为8-24小时。根据本发明提供的所述方法，为了提高所述沉降分离的效率，所述方法还包括在沉降分离的过程中向所述轻质油组分与催化裂化油浆的混合物中加入沉降助剂和/或表面活性剂。所述沉降助剂和表面活性剂均可以为常规使用的各种沉降助剂和表面活性剂。所述沉降助剂例如可以为醚类沉降助剂、胺类沉降助剂和芳环类化合物沉降助剂中的至少一种。所述沉降助剂和表面活性剂的加入量没有特别的限定，优选情况下，所述沉降助剂和表面活性剂的总加入量为10-1000ppm。根据本发明提供的所述方法，在步骤(2)中，所述经过固液分离后得到的混合液体与重质油组分混合例如可以在调和罐中实施。所述经过固液分离后得到的混合液体与重质油组分的混合比例以及重质油组分的选择均没有特别的限定，只要能够获得15°C密度为850-991kg/m3、50°C粘度为不大于380mm2/s且以硅元素计的硅和以铝元素计的铝的总含量为0-60mg/kg的船用燃料油即可。在一种实施方式中，当所述重质油组分的100°C粘度为不小于35mm2/s、15°C密度为950-1200kg/m3且以硅元素计的硅和以铝元素计的铝的总含量为0-300mg/kg(优选情况下，100°C粘度为35-60mm2/s，15°C密度为950_1050kg/m3，且以硅元素计的硅和以铝元素计的铝的总含量为0-50mg/kg)时，相对于I重量份的所述经过固液分离后得到的混合液体，所述重质油组分的用量可以为3-19重量份。为了保证船用燃料油具有较好的安定性和配伍性，相对于100重量份的所述经过固液分离后得到的混合液体，所述重质油组分的用量优选为5-9重量份。在优选情况下，所述重质油组分为常压渣油、减压渣油、催化澄清油、脱浙青油和超稠油中的一种或多种。
在一种优选实施方式中，为了保证船用燃料油的安定性和配伍性，所述方法还包括在将所述经过固液分离后得到的混合液体与重质油组分混合的过程中加入适量的添加齐U。所述添加剂可以为船用燃料油的生产工艺中常规使用的各种添加剂，例如可以为分散剂和/或缓蚀剂。所述添加剂的加入量可以为0-500mg/kg，优选为50-150mg/kg。根据本发明的一种实施方式，所述船用燃料油的实施设备和物料流向的示意图可以如图I所示。在图I中，将催化裂化油浆I与轻质油组分2混合后加到沉降罐3中，经过沉降分离后，上层清液4经泵5进入过滤器6中，并将过滤后得到的滤液8加到调合罐9中，同时向该调合罐中加入重质油组分10以及选择性加入的添加剂，最后从调合罐9中采出符合要求的船用燃料油11，沉降于所述沉降罐3的底部的固体物质7从沉降罐3的底部排出。本发明还提供了由上述方法制备的船用燃料油，所述船用燃料油的15°C密度为850-991kg/m3、50°C粘度为不大于380mm2/s且以硅元素计的硅和以铝元素计的铝的总含量为0-60mg/kg的船用燃料油。 以下通过实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。在以下实施例和对比例中，油料的粘度根据GB/T 11137-1989的方法测得，油料的密度根据SH/T 0604-2000的方法测得，油料中以硅元素计的硅和以铝元素计的铝的总含量根据IP 501-2005的方法测得，油料的灰分含量根据GB/T 508-1985的方法测得。实施例I本实施例用于说明本发明提供的所述船用燃料油及其制备方法。将催化裂化柴油(性能参数见表I)和催化裂化油浆(性能参数见表I)以重量比为I : I进行混合，并将得到的混合物和150ppm的沉降助剂(购自爱森絮凝剂有限公司，型号为FL4540)加到沉降罐中，在80°C下沉降24小时，将上层清液进行过滤，并测定其固含量，结果见表2，将I重量份的滤液和8重量份的减压渣油(性能参数见表I)加到调合罐中进行混合，从而得到船用燃料油Al，该船用燃料油的性能参数如下表3所示。对比例I将催化裂化油浆(性能参数见表I)和150ppm的沉降助剂(购自爱森絮凝剂有限公司，型号为FL4540)加到沉降罐中，在150°C下沉降24小时，将上层清液进行过滤，并测定其固含量，结果见表2，并将I重量份的滤液、I重量份的催化裂化柴油(性能参数见表I)和8重量份的减压渣油(性能参数见表I)加到调合罐中进行混合，从而得到船用燃料油D1，该船用燃料油的性能参数如下表3所示。对比例2将催化裂化油浆(性能参数见表I)和150ppm的沉降助剂(购自爱森絮凝剂有限公司，型号为FL4540)加到沉降罐中，在270°C下沉降24小时，将上层清液进行过滤，并测定其固含量，结果见表2，并将I重量份的滤液、I重量份的催化裂化柴油(性能参数见表I)和8重量份的减压渣油(性能参数见表I)加到调合罐中进行混合，从而得到船用燃料油D2，该船用燃料油的性能参数如下表3所示。实施例2本实施例用于说明本发明提供的所述船用燃料油及其制备方法。将催化裂化柴油(性能参数见表I)和催化裂化油浆(性能参数见表I)以重量比为O. 5 I进行混合，并将得到的混合物和150ppm的沉降助剂(购自爱森絮凝剂有限公司，型号为FL4540)加到沉降罐中，在100°C下沉降24小时，将上层清液进行过滤，并测定其固含量，结果见表2，并将I重量份的滤液和9重量份的减压渣油(性能参数见表I)加到调合罐中进行混合，从而得到船用燃料油A2，该船用燃料油的性能参数如下表3所示。实施例3本实施例用于说明本发明提供的所述船用燃料油及其制备方法。将催化裂化柴油(性能参数见表I)和催化裂化油浆(性能参数见表I)以重量比为2 I进行混合，并将得到的混合物加到沉降罐中，在120°C下沉降24小时，将上层清液进行过滤，并测定其固含量，结果见表2，并将I重量份的滤液和5重量份的减压渣油(性能参数见表I)加到调合罐中进行混合，从而得到船用燃料油A3，该船用燃料油的性能参数如下表3所示。 表I
减压渣油催化裂化油衆催化裂化柴油
~15°C 密度(kg · m_3)981. 31114. 2943. O
粘度(t°C ) (mm2 · s—1)413. 8(100。。)138. 7(80°C )95. 8(50°C )
硫 /%2725 Γθ070
灰分 /%0 06054< 0.01
铝 + 硅的总含量(mg/kg) 3^82256< O. I表 2
项目实施例I 实施例2 实施例3对比例I 对比例2
催化裂化油浆催化~ΓΤΓ ΓΤ
裂化柴油(重量比)1: I1: °·5 1: 2 一一
沉降助剂(ppm)150 150__—__150__150
沉降温度(°C) 80 100120150__270
O小时； 0.270.22__022__054__0.54
4 小时0.15 0.09__O1Il__—__—
上清液的 8小时0.08__006__007__=__—
灰分含量 12 小时^ 0_06 0.03__0.05— ! —
(重量％) 16 小时0.03 j 0.020.03 — —
20/Jlt0020.01 0.02 — —
24 小时Om 0.01__002__032__0.13
上〒灰 0.001 <0.0010.0010.010.01
分含量(重量％) _____表权利要求
1.一种船用燃料油的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 (1)将轻质油组分与催化裂化油浆混合，并将得到的混合物进行固液分离； (2)将经过固液分离后得到的混合液体与重质油组分混合，得到15°C密度为850-991kg/m3、50°C粘度为不大于380mm2/s且以硅元素计的硅和以铝元素计的铝的总含量为0-60mg/kg的船用燃料油； 所述催化裂化油浆的固含量为1000mg/kg以上；所述轻质油组分的15°C密度为800-950kg/m3,50°C粘度为5_380mm2/s且以娃元素计的娃和以招元素计的招的总含量为0_50mg/kg。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，所述催化裂化油浆的固含量为1000-6000mg/kg；所述轻质油组分的15°C密度为800-900kg/m3，50°C粘度为5-180mm2/s且以硅元素计的硅和以招元素计的招的总含量为0-10mg/kg。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其中，所述轻质油组分与所述催化裂化油浆的重量比 O. 5-10 I。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述轻质油组分与所述催化裂化油浆的重量比O.5-2 I。
5.根据权利要求I所述的方法，其中，所述固液分离的方法包括将所述混合物进行沉降分离，然后选择性地对沉降分离后的上层清液进行过滤。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述沉降分离的条件包括温度为25-200°C，时间为1-48小时。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述沉降分离的条件包括温度为80-120°C，时间为8-24小时。
8.根据权利要求I或2所述的方法，其中，相对于I重量份的所述经过固液分离后得到的混合液体，所述重质油组分的用量为3-19重量份，所述重质油组分的100°C粘度为不小于35mm2/s、15°C密度为950_1200kg/m3且以娃元素计的娃和以招元素计的招的总含量为0_300mg/kg。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，相对于I重量份的所述经过固液分离后得到的混合液体，所述重质油组分的用量为5-9重量份，所述重质油组分的100°C粘度为35-60_2/s,15°C密度为950-1050kg/m3,且以娃元素计的娃和以招元素计的招的总含量为0_50mg/kg ο
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述重质油组分为常压渣油、减压渣油、催化澄清油、脱浙青油和超稠油中的一种或多种。
11.根据权利要求I或2所述的方法，其中，所述轻质油组分为催化裂化柴油、催化裂化重循环油、焦化柴油、溶剂精制抽出油、乙烯焦油、页岩油和焦化蜡油中的一种或多种。
12.由权利要求1-11中任意一项所述的方法制备的船用燃料油。
全文摘要
本发明公开了一种船用燃料油的制备方法，该方法包括以下步骤(1)将轻质油组分与催化裂化油浆混合，并将得到的混合物进行固液分离；(2)将经过固液分离后得到的混合液体与重质油组分混合，得到15℃密度为850-991kg/m3、50℃粘度为不大于380mm2/s且以硅元素计的硅和以铝元素计的铝的总含量为0-60mg/kg的船用燃料油；所述催化裂化油浆的固含量为1000mg/kg以上；所述轻质油组分的15℃密度为800-950kg/m3，50℃粘度为5-380mm2/s且以硅元素计的硅和以铝元素计的铝的总含量为0-50mg/kg。本发明还提供了由该方法制备的船用燃料油。根据本发明提供的方法可以大大降低船用燃料油的生产成本。
文档编号C10L1/04GK102766489SQ20111011397
公开日2012年11月7日 申请日期2011年5月4日 优先权日2011年5月4日
发明者李子峰, 申海平, 马力 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院