ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.018-93 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывобезопасность статического электричества. Общие требования
ГОСТ 12.1.044-89 (ИСО 4589-84) Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения
ГОСТ 12.4.011-89 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация
ГОСТ 12.4.021-75 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования
ГОСТ 12.4.034-2001 (ЕН 133-90) Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Классификация и маркировка
ГОСТ 12.4.068-79 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты дерматологические. Классификация и общие требования
ГОСТ 12.4.103-83 Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная защитная, средства индивидуальной защиты ног и рук. Классификация
ГОСТ 12.4.111-82 Система стандартов безопасности труда. Костюмы мужские для защиты от нефти и нефтепродуктов. Технические условия 1)
ГОСТ 12.4.112-82 Система стандартов безопасности труда. Костюмы женские для защиты от нефти и нефтепродуктов. Технические условия 1) (Измененная редакция, Изм. № 1).
ГОСТ 17.2.3.02-2014 Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями (Измененная редакция, Изм. № 1).
ГОСТ 33-2000 (ИСО 3104-94) Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости (Измененная редакция, Изм. № 1).
ГОСТ ISO 3733-2013 Нефтепродукты и битуминозные материалы. Определение содержания воды с помощью перегонки
ГОСТ 33198-2014 Топлива нефтяные. Определение содержания сероводорода. Экспресс-методы жидкофазной экстракции 2)
ГОСТ ISO 8754-2013 Нефтепродукты. Определение содержания серы методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии 2)
ГОСТ ISO 10370-2015 Нефтепродукты. Определение коксового остатка (микрометод) 2)
ГОСТ ISO 12185-2009 Нефть и нефтепродукты. Определение плотности с использованием плотномера с осциллирующей U-образной трубкой 2) (Измененная редакция, Изм. № 1).
ГОСТ 1437-75 Нефтепродукты темные. Ускоренный метод определения серы
ГОСТ 1461-75 Нефть и нефтепродукты. Метод определения зольности
ГОСТ 1510-84 Нефть и нефтепродукты. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение
ГОСТ 2477-65 Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды
ГОСТ 2517-2012 Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб
ГОСТ ISO 2719-2013 Нефтепродукты. Методы определения температуры вспышки в закрытом тигле Пенски-Мартенса
ГОСТ 4333-2014 (ICO 2592:2000) Нефтепродукты. Методы определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле (Измененная редакция, Изм. № 1).
ГОСТ 6258-85 Нефтепродукты. Метод определения условной вязкости
ГОСТ 6307-75 Нефтепродукты. Метод определения наличия водорастворимых кислот и щелочей
ГОСТ 6356-75 Нефтепродукты. Метод определения температуры вспышки в закрытом тигле
ГОСТ 6370-83 Нефть, нефтепродукты и присадки. Метод определения механических примесей
ГОСТ 19932-99 (ИСО 6615-93) Нефтепродукты. Определение коксуемости методом Конрадсона
ГОСТ 20287-91 Нефтепродукты. Методы определения температур текучести и застывания
ГОСТ 21261-91 Нефтепродукты. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания
ГОСТ 31072-2002 Нефть и нефтепродукты. Метод определения плотности, относительной плотности и плотности в градусах API ареометром (На территории Российской Федерации не действует)
ГОСТ 31391-2009 Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Метод определения кинематической вязкости и расчет динамической вязкости (На территории Российской Федерации не действует)
ГОСТ 31392-2009 Нефть и нефтепродукты. Метод определения плотности, относительной плотности (удельного веса) и плотности в градусах API ареометром (На территории Российской Федерации не действует)
ГОСТ 32139-2013 Нефть и нефтепродукты. Определение содержания серы методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии
ГОСТ 32392-2013 Нефтепродукты. Определение коксового остатка микрометодом
ГОСТ 32505-2013 Топлива нефтяные жидкие. Определение сероводорода
П р и м е ч а н и е - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному справочному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
1) На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 12.4.290-2013 "Система стандартов безопасности труда. Одежда специальная для защиты работающих от воздействия нефти, нефтепродуктов. Технические требования".
2) На территории Российской Федерации не действует.
Мазут - пока незаменимый для экономики нефтепродукт
Мазут
- это густая жидкость тёмно-коричневого цвета, смесь тяжелых остатков после отгонки бензинов, керосинов и газойля (выкипающих при температуре менее 350-360°С) из нефти или продуктов её вторичной переработки.
Также мазут можно получать из каменного угля и горючих сланцев, но такие виды мазута выгодно использовать только в месте производства, поэтому они не производятся в больших объемах.
Свойства мазута
Мазут – это, по сути, смесь углеводородов (имеющих молекулярную массу 400-1000), нефтяных смол (молек. массой 500-3000), карбенов, карбоидов, асфальтенов и органических соединений, содержащих металлы (такие, как V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca). Физико-химические свойства конкретной пробы мазута зависят от качества конкретной партии поступившего на завод сырья (нефть высокосернистая или высокопарафиновая), режима переработки, условий компаундирования и хранения.
Химический состав мазутов: углерод, водород, кислород, азот, сера и зола. В составе вязких мазутов – до 88,5% углерода, до 11,5% водорода, а также повышенный процент серы и азота. В составе маловязких мазутов доля углерода меньше, что снижает такие параметры, как вязкость и плотность.
Мазут легко отличить по виду
Мазуты имеют следующие свойства:
- вязкость 8-80 мм?/с (при 100 град C)
- плотность 0,89-1 г/см? (при 20 град C),
- температура застывания 10-40 град С,
- содержание серы 0,5-3,5 %,
- содержание золы до 0,3 %,
- наименьшая теплота сгорания 39,4-40,7 МДж/моль.
Плотность мазута
Таблица 1. Плотность мазутов при 20 градусах С
|
Марки мазута |
||||||||
|
Флотский |
Малосернистый |
Сернистый |
Высокосернистый |
|||||
| Ф 5 | Ф 12 | М 40 | М 100 | М 40 | М 100 | М 40 | М 100 | |
| Плотность при 20 о C, г/см 3 , не более | — | — | 0,91 | 1,015 | 0,931 | 1,015 | 0,944 | 1,015 |
Таблица 2. Максимальная плотность мазутов, кг/м 3
Применение мазутов
Основные потребители мазута – морской и речной флот, сфера ЖКХ, промышленность.
Сфера применения мазутов:
- как топливо для паровых котлов, всевозможных котельных установок и промышленных печей ( , например, );
- как сырье для производства , тяжелого моторного топлива для крейцкопфных дизелей и бункерного топлива;
- как сырье для производства моторных масел, кокса, битумов, смазочных масел.
Выход мазута по массе – около 50% от исходной нефти. Поскольку нефть нуждается во все большей глубине переработки, остаток ее в виде мазута также перерабатывают как можно полнее путем отгонки под вакуумом дистиллятов, выкипающих в пределах 350-500 град С. Из таких вакуумных дистиллятов получают моторные топлива, а их остатки используют для получения остаточных смазочных масел и гудрона, который далее перерабатывается на битум.
Мазут на рынке и экспорт из России
В 2009 — 2012 годы потребление мазута на российском рынке – примерно 11 миллион тонн в год. Мировые цены на мазут превышали внутренние более чем в 1,5 раза, поэтому экспорт мазута вырос на 13,9%. Так, средняя цена мазута в России в 2012 году была $355,8 за тонну, что ниже средней мировой цены на 77,4%. В 2009 г. доля мазута в структуре экспорта нефтепродуктов из России составляла 53% (63,85 млн т), в 2010 г. – 55% (72 млн т), а в 2011 г. Россия отгрузила на экспорт 53 миллиона тонн мазута.
- авиационные марки – Ф-5 и Ф-15
- топочные марки- М-40 и М-100
Мазут – это тяжелый нефтепродукт, обладающий относительно высокой плотностью. Эта величина непостоянна, поскольку она меняется в зависимости от смены температурных условий: повышение температуры практически пропорционально уменьшает относительную плотность мазута. При этом уменьшается и вязкость нефтепродукта, что в целом можно объяснить осуществлением процесса отделения влаги. Отсюда и возможность определения оптимальной температуры отстоя воды от топлива, поскольку при увеличении вязкости мазута отделение воды, обладающей меньшей плотностью, протекает более быстро.
Таблица плотности мазута
Как известно, существует 4 вида мазута:
Говоря о плотности продукта в каждом конкретном случае, нельзя назвать её неким показателем группового состава. Точнее будет считать её значением, определяющим возможность расслоения нефтепродукта, то есть его отделения от молекул воды, попадающих в мазут в момент пароподогрева топлива. Таблица плотности мазута показывает максимальное значение для каждой марки:
Прямая перегонка сырья позволяет получить мазут плотностью 880-950 кг/м3. Постепенное увеличение температуры (подогрев продукта) способствует уменьшению значения на величину 6 кг/м 3 при каждых 10 о С. Необходимо отметить, что более высокая плотность, а значит, и вязкость вещества будут означать меньшее процентное содержание молекул водорода. Следовательно, в более плотном мазуте содержание углерода, азота, кислорода и серы будет повышено. Всё это способно серьезно поменять эксплуатационные характеристики мазута, как топлива.
Почему для технологов так важен показатель плотности? Одна из основных проблем, которые приходится решать потребителям данного нефтепродукта – это его отстаивание от воды, которая попадает как при подогреве вещества (с использованием открытого пара), так и при транспортировке мазута на старых судах, страдающих водотечностью. Чтобы избавить сильно обводнённый материал от молекул воды применяется специальная технология отработки вещества при помощи специальных установок.
Для удобства проведения замеров плотность принято указывать при температуре вещества в 20°С. При этом данная величина является отношением физической плотности нефтепродукта к плотности воды, температура корой должна составлять 4°С. Числовое значение этого отношения для прямогонных мазутов всегда меньше 1. Для крекинг-мазутов (полученных путем разложения нефтяного продукта в специальной установке при t 450-550°С) это значение больше 1.
Если плотность нефтепродукта заметно меньше плотности воды, то готовое к эксплуатации вещество может полностью отстояться за 200 часов. Если же значение находится в пределах 0,98-1,01, это время значительно увеличивается. При этом показатель, равный 1,05, сделает отстой мазута от воды практически невозможным.
Вязкость . Кактехническая характеристика вязкость является важнейшим показателем качества мазута и положена в основу маркировки мазута. В соответствии с ГОСТ мазуты разделяются на легкие, средние и тяжелые топлива. К легким относятся флотские мазуты (Ф5 и Ф12), а средние и тяжелые мазуты являются топочными. Топочные мазуты в зависимости от их вязкости и других характеристик разделяются на марки: с государственным Знаком качества 40 В и 100 В и топочные 40 и 100. Мазуты марок 100 В и 100 являются тяжелыми.
Вязкость мазутов выражают в единицах кинематической вязкости (в сантистоксах – сСт) или в градусах условной вязкости (°ВУ), которая определяется как отношение времени истечения из вискозиметра Энглера типа ВУ 200 мл испытуемого нефтяного топлива (мазута) при стандартной температуре (для тяжелых мазутов – 80 °С) ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды при температуре 20 °С.
Значение этого отношения выражают числом условных градусов.
Для нормального транспорта по трубопроводам и тонкого распыливания мазута в механических форсунках необходимо поддерживать его вязкость на уровне 2-3,5 °ВУ.
Вязкость мазута сильно зависит от температуры. Изменение вязкости мазутов с температурой определяется присутствием в них углеводородов парафинового ряда. Для транспорта мазута по трубопроводам и нормальной работы мазутных насосов его температура должна поддерживаться около 60-70 °С.
Реологические свойства. При невысокой температуре (10 – 25 °С) сильно вязкий мазут обладает свойством налипать на стенки емкостей, труб, аппаратуры и прочно удерживаться на них тем большим слоем, чем ниже температура. Это явление определяется реологическим свойством мазута, т.е. способностью перестройки структуры углеводородных молекул с температурой. При нагреве мазута до 70 °С и выше он не налипает на стенки.
Плотность. Обычно пользуются относительной плотностью мазутов (плотностью по отношению к плотности воды при температуре 20 °С). Она составляет 20 = 0,99 ÷ 1,06. С повышением температуры относительная плотность мазутов уменьшается и может быть определена по формуле:
,
где t , 20 – относительная плотность мазута при определяемой температуре и температуре 20 °С.
-коэффициент объемного расширения топлива при нагреве на 1 °С; для мазута = (5,1 ÷ 5,3) 10 -4 .Зольность. При переработке нефти содержащиеся в ней минеральные примеси концентрируются в основном в тяжелых фракциях, главным образом в мазуте. Золовой остаток после сжигания мазута невелик и составляет на сухую массу не более 0,1 %. Особенностью золы мазута является наличие в ней ванадия, содержание которого может достигать 50 % и более.
Влажность. Содержание воды в мазуте не превосходит норм, предусмотренных ГОСТ, и обычно составляет 1 – 3 %. Значительное его обводнение (до 10 – 15 %) может происходить в процессе разогрева мазута перед сливом из цистерн за счет конденсации пара низкого давления. Влага в небольшом количестве способствует распылу мазута и улучшает характеристики воспламенения. При повышенном содержании влаги растет опасность коррозионных процессов в конвективных поверхностях нагрева и увеличиваются потери теплоты с продуктами сгорания.
Сернистость. Нефть и твердое топливо содержат серу в виде сложных серосодержащих соединений. При переработке нефти подавляющая часть сернистых соединений (70 – 90 %) концентрируется в высококипящих фракциях, составляющих основную часть мазута. В процессе сжигания мазута и твердого топлива сера окисляется до SO 2 и небольшая ее часть при избытке кислорода в зоне горения образует полный окисел SO 3 , создающий коррозионную среду для низкотемпературных поверхностей нагрева. Количество серы в мазуте (S P = 0,5 ÷ 3,5 %) находится на уровне твердого топлива, но коррозионная опасность газовой среды после сжигания мазута в несколько раз выше. Это определяется тем, что твердое топливо содержит в золе компоненты, обладающие способностью нейтрализации кислых сред.
Мазут всех марок по содержанию серы делят: на малосернистый – содержание серы не более 0,5 %; сернистый – 0,6 ÷ 1,0 %; высокосернистый – 1,1 ÷ 3,5 %.
Температура застывания. Согласно ГОСТ за температуру застывания принимают температуру нефтепродукта, при которой он загустевает настолько, что в пробирке при ее наклоне под углом 45 °С остается неподвижным в течение 1 мин. Высокой температурой застывания (25-35 °С) характеризуются высокосернистые мазуты с большим содержанием парафинов (марок М-100 и М-100 В). Температура застывания оказывает непосредственное влияние на выбор технологической схемы хранения мазута и его транспорта.
Температура вспышки. За температуру вспышки принимают температуру, при которой пары мазута в смеси с воздухом вспыхивают при контакте с открытым пламенем. Мазут, сжигаемый на электрических станциях, имеет температуру вспышки 90 – 140 °С, у парафинистых мазутов она может снизиться до 60 °С, у сырой нефти составляет 20-40 °С. Во избежание пожара температура подогрева мазута в открытых системах должна быть ниже температуры вспышки и не выше 95 °С во избежание вскипания влаги, находящейся в толще мазута.
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
