航運業(yè)早已習(xí)慣應(yīng)對大規(guī)模挑戰(zhàn)，從全球貿(mào)易的復(fù)雜物流到風(fēng)暴和海浪帶來的風(fēng)險。然而，它面臨的最大威脅之一是稱為“催化細粒”的微小顆粒。殘余燃料油中的催化細粒若未有效去除，將構(gòu)成重大危險，而應(yīng)對它們的第一步是了解其來源及潛在危害。

什么是催化細粉？

“催化細粉”是“催化劑殘留物”的簡稱，指精煉后殘留在殘余油中的微觀顆粒?，F(xiàn)代煉油廠首先采用大氣壓和真空蒸餾工藝，從蒸餾塔頂部提取揮發(fā)性較高、價值較高的產(chǎn)品。隨后，它們依賴熱解和催化工藝將剩余原油進一步分離成不同餾分。催化裂解工藝使用合成晶體沸石——一種由鋁和硅組成的多孔礦物化合物——來分解頑固的油分子。

不可避免地，部分沸石催化劑會進入殘余油產(chǎn)品中。這些微粒的大小范圍從亞微米級到約100微米，大致相當(dāng)于一粒塵埃到人類頭發(fā)寬度的范圍。其密度也各不相同，較大顆?？赡艹恋碓谟椭?，而密度較低的較小催化劑顆粒可能懸浮在燃料中。

最關(guān)鍵的是，催化劑顆粒具有磨蝕性且極其堅硬，莫氏硬度可達8.2。這種硬度足以劃傷或嵌入鋼制表面——尤其是船舶發(fā)動機運動部件之間的表面。

催化細粉造成的損害

當(dāng)催化細粉突破防護系統(tǒng)并進入發(fā)動機噴油器時，它們可能會被卡在活塞環(huán)與氣缸襯套之間的微米級間隙中。隨著活塞的每次往復(fù)運動，這些顆粒會被磨入光滑表面，形成逐漸加深的溝槽。磨損損傷不僅可能發(fā)生在氣缸內(nèi)，還可能出現(xiàn)在噴油器以及燃油泵、閥門等部件中。

即使是最小的顆粒也可能造成嚴(yán)重損害，且風(fēng)險不僅限于長期機械磨損。在高濃度下，催化細粉可在極短時間內(nèi)引發(fā)急性、災(zāi)難性損壞。

一份在線報告描述了一起催化細粉攻擊事件，僅在100小時的使用時間內(nèi)就使發(fā)動機癱瘓。當(dāng)發(fā)動機被拆解時，工程師發(fā)現(xiàn)“所有活塞和缸套均完全損壞，必須更換”。據(jù)CIMAC報告，MAN的PrimeServ團隊在三年內(nèi)226起缸套損壞案例中，有190起（84%）與貓砂顆粒有關(guān)。

修復(fù)此類損壞極為昂貴，索賠金額從30萬美元到150萬美元不等。這使得催化劑細粉不僅成為船東和運營商的頭疼問題，也讓為船舶提供保險的公司面臨挑戰(zhàn)。

一個持續(xù)存在的問題

催化劑細粉損壞的報告長期以來一直是海洋行業(yè)的事實，最早出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代。20世紀(jì)70年代油價上漲促使煉油廠擴大催化裂解技術(shù)的應(yīng)用，以從現(xiàn)有原油中提取更多高價值產(chǎn)品。然而，為滿足當(dāng)前船舶燃料硫含量限值，需要進行更強烈的裂解過程，這意味著該工藝比以往任何時候都更普遍——催化劑細粉風(fēng)險亦隨之增加。更糟糕的是，隨著新催化劑的引入，可能導(dǎo)致更難處理的催化劑細粉。

由于催化劑本身成本高昂，人們可能會認為煉油廠會采取更多措施防止其進入船用燃料。事實上，煉油廠會盡可能回收并重復(fù)使用催化劑成分。但超過一定限度后，進一步努力已不再實際或經(jīng)濟可行。

換言之，催化劑顆粒問題將持續(xù)存在。事實上，燃料中的催化劑顆粒含量正變得愈發(fā)難以預(yù)測，無論是船用燃料本身還是由于燃料混合所導(dǎo)致的情況。可以肯定的是，一套能夠適應(yīng)燃料變動的有效燃料供應(yīng)系統(tǒng)至關(guān)重要，即使船上使用的燃料發(fā)生變化亦是如此。