船用燃料油问题探讨（四）

（贻贝专家委员会）

酚酯及微生物含量

多年以来，为了应对不断上涨的原油价格，绝大部分调油企业一直往船用燃料油中调入页岩油、煤焦油和地沟油等以降低成本，此举为能源储备的油页岩与煤提供了市场出路。但此非石油类的加入与ISO 8217+23263规定的主要成份为石油烃的船用燃油标准产生了尖锐的矛盾，并且在实际应用过程中由于非石油烃中含有的酚类结构不稳定（有的调油企业直接添加酚油），造成航行中出现泵送、分油机及燃烧等环节的堵塞、积渣和结焦故障频繁出现，即使现有标准规定的定量指标全部合格，也无法保证船用发动机燃油系统的安全。

酚类污染源有可能来自页岩油,在页岩油中，酚类化学物含量很高;另外一种可能就是来自酚焦油，酚焦油被不法商家混入船用燃料油中的可能性也是非常大的。

对于酚类含量测定，燃油检测公司VPS（Veritas Petroleum Services）和瑞士通用公证行SGS（Societe Generale de Surveillance）主要依据是ASTM D7845的多维气相色谱质谱联用，且直接把故障归因于含量300～1000PPM左右的对枯基苯酚，并判断不稳定的酚类是造成故障的主要原因之一。此外， VPS还发现了高沸点的脂肪酸FAME。

尽管ISO 8217规范没有明确规定酚类化合物的最大含量，但其明确规定：船舶燃料“不应包含任何可能对安全造成危害、对机器的性能造成不利影响或者对人员有害、对空气会造成污染的任何添加剂或化学废物。”

VPS警告称，这个问题已经扩散到船用燃料油的整个供应链，有可能是上游炼油（调油）厂存在的潜在问题。

    对枯基苯酚是重要的有机化工原料，呈微酸性，具有腐蚀性，会腐蚀发动机；熔点比较高72-75℃，会导致柱塞偶件咬死、油泵损坏等故障；当对枯基苯酚的晶体进入栓塞偶件，因为润滑性差和熔点高，就会造成栓塞卡死。（对枯基苯酚可制成苯酚树脂，作为固化剂，用于涂料、粘合剂）

生物柴油是业界对添加了脂肪酸甲酯(FAME)的馏分油的常用称谓，属于生物燃料的一种，是指植物油（如花生油、大豆油、玉米油、菜籽油、棉籽油等）、动物油（如鱼油、猪油、牛油、羊油等）、废弃油脂或脂肪酸甲酯或乙酯，FAME（脂肪酸甲酯）是生物柴油的主要成分。

生物柴油在船用燃油领域，ISO 8217:2012标准曾禁止添加FAME(不超过0.1%)，后因一些地区和港口船用馏分油供应紧张，为满足硫含量0.1% m/m燃油的市场需求，船用燃油供应市场也推出了混合FAME的船用馏分油，ISO 8217:2017标准也根据需要，新增加了馏分油类型，规定混合FAME的体积百分比不超过7%。

FAME具有稳定性差，易氧化和易分解；在储存过程中会出现变质现象，产生脂肪酸，导致酸值变高，对发动机产生腐蚀；在燃油舱柜及系统产生沉积物等。

脂肪酸甲酯FAME是吸湿性的，会吸收周围环境，包括空气中的水分。常规燃油中的水会随时间沉淀出来，但FAME会使水始终保持悬浮在油中。这就使得低硫油更容易受到微生物污染。微生物在适合的水分和空气环境下，以碳氢化合物为食物，污染正在使用中的燃油，这部分污染将导致柴油机柱塞偶件咬死，油泵损坏等故障。

低硫油中的酸对设备造成危害主要取决于酸的成分，一般燃油中的石油酸不会造成太大影响，但有时会出现炼化过程中产生的微量强酸，燃油中不应该有无机酸，即使含量比较低也会产生腐蚀。

从动植物中提取出来的燃油内含有脂肪酸，因此可能含有高酸性，高酸值的燃料油可能会对燃烧单元的各个部件造成加速损伤。

应对措施：

1、有条件的话，对送检油样要求对酚类进行检测： 船用燃料油常规定量指标合格并不能保证不出故障，建议加测酚含量作为重要补充：确保非石油烃（酚）含量控制在3%以内；而且先测酚含量会更好，一票否决；酚类偏高，就没有必要再做其他项目了，节省金钱时间；对枯基苯酚仅为众多烷基酚结构中的一种，测出少数几种酚结构意义并不太大，常量级别的酚总量造成故障更有说服力；在满足全部常规定量指标基础上，非石油烃（酚）含量不超过5%，更严格的标准控制在3%以内（超过3%，使用的安全风险增加。目前很多油样化验显示低硫油中非石油烃（酚）含量不超过15%）

2、当船舶接收含有脂肪酸甲酯成分的馏分油时，应事先与油商核对生物成分添加比例，同时也要咨询主机、辅机、锅炉、油水分离器和滤器等厂家，其设备是否适合使用生物燃料油。这类燃油需要分析其酸值和氧化稳定性两项指标，以及检测其是否存在微生物污染。储存这类生物燃料油的时间不宜超过6个月，以防止燃油氧化和降解对机器设备带来损害。

3、如船上储存超过6个月，建议制定燃油监测程序，包括定期(建议每2个月)进行燃油取样、分析，检查燃油的酸值、氧化稳定性等;

4、采取措施对燃油舱柜的水分和微生物监测，防止燃油舱柜积聚水分，如定期泄放(每天至少2次);

5、监测滤器工作状态;

6、微生物污染的控制:

a.微生物以碳氢化合物为食物，在单独的燃油中不能生存，需要水以生存、生长和繁殖。微生物通常存在于油水界面处，即使水的量很少。

b.一旦发现微生物污染，尽量避免储存时间超过30天。

c.持续对舱柜进行放残。

d.定期检测，使用抗微生物剂预防。

燃油添加剂的选择与使用

贻贝专家委员会通过对数家大型航运企业进行调研，使用燃油添加剂能够在很大程度上解决燃油所存在的稳定性、相容性、燃烧、催化剂颗粒、润滑性缺失、析蜡、微生物污染等问题。添加剂对于船东来说，是以最少的成本换来最大限度的安心。

通过使用燃油添加剂可以再平衡燃料和恢复其稳定性，捕获氧化物质并防止其进一步老化并形成污泥，解决燃料中的本质问题，从源头上防止了燃烧性能问题；使用润滑性改进剂以恢复和提高燃油在脱硫过程中所损失掉的固有润滑性，从而减少燃油泵送及喷射设备在使用低润滑性燃油时所造成的磨损；稳定分散剂可以帮助催化剂颗粒的净化；特别是对于已经出现了因相容性或稳定性不好而导致严重油泥和燃烧问题而不能正常燃用的燃油，通过添加剂的处理，绝大部分都可以重新使用。

典型案例1：某大型国企两条姊妹船，同航线、同加油港、同一个加油商和同一批次的燃油，一条使用燃油添加剂，船舶没有发现问题，正常航行；没有使用添加剂的那条船因为低硫油问题引起的分油机、主机高压油泵、缸套、活塞环等故障而停航。

典型案例2：南方某内贸船东数条船放在一家知名的船舶管理公司管理，管理公司根据市场的燃油质量情况，对所管理的船舶都使用了燃油添加剂，目前没有一条船因为使用的燃油而出现问题；与该船东同航线、同货种、同一家供油商的其它船东的船舶，一年多来频繁出现因燃油问题而导致的修理或停航的现象。经过了解，这两家公司所使用的燃油添加剂是同一个品牌Innospec“英诺斯派”，我们随即对该品牌的燃油添加剂进行了调研，发现：

“Innospec”稳定/分散剂可以达到如下效果：

· 解决不同批次燃油的混合相容性问题。

· 已经出现严重油泥和燃烧问题的劣质燃油，绝大部分都可以重新使用。

· 方便加油操作。

· 可有效解决 ECA 控制区换油的不相容问题。

· 彻底净化燃油系统：保持燃油舱、储存柜、燃油管道和燃油加热器等处于干净状态，免受油泥的污染。

· 改善雾化，改善燃烧：使沥青质有效的分散，提高燃烧效率，节约燃油。

· 提高铝、硅等颗粒物的净化率，减少燃烧室部件磨损、活塞环断裂等。

· 减少油泥生成量一半以上，节约燃油，足够抵消添加剂的成本，同时消除油泥所引起的相关问题，降低油泥处置成本。

“Innospec”燃烧催化剂可以改善柴油机的燃烧，减少积碳：

· 改善燃烧，使燃烧更充分，节约燃油。

· 燃烧过程更快完成，增强了动力性。

· 减少喷嘴积炭，减少无规律/变形喷射，减少对缸套、活塞头的影响。

· 减少环槽积碳，改善活塞环和缸套的性能。

· 减少活塞下的沉淀物，减少扫气空间着火的可能性。

· 改善主机减负荷运行时的工况。

· 改善劣质问题燃油的燃烧，减少后燃，减少窜气/气缸润滑油膜的燃烧，降低缸套和活塞环的摩擦磨损，降低排气温度。

“Innospec”复合功能0.5% S重油添加剂的功能：

· 复合功能重油添加剂BT-8 Plus, BT-25能从根本上改善燃油的品质。可以:

· 改善低硫燃油的稳定性，大大减少油泥的生成量，提高燃油利用率，减少油舱/柜、滤器、分油机等的维护保养。

· 改善低硫燃油的相容性，减少不同批次燃油混合时不相容性事故发生的概率，提高加油和燃油预 处理、使用的便利性。

· 改善燃烧，减少积碳，减少后燃，节约燃油，减少燃烧室部件的磨损，提高柴油机等动力设备的 可靠性和综合性能，延长维护保养的周期，降低备件成本。

· 减少四冲程机(副机)的滑油消耗。减少有害物质的排放。

· 应急使用。对于已经出现严重稳定性、相容性和燃烧问题的不能正常燃用的低硫燃油，通过OctamarTMBT-8 Plus, BT-25 的应急处理，绝大部分都可以重新使用。

  保障船舶安全使用0.1%S 超低硫油的添加剂：

· 润滑性改进剂 OctamarTMLI-5：改善因脱硫导致低硫柴油的润滑性缺失。

· 低温流动性改进剂OctamarTMWinter：解决低温下柴油析蜡问题。

· 柴油稳定剂OctamarTMLI-5 Plus：延长柴油的储存时间。

· 杀菌剂：解决因生物柴油的混入而导致的微生物污染等问题。

总之，“英诺斯派”的产品对于0.5%合规低硫重油的常见潜在问题，如稳定性、相容性、燃烧恶化和催化剂颗粒等等以及0.1%低硫重油的常见潜在问题，如润滑性缺失、析蜡、微生物污染等等，都有非常成熟或行之有效的产品。特别是对于已经出现了因相容性或稳定性不好而导致严重油泥和燃烧问题而不能正常燃用的低硫燃油，通过“英诺斯派”燃油添加剂的处理，绝大部分都可以重新使用。

结语：

不同燃料油之间的特性可能会有很大的差异，其加装、储存、驳运、净化、供给以及喷射燃烧之间是息息相关的，任何一个环节出现问题，都会对船舶安全造成影响。面对日益严峻的发动机安全运行的挑战，唯有从思想上高度重视，采用更为积极的燃油管理方式，通过提前预判风险、周密制定计划、及时主动干预、强化人员培训和制度管理才能避免故障严重化，减少不必要的经济损失，达到防患于未然的目的。

——文中图片来自网络

（完）

2020年起，全球海域上航行船舶所使用燃油硫含量不得超过0.5%（前一个限度是3.5%）。IMO 2020新规的强制实施，迫使船东、船舶经营者在加装使用低硫油、使用替代清洁燃料（如液化天然气LNG等）和采用脱硫塔（废气清洗系统）三者之间进行选择。

目前市场上供应的低硫油产品主要是低硫调和油，其质量参差不齐，存在着使用安全性和稳定性问题（在前面《船用燃料油问题探讨》中有详述）；尽管全球都在推动清洁燃料的发展，但近年来LNG价格一路攀升以及需要对船舶发动机及其燃料系统进行改造，给脱硫塔市场带来了发展机遇和空间，脱硫塔将在中短期内发挥重要作用。

贻贝专家委员会下次将为您带来《船舶脱硫塔》，敬请期待！