张洋瑞
（中国石油四川石化有限责任公司，四川 彭州611930）
［摘 要］某公司50 kt/a混油分馏装置原料为同一根成品油干线管道汽油、柴油切换输送时两者界面处产生的混油，利用精馏工艺将混油经常压分馏为合格的汽油与柴油产品。自2020年10月投产以来，混油分馏装置内一直伴随有结焦物生成的现象，造成设备设施堵塞，严重时会导致装置停车。为探究混油分馏装置结焦成因，开展结焦物成分分析、加热升温变色试验（汽/柴油组分加热升温变色试验、添加不同添加剂汽/柴油的加热变色对照试验），结合检修中观察到的结焦物分布状况等，得出烯烃与芳烃（以汽油中的不饱和烯烃和芳烃为主）及部分添加剂（以十六烷值改进剂为主）在分馏塔内发生缩聚反应是结焦物形成主要原因的结论。并在实验室开展阻聚剂添加小试研究，认为选择适宜的阻聚剂（复合配方产品）可有效缓解甚至阻止结焦物的生成。下一步计划混油分馏装置停车期间择机进行增设阻聚剂定量添加设备的技改，对小试研究成果进行中试验证及工业化放大生产评估。
［关键词］混油分馏装置；结焦物；成因分析；结焦物成分分析；加热升温变色试验；结焦物分布状况；阻聚剂添加小试
［中图分类号］TE624.2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）01-0078-03
1 概 述
某公司50 kt/a混油分馏装置于2020年10月12日投产，其原料为在同一根成品油干线管道按一定顺序输送成品汽油和成品柴油过程中形成的混合油，即成品汽油、柴油切换输送时两者界面处产生的混油（汽/柴油），利用精馏工艺将混油（汽/柴油）经常压分馏为合格的汽油与柴油产品。混油分馏装置主要工艺流程：混油（40 ℃）经原料油罐区接力泵升压后进入原料油缓冲罐，再经分馏塔进料泵升压后，混油经塔顶油气/混油换热器、柴油/混油换热器换热升温至176 ℃进入分馏塔精馏；分馏塔塔顶的油气经塔顶油气/混油换热器、空冷器、汽油水冷器冷凝（冷却）至40 ℃，进入分馏塔顶回流罐进行油水分离，油相经分馏塔顶回流泵升压后分为两路，一路作为分馏塔顶回流液，另一路送至汽油罐区；分馏塔底油分为两路，一路由分馏塔底重沸炉泵增压再经分馏塔底重沸炉升温后返回分馏塔，另一路由柴油泵增压再经柴油/混油换热器、柴油水冷器冷却至40 ℃后送至柴油罐区。
自投产以来，混油分馏装置内一直伴随有结焦物生成的现象，造成设备设施堵塞，严重时会导致装置停车——已发生过2次（时间分别为2020年12月29日、2021年1月5日）分馏塔底重沸炉泵出口低流量联锁停车事件，直接原因是泵前过滤器堵塞，堵塞物外观主要呈黑色硬质焦块状、部分呈油泥状或粉末状。为解决混油分馏装置内的结焦堵塞问题，通过检修过程中观察分馏塔塔盘及换热器等设备附着的结焦物分布状况，并结合实验室小试研究结果，找到了混油分馏装置结焦物形成的主要原因，并得出了适宜的阻聚剂可有效缓解甚至阻止结焦物生成的结论。
2 混油分馏装置结焦成因分析
2.1 试验与研究
2.1.1 结焦物成分初步分析
为研究混油分馏装置内黑色结焦物成分，对卸车过滤器和原料油进料泵前过滤器进行了拆卸清洗，未发现有明显的机械颗粒杂质，可排除原料油中带沙粒等机械杂质致分馏塔底重沸炉泵前过滤器堵塞的可能。该结焦物灼烧后进行称重，290 ℃灼烧残余物占比159%（质量分数）；进一步对该残余物进行组分分析，其CH2—物质含量占比约91%，表明结焦物多数为有机物。
2.1.2 加热升温变色试验
经调研，目前混油装置原料来源较广，来自多个管输成品油站，其混油成分复杂，除汽油与柴油外，还有为油品达标加入的各种添加剂、管输过程注入的减阻剂以及一些其他带入物质。其中，汽油烃类物组成主要包括C4～C12的烷烃、烯烃、环烷烃、芳烃等；柴油烃类物组成主要包括C10～C22的烷烃、环烷烃、芳烃等；添加剂主要包括抗爆剂、清净分散剂、抗氧化剂、抗腐蚀剂、十六烷值改进剂、降凝剂、润滑剂、减阻剂等；其他带入物质有泥沙、水、金属及其化合物、硫化物、氮化物、氧化物等。
为详细研究混油装置内结焦物形成的主要反应机理，找出上述原料油中主要参与反应的成分，需对其组分分别进行试验验证；同时，考虑到在形成结焦物之前，混油原料受热发生反应会导致油样颜色发生变化，可通过在实验室内对油样进行加热，以油样颜色发生明显变化的温度点为参考，从而推测装置内结焦的主要成因。
2.1.2.1 汽/柴油组分加热试验
以该企业（未加剂）半成品稳定汽/柴油和加（添加）剂成品罐汽/柴油作为基础油样，对比混油原料并进行加热升温变色试验。基础油样分析数据如表1。
据该混油分馏装置历年来的结焦情况，结焦物质量粗略估计不及万分之一的混油原料量。由于试验样品量少，加热试验过程中肉眼不太可能直接观察到生成结焦物，本加热升温变色试验以观察到油品加热升温变色的温度点作为参考，视为该温度下油品的性质发生了变化，最高加热温度原则上不超过该混油装置分馏塔底部柴油出口最高温度290 ℃。
1）加热升温变色试验步骤：① 油样加热前准备——将待测油样过滤并于40 ℃恒温静置30 min，以消除杂质与热量历史影响；② 油样梯度升温试验——油样置于加热台，以5 ℃/min左右的速率升温，每升高10 ℃保持恒温5 min，并用搅拌器将油样混合均匀；③ 观测并记录——观测到油样颜色发生明显变化时，记录该变化点温度值。
2）加热升温变色试验结果：① 未加剂的稳定汽油加热至165 ℃变色，未加剂的成品汽油加热至155 ℃变色；② 未加剂的稳定柴油加热至290 ℃未变色，加剂后的成品柴油加热至260 ℃变色；③ 混油装置原料油加热至210 ℃变色。
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