Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97

топлива с запасом качества по этому показателю, что приводит к вовлечению в состав таких продуктов неоправданно батьшого ко;1ичества дизельного топлива. Так, для получения флотского мазута Ф-5 на нефтеперерабатывающем предприятии вовлекают в мазут 50-60 % дизельного топлива, а для получения топлива, удовлетворяющего требованиям ГОСТ 10585-75 по всем показателям качества, кроме t, достаточно 12,5-40 % дизельного топлива (табл. 1.39).

На снижение t котельных топлив влияет температура застывания дистиллятной фракции. Нередко полагают, что чем она ниже, тем меньше дистиллятной фракции требуется для получения товарного мазута. Это справедливо до определенного содержания листиллятного ко.мпо-нента в товарном мазуте (рис. 1.19). Практика показала, что для снижения /. мазута (когда используют 10-50 % дизельных фракций)

1.39. Характеристики флотского мазута без присадки и с депрессорной присадкой

Показатели

Состав, %; мазут прямогонный дизельная фракция

Условная вязкость при 50 °С, "ВУ

Зольность, % Массовая доля серы, % Температура застывания после 3 мес. хранения, °С Коксуемость, %

Образец № 1

без присадки

Показатели

40-50 60-50

1,2-2,0

0,001-0,03 0,7-1,2 7.,.-11

0,01 % присадки

1,3-3,9

87 13 3,63

0,024 1,34 -11

3,05

Образец № 2

без присадки

45-50 55-60

1,6-3,1

0,008-0,017 1,1-1,5 -7,..-9

3,6-4.0

0,05 % присадки

Состав, %: мазут прямогонный дизельная фракция

Условная вязкость при 50 С, ВУ

Зольность, % Массовая доля серы, % Температура застывания после 3 мес. хранения, °С Коксуемость, %

70 30

0,012 1,44 -16

Образец № 3

необходимо, чтобы t листиллятного компонента была не вьпие -10...-12 °С, в противном случае его содержание в смеси за.метно возрастает. Например, для получения остаточного топлива с температурой застывания 10 °С потребуется 25 % дизельного топлива с t. = -2 °С или 18 % дизельного топлива с = -12 °С.

Для снижения температуры застывания при меняют депрессорные присадки, синтезированные на основе сополимера этилена с винилацетатом. Механизм их действия заключается в модификации структуры кристатлизующегося парафина, препятствующей образованию прочной кристаллической реп]етки.

С углублением переработки иефгги содержание асфальто-с.молистых веществ в топливах будет увеличиваться, поэтому все более острой становится проблема производства стабильных котельных топлив. Асфальтены в мазутах находятся в коллоидном состоянии. Устойчивость асфальтено-содержаших дисперсных систем зависит от природы циклического углеводорода и его концентрации в дисперсной среде. Наличие ароматических и нафтеновых углеводородов повышает седиментацион-ную устойчивость дисперсной системы, причем пля ароматических углеводородов этот эффект значительно больше, чем для нафтеновых: ароматические углеводороды более склонны к взаимодействию с молекулами асфальтенов, растворимость последних тем больше, чем выше концентрация ароматического компонента. В такой среде асфальтены диспергируются с образованием тонкодисперсных коллоидных и молеку-лярно-дисперснъгх частиц. В среде парафиновых углеводородов образуется преимущественно фуболисперсная система. Так как нафтеновые углеводороды по строению являются промежуточными между парафиновыми и ароматическими, то и кинетическая и агрегативная устойчивость

, , асфальтенов в них мень-Листиллятныи компонент, % (тс. дот) 20 ifO 60 во 100

Hie, чем в аро.матических, и больше, чем в парафиновых.

Ш 80 60 40 20 Денормадизат, % (тс. доля)

Рис. 1.19. Зависи.мость температуры застывания г,

прямогонного мазута от температуры застывания листиллятного компонента: / - дистиллятный компонент, г,.,, = -15 °С; 2 - денормализат процесса «Парекс», г,,,., = -48 °С

Температура вспышки определяет требования к пожарной безопасности остаточных топлив. Для топлив, используемых в судовых энергетических установках, нормируется температура вспышки в закрытом тигле (>75-80 °С), для котельных топлив - в открытом тигле (90-100 °С); эти нормы обеспечивают безопасную работу судовых энергетических и котельных установок. Разница между температрами вспышки в открытом и закрытом тиглях составляет примерно 30 °С: Температура вспышки, "С; Мазут марки 40 Мазут марки 100

в открытом тигле....................................................................92 120

в закрытом тигле ....................................................................61 93

Содержание воды, механических примесей и зольность. Эти компоненты являются нежелательными составляющими котельных топлив, так как присутствие их ухудшает экономические показатели работы котельного агрегата, увеличивает коррозию хвостовых поверхностей его нагрева. При использовании обводненного котельного топлива в Судовых энергетических установках в результате попадания глобул воды на поверхности трения деталей, прецизионных пар и нарушение таким образом условий смазывающей способности топлива юзможно зависание плунжеров или форсуночных игл. Как правило, вода образует с котельным топливом очень стойкие эмульсии. Большая стойкость эмульсий обусловлена высокой вязкостью мазута и наличием в нем поверхностно-активных асфальтено-смолистых стабилизаторов. С повышением температуры эмульсии разрушаются вследствие уменьшения поверхностного натяжения и вязкости.

В то же время HajTH4He воды, равномерно распределенной по всему объему, оказывает положительное влияние на эксплуатационные свойства топлив. Испарение мелкодисперсных частиц воды происходит мгновенно в виде «микровзрыва», процесс сгорания протекает плавно и с достаточной полнотой, что приводит к снижению удельного расхода топлива и дымности отработавишх газов. Равно.мерное распределение и образование воды в виде мелкодисперсных частиц обеспечивается с по.мо(иью специальных устройств: кавитаторов, смесителей.

Механические примеси засоряют фильтры и форсунки, нарушая процесс распыливания топлива. Установлены требования к содержанию механических примесей: для мазута марки 40 - не более 0,5 %, марки 100 - не более 1,0 %. Фактически топочные мазуты вырабатывают с более низким содержанием механических примесей - до 0,2 % и лишь на отдельных нефтеперерабатывающих предприятиях эти значения приближаются к установленным по ГОСТ 10585-75.

Зола, определяемая noKcuamicm ильтл-ю, ла-шчл.., . .......

в топливе солей металлов. Она отлагается при сжигании топлив на поверхностях нафева котлов и проточной части газовых турбин. Это ухудшает теплоотдачу, повышает температуру отаодящих газов, снижает КПД котлов и газовых турбин. Состав золы котельных топлив приведен в табл. 1.40.

Зольность топлив зависит, прежде всего, от содержания солей в нефти. Улучшение обессоливания нефтей на нефтеперерабатывающих предприятиях в последние годы позволи-то получить обессоленные нефти с содержанием солей не более 3-5 мг/л и вырабатывать котельные топлива с лучшими показателями зольности.

С углублением переработки нефти изменяется компонентный состав мазута вследствие более полного отбора из него дизельных фракций на установках вторичной переработки нефти. В результате, в топочном мазуте увеличивается содержание асфальто-смолистых веществ. Это приводит к снижению эффективности горения и ухудшению стабильности при хранении, образованию осадков и увеличению выбросов сажи в окружающую среду. Для таких топлив целесообразно использование полифункциональной присадки, например, ВНИИНП-200. Механизм ее действия основан на разрушении сфуктуры асфальто-смолистых веществ мазута, благодаря чему улучшается его гомогенность и физическая стабильность, улучшается качество распыливания.

Ассортимент, качество и состав

Стандарт на котельное топливо - ГОСТ 10585-75 (табл. 1.41) предусматривает выпуск четырех его марок: флотских мазутов Ф-5 и Ф-12, которые по вязкости классифицируются как легкие топлива, топочных мазутов марки 40 - как среднее и марки 100 - тяжелое топливо. Цифры указывают ориентироючную вязкость соответствующих марок мазутов при 50 °С. В зависимости от содержания серы топочные Мазуты подразделяют на низкосернистые - до 0,5 %, малосернистые °т 0,5 % до 1,0 %, сернистые - от 1,0 до 2,0 % и высокосернистые -от 2,0 до 3,5 %.

НЕФТЯНЫЕ ТОПЛПВА

Топочные мазуты марок 40 и 100 изготовляют из остатков переработки нефти. В мазут марки 40 для снижения температуры застывания до 10 °С добавляют 8-15 % среднедистиллятных фракций, в мазут марки 100 дизельные фракции не добавляют.

Характеристики мазута (ГОСТ 10585-75)

* Для мазута из высокопарафинистых нефтей

Примечание. Для всех марок топлива содержание водорастворимых кислот и сероводорода - отсутствие.

щелочей.

Флотские мазуты марок Ф-5 и Ф-12 предназначены для сжигания в судовых энергетических установках. По сравнению с топочными мазутами марок 40 и 100 они обладают лучшими характеристиками: меньшими вязкостью, содержанием механических примесей и воды, зольностью и более низкой температурой застывания. Флотский мазут марки Ф-5 получают смешением продуктов пря.мой перегонки нефти: в большинстве случаев 60-70 % мазута прямогонного и 30-40 % дизельного топлива с добавлением депрессорной присалки. Допускается использовать в его составе до 22 % керосино-газойлевых фракций вторичных процессов, ВТОМ числе легкого газойля каталитического и термического крекинга. Флотский мазут марки Ф-12 вырабатывают в небольших количествах на установках пря.мой перегонки нефти. Основными отличиями мазута Ф-12 от Ф-5 яаляются более жесткие фебования по содержанию серы (<0,8 % против <2,0 %) и менее жесткие требования по вязкости при 50 °С (< 12 °ВУ против <5 °ВУ).

Кроме флотских и топочных мазутов промышленность выпускает технологическое экспортное топливо по ТУ 38. 001361-87 (табл. 1.42). Это топливо изготоаляют только из продуктов прямой перегонки нефти

1.42. Характеристики технологического экспортного топлива