Что делают из мазута. Виды мазута (котельное топливо)

1. Область применения мазута

Мазут (возможно, от арабского мазхулат – отбросы), жидкий продукт темно-коричневого цвета, остаток после выделения из нефти или продуктов ее вторичной переработки бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций, выкипающих до 350-360°С. Мазут это смесь углеводородов (с молекулярной массой от 400 до 1000 г/моль), нефтяных с мол (с молекулярной массой 500-3000 и более г/моль), асфальтенов, карбенов, карбоидов и органических соединений, содержащих металлы (V, Ni, Fe, Mg, Na, Са).

Мазуты применяются в качестве топлива для паровых котлов, котельных установок и промышленных печей. Выход мазута составляет около 50 % по массе в расчете на исходную нефть. B связи с необходимостью углубления ее дальнейшей переработки мазут во все большем масштабе подвергают дальнейшей переработке, отгоняя под вакуумом дистилляты, выкипающие в пределах 350-420, 350-460, 350-500 и 420-500°С. Вакуумные дистилляты применяют как сырье для получения моторных топлив и дистиллятных смазочных масел. Остаток вакуумной перегонки мазута используют для переработки на установках термического крекинга и коксования, в производстве остаточных смазочных масел и гудрона, затем перерабатываемого на битум.

Основные потребители мазута - промышленность и жилищно-коммунальное хозяйство. B 2005 году из России было экспортировано 45,8 млн. тонн мазута на 10,2 млрд. долл. Мазут занимает четвёртое место после нефти, газа и дизельного топлива в структуре экспорта России (в денежном выражении).

Из мазута путём дополнительной перегонки получают смазочные масла для смазки различных механизмов. Перегонку ведут под уменьшенным давлением, чтобы снизить температуру кипения углеводородов и избежать разложения их при нагревании. После перегонки мазута остаётся нелетучая тёмная масса - гудрон, идущая на асфальтирование улиц.

Топливо мазутное суперлегкое используется в качестве технологического топлива на промышленных предприятиях, на предприятиях теплоснабжения, а также на судах морского и речного флота.

2. Физико-химические свойства мазута

Топливо мазутное суперлегкое содержит 25-50% стабилизированного газового конденсата с содержанием в нем фракции C1-C4 в количестве не более 0,3-1,0% и остальное мазут топочный марки М100 и/или М40.

Физико-химические свойства мазута зависят от химического состава исходной нефти и степени отгона дистиллятных фракций и характеризуются следующими данными: вязкость 8-80 мм 2 /с (при 100 °С), плотность 0,89-1 г/см 3 (при 20 °С), температура застывания 10-40°С, содержание серы 0,5-3,5 %, золы до 0,3 %, низшая теплота сгорания 39,4-40,7 МДж/моль. Типичное распределение смолисто-асфальтеновых веществ в мазуте представлено в табл. 2.

Таблица 2.

Основными характеристиками мазута является: плотность, вязкость, и температура застывания, которые более детально описаны в табл. 3.

Таблица 3.

Показатель	Норма по маркам
	Флотские		Топочные
Вязкость: при 50 0 С, не более условная, 0 ВУ кинематическая, сСт при 80 0 С, не более условная, 0 ВУ кинематическая, сСт
Температура, 0 С: застывания, не выше	-7/-5	-8	10	25
Плотность при 20 0 С, кг/м 3 , не менее	910/955	930/960	965/1015	1015

Опытных партий топлива успешно завершены и дали положительные результаты . 2. Экономический анализ и оценка конкурентной среды ОАО "ТАИФ-НК" 2.1 Технико-экономическая характеристика предприятия Историческая необходимость создания в Татарстане нефтеперерабатывающей отрасли диктовалась экономической целесообразностью. Республика, обладающая большими запасами углеводородного сырья и...

Через отпарные колонны или без них. При использовании отпарных колонн по высоте основной вакуумной колонны организуют несколько циркуляционных орошений. Принципиальная схема блока вакуумной перегонки мазута установки ЭЛОУ-АВТ-6 приведена на рисунке 2. Мазут, отбираемый с низа атмосферной колонны блока AT (см. рис.1), прокачивается параллельными потоками через печь 2 в вакуумную колонну 1. Смесь...

ВОПРОСЫ РЕФОРМИРОВАНИЯ И РЕСТРУКТУРИЗАЦИИ ПРЕДПРИЯТИЙ. Несколько лет назад в качестве одной из мер решения проблемы спада производства возник вариант реформирования и реструктуризации предприятий с привлечением консультантов. Появились и отдельные примеры существенного улучшения финансово-экономического состояния предприятия за счет активизации и использования его внутренних возможностей. К...

Выпуска и реализации продукции, однако необходимо при этом сохранить достигнутый уровень затрат на производство. 3. Основные направления снижения издержек на предприятии на примере ОАО «ТАИФ-НК НПЗ» 3.1 Пути уменьшения постоянных издержек на предприятии Деятельность любой фирмы предполагает осуществление затрат. Для получения максимально возможной прибыли необходимо снижать затраты на...

Журнал "Новости теплоснабжения", № 6 (10) июнь 2001, С. 15 – 18, www.ntsn.ru

Я.М. Щелоков

Мазут обладает рядом несомненных качеств как топливо:

1. Высокая теплотворность -9500 ккал/кг.

3. Возможность получения светящегося пламени, обеспечивающего высокий радиационный теплообмен в топочном пространстве.

4. Возможность организации при определенных условиях, его сжигание в малых по габаритам топках.

Но мазут, как топливо, имеет ряд серьезных недостатков:

1. Нестабильный состав каждой партии мазута - от близкого к нефти до преимущественно в виде высоковязких крекинг-остатков. В последнем случае быстро закоксовываются форсунки, затягивается процесс горения.

2. Повышенные требования к технике безопасности. Например, температура вспышки не выше 100-120°С.

3. Высокое содержание серы, около 3,5%>

4. Высокая температура застывания +(25-30 °С).

5. Высокая цена, особенно в последнее время.

Но, на наш взгляд, наиболее существенные недостатки мазута следующие: неудобство в эксплуатации, вызванное многоступенчатостью в подготовке мазута к использованию: разогрев, слив, организация хранения без расслоения на мазут и воду, разогрев и перемешивание в баках, транспортировка по трубопроводам, дополнительный подогрев перед форсунками, распыл, сжигание, предотвращение коррозионных процессов в котлах и экологических последствий по составу выбросов в атмосферу и по сливу замазученных вод, обеспечение требований техники безопасности. И по каждому этапу подготовки и использования должно быть обеспечено высокое качество исполнения. Это требование не допускает исключений.

Высокозатратный механизм использования мазута:

Только норматив тепловых потерь на собственные нужды более 10% (у природного газа - 3%);

Затраты электроэнергии на перекачку;

Дополнительный персонал на слив мазута, организацию его хранения и т.д.;

Повышенные температуры для дымовых газов за котлом, для снижения их коррозионной активности и др.

То есть мазут требует к себе ответственного, квалифицированного и трезвого отношения на всех этапах его использования.

Подготовка мазута к сжиганию

Подготовка мазута к использованию начинается с одной из самых важных операций - разогрев его в цистернах и слив для хранения. Разогрев в этом случае производится подачей свежего пара в слой мазута с помощью штанг или гибких металлических рукавов. При этом происходят большие утечки пара и обводнение мазута. Причем основная часть влаги попадает в мазут в период зачистки цистерн. За это время мазут обводняется на 2-4,5%. Основные показатели работы устройств при разогреве мазута марки М-100 свежим паром с параметрами 12 ати и 280 °С (объем цистерны 50 м 3 , температура воздуха-10 °С):

Обеспечение оптимальной температуры для слива не ниже 60 °С при общем расходе пара на цистерну около 2,7 тонны при продолжительности слива - 5,5 часов.

В случае применения пара с более низкими параметрами его расход увеличивается на 15-20%.

В этом случае большую часть топлива до начала зачистки цистерны рекомендуется сливать в основные мазутные резервуары. А обводненный мазут при зачистке цистерны сливать в специальный промежуточный бак. В этом случае количество конденсата, подаваемого с топливом в основные мазутные резервуары, можно сократить в 2-5 раз, т.е. уменьшить обводненность до 0,5-1,0%. Такое разделение топлива по влажности позволит дифференцирование подойти к вопросу организации его сжигания. Вода в мазуте влияет на эффективность его использования. В случае подачи в форсунки плохо перемешанного обводненного мазута наблюдаются пульсации горения, которые приводят и к срыву пламени. Наблюдается также перерасход топлива за счет недожога.

Вместе с тем при сжигании мазута с хорошо диспергированной в нем водой, при ее содержании 5-10% и даже более, усиливается эффективность распыливания, повышается устойчивость горения, снижается содержание вредных выбросов (оксиды азота, углерода и др). Поэтому при подготовке мазута к сжиганию следует обеспечить:

Невысокое (до 3%) содержание воды в мазуте;

Глубокое перемешивание воды с мазутом;

Необходимые температуры подогрева мазута.

О снижении содержания воды было сказано выше. При невысокой степени обводнения необходимое перемешивание мазута можно обеспечить при реализации циркуляционного его подогрева. В этом случае топливо из резервуара подается насосом в специальный внешний подогреватель и затем подогретым возвращается в резервуар. При наличии подогревателей внутри бака, как правило, достаточна организация рециркуляция мазута в баке перед подачей его к форсункам.

Желателен дополнительный подогрев мазута перед форсунками, особенно при механическом распыливании. Но при этом следует следить за тем, чтобы трубы теплообменника обеспечивали необходимую паровую плотность, для избежания дополнительного обводнения мазута.

Параметры температурного режима при подогреве мазута приведены в табл.1.

На всех этапах подготовки мазута должна быть обеспечена возможность замера и контроля его температуры.

Мазутопроводы

Для исключения забивания мазугопроводов и особенно форсунок следует предусматривать установку фильтров грубой и тонкой очистки. Должен быть обеспечен 100% запас по их пропускной способности.

Размеры подводящих мазутопроводов зависят от расхода топлива (см. табл. 2).

При расчете подводящих паре- и воздухопроводов рекомендуется принимать следующие скорости движения среды (м/с): для насыщенного пара 20-30, перегретого пара 30-60, вентиляторного и компрессорного воздуха - соответственно 10-15 и 15-20.

Трубопроводы мазута прокладываются со спутниками-паропроводами в одной изоляции. Обязательно предусматривать возможность продувки мазутопроводов паром.

Сжигание мазута

Температурные параметры мазута перед его сжиганием указаны в табл.1. В котлах для распыла мазута используются паровые (паромеханические) или механические форсунки. Какие требования по их выбору?

В настоящее время на котлах чаще всего предусматривается установка механических форсунок. Минимально допустимое давление мазута перед ними - 18 атм. В табл.3 приводятся необходимые размеры сопла форсунки в зависимости от расхода мазута (давление мазута 18 атм).

Диаметр выходного сечения мазутного сопла следует принимать во избежание засорения и закоксовывания не менее 3 мм, даже если по расчету получено меньшее значение. То есть все форсунки с расходом менее 500-550 кг/ч должны иметь сопло не менее 3 мм диаметром, и следовательно должны быть по своей конструкции паромехаиическими или паровыми с расходом пара до 10% от расхода мазута. Скорость мазута из сопла должна быть около 60-80 м/с. В случае применения на водогрейных котлах паромеханических форсунок следует максимально ограничивать расход пара для избежания сернистой коррозии экранных труб.

Из табл. 3 видно также, что при изменении диаметра сопла на 0,5 мм расход мазута увеличивается с 500 до 680 кг/ч, то есть почти на 40%. Поэтому необходима обязательная тарировка форсунок на стенде при подаче воды, что позволяет:

Подобрать форсунки, одинаковые по расходу;

Обеспечить визуальное качество распыления;

Определить угол раскрытия факела;

Обеспечить соответствие расхода топлива через форсунку требуемому по параметрам горелки (котла).

Скорость воздуха в горелке должна быть около 40 м/с. В этом случае удается избежать химического недожога. Целесообразно при этом обеспечивать высокую степень турбулентности воздушного потока из горелки (применение лопаточных аппаратов). В этом случае обеспечивается отсутствие механического недожога. Целесообразен также и подогрев воздуха до температуры 15б-200°С.

Для горелок с расходом мазута 450 - 550 кг/ч длина факела в топке не должна превышать 2,5 м. Если длина факела больше, следует искать причину (распыл плохой, форсунка нетарированная и т.д.). Допускается увеличение визуальной длины факела примерно на 1 м на каждые 200 кг/ч роста расхода топлива через горелку. Мазутный факел не должен ударять в обмуровку и тем более в поверхности нагрева. Это недопустимо.

На мазутных котлах обязательно необходимо обеспечить безнакипный режим работы котлов за счет умягчения воды или обработки ее антинакипином СК-110. Одно только это позволяет снизить расход топлива на 20-25%, сократить объем ремонтных работ.

Если на мазутном котле имеются конвективные поверхности нагрева, воздухоподогреватель, то температура уходящих газов не должна быть ниже155- 160 °С с целью избежания сернокислотной коррозии. Недопустимы локальные "переохлаждения" труб, металлической обмуровки и тд. за счет приео-сов холодного воздуха в газоход и т.п. В этих местах неизбежны коррозионные повреждения.

Заключение

В советское время мазут был нормативно (в СНиП, ОСТ, ГОСТ) прописан как основное, резервное, аварийное, технологическое топливо. В результате появилось большое число объектов, где мазут был единственным и незаменимым топливом. Что и пытаются многие сохранить до сих пор. Но ситуация в корне изменилась:

Цена на мазут в 3-5 раз выше средней по топливам;

Мазут не распределяется, а приобретается на т.н. рынке;

Использование его становится многозатратным (большие собственные нужды, высокое содержание серы и т.д.).

Поэтому мазут практически по всем своим параметрам не отвечает требованиям, которые должно обеспечивать одновременно основное и резервное топливо. Отсюда следует:

Эксплуатация теплоисточников, на которых мазут и основное и резервное топливо не может быть надежной с точки зрения исключения чрезвычайных ситуаций;

Мазут теперь сам требует наличия резервного топлива, а в отдельных случаях и полной его замены на местные виды топлив.

В табл. 4 для сравнения приведены примерные показатели работы водогрейной котельной с котлами с номинальной мощностью 6,5-10 Гкал/час в зависимости от вида сжигания топлива. Экономические показатели местных видов топлив выше, чем по угольному топливу, да и мазуту, а по экономическим показателям у местных топлив потенциальная вредность (опасность) продуктов сгорания находится практически на уровне опасности продуктов сгорания природного газа.

Мазутом называют особый материл, получаемый из продуктов нефтеперароботки или являющийся остатком ее выгонки. В состав этого вида топлива входят в основном смолы, имеющие молекулярную массу 500-3000 г/моль, а также углеводороды с массой от 400 до 100 г/моль. Это могут быть карбен, асфальтен, карбоид, а также разного рода органические соединения.

Виды топочного мазута

В настоящее время в промышленности используются в основном такие типы этого материала:

крекинговый;

прямогонный;

флотский;

топочный.

Последняя разновидность является очень популярной. Как уже можно судить по названию, используется она в основном для отопления помещений.

Виды топочного мазута и область его применения

Сама эта разновидность подразделяется еще на две большие группы:

Собственно топочный мазут.

Дизельное топливо.

Мазуты первой группы по своей природе являются тяжелой формой нефти. Чаще все такой материал применяется в старых котельных разного рода сельхозпредприятий. Иногда его используют и коммерческие предприятия для отопления офисов или отделов. обычно приобретают для обогрева частных или даже многоэтажных домов в разных (в основном отдаленных) регионах России, например, на Северном Урале, в Заполярье и т. д. От сугубо топочного мазута (красного дизеля) он отличается большей степенью очистки и легкостью.

Оправдано использование этого материала в качестве обычно в тех случаях, когда в той местности, где расположено жилое здание или производственный цех, нет магистрали газопровода. Стоит мазут очень недорого, однако его сжигание сильно загрязняет окружающую среду. К тому же такой вид топлива из-за его горючести довольно-таки сложно хранить, и обходится это зачастую недешево.

Основные характеристики

При выборе такого материала, как топочный мазут, для котельной, обычно обращают внимание на такие показатели, как:

вязкость материала;

его уровень плотности;

температура вспышки;

процентное содержание серы;

температура застывания.

Вязкость топочного мазута

По этому показателю различают две основные разновидности материала. Топочный мазут 40 и 40В считается средневязкими, 100 и 100В — тяжелым. Легкие материалы для отопления разного рода помещений не используются. Применяют их в основном только на флоте в качестве дизельного топлива и маркируют как Ф5 и Ф12.

Выражают вязкость мазута чаще всего в градусах (° ВУ). Определяется этот параметр вискозиметром Энглера. При этом учитывается время прохождения мазута через тарированное отверстие при определенной температуре. Для топочного мазута 40 последний параметр составляет 80 градусов, для материала марки М100 — 100 гр. Изменение вязкости мазута при разных температурах объясняется прежде всего наличием в нем ряда.

Плотность

Этот параметр характеризует такое важное свойство материала, как способность отстаивания от воды. Последняя может попадать в топочный мазут при его подогреве с использованием сухого пара или при его транспортировке на старых судах.

Для отбора воды из материала используются специальные установки, повышающие его плотность. Каким же должен быть этот показатель для той или иной марки такого материала, как мазут топочный? ГОСТом предусмотрены стандартные нормативы для каждой из них (при температуре 20 о С). Узнать конкретный показатель для каждой марки можно из представленной ниже таблицы.

Плотность мазута топочного, таким образом, это один из важнейших параметров, на который при покупке этого материала обращать внимание следует обязательно. Иначе можно приобрести не слишком качественный продукт.

Температура вспышки

Это свойство мазута определяется в открытом тигле, помещенном в железную чашку с песком. Замеряют температуру вспышки специальным термометром во время возгорания его паров, смешанных с окружающим воздухом, при поднесении к ним открытого огня. Колебаться этот параметр у разных видов мазутов может в пределах 90-170 о С. Для топочного материала М100, по стандарту, должна составлять 110 о С. Для М40 — 90 о С. То есть последний при хранении может считаться более безопасным. При выполнении такой операции, как разогрев мазута, по нормативам положено придерживаться температуры, которая на 10 градусов ниже t вспышки.

Зольность мазута

Этот параметр также является важной характеристикой топлива. Повышение зольности мазута ведет к снижению его теплоотдачи при сгорании. В результате:

повышается расход топлива, необходимого для сжигания;

увеличивается степень загрязнения окружающей среды.

Температура застывания

Этот показатель напрямую зависит от вязкости. Определяется температура застывания мазута просто. Материл наливают в пробирку и наклоняют последнюю на 45 градусов. Далее смотрят, при какой минимальной температуре его уровень будет оставаться стабильным в течение одной минуты.

Какой должна быть t застывания такого материала, как мазут топочный? ГОСТ предписывает следующее:

Для материала марки М40 этот показатель должен составлять 10 о С.

Для мазута других марок температура может повышаться до 36 о С.

Определяется этот показатель в основном степенью содержания в материале парафина. Чем выше температура застывания мазута, тем сложнее транспортировать его по трубопроводам.

По этому показателю также различают несколько видов мазутов. Сернистость материала зависит в первую очередь от того, какая нефть была использована для его изготовления. Диапазон содержания упомянутого вещества в мазуте составляет 0.5-3.5 %. Больше всего серы входит в состав материала марки М100. Эта примесь считается вредной, поскольку увеличивает металлических частей котлов. К тому же использование мазута с высоким содержанием серы способствует очень сильному загрязнению атмосферы. Снизить процент содержания этого вещества в топливе можно путем его гидрирования или пропускания через сорбенты. Иногда мазут просто разбавляют другим, более чистым.

Стоимость

На настоящий момент мазут считается одним из самых экономичных видов топлива. В этом плане он значительно превосходит даже дешевый природный газ. Марка — это то, что в первую очередь определяет стоимость такого материала, как мазут топочный. Цена на материал М40 обычно не превышает 9-13 тыс. рублей за тонну. Стоимость наиболее популярного топочного мазута М100 составляет обычно 6-10 тыс. рублей за тонну (в зависимости от поставщика). При покупке этого вида топлива, помимо всего прочего, следует обращать внимание и на то, включен ли в его цену НДС.

Итак, характеристики топочного мазута были рассмотрены нами во всех подробностях. Таким образом, при покупке этого недорогого материала в первую очередь следует обращать внимание на такие показатели, как вязкость, плотность и температура вспышки. Также следует узнать, какое количество серы содержится в мазуте, и какова степень его зольности.

1. Область применения мазута

2. Физико-химические свойства мазута

3. Способы получения мазута и особенности выбранного метода

4. Описание схемы производства

Раздел 1. Информация о топочном мазуте.

Мазут - это жидкий продукт темно-коричневого цвета, остаток после выделения из нефти или продуктов ее вторичной переработки бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций.

Мазут - это смесь углеводородов, нефтяных смол, асфальтенов, карбонов, карбоидов и органических соединений, содержащих металлы (V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca). Свойства мазута зависят от химического состава исходной нефти и степени отгона дистиллятных фракций. Основные потребители мазута - промышленность и жилищно-коммунальное хозяйство.

Топочный мазут - это вид нефтяного топлива, получаемого из тяжёлых остатков переработки нефти, угля и горючих сланцев.

Информация о топочном мазуте

Используется в качестве котельного топлива в энергетике, судоходстве и промышленности.

Топочные мазуты различаются по следующим показателям:

Индекс вязкости (возможность перекачки, распыление в топке)

Температура застывания

Зольность (отложения золы на котлоагрегатах)

Плотность

Температура вспышки (пожароопасность).

1. Мазут топочный малосернистый

Для снижения вязкости мазуты перед сжиганием подогревают, в топке дополнительно турболизуют острым паром.

Российская нефтепереработка выпускает следующие марки топочного мазута (ГОСТ 10585-99):

Наиболее распространена марка М-100, из неё можно получить мазут М-40 добавлением дизельного топлива. М-200 очень вязкий, поэтому его применение вызывает ряд затруднений.

Топочный мазут используется для стационарных котельных и технологических установок. Вырабатывается на базе остатков атмосферной и вакуумной перегонки с добавлением тяжелых газойлевых фракций.

Мазут, в том числе и его марка М100, используется в качестве котельного топлива. Широкое распространение этого вида горючего получили в качестве топлива для некоторых судовых двигателей и для отопительных систем различного назначения. Мазут для отопительных систем бывает двух видов: марки М-40 и марки М-100. Основными отличиями этих сортов является их вязкость и состав. Мазут марки М-100 пользуется наибольшим спросом.

При производстве многих продуктов, таких как моторные масла, кокс, битумы, смазочные масла и т.д., используется мазут. Кроме этого, мазут применяется и в качестве котельного топлива.

Мазут представляет собой нефтепродукт, но при этом он может производиться и из каменных углей, а также горючих сланцев, однако такие варианты мазута предназначаются для потребления в месте производства, а потому не изготавливаются в больших количествах.

Мазут является смесью большого количества различных компонентов, среди которых имеются некоторые органические соединения, нефтяные смолы, карбены, углеводороды с молекулярной массой 400-1000 г/моль. Консистенция мазута жидкая, а цвет темно-коричневый.

В настоящее время известны следующие виды мазута: топочные, прямогонные, крекинг-мазут, флотский, печное бытовое топливо.

Мазут представляет собой остаток первичной перегонки нефти и может применяться в качестве котельного топлива - облегченный мазут (выше 330?С), а также в качестве сырья, в последующем перерабатываемого на масляные фракции до гудрона, который применяется при производстве масел - утяжеленный мазут (выше 360?С).

Кроме этого, если раньше мазут использовался как сырье установок термического крекинга, то на сегодняшний день он применяется и в качестве сырья установок гидрокрекинга и каталитического крекинга.

Используя разные составы и физико-химические свойства исходного материала, имеется возможность получать мазут, обладающий различными свойствами. В зависимости от плотности, вязкости и содержания в составе мазута серы производится оценка его качества. Плотность мазута определяют при температуре 20?С, и она должна составлять 0,89 - 1 грамм на кубический сантиметр.

Не менее важным параметром оценки качества является температура застывания, которая варьируется от 10 до 50?С, но исключением являются флотские мазуты, для которых данная температура составляет от минус 5 до минус 10?С. Вязкость мазута должна находиться в пределах 8-80 мм2/с и измеряется при температуре 100?С.

2. Мазут М100

На сегодняшний день большое количество мазута перерабатывается, и в результате переработки получаются дистиллятные смазочные материалы и моторные топлива. Несмотря на то, что мазут применяется во многих отраслях, основными его потребителями являются предприятия промышленности, а также жилищно-коммунальные хозяйства.

Мазут применяется в двигателях морских судов и тепловозов, но наиболее широко используется как топливо для паровых котлов, промышленных печей и котельных установок.

Пик потребления мазута выпадает на зимний сезон, однако, это не означает, что на него нет спроса в остальное время года.

Основные требования к физико-химическим свойствам.

Рассмотрим основные физико-химические свойства котельных топлив. Вязкость - основной показатель, входящий в обозначение марок. Вязкостью определяются:

· распыление топлива (т.е. полнота его сгорания);

· условия слива и налива при транспортировке топлива;

· схема топливных систем у потребителя (обогрев, перекачка, гидравлические сопротивления при транспортировке топлива по трубопроводам, эффективность работы форсунок).

От вязкости в значительной мере зависят скорость осаждения механических примесей при хранении, а также способность топлива отстаиваться от воды.

В США для определения вязкости используют вискозиметр Сейболта универсальный (для маловязких мазутов) и Сейболта - Фурола (для высоковязких мазутов), а в Англии - вискозиметр Редвуда. Между определенными в различных единицах значениями вязкости существует зависимость. В ряде спецификаций указывают вязкость, найденную экспериментально и пересчитанную в кинематическую.

На практике часто используют вязкостно-температурные кривые. С повышением температуры различие в вязкости топлив существенно уменьшается.

Для мазутов, как и для всех темных нефтепродуктов, зависимость вязкости от температуры приближенно описывается уравнением Вальтера:

lglg(v*10-6 + 0,8) = A – B*lgT,

где v - кинематическая вязкость, мм2/с; А и В- коэффициенты; T - абсолютная температура, К.

Вязкость не является аддитивным свойством и при смешении различных котельных топлив ее следует определять экспериментально.

Нормы по вязкости при 50 °С составляют от 5 до 12°ВУ (36 и 89 мм2/с), а при 80 °С для М-40 и М-100 - 8 и 16 °ВУ (59 и 118 мм2/с). Экспортные топлива - более маловязки и для них допускается вязкость ВУ80 не более 2-5 °ВУ.

Котельные и тяжелые моторные топлива являются структурированными системами, поэтому при сливно-наливных операциях для их характеристики помимо ньютоновской вязкости необходимо учитывать реологические свойства (напряжение сдвига и динамическую вязкость, определяемую на вискозиметре «Реотест»). Для всех остаточных топлив характерна аномалия вязкости: после термической обработки или механического воздействия повторно определяемая вязкость при той же температуре оказывается ниже начальной.

Мазут - вид нефтяного топлива, используемого в качестве котельного топлива в энергетике, судоходстве и промышленности. Мазут топочный применяется как котельное топливо для различных тепловых генераторов, как основной источник тепловой энергии в отопительных системах, котельных. К котельным топливам относят топочные мазуты марок 40 и 100. Технические условия на мазут топочный нормированы ГОСТ 10585-99.

3. Протокол испытаний, топочный мазут

Печное бытовое топливо предназначено для сжигания в отопительных установках небольшой мощности, расположенных непосредственно в жилых помещениях, а также в теплогенераторах средней мощности, используемых в сельском хозяйстве для приготовления кормов, сушки зерна, фруктов, консервирования и других целей.

Требования, предъявляемые к качеству котельных, тяжелых моторных и судовых топлив, устанавливающие условия их применения, определяются такими показателями качества, как вязкость, содержание серы, теплота сгорания, температуры застывания и вспышки, содержание воды, механических примесей и зольность.

Стандарт на котельное топливо - ГОСТ 10585-99 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 ориентировочную вязкость соответствующих марок мазутов при 50 °С.

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.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 прямой перегонки нефти: в большинстве случаев 60-70 % мазута прямогонного и 30-40 % дизельного топлива с добавлением депрессорной присадки. Допускается использовать в его составе до 22 % керосино-газойлевых фракций вторичных процессов, в том числе легкого газойля каталитического и термического крекинга. Флотский мазут марки Ф-12 вырабатывают в небольших количествах на установках прямой перегонки нефти. Основными отличиями мазута Ф-12 от Ф-5 являются более жесткие требования по содержанию серы (0,6 % против 2,0 %) и менее жесткие требования по вязкости при 50 °С (12 °ВУ против 5 °ВУ).

Область применения мазута

Мазут (возможно, от арабского мазхулат – отбросы), жидкий продукт темно-коричневого цвета, остаток после выделения из нефти или продуктов ее вторичной переработки бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций, выкипающих до 350-360°С. Мазут это смесь углеводородов (с молекулярной массой от 400 до 1000 г/моль), нефтяных с мол (с молекулярной массой 500-3000 и более г/моль), асфальтенов, карбенов, карбоидов и органических соединений, содержащих металлы (V, Ni, Fe, Mg, Na, Са).

Мазуты применяются в качестве топлива для паровых котлов, котельных установок и промышленных печей. Выход мазута составляет около 50 % по массе в расчете на исходную нефть. B связи с необходимостью углубления ее дальнейшей переработки мазут во все большем масштабе подвергают дальнейшей переработке, отгоняя под вакуумом дистилляты, выкипающие в пределах 350-420, 350-460, 350-500 и 420-500°С. Вакуумные дистилляты применяют как сырье для получения моторных топлив и дистиллятных смазочных масел. Остаток вакуумной перегонки мазута используют для переработки на установках термического крекинга и коксования, в производстве остаточных смазочных масел и гудрона, затем перерабатываемого на битум.

Основные потребители мазута - промышленность и жилищно-коммунальное хозяйство. B 2005 году из России было экспортировано 45,8 млн. тонн мазута на 10,2 млрд. долл. Мазут занимает четвёртое место после нефти, газа и дизельного топлива в структуре экспорта России (в денежном выражении).

Из мазута путём дополнительной перегонки получают смазочные масла для смазки различных механизмов. Перегонку ведут под уменьшенным давлением, чтобы снизить температуру кипения углеводородов и избежать разложения их при нагревании. После перегонки мазута остаётся нелетучая тёмная масса - гудрон, идущая на асфальтирование улиц.

Топливо мазутное суперлегкое используется в качестве технологического топлива на промышленных предприятиях, на предприятиях теплоснабжения, а также на судах морского и речного флота.

Физико-химические свойства мазута

Мазут относится к группе остаточных фракций углеводородов, получаемых в процессе переработки нефти. Свойства мазута зависят от исходных свойств сырой нефти и глубины ее переработки на нефтеперерабатывающих заводах. В мазуте, как конечном продукте нефтепереработки, сосредоточивается балласт − негорючая часть, состоящая из минеральной массы, воды. В процессах крекинга нефти легкие углеводородные фракции, бензин, керосин, дизельное топливо насыщаются содержащимся в нефти водородом в большей степени, поэтому в мазуте содержание водорода по сравнению с сырой нефтью уменьшается, что приводит к снижению его теплотворной способности.

Снижение теплотворной способности мазута обусловливается повышенным содержанием в его составе серы, азота, кислорода, смол, асфальтенов, золы, механических примесей.

В минеральной массе мазута присутствует значительное количество различных металлов, в том числе и ванадия. Ванадий сосредоточивается в нефтяных смолах, асфальтенах, являющихся и основными серосодержащими компонентами. Окислы ванадия вызывают как низкотемпературную, так и высокотемпературную, при 600-700°С, коррозию металлов, приводящую к разрушению поверхностей нагрева, уплотняющих поверхностей выпускных клапанов и лопаток газовых турбин.

Согласно международным стандартам качества минеральная масса, содержащаяся в мазуте, не должна превышать 0,1-0,3%, но, несмотря на малое ее содержание, образующаяся при сжигании мазута зола, отлагаясь на поверхностях нагрева котлоагрегатов, значительно уменьшает передачу тепла от продуктов сгорания. Отложения золы на поверхностях деталей поршневой группы дизелей вызывают ускоренный износ трущихся поверхностей, затрудняют отвод тепла к охлаждающим средам.

При транспортировке и хранении в емкостях качество мазута изменяется. В результате постоянного окисления, полимеризации, химических реакций, углеводороды мазута превращаются в твердые продукты, выпадающие в осадок.

В холодную погоду во время разогрева железнодорожных цистерн острым паром, содержание воды в мазуте может достигать 10-15%. Во время дальнейшего хранения мазут дополнительно обводняется атмосферной влагой. Анализы качества мазута, хранящегося в емкостях на одной из нефтебаз, показали, что содержание воды в пробах, отобранных на уровне 4-5 м от днища, достигает 5%, а в придонных слоях −12%.

Бункерные компании производят подогрев мазута в емкостях до температуры, при которой обеспечивается перекачивание, смешивание мазута. При недостаточном подогреве отстаивание воды в высоковязком мазуте, обладающем высокой плотностью, становится практически невозможным и с большой вероятностью можно полагать, что к потребителям поступает чрезмерно обводненный мазут. Качество мазута может ухудшиться и при смешивании его в емкостях нефтебаз с мазутом, в котором вследствие длительного хранения качественные характеристики не отвечают стандартным требованиям. Бункерующие компании приобретают партии топлива от различных поставщиков и смешивают их, выдерживая только стандарты качества по вязкости, и почти не учитывают другие показатели. Действуя таким образом, они основываются на международных стандартах качества, которые не включают в себя проверку на степень очистки от посторонних включений и на стабильность топлива, не определяют расчетный углеродный ароматический индекс /CCAI/, оказывающий существенное влияние на способность топлива к воспламенению. При индексе CCAI более 850-890 способность топлива к воспламенению резко ухудшается.

Это приводит к аварийному загрязнению продуктами сгорания цилиндро-поршневой группы, выпускных клапанов, газотурбонагнетателей. Несгоревшее топливо может накапливаться в газовыпускном тракте, что приводит к повышению давления сгорания, стукам в цилиндрах, взрывам, пожару в выпускном тракте. Повышенное содержание ароматических фракций наиболее возможно у топлива с пониженной вязкостью от 180 сСт до 220 сСт, полученных при смешивании дистиллятных топлив с высоковязким мазутом. Смешивание же углеводородов различного природного происхождения, имеющих несовместимое структурное строение молекул, может привести к быстрой потере стабильности топлива. Использование нестабильного топлива в энергетических установках вызывает быстрое отложение нефтешлама в трубопроводах, непроходимость фильтров, приводит к аварийному загрязнению продуктами сгорания деталей цилиндро-поршневой группы и узлов газовыпускного тракта дизелей.

Бункерующие компании принимают меры по предотвращению поставки некачественного топлива, но их возможности в повышении качества хранящегося мазута ограничены, и они вынуждены производить его поставку потребителю в состоянии "как есть". Поэтому каждая операция по смешиванию топлива несет в себе неопределенность по качеству конечного продукта.

Учитывая все факторы риска, судовой экипаж должен использовать для проверки качества находящуюся в его распоряжении судовую экспресс лабораторию, привлекать сторонние теплотехнические лаборатории и принимать другие необходимые меры по предотвращению приемки некачественного топлива. Конечная ответственность за последствия использования некачественного топлива всегда возлагается на судовую администрацию. Для предотвращения негативных последствий судовая система топливоподготовки должна быть снабжена эффективными техническими средствами, позволяющими до сжигания мазута в энергетических установках улучшать его качественные характеристики.

Улучшение физико-химических свойств мазута на судах достигается в результате применения различных гомогенизирующих устройств. Например, наше гидродинамическое оборудование успешно применяется в топливных системах судовых энергетических установок для гомогенизации топлива, приготовления высокодисперсной водотопливной эмульсии с 1985 года.

Топливо мазутное суперлегкое содержит 25-50% стабилизированного газового конденсата с содержанием в нем фракции C1-C4 в количестве не более 0,3-1,0% и остальное мазут топочный марки М100 и/или М40.

Физико-химические свойства мазута зависят от химического состава исходной нефти и степени отгона дистиллятных фракций и характеризуются следующими данными: вязкость 8-80 мм2/с (при 100 °С), плотность 0,89-1 г/см3 (при 20 °С), температура застывания 10-40°С, содержание серы 0,5-3,5 %, золы до 0,3 %, низшая теплота сгорания 39,4-40,7 МДж/моль.

Основными характеристиками мазута является: плотность, вязкость, и температура застывания

Способы получения мазута и особенности выбранного метода

Подготовленная на ЭЛОУ нефть поступает на установки первичной перегонки для разделения на дистиллятные фракции и мазут или гудрон. Полученные фракции и остаток, как правило, не соответствуют требованиям ГОСТ на товарные нефтепродукты. Поэтому для их облагораживания, а также углубления переработки нефти продукты, полученные на установках атмосферной и атмосферно-вакуумной перегонки, используются в качестве сырья вторичных (деструктивных) процессов в соответствии с вариантом переработки нефти.

Технология первичной перегонки нефти имеет целый ряд принципиальных особенностей, обусловленных природой сырья и требованиями к получаемым продуктам. Нефть как сырье для перегонки обладает следующими свойствами: имеет непрерывный характер вскипания, невысокую термическую стабильность тяжелых фракций и остатков, содержащих значительное количество сложных малолетучих и практически нелетучих смолистоасфальтеновых и серо-, азот- и металлорганических соединений, резко ухудшающих эксплуатационные свойства нефтепродуктов и затрудняющих последующую их переработку.

Поскольку температура термической стабильности тяжелых фракций примерно соответствует температурной границе деления нефти между дизельным топливом и мазутом по кривой ИТК, первичную перегонку нефти до мазута проводят обычно при атмосферном давлении, а перегонку мазута - в вакууме. Выбор температурной границы деления нефти при атмосферном давлении между дизельным топливом и мазутом определяется не только термической стабильностью тяжелых фракций нефти, но и технико-экономическими показателями процесса разделения в целом.

В некоторых случаях температурная граница деления нефти определяется требованиями к качеству остатка. Так, при перегонке нефти с получением котельного топлива температурная граница деления проходит около 300 0С, т.е. примерно половина фракции дизельного топлива отбирается с мазутом для получения котельного топлива низкой вязкости.

Однако такой вариант в настоящее время не является основным. В последние годы для расширения ресурсов дизельного топлива, а также сырья каталитического крекинга–наиболее важного и освоенного процесса, углубляющего переработку нефти–на установках атмосферной и атмосферно-вакуумной перегонки (АТ и АВТ) осуществляется все более глубокий отбор дизельной фракции и вакуумного газойля соответственно. Для получения же котельного топлива заданной вязкости используется процесс висбрекинга тяжелого остатка вакуумной перегонки.

Таким образом, вопрос обоснования и выбора температурной границы деления нефти зависит от вариантов технологических схем перегонки нефти и мазута и вариантов переработки нефти в целом.

Обычно перегонку нефти и мазута ведут соответственно при атмосферном давлении и в вакууме при максимальной (без крекинга) температуре нагрева сырья с отпариванием легких фракций водяным паром. Сложный состав остатков перегонки требует также организации четкого отделения от них дистиллятных фракций, в том числе и высокоэффективной сепарации фаз при однократном испарении сырья. Для этого устанавливают отбойные элементы, что и позволяет избежать уноса капель паровым потоком.

Описание схемы производства

В конце 40-х годов установки АВТ имели производительность 500- 600 тыс. т/год. Вскоре эти мощности оказались недостаточными для удовлетворения растущей потребности в массовых нефтепродуктах. С 1950 г. ускоренными темпами начали строить установки АВТ, работающие по схеме двукратного испарения, мощностью 1, 1,5 и 2 млн. т/год.

Температура и давление в аппаратах установки приведены ниже:

Температура 0С:

подогрева нефти в теплообменниках 200–230

подогрева отбензиненной нефти в змеевиках трубчатой печи 330–360

паров, уходящих из отбензинивающей колонны 120–140

внизу отбензинивающей колонны 240–260

паров, уходящих из основной колонны 120–130

внизу основной колонны Давление, МПа:

в отбензинивающей колонне 0,4–0,5

в основной колонне 0,15–0,20

В колоннах создается разное давление. Как известно, давление в колонне определяется фракционным составом головного погона и, в конечном счете - остаточным давлением насыщенных паров жидкости после конденсации паров головного погона и их отделения в емкости (газосепараторе).

В К-1 в паровой фазе отбирается легкая (головная) бензиновая фракция н.к. – 62 0С или н.к. – 85 0С, а в К-2 - тяжелая бензиновая фракция, выкипающая выше 62 0С или 85 0С, поэтому давление в К-1 выше, чем в К-2 (0,4-0,5 МПа по сравнению с 0,15-0,20 МПа). Это вызвано необходимостью после конденсации паров сохранения фракций в жидкой фазе при температуре окончательного охлаждения 30-35 0С. Однако для более легкой фракции полная конденсация затруднительна. Более полная конденсация достигается применением дополнительного водяного охлаждения (после воздушного). При этом удается полнее сконденсировать легкие бензиновые фракции (особенно это важно в летнее время и в жарком климате).

Источники

Википедия – Свободная энциклопедия, WikiPedia

altexp.ru – Алтекс плюс

eurobitum.ru – Евробитум

aex.com.ua – Авто экспедиция

Глаголева, О.Ф. Технология переработки нефти. Часть первая. Первичная переработка нефти / О.Ф.Глаголева; Под ред. В.М.Капустина, Е.А.Чернышева.– М.: Химия, КолосС, 2005.–400 с.

Рудин, М.Г. Карманный справочник нефтепереработчика [Текст]/ М.Г.Рудин;– Л.: Химия, 1989.–464 с.

diseltoplivo.ru Дизельное топливо

revolution.allbest.ru Реферат

ko4egar.ru Кочегар

blackgold.com.ua Чёрное золото

ru.wikipedia.org Вкипедия – свободная энциклопедия

Чаще всего используется для обогрева и получения энергии.

Также мазут получают в качестве побочного продукта при вторичной переработке нефтяных соединений (таких, как бензиновые, керосиновые и газойлевые соединения) и нагретых до определенной температуры, либо он отделяется из нефти. Класс опасности мазута – четвертый (малоопасный).

Если мы обратимся к химии, то увидим, что мазут – это соединения углеводородов, нефтяных смол, веществ, имеющих в составе металлы (феррум, никель, натрий. Также магний, кальций, ванадий), карбенов, асфальтенов и карбоидов. Свойства этого вещества зависят от сырья, которое использовали при изготовлении, физико-технических характеристик и качества.

Для чего производится мазут: сферы использования

Мазут в первую очередь ассоциируется как широко используемое топливо. Этот продукт нефтепереработки подходит для различных промышленных печей, сложных отопительных систем, обслуживания производств разного уровня и даже широко используется в бытовых ситуациях и сельском хозяйстве.

В зависимости от исходного сырья, определенные типы мазута могут использоваться как топливо для судов.

Помимо своего основного предназначения – топливо для обогрева и энергии движения, мазут используется как основа для многих материалов и веществ (продукты перегонки мазута) .

Если рассматривать мазут в сфере использования, то выделяют следующие типы:

• котельное топливо;

• топливо для использования в быту;

• тяжелое моторное топливо;

• топливо для судов.

Требования, которые позволяют использовать мазут в конкретных видах деятельности, обуславливаются свойствами, определяемыми при экспертизе:

• вязкость;

• уровень воды в составе;

• уровень механических веществ в составе;

• норма золы;

• температурами сгорания, застывания и вспышки.

Вязкость по ГОСТ указывается на тот момент, когда мазут находится при температуре пятьдесят градусов по Цельсию (флотская марка).

Топливо для бытового обогрева можно встретить в

домашних условиях используемым для отопления жилого дома. Оно предназначено для использования в маленьких отопительных системах низкой и средней мощности, на мелких производствах. Также в фермерском хозяйстве, в частности, для изготовления корма для животных. Еще заготовки сена на зиму, фруктов, овощей и многих других целей.

Тяжелое моторное топливо создается для использования на судах и согласно нормативным документам к ним относится флотский мазут Ф-5, который, однако, определяется стандартами как легкое котельное топливо.

Таки мазуты предназначены для создания энергии на теплоэлектроцентралях, печах на крупных производствах, в том числе для недвижимых промышленных устройств обогрева.

По ГОСТ 10585-2013 к этому типу относятся марки 40 и 100. Первая классифицируется по вязкости как среднее топливо, а вторая, соответственно, как тяжелое. Разница между марками 40 и 100 состоит в том, что мазут марки 100 не содержит дизельного топлива.

Отметим, что флотские мазуты считаются более высокими по качеству, чем топочные мазуты: у них низкий уровень вязкости, невысокое содержание вредных веществ, воды, уровень серы (0,6%), а также они характеризуются меньшей температурой застывания.

Мазут марки Ф-5 имеет отличный от топливных мазутов состав и обычно включает в себя примерно шестьдесят процентов прямогонного мазута и сорок процентов дизельного топлива. Состав может содержать некоторые примеси и не одинаков. Мазут Ф-5 – побочный продукт перегонки нефти, на выходе получается ограниченное количество.

Разновидности мазутов

Разновидности мазута различаются между собой составом и характеристиками:

• воды и примесей (дизельное топливо, депрессионные присадки и другие);

• вязкостью;

• температурой сгорания и зольностью.

Состав мазута регулируется ГОСТ и подразделяется на марки, которые, в свою очередь, разделяют на виды (обозначаются римскими цифрами от одного до семи).

Цифра, обозначающая марку – это число расчетной вязкости мазута.

Расчетная вязкость для каждого вида определятся при разной температуре:

• Для мазута Ф-5 — температура пятьдесят градусов;

• Для мазутов М40 и М100 – температура восемьдесят градусов;

• Мазут М100 – температура 100 градусов (дополнительно).

Подробнее о топочном мазуте: как используется, основные свойства и параметры

Как уже упоминалось, топочный мазут имеет две главные марки – М100 и М40. На марку влияет много параметров, однако ключевые – это уровень вязкости и температура застывания.

Еще одно важное отличие – в составе марки 40 есть дизельное топливо, которое является веществом, позволяющем снизить температуру застывания мазута.

Тяжелое моторное топливо подходит для котельных, в качестве основного топлива на крупных производствах, генераторах и др. Часто используется мазут марки 100, однако для некоторых систем подходит и марка 40.

Транспортировка топочного мазута производится по железной дороге в специализированных поездах-цистернах, а также машинами для перевозки битумов.

Топочный мазут при транспортировке и продаже имеет специальный технический паспорт, в котором должны быть указаны основные характеристики. Информация по характеристикам предварительно установлена в лабораторных условиях.

Среди этих характеристик:

На характеристики мазута напрямую влияет срок его хранения. Чем дольше храниться мазут – тем хуже его характеристики и тем выше уровень воды, уровень различных примесей и температура воспламенения будут далеки от норм ГОСТ.

Аналогично своему собрату – битуму – уровень продаж мазута зависит от времени года. Тогда как в теплое время года хорошо продается битум (из-за сезона строительства дорог), то топочный мазут необходим в холодные сезоны.

Чем заменить мазут и реально ли это?

Несмотря на то, что мазут остается самым востребованным котельным топливом, его можно заменить другими жидкостями, параметры которых, однако, не будут соответствовать нормативам.

К этим веществам относятся:

• «Несвежий» мазут с большим сроком хранения;

• Мазут с большим количеством примесей;

• Мазут с большой долей воды;

• Мазут коксохимический;

• Смесь продуктов нефтепереработки;

• Газовый конденсат.

Хотя перечисленные жидкости будут работать в качестве топлива, обратите внимание, что использование некачественного мазута и его дешевых заменителей не сможет стать полноценной заменой хорошему сырью, а в некоторых случаях приведет к печальным последствиям в виде неисправностей в системе, принеся минимум тепла и пользы.