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浅谈石油产品静电及抗静电剂的应用研究

发布者:南通雷尚化工有限公司 发布时间:2018-3-27 11:36:27 点击次数: 关闭

随着成品汽、柴油的质量升级,针对油品中硫含量指标的控制越来越严格,汽、柴油加氢精制解决了油品中硫含量达标问题的同时,也去除了油品中天然的极性物质,导致油品的导电性能变差。而由于运输摩擦产生的静电荷难以释放,静电荷大量聚集,极易产生静电火灾。在轻质油品汽、柴油中加入抗静电剂是切实可行的方法。
1、储运过程中油品静电的产生机理
静电的产生机理是基于偶电层理论。当油品与管道接触发生摩擦时,由于不同物质原子得失电子的能力不同,不同的原子或原子团外层电子的能级不同,在摩擦面发生电子转移,使摩擦面的两侧出现大小相等、极性相反的偶电层,形成电位差,进而产生静电。同理,流动、冲击、飞溅的油品与设备发生频繁的摩擦,从而产生静电。电位越高,放电性能越大,危险性也就越大,越容易产生静电火灾。
2、抗静电剂的种类及作用机理
2.1 油品抗静电剂的种类
抗静电添加剂包含有灰型和无灰型两种类型。有灰型的抗静电剂存在毒性大,工艺条件恶劣,环境污染严重,油品易乳化以及容易导致水分离指数不合格等问题,所以在上世纪90年代末已停止生产和使用,中国从2003年开始陆续停止生产和使用这种类型的抗静电剂。
无灰型添加剂以导电性高,水分离特性好、燃烧后不发生铬污染及可多次补加等优点。但是也存在一些问题:一是不同的油品感受性差异很大,有些油品即使添加大量的抗静电剂,电导率仍达不到要求;二是电导率衰减迅速,某些油品出厂合格,但是通过船运和铁路槽车运输到客户手中后,电导率达不到要求。
2.2 油品抗静电剂的作用机理
抗静电剂是通过离子化基团或极性基团的离子传导或吸湿作用,构成泄露电荷通道,从而有效消散静电荷的化学添加剂。在油品中加入微量抗静电剂,能大大增加油品的电导率,提高电荷的泄露速度,使油品中的集聚的电荷减少,电位降低,从而消除油品静电。
大部分油品抗静电剂是由多种高分子有机化合物缩聚后溶于芳烃溶剂的有机聚合物,极易溶于燃料油中。油品在加氢处理中,除去了自然导电特性,使其导电性急剧降低。将抗静电剂直接加入燃料油中,即能迅速提高燃油的导电率,使电荷能够通过接地释放到大地中。
油品抗静电剂易溶于燃料油中,广泛适用于石脑油、航煤、汽柴油等。具有添加量小,操作简单,成本低廉,效果显著,能迅速提高燃油的导电率,且不影响油品性质。
静电是油品在储存和运输过程中的危险因素。在轻质油品中加入抗静电剂,能有效地提高油品电导率,控制静电。但不同油品对抗静电剂的感受性有差异,品质越高的油品对抗静电剂的感受性越好;在生产及储运过程中,搅拌对轻质油品电导率的衰减速度影响最大;而储存温度越高,轻质油品电导率衰减越大。
3、抗静电剂在轻质油品中的应用进展
对环保要求的逐步提高,欧美等发达国家对石油产品制定了更为严格的标准。尤其对于油品中硫含量的要求近乎苛刻,欧洲正在向10ppm的目标靠近,北美的目标是平均30ppm。从世界各国的发展趋势来看,包括中国在内的亚洲国家也都在向欧洲标准靠拢。在提升汽、柴油产品质量的过程中,加氢脱硫势在必行。但加氢过程不但能脱硫,同时也除去了极性化合物,而这些正是天然的“抗静电剂”。已经证明燃料经过脱硫工艺处理后,电导率下降非常明显(英国石油协会2000年风险评估报告显示:低硫燃料的静电起火风险可能会高十至三十倍)。为消除因电导率降低而带来的事故隐患,在油品中加入抗静电剂是比较合理的选择。
目前,喷气燃料使用的无灰型抗静电剂主要由聚砜、聚胺等高分子化合物与溶剂复配而成,使用中已发现它们对不同油品的感受性不同,但国内外对油品抗静电剂的适应性及作用机制研究很少,仅见Dacre等利用模拟体系研究了油品中非烃类化合物对2种美国商品抗静电剂ASA-3和STADIS450的感受性,并简单探讨了抗静电剂的作用机制。由于研究中使用的ASA-3和STADIS450均为混合物,在单组分的感受性和抗静电作用机制研究方面存在很多不足。张倩等以长链α-烯烃和SO2为原料合成了烯烃聚砜,评价了烯烃聚砜对加氢柴油的电导率改进效果,利用模拟体系研究了油品中烃类化合物和非烃类化合物对烯烃聚砜抗静电效果的影响,探讨了烯烃聚砜的抗静电作用机理。
4、总结
静电是油品发生火灾的重要安全隐患之一,应该予以严格控制预防。抗静电剂能够有效地提高油品的导电性能,提高油品电导率,控制静电,从而大大降低了储运过程中的由于静电产生事故的发生概率。然而,实际生产应用中,品质越高的油品对抗静电剂的感受性越好,应该根据不同油品对抗静电剂的感受性的差异性,选择最适合的抗静电剂。www.lensang.com

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