一种重型柴油机专用低排放燃料及其制备方法

1.本发明属于燃料技术领域，具体涉及一种重型柴油机专用低排放燃料及其制备方法。


背景技术：

2.双碳目标的提出及日趋严格的排放法规，对燃料排放有了更高要求，降低燃料燃烧污染物排放，成为当今传统化石能源亟待解决的问题。燃油中的燃料组分会影响柴油的理化性质，理化性质的不同影响发动机在不同工况下的性能表现。重型车辆具有转速变化小、负荷变化大的工况特性，目前重型车辆加注常规柴油，市场上未有针对重型车辆的油品，导致重型车辆颗粒物、nox排放升高，经济性变差，使重型车辆用车成本增高。在日趋严格的排放法规下，使得重型车辆减排问题提上日程。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种重型柴油机专用低排放燃料及其制备方法，以解决现重型车辆加注常规柴油，导致重型车辆颗粒物、nox排放升高，经济性变差，使重型车辆用车成本增高的问题。
4.为实现上述目的，本技术是通过以下技术方案实现的：
5.一种重型柴油机专用低排放燃料，以体积百分数计，由以下组分组成：
6.加氢柴油25％-40％；
7.轻质白油25％-40％；
8.f-t柴油10％-20％；
9.加氢煤制燃料油15％-25％；
10.润滑性添加剂0.015％-0.035％。
11.所述加氢柴油包括馏程160℃-235℃的加氢柴油和馏程240℃-350℃的加氢柴油，且馏程160℃-235℃的加氢柴油与馏程240℃-350℃的加氢柴油的体积比为1.1：1至1.3：1。
12.进一步的，馏程240℃-350℃的加氢柴油的50％回收温度＜280℃，90％回收温度＜330℃，95％回收温度＜340℃，终馏点＜350℃，密度830-845kg/cm3，总芳烃含量25％-30％m/m，多环芳烃含量3％-6％m/m，十六烷值44-48，低热值42.8-44.0mj/kg。
13.进一步的，所述轻质白油的馏程190℃-320℃，50％回收温度＜250℃，90％回收温度＜300℃，95％回收温度＜310℃，终馏点＜320℃，密度805-825kg/cm3，总芳烃含量＜0.8％m/m，多环芳烃含量＜0.4％m/m，十六烷值52-60，低热值43.1-44.0mj/kg，环烷烃含量50％-65％m/m。
14.进一步的，所述f-t柴油的馏程180℃-340℃，50％回收温度＜280℃，90％回收温度＜330℃，95％回收温度＜335℃，终馏点＜340℃，密度760-780kg/cm3，总芳烃含量＜2％m/m，多环芳烃含量＜1％m/m，十六烷值66-80，低热值43.2-44.5mj/kg。
15.进一步的，所述加氢煤制燃料油的馏程170℃-330℃，50％回收温度＜260℃，90％
回收温度＜310℃，95％回收温度＜320℃，终馏点＜330℃，密度840-870kg/cm3，总芳烃含量＜2％m/m，多环芳烃含量＜1％m/m，十六烷值37-44，低热值42.2-43.0mj/kg，环烷烃含量65％-80％m/m。
16.进一步的，所述的润滑性添加剂为妥尔油酸甘油酯。
17.进一步的，重型柴油机专用低排放燃料的馏程160-350℃，50％回收温度＜270℃，90％回收温度＜320℃，95％回收温度＜330℃，终馏点＜350℃，密度820-840kg/cm3，总芳烃含量8％-16％m/m，多环芳烃含量＜2％m/m，十六烷值52-54，低热值43.0-43.5mj/kg，环烷烃含量45％-50％m/m。
18.上述任一项重型柴油机专用低排放燃料的制备方法，包括以下步骤：
19.将加氢柴油、轻质白油、f-t柴油、加氢煤制燃料油及润滑性添加剂通过管道依次引入到复配燃料油罐中，开启复配燃料油罐进行混合循环，4-6h后，得到重型柴油机专用低排放燃料。
20.本发明的有益效果是：
21.本发明提供的一种重型柴油机专用低排放燃料根据重型柴油机实际运行工况选用的特定原料均为市场常见产品，市场易获得。并且根据现常规柴油存在的颗粒物及nox排放升高，若是简单的降低常规柴油中的一些重组分，虽然能够克服上述的问题，但是这样的柴油的热值低，导致燃料耗量增加，反而增加燃料成本的问题，经过研究发现，通过本技术的两个馏分的加氢柴油的体积比，再配合特点参数的轻质白油、f-t柴油及加氢煤制燃料油，并不需要增加燃料的总成本，并且实现混配合的重型柴油机专用低排放燃料的参数达到本技术特定的要求，从而实现降低颗粒物，降低尾气中pm、nox排放，同时拥有良好的燃油消耗率，可显著提高车辆整体经济效益，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
22.以下结合实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明的限制性说明。
23.本技术提供一种重型柴油机专用低排放燃料，以体积分数计，包括以下组分：
24.加氢柴油25％-40％；
25.轻质白油25％-40％；
26.f-t柴油10％-20％；
27.加氢煤制燃料油15％-25％；
28.润滑性添加剂0.015％-0.035％。
29.在本发明中，上述燃料油基础油均为炼油加工工艺、煤制油工艺产品，市场易获得；为满足本发明要求，对燃料油基础油作以下说明及规定：
30.本发明所用的燃料油基础油不限制厂家，只对燃料油基础油工艺来源作基本说明，对相关指标进行规定。
31.在本技术中，加氢柴油为石油系液体燃料通过加氢工艺后所得易于获得。加氢柴油包括馏程160℃-235℃的加氢柴油和馏程240℃-350℃的加氢柴油，且馏程160℃-235℃的加氢柴油与馏程240℃-350℃的加氢柴油的体积比为1.1：1至1.3：1。这一比值能够降低颗粒物的排放及降低尾气中pm、nox排放，并且不会影响到燃料的消耗率，这一比值是本技
术方案的关键，其它的比值或常规的加氢柴油比如统一为馏程160℃-350℃的加氢柴油无法实现本技术方案。本技术方案中，对馏程160℃-235℃的加氢柴油的相关指标没有明确要求，而对于馏程240℃-350℃的加氢柴油的指标规定为：50％回收温度＜280℃，90％回收温度＜330℃，95％回收温度＜340℃，终馏点＜350℃，密度830-845kg/cm3，总芳烃含量25％-30％m/m，多环芳烃含量3％-6％m/m，十六烷值44-48，低热值42.8-44.0mj/kg。
32.在本技术中，轻质白油为石油产品脱芳烃并精炼后产品，该轻质白油具有高十六烷值，高环烷烃含量、低芳烃特点，拥有较高的热值；轻质白油的馏程190～320℃，50％回收温度＜250℃，90％回收温度＜300℃，95％回收温度＜310℃，终馏点＜320℃，密度805～825kg/cm3，总芳烃含量＜0.8％m/m，多环芳烃含量＜0.4％m/m，十六烷值52-60，低热值43.1-44.0mj/kg，环烷烃含量50％-65％m/m。
33.在本技术中，f-t柴油是以co、h2为原料在催化剂和适当条件下合成的液态烃类物质；f-t柴油的馏程180～340℃，50％回收温度＜280℃，90％回收温度＜330℃，95％回收温度＜335℃，终馏点＜340℃，密度760-780kg/cm3，总芳烃含量＜2％m/m，多环芳烃含量＜1％m/m，十六烷值66-80，低热值43.2-44.5mj/kg。
34.在本技术中，加氢煤制燃料油是煤通过加氢液化工艺所得产品；加氢煤制燃料油的馏程170-330℃，50％回收温度＜260℃，90％回收温度＜310℃，95％回收温度＜320℃，终馏点＜330℃，密度840-870kg/cm3，总芳烃含量＜2％m/m，多环芳烃含量＜1％m/m，十六烷值37-44，低热值42.2-43.0mj/kg，环烷烃含量65％-80％m/m。
35.将加氢柴油、轻质白油、f-t柴油、加氢煤制燃料油通过管道依次引入到复配燃料油罐中，开启复配燃料油罐进行混合循环，4-6h后，得到重型柴油机专用低排放燃料。
36.与现有技术相比，本发明提供的一种重型柴油机专用低排放燃料根据重型柴油机实际运行工况选用特定原料，有助于缓解重型柴油机后处理系统压力，降低尾气中pm、nox排放，同时拥有良好的燃油消耗率，可显著提高车辆整体经济效益，具有广阔的应用前景。实验结果表明，本发明提供的重型柴油机专用低排放燃料馏程160-350℃，50％回收温度＜270℃，90％回收温度＜320℃，95％回收温度＜330℃，终馏点＜350℃，密度820-840kg/cm3，总芳烃含量8％-16％m/m，多环芳烃含量＜2％m/m，十六烷值52-54，低热值43.0-43.5mj/kg，环烷烃含量45％-50％m/m时，通过台架试验—whsc测试循环，颗粒物、nox排放有明显降低。
37.为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。本发明以下实施例中，所用各原料均为同一批次原料。实施案例燃料复配方案表：
38.表1案例1-3、对比例1-2复配方案表
[0039][0040]
实施例1
[0041]
(1)设计重型柴油机专用低排放燃料复配方案：
[0042]
加氢柴油25％，其中，馏程160℃-235℃的加氢柴油与馏程240℃-350℃的加氢柴油的体积比为1.1：1，f-t柴油19％，加氢煤制燃料油20％，润滑性添加剂0.030％，其余组分为轻质白油。
[0043]
(2)将加氢柴油、轻质白油、f-t柴油、加氢煤制燃料油、润滑性添加剂通过管道依次引入到复配燃料油罐中，开启复配燃料油罐进行混合循环，4-6h后，得到重型柴油机专用低排放燃料。
[0044]
实施例2
[0045]
(1)设计重型柴油机专用低排放燃料复配方案：
[0046]
加氢柴油32％，其中馏程160℃-235℃的加氢柴油与馏程240℃-350℃的加氢柴油的体积比为1.3：1，f-t柴油17％，加氢煤制燃料油22％，润滑性添加剂0.025％，其余组分为轻质白油。
[0047]
(2)将加氢柴油、轻质白油、f-t柴油、加氢煤制燃料油、润滑性添加剂通过管道依次引入到复配燃料油罐中，开启复配燃料油罐进行混合循环，4-6h后，得到重型柴油机专用低排放燃料。
[0048]
实施例3
[0049]
(1)设计重型柴油机专用低排放燃料复配方案：
[0050]
加氢柴油40％，其中馏程160℃-235℃的加氢柴油与馏程240℃-350℃的加氢柴油的体积比为1.2：1，f-t柴油13％，加氢煤制燃料油16％、润滑性添加剂0.020％，其余组分为轻质白油。
[0051]
(2)将加氢柴油、轻质白油、f-t柴油、加氢煤制燃料油、润滑性添加剂通过管道依次引入到复配燃料油罐中，开启复配燃料油罐进行混合循环，4-6h后，得到重型柴油机专用低排放燃料。
[0052]
对比例1
[0053]
(1)设计对比例燃料复配方案：
[0054]
加氢柴油50％其中馏程160℃-235℃的加氢柴油与馏程240℃-350℃的加氢柴油的体积比为1.4：1，f-t柴油20％，加氢煤制燃料油10％，润滑性添加剂0.014％，其余组分为轻质白油。
[0055]
(2)将加氢柴油、轻质白油、f-t柴油、加氢煤制燃料油、润滑性添加剂通过管道依次引入到复配燃料油罐中，开启复配燃料油罐进行混合循环，4-6h后，得到重型柴油机专用低排放燃料。未得到本案例所要求的燃料。
[0056]
对比例2
[0057]
(1)设计对比例燃料复配方案：
[0058]
加氢柴油10％，其中馏程160℃-235℃的加氢柴油与馏程240℃-350℃的加氢柴油的体积比为1.3：1，f-t柴油20％，加氢煤制燃料油50％，润滑性添加剂0.014％，其余组分为轻质白油。
[0059]
(2)将加氢柴油、轻质白油、f-t柴油、加氢煤制燃料油、润滑性添加剂通过管道依次引入到复配燃料油罐中，开启复配燃料油罐进行混合循环，4-6h后，得到重型柴油机专用低排放燃料。未得到本案例所要求的重型柴油机燃料。
[0060]
表2实施例1-3及对比例1-2的燃料指标
[0061][0062]
台架测试：
[0063]
测试选用国vi发动机国六排放法规的6缸6.6l重型柴油发动机进行台架试验，进行whsc测试循环测试。
[0064]
台架测试结果参见表3所示。
[0065]
表3台架测试试验结果
[0066]
性能指标实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2油耗率，g/kw.h216.50219.83220.31229.00219.37颗粒物，mg/kw.h4.215.465.265.697.92nox，mgkw.h389.0361.1325.6565.2497.0
[0067]
由表3可知，实施例1-3的重型柴油机专用低排放燃料满足本发明要求，对比例1-2的燃料虽然组成与实施例1-3的组成相同，但是含量不同的情况下，就不能满足本发明要求；实施例1-3提供的重型柴油机专用低排放燃料颗粒物、nox排放整体小于对比例1-2的燃料，同时在燃油经济性也占有优势。本发明重型柴油机专用低排放燃料既可以有效改善颗粒物、nox排放，同时拥有良好的燃油消耗率，可显著提高车辆整体经济效益。
[0068]
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种重型柴油机专用低排放燃料，其特征在于，以体积百分数计，由以下组分组成：加氢柴油25％-40％；轻质白油25％-40％；f-t柴油10％-20％；加氢煤制燃料油15％-25％；润滑性添加剂0.015％-0.035％。2.根据权利要求1所述的重型柴油机专用低排放燃料，其特征在于，所述加氢柴油包括馏程160℃-235℃的加氢柴油和馏程240℃-350℃的加氢柴油，且馏程160℃-235℃的加氢柴油与馏程240℃-350℃的加氢柴油的体积比为1.1：1至1.3：1。3.根据权利要求2所述的重型柴油机专用低排放燃料，其特征在于，馏程240℃-350℃的加氢柴油的50％回收温度＜280℃，90％回收温度＜330℃，95％回收温度＜340℃，终馏点＜350℃，密度830-845kg/cm3，总芳烃含量25％-30％m/m，多环芳烃含量3％-6％m/m，十六烷值44-48，低热值42.8-44.0mj/kg。4.根据权利要求1所述的重型柴油机专用低排放燃料，其特征在于，所述轻质白油的馏程190℃-320℃，50％回收温度＜250℃，90％回收温度＜300℃，95％回收温度＜310℃，终馏点＜320℃，密度805-825kg/cm3，总芳烃含量＜0.8％m/m，多环芳烃含量＜0.4％m/m，十六烷值52-60，低热值43.1-44.0mj/kg，环烷烃含量50％-65％m/m。5.根据权利要求1所述的重型柴油机专用低排放燃料，其特征在于，所述f-t柴油的馏程180℃-340℃，50％回收温度＜280℃，90％回收温度＜330℃，95％回收温度＜335℃，终馏点＜340℃，密度760-780kg/cm3，总芳烃含量＜2％m/m，多环芳烃含量＜1％m/m，十六烷值66-80，低热值43.2-44.5mj/kg。6.根据权利要求1所述的重型柴油机专用低排放燃料，其特征在于，所述加氢煤制燃料油的馏程170℃-330℃，50％回收温度＜260℃，90％回收温度＜310℃，95％回收温度＜320℃，终馏点＜330℃，密度840-870kg/cm3，总芳烃含量＜2％m/m，多环芳烃含量＜1％m/m，十六烷值37-44，低热值42.2-43.0mj/kg，环烷烃含量65％-80％m/m。7.根据权利要求1所述的重型柴油机专用低排放燃料，其特征在于，所述的润滑性添加剂为妥尔油酸甘油酯。8.根据权利要求1至7中任一项所述的重型柴油机专用低排放燃料，其特征在于，重型柴油机专用低排放燃料的馏程160-350℃，50％回收温度＜270℃，90％回收温度＜320℃，95％回收温度＜330℃，终馏点＜350℃，密度820-840kg/cm3，总芳烃含量8％-16％m/m，多环芳烃含量＜2％m/m，十六烷值52-54，低热值43.0-43.5mj/kg，环烷烃含量45％-50％m/m。9.上述权利要求1至8中任一项重型柴油机专用低排放燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将加氢柴油、轻质白油、f-t柴油、加氢煤制燃料油及润滑性添加剂通过管道依次引入到复配燃料油罐中，开启复配燃料油罐进行混合循环，4-6h后，得到重型柴油机专用低排放燃料。

技术总结
本发明涉及一种重型柴油机专用低排放燃料及其制备方法，由25％-40％的加氢柴油、25％-40％的轻质白油、10％-20％的F-T柴油、15％-25％的加氢煤制燃料油及0.015％-0.035％的润滑性添加剂组成。通过本申请的两个馏分的加氢柴油的体积比，再配合特点参数的轻质白油、F-T柴油及加氢煤制燃料油，并不需要增加燃料的总成本，并且实现混配的重型柴油机专用低排放燃料的参数达到本申请特定的要求，从而实现降低颗粒物，降低尾气中PM、NOx排放，同时拥有良好的燃油消耗率。同时拥有良好的燃油消耗率。


技术研发人员：尹博 刘海峰 姜雪丽 孙兴玉 刘奇锋 王长卉 徐林勋 尹国栋
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/8/16