一种船用燃料油及其生产工艺和装置的制作方法

本发明涉及一种燃料油及其生产方法和净化装置，特别涉及一种船用燃料油及其生产工艺和装置。
背景技术：
：近年来，随着全球贸易的兴盛，沿海船运业发展迅速，船用燃料油已经连续多年成为我国最大的燃料油用户，据船用燃料油供应商估算，我国船用燃料油需求量正以每年5%的速度增加，船用燃料油市场日趋红火。良好的市场行情使得竞争更加激烈，各供应商正通过不断降低生产成本以求利润最大化。因此，制备一种质优价廉的船用调和油具有重要的现实意义和广阔的市场前景。FCC油浆是从催化裂化装置底层分离出的重组分，它具有发热量大，腐蚀性小，性能稳定等特点，比较适合作为燃料油调和组分使用，但因为含有过多的催化剂粉末致使其价格低廉。如果能使用FCC油浆作为调和船用燃料油的重组分，选择适当的轻质组分进行调和，就可以显著降低调和油成本，但与此同时也会面临固含量过高和灰分超标的问题，如果不进行后续处理，会严重损坏船用柴油机的油路系统。因此使用FCC油浆为原料进行调和需要对调和油进行净化处理，使之达到相应的质量标准。对于调和油净化的方法主要有助剂沉降法，离心法，萃取法，过滤法，静电分离法等方法，其中静电分离法由于具有分离速度快、效率高、流体压降小、设备紧凑、安装方便等优点在国外得到了广泛应用。静电分离的基本原理是位于非匀称电场的中性微粒由于介电极化的作用而产生一个宏观的偶极矩，当这个偶极矩位于不匀称电场中时，在微粒两边由于局部电场强度的不同会产生一个净力，这个净力被称作介电电泳力，由于悬浮于媒介中的微粒与媒介有着不同的介电能力（介电常数），微粒会移向电场强度更强或者更弱的方向，这种现象被称为介电电泳（Dielectrophoresis—DEP）现象，在电场中加入玻璃珠等高介电填料会在其接触点周围产生较强的微型电场，促进固体颗粒的“点吸附”，如图4所示。在调和方法方面，中国专利CN102766489A公开了一种船用燃料油的制备方法，该方法采用FCC油浆与催化柴油进行调和生产船用燃料油，为使固体颗粒充分沉降，调和过程中大量使用了催化柴油（加入量在质量分数33-66%之间），导致原料成本较高。中国专利CN103642539A对轻质组分进行了优化，以FCC油浆为主要原料，轻质组分使用了乙烯焦油，加氢尾油，表面活性剂及不同助剂，在一定程度上降低了原料成本，但在分离固体颗粒时采用自然沉降法，该方法分离效果不理想且分离时间较长，需沉降10-24h，导致时间成本大幅增加。在分离装置方面，美国专利US3928158提出了一种静电液固分离装置，该装置采用了内置柱状电极为正极，外壳接地为负极的设计方式，通过柱状电极产生的高压电场使原料油中的固体颗粒吸附在填料中，该设计方法在较小尺寸的装置中效果比较明显，在放大装置过程中会因为电场分布不均匀导致效果变差。中国专利CN203187632U对该装置进行了改进，加入了加热保温系统，但依然采用了传统的双电极的设计方式，而且分离管道尺寸只有50mm，只适合小型静态试验。由于柱状电极体积较小，为保证分离效果电极间距通常设计较小，且电场分布不均匀，无法满足工业规模的生产要求，通过提高外加电压来放大装置尺寸又会带来能耗高，安全性差的问题。因此在实际生产过程中要选择合适的调和组分，优化调和配比，在保证质量指标的前提下，最大程度上降低成本，还需要对分离装置进行改进，提高分离效率。技术实现要素：基于以上技术背景，本发明的目的是提供一种原料成本低廉，且多组分可相互替代的船用燃料油及其生产工艺。本发明的另一个目的是提供一种用于上述船用燃料油调和的生产装置。为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：一种船用燃料油，其特征在于所述船用燃料油包含以下质量份数组分：FCC油浆：55-85份；煤焦油：1-10份；页岩油：2-10份；助燃剂：1-3份；助溶剂：1-3份。除上述组成之外，所述船用燃料油还包含以下质量份数组成：催化柴油：1-15份；甲醇或乙醇：1-10份；焦化蜡油：1-20份；减压渣油：1-20份。其中，所述FCC油浆50℃运动粘度为750-900mm2/s，灰分为0.3%-0.45%，作为船用燃料油的主要组分。所述煤焦油为低温煤焦油，黑色液体，密度在0.9-1.0g/cm3之间。所述页岩油密度在0.8-0.9g/cm3之间，50℃运动粘度为10-50mm2/s，作为燃料油调和组分，改善燃料油质量指标。所述助燃剂是二茂铁，甲缩醛，聚甲氧基二甲醚，碳酸二甲酯中的一种或多种，用于改善燃料油发烟情况及燃烧情况，提高燃烧性能。。所述助溶剂为异丁醇，正十二醇，异戊醇，正十四醇中的一种或多种，用于提高各组分配伍性，提高燃料油稳定性。一种用于上述船用燃料油的生产装置，包括上部用于加热混合调和燃料油的搅拌釜(1)，以及下部与所述搅拌釜连接的用于净化调和燃料油的静电分离单元（16），用于产生高压静电的高压电源（2），所述搅拌釜与静电分离单元通过放料底阀(14)连接，用于控制放料时间和调节流速，所述静电分离单元由内向外分别为中央电极（3）、圆筒电极（4）、不锈钢金属外壳（15），分离单元正极为圆筒电极（4），负极为中央电极（3）和不锈钢金属外壳（15），形成三电极分离体系，不锈钢外壳表面包裹一层保温加热套(6)，分离单元内部装有填料（7），所述填料为玻璃珠或其它高介电填料，填料尺寸为1-10mm，分离单元上部设有填料入口(8)，进料口(9)，反冲洗油出口(10)，侧面设有填料出口(11)，下方为净化后燃料油出口(12)，所述净化油出口上方固定一个不锈钢丝网(13)，用于拦阻填料。所述搅拌釜为夹套式加热搅拌釜，加热温度为室温至300℃。所述高压电源为直流高压静电吸附电源，电压可调节范围为0-50kv。本发明所述船用燃料油的生产工艺如下所述：按照上述配比称取原料油，首先将FCC油浆加入到加热搅拌釜中，调节加热温度为60-90℃，搅拌桨转速为400-2000r/min，待油浆粘度降低后依次加入轻质油和助剂，加热混合10-60min后，开启高压静电电源，调节分离电压为1-50kv，打开放料底阀，将混合充分的原料油放入分离器中，此时原料油沿玻璃珠之间的空隙流经分离器，玻璃珠提供了吸附点并增加了调和油流动距离，从而提高分离效率，将分离完成的调和油经出油口放出,即得最终产品。本发明的有益之处是对生产装置进行了优化，改进了静电分离装置，提高了固体颗粒的脱除效率，进而提高了价格相对低廉的FCC油浆加入量，节约原料成本；分离器与搅拌釜连接，可在进行燃料油调和的同时立即进行净化处理，节约能耗；采用三电极的设计方式，提高了装置内部空间的利用率；优选多种组分进行船用燃料油的调和，设计出不同的配比方案，能够减轻原料价格波动带来的不利影响。附图说明图1是本发明装置的结构示意图。图2是分离器A-A剖视图。图3是外加电压对原料油灰分的影响图。图4是静电分离基本原理示意图。其中，1.搅拌釜；2.高压电源；3.中央电极；4.圆筒电极；5.绝缘陶瓷；6.保温加热套；7.填料；8.填料入口；9.进料口；10.反冲洗油出口；11.填料出口；12.燃料油出口；13.不锈钢丝网；14.放料底阀；15.不锈钢金属外壳；16.静电分离单元。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明实质性特点和优势作进一步说明，但本发明并不局限于以下所列的实施例。如图1所示，本发明的船用燃料油的生产装置包括上部用于加热混合调和燃料油的搅拌釜(1)，以及下部与所述搅拌釜连接的用于净化调和燃料油的静电分离单元（16），用于产生高压静电的高压电源（2），所述搅拌釜与静电分离单元通过放料底阀(14)连接，用于控制放料时间和调节流速。所述静电分离单元（16）由内向外分别为中央电极（3）、圆筒电极（4）、不锈钢金属外壳（15），分离单元正极为圆筒电极（4），负极为中央电极（3）和不锈钢金属外壳（15），形成三电极分离体系，不锈钢外壳表面包裹一层保温加热套(6)，分离单元内部装有填料（7），所述填料为玻璃珠或其它高介电填料，填料尺寸为1-10mm，分离单元上部设有填料入口(8)，进料口(9)，反冲洗油出口(10)，侧面设有填料出口(11)，下方为净化后燃料油出口(12)，所述净化油出口上方固定一个不锈钢丝网(13)，用于拦阻填料。实施例1：按照如下质量配比称取原料油：FCC油浆：70份；煤焦油：10份；甲醇或乙醇：8份；页岩油：5份；减压渣油：5份；助燃剂：1份；助溶剂：1份。首先将FCC油浆加入到加热搅拌釜中，调节加热温度为65℃，搅拌桨转速为2000r/min，待油浆粘度降低后依次加入轻质油和助剂，加热混合30min后,取分离前油样20g用作分离效果的评价，同时开启高压静电电源，打开放料底阀14，将混合充分的原料油放入分离器中，此时原料油沿玻璃珠之间的空隙流经分离器，玻璃珠提供了吸附点并增加了调和油流动距离，从而提高分离效率，将分离完成的调和油经出油口12放出,即得本发明产品，取分离后的油样20g评价分离效果。分离效果以灰分表示，灰分测量按照石油产品灰分测定法(GB508-1985)进行测定，调和完成的船用油的主要质量指标参见表1，各质量指标均按照相应的国标方法进行测定。实施例2：按照如下配比称取原料油：FCC油浆：80份；煤焦油：2份；甲醇或乙醇：8份；页岩油：3份；减压渣油：5份；助燃剂：1份；助溶剂：1份。首先将FCC油浆加入到加热搅拌釜中，调节加热温度为80℃，搅拌桨转速为2000r/min，待油浆粘度降低后依次加入轻质油和助剂，加热混合10min后,取分离前油样20g用作分离效果的评价，同时开启高压静电电源，打开放料底阀14，将混合充分的原料油放入分离器中，此时原料油沿玻璃珠之间的空隙流经分离器，玻璃珠提供了吸附点并增加了调和油流动距离，从而提高分离效率，将分离完成的调和油经出油口12放出,即得本发明产品，取分离后的油样20g评价分离效果。分离效果以灰分表示，灰分测量按照石油产品灰分测定法(GB508-1985)进行测定，调和完成的船用油的主要质量指标参见表1，各质量指标均按照相应的国标方法进行测定。实施例3：按照如下质量百分配比称取原料油：FCC油浆：60份；煤焦油：5份；催化柴油：5份；甲醇或乙醇：7份；页岩油：10份；焦化蜡油：5份；减压渣油：5份；助燃剂：2份；助溶剂：1份。首先将FCC油浆加入到加热搅拌釜中，调节加热温度为70℃，搅拌桨转速为2000r/min，待油浆粘度降低后依次加入轻质油和助剂，加热混合60min后,取分离前油样20g用作分离效果的评价，同时开启高压静电电源，打开放料底阀14，将混合充分的原料油放入分离器中，此时原料油沿玻璃珠之间的空隙流经分离器，玻璃珠提供了吸附点并增加了调和油流动距离，从而提高分离效率，将分离完成的调和油经出油口12放出,即得本发明产品，取分离后的油样20g评价分离效果。分离效果以灰分表示，灰分测量按照石油产品灰分测定法(GB508-1985)进行测定，调和完成的船用油的主要质量指标参见表1，各质量指标均按照相应的国标方法进行测定。图3为在不同分离电压下调和油的分离效果图，可以看出，在12kv分离电压下，经过3次分离，可将调和油灰分降低至0.08%，达到了船用残渣燃料油国家标准GB/T17411-2012中规定的灰分＜0.1%的要求。表1.按照实施例生产的船用调和油主要质量指标项目实施例1实施例2实施例320℃密度/kg/m3971.1977.6957.550℃运动粘度/mm2/s157171151灰分/%0.090.090.08闪点(闭口)/℃636866机械杂质/%0.070.070.06从表1中数据可以看出，根据实施例生产的船用调和油各项主要指标均符合180#船用燃料油国家标准（GB17411-2015），该船用调和油具有推广和应用价值。当前第1页1 2 3