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1、关于燃料油的调合相容性不同的燃料油的调合相容性是直接影响调合产品的安定性，而燃料油的安定性直接关系着 燃料油的使用性能.不安定的燃料油特别是裂化残渣燃料油在使用过程中会大量产生沉渣，形 成油泥，是加热器.喷嘴和过滤器阻塞，造成燃烧不良或引起燃烧故障等情况，而安定性的相关 指标在船用燃料油的使用中尤为重要.根据“相似相溶”理论，若两种溶液均匀混合而不分层,两者的化学和物理性质应该相近或 相似.同样，若两种燃料油的组成和胶体机构相近，其调合相容性就好.因此，需要了解燃料油的 组成和胶体机构特征及其与燃料油安定性的关系.燃料油的化学组成燃料油是以常减压渣油、裂化残渣燃料油等重质油为主要组分调合而成的
2、,因此将其归于 重质油品的范畴,下面主要介绍重质油的组成和结构特征.重质油是石油中分子最大、组成和结构最为复杂的部分其氢碳原子比非常低，杂原子如S 和N等含量高，微量金属元素如Ni和V等含量高,沥青质含量相对较高.重质油是由数千种以 上的烃类组成的混合物,从不同油源及加工方法得到的产品，其组成也相差很大，所以尚不能 从单个组分的层次来进行研究，通常采用不用的分离方法得到不同的族组成，这些分离方法包 括蒸馏、溶剂分离、按极性分离和按酸碱度分离.最常用的描述重质油族组成的方法是按极性分离将重质油分成四组分即饱和分、芳香分、 胶质和沥青质，当然也用于描述燃料油的组成.饱和分主要是烷烃和环烷烃,以环烷
3、烃为主，其 环数可多达六个或更多，侧链上的烷基碳也占有较大份额，它是易于裂化的组分;芳香分主要 是芳烃和相当多的烷基碳侧链同时还往往并和或连有环烷环，另外含有部分非烃化合物即含 有杂原子的芳香分，其性质较为稳定，在侧链处容易发生断链反应;胶质是具有黏稠性的半固 体稠环化合物，碳氢比在0.7左右,分子结构复杂，一般含有烷氧基、酯基、羟基等数个活性基 团,对热极不稳定，很容易起分解或缩合反应，胶质能被有芳香分和饱和分组成的油性介质完 全溶解，它的存在能帮助沥青质均匀分散在油质中，形成稳定的胶体机构;沥青质的相对分子 质量比胶质更大，碳氢比在0.8以上，是一种含氧、硫、氮杂原子的高度缩合的多环芳香核
4、并 兼有缩合环烷烃和烷基侧链的结构，单元结构的芳环数一般为710,它是重质油组成中最重 要和最不稳定的部分.胶体结构及其稳定性半个多世纪以来通过许多学者的大量研究，对于重质油的胶体结构已基本了解并取得一定 的共识.综合研究结果和各类模型来描述重质油胶体结构有沥青质（胶束中心）和其表面或内 部吸附的部分可溶质构成，分散介质由余下的可溶质构成图3-1是以四组分（SARA）来表示胶 体结构的模型，可见沥青质处在胶束中心，其表面或内部吸附有可溶质;可溶质中分子量最大、 芳香性最强的分子质点最靠近胶束中心，其周围又吸附一些芳香性较低的组分，依次类推，逐 渐且几乎连续的过渡到胶束间相,不存在明显的相界面，
5、沿胶束核心向外其芳香度和分子极性 连续递减至最小（分散介质主体），呈现梯度变化特征.在体系中沥青质为分散相，胶质为胶溶剂, 饱和分和芳香分为分散介质，沥青质通过胶质与分散介质作用形成亲液性溶胶.如果从化学组成角度来分析胶体结构稳定性，那么其稳定性取决于其各组分在各相之间处 于动态平衡状态,各组分在数量、性质、组成上必须相容匹配也就是说沥青质的含量须适当, 可溶质的芳香度不能太低，并必须有相当量的、组成结构与沥青质相似的胶质作为胶溶组分, 如果没有胶质，沥青质就不可能稳定的分散在渣油胶体体系中.一般来说，芳香度越高的胶体体系，其稳定性就越高.体系中从沥青质、胶质到芳香分要连续 分布并构成一个适当
6、的梯度.分散相的芳香度过高或分散介质的芳香度过低，都会导致胶体体 系的不稳定.而含硫、氮、氧等杂原子较多的胶体体系往往具有更高的稳定性，因为含杂原子 的基团都带有极性，其中有的还能形成氢键，同时部分杂环结构（如噻吩、毗咯、毗啶）还具有 芳香性，这些都是形成以沥青质为核心的稳定分散体系的内在原因.下式中胶体指数是常用的 定性比较重质油体系安定性的方法.胶质指数=（芳香分+胶质）/ （饱和分+沥青质）总之,一个稳定的胶体体系所含各组分的相对分子质量、芳香度、杂原子含量和它们的分 布的相对分子量分布是连续的并且各组分浓度存在适宜的比例关系任何引起胶体体系各分间的上述关系发生变化的因素（如加热和溶剂稀
7、释等）都有可能破 坏胶体系统的稳定性而导致沥青质的析出和聚沉这是形成积炭、油泥等现象的主要原因. 燃料油的安定性燃料油作为胶体体系，其安定性好坏应取决于胶体结构的稳定程度或者其化学组成关系， 对燃料油化学组成的任何改变都是其安定性变化的影响因素.燃料油的安定性主要包括热安 定性和储存安定性两个方面.（1）热安定性.因为在加热是会促使油品氧化，增加胶质、沥青质含量和引起它们氧化分解, 甚至形成炭质中间相或加速沥青质絮聚，直至结焦生炭,故对使用不利.燃料油的热安定 性与其组分有关，一般裂化残渣燃料油的热安定性很差，而直馏渣油或油浆的热安定性 相对较好.实际使用时一般都要将燃料油加热，所以对渣油的热
8、安定性进行测定十分必 要.（2）储存安定性.燃料油在储存过程中,由于温度的变化和重力作用，沥青质与周围油状介质 的平衡易于受到破坏，产生沥青质聚沉现象，这对使用也是不利的,故对其储存安定性也 应进行测定.燃料油的调合相容性当需要改变某种燃料油组分的性质而掺兑其他组分时,就要考虑两种或几种组分的调合相 容性，调合相容性的好坏是由调合后燃料油的安定性来衡量，因此，调合相容性的判定也是基 于胶体结构的稳定性理论.正如前文所述，体系的芳香性越高越稳定，当向燃料油中加入稀释 组分时就要注意它们的芳香性，比如催化柴油和催化油浆的芳香性就有区别，这会改变燃料油 胶体体系中四组分分布的比例和连续性，若调合后的
9、体系芳香性下降且不足以胶溶沥青质的 话，体系稳定性就会破坏;同样,当两种燃料油混合时，若两者组成差别大，有可能破坏原有体系 的平衡，比如不同的直馏渣油之间、直馏渣油和裂化渣油之间的组成也有一定的区别.表3-1 中列出了几种较典型的直馏渣油、裂化渣油和催化油浆、催化柴油的四组分.从比较就会发 现油浆的芳香分和胶质之和要高出重柴油18.4个百分点，油浆的芳香性优势十分明显;而胜利 减渣和沙轻减渣在组成上也有有明显区别.所以，如果忽视燃料油及其稀释组分之间的调合相 容性，一旦燃料油的胶体体系稳定性被破坏后，就会出现沥青质的析出聚沉现象，产生大量淤 渣而影响燃烧性能表3-1几种燃料油调合组分的化学组成%燃料油组分饱和分芳香分胶质沥青质胜利减渣19.532.447.90.2沙轻减渣15.453.625.65.4某减黏渣油24.531.435.09.1某催化油浆42.451.83.42.4某催化重柴油63.134.82.00.1
