Topný olej. Oblasti použití

Topný olej je pro ekonomiku stále nepostradatelným ropným produktem

topný olej je hustá tmavě hnědá kapalina, směs těžkých zbytků po destilaci benzínu, petroleje a plynového oleje (odpařující při teplotě nižší než 350-360 °C) z ropy nebo jejích vedlejších produktů.
Také topný olej lze získat z uhlí a ropných břidlic, ale je výhodné používat takové druhy topného oleje pouze v místě výroby, takže se nevyrábí ve velkých objemech.

Vlastnosti topného oleje

Topný olej je v podstatě směsí uhlovodíků (o molekulové hmotnosti 400-1000), ropných pryskyřic (molekulární hmotnost 500-3000), karbenů, karboidů, asfaltenů a organických sloučenin obsahujících kovy (jako je V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca). Fyzikální a chemické vlastnosti konkrétního vzorku topného oleje závisí na kvalitě konkrétní šarže surovin dodané do závodu (vysokosirný nebo parafinový olej), způsobu zpracování, složení a podmínkách skladování.

Chemické složení topných olejů: uhlík, vodík, kyslík, dusík, síra a popel. Ve složení viskózních topných olejů - až 88,5% uhlíku, až 11,5% vodíku, stejně jako zvýšené procento síry a dusíku. Ve složení topných olejů s nízkou viskozitou je podíl uhlíku menší, což snižuje parametry, jako je viskozita a hustota.

Topný olej lze snadno rozlišit podle vzhledu

Topné oleje mají následující vlastnosti:

viskozita 8-80 mm?/s (při 100 stupních C)
hustota 0,89-1 g/cm? (při 20 stupních C),
bod tuhnutí 10-40 stupňů C,
obsah síry 0,5-3,5 %,
obsah popela do 0,3%,
nejnižší spalné teplo je 39,4-40,7 MJ / mol.

Hustota topného oleje

Tabulka 1. Hustota topných olejů při 20 stupních C

	Druhy topného oleje
	Námořní		nízký obsah síry		Síra		vysoký obsah síry
	F 5	F 12	M 40	M 100	M 40	M 100	M 40	M 100
Hustota při 20 o C, g/cm 3, ne více	—	—	0,91	1,015	0,931	1,015	0,944	1,015

Tabulka 2. Maximální hustota topných olejů, kg / m 3

Použití topných olejů

Hlavními spotřebiteli topného oleje jsou námořní a říční loďstvo, bytové a komunální služby a průmysl.
Rozsah topného oleje:

jako palivo pro parní kotle, všechny druhy kotelen a průmyslových pecí (například);
jako surovina pro výrobu těžkého motorového paliva pro dieselové motory s příčnou hlavou a palivo pro zásobníky;
jako surovina pro výrobu motorových olejů, koksu, bitumenu, mazacích olejů.

Hmotnostní produkce topného oleje je asi 50 % původního oleje. Vzhledem k tomu, že ropa potřebuje stále větší hloubku zpracování, je její zbytek ve formě topného oleje také co nejúplněji zpracováván vakuovou destilací destilátů vroucích v rozmezí 350-500 stupňů C. Z takových vakuových destilátů se získávají motorová paliva, z jejichž zbytků se získávají zbytkové mazací oleje a dehty, které se dále zpracovávají na asfalt.

Topný olej na trhu a export z Ruska

V letech 2009-2012 byla spotřeba topného oleje na ruském trhu přibližně 11 milionů tun ročně. Světové ceny topného oleje převýšily domácí ceny více než 1,5krát, takže vývoz topného oleje vzrostl o 13,9 %. Průměrná cena topného oleje v Rusku v roce 2012 tedy byla 355,8 USD za tunu, což je o 77,4 % méně než průměrná světová cena. V roce 2009 byl podíl topného oleje ve struktuře exportu ropných produktů z Ruska 53 % (63,85 mil. tun), v roce 2010 - 55 % (72 mil. tun) a v roce 2011 Rusko expedovalo 53 mil. tun topného oleje na export.

topný olej je tekutý produkt tmavě hnědé barvy. Je to zbytek po uvolnění ropy a jejích derivátů: benzínu, petroleje, různých pryskyřic, vyvařených při teplotě +360 0 C a vyšší. Složení topného oleje zahrnuje ropné pryskyřice s molekulovou hmotností 500–3000 g/mol a více. Dále existují uhlovodíky s molekulovou hmotností 400 až 1000 g/mol, karben, karboid, asfalten a organické sloučeniny obsahující kovy V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca.

Indikátory palivového oleje

Fyzikálně-chemické parametry topného oleje přímo závisí na několika faktorech. Obrovskou roli hrají látky obsažené v počátečním složení ropy, stejně jako různé destilační frakce. V důsledku toho je topný olej charakterizován následujícími parametry: úroveň hustoty při +20 0 С je 0,89–1 g/cm. Úroveň hustoty topného oleje, stejně jako úroveň hustoty jakékoli jiné látky, se mění v závislosti na tlaku, teplotě vzduchu a v otevřeném prostoru - také na směru větru (i lidské tělo se mění podle těchto faktorů).

Významným ukazatelem je hladina viskozity, proto je při +100 0 С 8–80 mm/s, obsah síry 0,5–3,5 %, obsah popela maximálně 0,3 %, bod tuhnutí od +10 0 С do 4 0 С a spodní práh výhřevnosti od M39.4 do M39.4

Hlavním účelem topného oleje je jeho použití v kotelnách, v různých parních kotlích a průmyslových pecích. Používá se jako palivo, palivo a také jako výchozí materiál pro výrobu lodního topného oleje, paliva pro zásobníky a těžkého motorového paliva pro dieselové elektrárny s příčnou hlavou. Na základě množství výchozího oleje je výtěžek topného oleje 50 % hmotnostních. Vzhledem k potřebě prohloubit proces rafinace ropy je topný olej podroben dalšímu zpracování vakuovou destilací destilátorů vroucích při teplotě v rozmezí od +350 0 С do 500 0 С.

Vakuové destilátory slouží jako hlavní výchozí materiál pro výrobu různých mazacích olejů, motorových paliv a paliv. Výroba probíhá pomocí katalytického krakování. Někdy se také používá hydrokrakování. Zbytek topného oleje zbývající v procesu vakuové destilace lze použít k recyklaci, nebo lze na základě tohoto zbytku vyrobit dehet. Ukazuje se jakýsi nepřetržitý dopravníkový řetězec recyklace. Dehet se totiž následně zpracovává na bitumen, který je nejoblíbenějším materiálem pro střešní krytiny a jejich opravy. Hlavními spotřebiteli topného oleje jsou průmysl, obyvatelé výškových i soukromých domů a samozřejmě námořnictvo.

Vlastnosti topného oleje

Lodní topný olej, získaný smícháním zbytkových ropných produktů a zejména topného oleje, dehtu, těžkých plynových olejů ze sekundárních procesů, jakož i primární a sekundární nafty, na rozdíl od protějšku z pece, má nižší úroveň viskozity, obsahu popela, bodu tuhnutí a výhřevnosti. Hlavním účelem lodního topného oleje je použití jako paliva pro lodní kotle, jakož i pro nízko a středně otáčkové dieselové elektrárny a jednotky plynových turbín. V současnosti je nejrozšířenější značkou topného oleje M-100, který se přidáním motorové nafty promění ve značku M-40. Topný olej značky M - 200 se vyznačuje vysokou úrovní viskozity, což ztěžuje použití. Topný olej pro pece, získaný vakuovou a atmosférickou destilací s přídavkem frakcí těžkého plynového oleje, se používá jako palivo pro zpracovatelská zařízení a stacionární kotle.

Hlavním účelem topného oleje (včetně třídy M-100) je použití jako kotelního paliva. Kromě toho je tento typ paliva široce používán jako palivo pro lodní pohonné jednotky, stejně jako topné systémy pro různé účely. Pro topné systémy v současné době existují 2 typy topného oleje, které se liší jak složením, tak úrovní viskozity, M-100 a M-40, mezi nimiž je topný olej značky M-100 nejžádanější. Kromě paliva se topný olej používá jako výchozí nebo doplňkový materiál při výrobě mnoha druhů výrobků, a to zejména: koksu, bitumenu, motorových a mazacích olejů a dalších.

Suroviny pro výrobu

Výchozí surovinou pro výrobu topného oleje mohou být jak ropné produkty, tak uhlí a roponosná břidlice. Zde je však třeba vzít v úvahu, že tyto typy topných olejů jsou určeny k použití přímo v místech výroby a nevyrábějí se tedy v průmyslovém množství. Složení topného oleje zahrnuje velké množství různých složek. Jsou mezi nimi ropné pryskyřice, uhlovodíky s molekulovou hmotností 400–1000 g/mol, dále karbeny a některé sloučeniny organického původu. Všechny druhy topných olejů, které dnes existují, mají tmavě hnědou barvu a tekutou konzistenci.

Druhy topného oleje:

přímý běh;
praskání;
Námořní;
Pec;
Topný olej pro domácnost.

Pomocí oleje různého složení je možné získat topný olej s různými fyzikálními a chemickými vlastnostmi, jejichž kvalita přímo závisí na obsahu síry v jeho složení, jakož i na úrovni hustoty a viskozity. Úroveň hustoty topného oleje se určuje pouze při teplotě vzduchu ne nižší než +20 0 С s povinnou podmínkou, že hustota materiálu by měla být 0,89–1 g/cm 3 .

Zpracování topného oleje

V posledních letech odborníci zaznamenali výrazné snížení zásob přírodních zdrojů planety, což způsobuje naléhavou potřebu co nejracionálnějšího využívání nejen hlavních přírodních zdrojů, ale také důkladnějšího a efektivnějšího zpracování jejich odpadu s cílem maximalizovat těžbu užitečných látek. Toto ustanovení se vztahuje i na ropný průmysl, protože výrazné snížení počtu ložisek přírodních uhlovodíkových typů surovin vyžaduje, aby zpracování topného oleje a jiných ropných zbytků bylo důkladnější a efektivnější. Nejefektivnější zpracování topného oleje by mělo vést k výraznému snížení výroby kotlových paliv, protože topný olej bude ve větší míře využíván pro výrobu motorových paliv.

Zpracování topného oleje pro výrobu olejů zahrnuje tři pracovní fáze:

Výroba různých ropných frakcí v procesu zpracování topného oleje;
Výroba hlavních ropných složek ze získaných ropných frakcí;
Míchání olejových frakcí s použitím různých přísad slučováním.

Klasifikace oleje podle vhodnosti při výrobě olejů

U ropy a topného oleje existuje několik kategorií, které mají individuální index, podle kterého je možné určit vhodnost jakéhokoli druhu suroviny pro výrobu ropy a také stanovit olejový kód. Kód přiřazený každé kategorii oleje vám umožňuje určit její třídu, stejně jako úroveň síry a ropných frakcí v ní. Podskupina oleje se určuje podle úrovně viskozity olejových frakcí, zatímco druh oleje se určuje podle úrovně obsahu parafínu v jeho složení.

Rafinace topného oleje k výrobě ropy

Proces zpracování topného oleje na výrobu oleje začíná vakuovou destilací, jejímž výsledkem je výroba dehtu a tří typů ropných frakcí a zejména olejového destilátu s nízkými viskozitními vlastnostmi, analogu s vysokoviskózními vlastnostmi a široké ropné frakce. Dehet se poté podrobí propanovému odasfaltování, aby se extrahovaly zbývající ropné frakce a asfalt. Následně jsou všechny olejové frakce podrobeny procesu selektivního čištění, jehož výsledkem je extrahování extraktů a vyčištěné frakce jsou podrobeny procesu odparafínování. V konečné fázi se olejové frakce podrobí následné úpravě, refrakcionaci a smíchání s přidáním různých nečistot do kompozice.

Topný olej je jedním z produktů rafinace ropy. V důsledku destilace ropy, benzínu, petroleje a plynového oleje (motorová nafta a různá maziva) se z ní oddělují a odstraňují frakce. Nejtěžší a nejvíce nerafinovanou frakcí při rafinaci ropy je kapalný topný olej. Pouze dehet je v řetězci destilovaných frakcí těžší než topný olej.

Složení topného oleje

Chemicky mezi topné oleje patří:

uhlík, vodík, dusík, síra v různých procentech;
makromolekulární složky, jako jsou asfalteny, karboidy, karbeny;
kovové nečistoty jako železo, mangan, nikl, vápník, sodík.

Vlastnosti a obsah konkrétního topného oleje závisí na ropném poli, ze kterého surovina pochází, způsobu zpracování a kompaundování (technologické míchání oleje různé kvality).

Druhy topných olejů

V současné době si průmysl osvojil výrobu dvou druhů topného oleje: pec (od slova "pec") a námořní. Jak název napovídá, první se používají jako topné a kotelní palivo, druhé jako palivo pro lodní elektrárny.

Vlastnosti topného oleje

Topný olej je hnědočerná olejovitá hořlavá hmota získaná jako výsledek rafinace ropy.

Teplota topného oleje do značné míry ovlivňuje tekutost, plasticitu a viskozitu topného oleje. V důsledku toho vyžaduje přeprava a skladování dodržování teplotních podmínek. V praxi při přepravě hmota vyžaduje zahřátí na teploty 80-120 stupňů Celsia, v závislosti na typu.

Topný olej má vysoké znečišťující vlastnosti. Znečištění pokožky nebo vlasů je obtížné odstranit. Když se dostane na zem, topný olej se prakticky roky nevymývá a pro sanaci hliněných krytů je nutná jejich kompletní výměna.
Ropa plave. Znečištění vodních ploch vede k ekologickým katastrofám, hromadnému úhynu flóry a fauny. Voda kontaminovaná ropou je nevyhnutelným odpadním produktem při provozu každé lodi, jejíž motor běží na lodní topný olej. Vypouštění vody kontaminované olejem přes palubu je přísně zakázáno. Moderní prostředky monitorování mořského prostředí umožňují nevyhnutelně odhalit dobrovolné či nedobrovolné znečištění nejen v přístavech či pobřežních vodách, ale i na otevřeném oceánu. Sankce za nedodržování ekologických norem dopravními zařízeními jsou velmi vysoké.

Páry topného oleje jsou toxické. Práce s topným olejem vyžaduje používání osobních ochranných prostředků pro oči, pokožku, zejména dýchací ústrojí.

Při spalování topného oleje na volném prostranství se uvolňuje značné množství černých sazí, které poškozují životní prostředí a jsou pro člověka toxické. Saze nesou zbytky uhlovodíků a všech kovových inkluzí, které nevstoupily do procesu spalování.

Navzdory vyjmenovaným negativním vlastnostem topného oleje a nebezpečím spojeným s jeho používáním je pro svou nízkou cenu používán v naprosté většině lodních elektráren.

Bod varu topného oleje se v závislosti na značce liší, ale od 430 stupňů Celsia vaří téměř jakýkoli topný olej bez ohledu na značku.
Důležitou charakteristikou je bod tuhnutí. To do značné míry definuje značku.

V závislosti na chemických a fyzikálních vlastnostech se topné oleje dělí na třídy. Hlavní ukazatele:

Podmíněná viskozita topného oleje
Obsah popela
Podíl mechanických nečistot
Procento vody
Obsah kyselin a zásad
Obsah síry
Bod vzplanutí topného oleje
bod tuhnutí
Hustota topného oleje
Spalné teplo

Topné oleje jsou klasifikovány jako nízkorizikové chemikálie čtvrté třídy. Navzdory tomu je teplota spalování topného oleje v peci asi 1800 stupňů.

Druhy topného oleje

Topný olej M-100

Nejběžnější značka topného oleje, nejlevnější a nejžádanější.

Čísla v označení značky odrážejí vypočítanou viskozitu topných olejů při určitých teplotách.

Přeprava topných olejů je prováděna specializovanými železničními cisternovými vozy nebo speciálními vozidly - bitumenovými nosiči. Na přání zákazníka je možné rozbalit do sudů pro přepravu, což je výhodné pro jednorázové nebo drobné potřeby.

Topný olej M-40

Na rozdíl od značky M-100 má topný olej značky M-40 výrazně vyšší spotřebitelské vlastnosti. Recept na jeho přípravu zahrnuje přidání frakcí nafty, což výrazně zvyšuje viskozitu produktu.

Velká, ve srovnání s M-100, tekutost umožňuje přepravu topného oleje této značky bez dodatečného ohřevu při teplotách až do plus 10 stupňů, zatímco značka M-100 zamrzne již při plus 25 stupních.

Kromě toho má M-40 výrazně nižší bod vzplanutí, který je velmi kritický v řadě technologických procesů.

Námořní topný olej F-12

Topný olej pro pece je hovorově označován jako těžké palivo, námořní topný olej.

Námořní topné oleje se připravují s povinným přidáním motorové nafty.

Charakteristickým znakem námořních a topných olejů je požadavek na nízký bod tuhnutí. U značky F-12 je to minus 8 stupňů Celsia.

Druhým povinným požadavkem pro lodní topné oleje je nízký obsah popela. Tento parametr odráží procento odpadu po použití paliva. S moderními požadavky na ochranu životního prostředí je vypouštění spalin do otevřeného moře zakázáno a možnosti likvidace jsou omezeny objemem skladovacích zařízení lodí. Obsah popela topného oleje značky F-12 není větší než desetina procenta, hodnota je nesrovnatelná s parametry obsahu popela topných olejů.

Námořní topné oleje jsou náročné na nízký obsah síry. U F-12 by procento jeho obsahu nemělo překročit jednu.

Námořní topný olej F-5

Technické vlastnosti topného oleje F-5 jsou ve srovnání s F-12 poněkud podhodnoceny. Jedná se o hrubší palivo.

Bod tuhnutí je -5 stupňů Celsia.
Povolen je obsah síry do dvou procent.
Požadavek na obsah popela není větší než jedna desetina procenta.

Aplikace topného oleje

Chemické vlastnosti topného oleje jsou regulovány GOST 10585-99
Topné oleje M-100 jsou široce používány jako palivo pro kotelny, průmyslové pece a kombinované teplárny a elektrárny.

Topný olej M-40 se jako všestrannější produkt kromě spalování v kotelnách používá v dopravních a technologických instalacích.

Hlavním místem pro použití lodního topného oleje F-5 je napájení elektráren lodí námořní a říční flotily. Používá se především při dálkových přeplavbách oceánu, kde jsou požadavky na manévrování minimální.

Použití topného oleje značky F-12 je omezeno poměrně vysokou cenou. Jeho spotřebitelem je především námořnictvo a velké vládní agentury.

Využití ropy a jejích rafinovaných produktů pro výrobu elektřiny se odhaduje na pět procent světové výroby elektřiny.

Mazací oleje a dehet se získávají ze zbytkových frakcí destilace topného oleje. Dehet se zpracovává na bitumen, který je široce používán v bytové a silniční výstavbě.

U nás je topný olej z hlediska exportu (v peněžním vyjádření) na čtvrtém místě po ropě, plynu a motorové naftě.

Při výrobě mnoha produktů, jako jsou motorové oleje, koks, bitumen, mazací oleje atd., se používá topný olej. Kromě toho se topný olej používá také jako kotlové palivo.

Topný olej je ropný produkt, ale lze jej vyrábět i z černého uhlí, stejně jako živičné břidlice, nicméně takové varianty topného oleje jsou určeny pro spotřebu v místě výroby, a proto se nevyrábějí ve velkém.

Topný olej je směsí velkého množství různých složek, mezi nimiž jsou některé organické sloučeniny, ropné pryskyřice, karbeny, uhlovodíky s molekulovou hmotností 400-1000 g/mol. Konzistence topného oleje je kapalná a barva je tmavě hnědá.

V současné době jsou známy následující typy topného oleje: topný olej, primární, krakovaný topný olej, lodní, topné palivo pro domácnost.

Topný olej je zbytkem primární destilace ropy a lze jej použít jako kotlové palivo – lehký topný olej (nad 330? C), i jako surovinu, následně zpracovat na ropné frakce na dehet, který se používá při výrobě olejů – těžký topný olej (nad 360? C).

Kromě toho, pokud se dříve topný olej používal jako surovina pro jednotky tepelného krakování, dnes se používá také jako surovina pro jednotky hydrokrakování a katalytického krakování.

Použitím různého složení a fyzikálních a chemických vlastností výchozího materiálu je možné získat topný olej s různými vlastnostmi. V závislosti na hustotě, viskozitě a obsahu síry topného oleje se posuzuje jeho kvalita. Hustota topného oleje se stanovuje při teplotě 20 °C a měla by být 0,89 - 1 gram na centimetr krychlový.

Neméně důležitým parametrem pro posouzení kvality je bod tuhnutí, který se pohybuje od 10 do 50 °C, ale výjimkou je lodní topný olej, u kterého se tato teplota pohybuje od minus 5 do minus 10 °C. Viskozita topného oleje by se měla pohybovat v rozmezí 8-80 mm2/s a měří se při teplotě 100°C.

Dnes se zpracovává velké množství topných olejů a v důsledku zpracování se získávají destilační maziva a motorová paliva. Navzdory skutečnosti, že topný olej se používá v mnoha průmyslových odvětvích, jeho hlavními spotřebiteli jsou průmyslové podniky, stejně jako bydlení a komunální služby.

Topný olej se používá v motorech námořních plavidel a dieselových lokomotiv, ale nejvíce se používá jako palivo pro parní kotle, průmyslové pece a kotelny.

Vrchol spotřeby topného oleje spadá do zimní sezóny, to však neznamená, že by po něm ve zbytku roku nebyla poptávka.

V moderní době je nejoblíbenějším topným olejem M-100.

1. Rozsah topného oleje

2. Fyzikální a chemické vlastnosti topného oleje

3. Způsoby výroby topného oleje a vlastnosti zvoleného způsobu

4. Popis výrobního schématu

Část 1. Informace o topném oleji.

Olej je kapalný produkt tmavě hnědé barvy, zbytek po oddělení benzinu, petroleje a frakcí plynového oleje z ropy nebo produktů jejího druhotného zpracování.

Olej je směs uhlovodíků, ropných pryskyřic, asfaltenů, uhlíků, karboidů a organických sloučenin obsahujících kovy (V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca). Vlastnosti topného oleje závisí na chemickém složení původního oleje a stupni destilace destilátových frakcí. Hlavními spotřebiteli topného oleje jsou průmysl a bydlení a komunální služby.

Topný olej je druh ropného paliva získaného z těžkých zbytků ze zpracování ropy, uhlí a ropných břidlic.

Informace o topném oleji

Používá se jako kotlové palivo v energetice, lodní dopravě a průmyslu.

Topné oleje pro pece se liší v následujících ukazatelích:

Viskozitní index (čerpatelnost, stříkání v peci)

bod tuhnutí

Obsah popela (usazeniny popela na kotlích)

Hustota

Bod vzplanutí (nebezpečí požáru).

1. Topný olej s nízkým obsahem síry

Aby se snížila viskozita, topný olej se před spalováním zahřeje a navíc se v peci turbolizuje živou párou.

Ruská rafinace ropy produkuje následující třídy topného oleje (GOST 10585-99):

Nejrozšířenější značkou je M-100, lze z ní získat topný olej M-40 přidáním motorové nafty. M-200 je velmi viskózní, takže jeho použití způsobuje řadu potíží.

Topný olej se používá pro stacionární kotle a zpracovatelské závody. Vyrábí se na bázi atmosférických a vakuových destilačních zbytků s přídavkem frakcí těžkého plynového oleje.

Jako kotlové palivo se používá topný olej včetně jeho značky M100. Tento typ paliva je široce používán jako palivo pro některé lodní motory a pro topné systémy pro různé účely. Existují dva typy topného oleje pro topné systémy: třída M-40 a třída M-100. Hlavní rozdíly mezi těmito odrůdami jsou jejich viskozita a složení. Topný olej značky M-100 je nejžádanější.

Při výrobě mnoha produktů, jako jsou motorové oleje, koks, bitumen, mazací oleje atd., se používá topný olej. Kromě toho se topný olej používá také jako kotlové palivo.

V současné době jsou známy následující typy topného oleje: topný olej, primární, krakovaný topný olej, lodní, topné palivo pro domácnost.

2. Topný olej M100

Topný olej se používá v motorech námořních plavidel a dieselových lokomotiv, ale nejvíce se používá jako palivo pro parní kotle, průmyslové pece a kotelny.

Vrchol spotřeby topného oleje spadá do zimní sezóny, to však neznamená, že by po něm ve zbytku roku nebyla poptávka.

Základní požadavky na fyzikální a chemické vlastnosti.

Podívejme se na hlavní fyzikální a chemické vlastnosti kotlových paliv. Viskozita je hlavním ukazatelem obsaženým v označení značky. Viskozita je určena:

atomizace paliva (tj. úplnost jeho spalování);

podmínky pro nakládku a vykládku během přepravy paliva;

· Schéma palivových systémů u spotřebitele (ohřev, čerpání, hydraulický odpor při dopravě paliva potrubím, účinnost vstřikovačů).

Rychlost sedimentace mechanických nečistot při skladování a také schopnost paliva usazovat se z vody do značné míry závisí na viskozitě.

V USA se pro stanovení viskozity používá univerzální viskozimetr Saybolt (pro topné oleje s nízkou viskozitou) a Saybolt-Furol (pro topné oleje s vysokou viskozitou) a v Anglii - viskozimetr Redwood. Existuje vztah mezi hodnotami viskozity stanovenými v různých jednotkách. Řada specifikací uvádí experimentálně zjištěnou viskozitu převedenou na kinematickou.

V praxi se často používají křivky viskozita-teplota. Se stoupající teplotou se rozdíl ve viskozitě paliv výrazně zmenšuje.

U topných olejů, stejně jako u všech tmavých ropných produktů, je závislost viskozity na teplotě přibližně popsána Waltherovou rovnicí:

lglg(v*10-6 + 0,8) = A - B*lgT,

kde v - kinematická viskozita, mm2/s; A a B jsou koeficienty; T - absolutní teplota, K.

Viskozita není aditivní vlastností a při míchání různých kotlových paliv by měla být stanovena experimentálně.

Viskozitní standardy při 50 °C se pohybují od 5 do 12 °VU (36 a 89 mm2/s) a při 80 °С pro M-40 a M-100 - 8 a 16 °VU (59 a 118 mm2/s). Exportní paliva jsou nízkoviskózní a pro ně je povolena viskozita VU80 nejvýše 2-5 °VU.

Kotlová a těžká motorová paliva jsou strukturované systémy, proto je pro jejich charakterizaci nutné kromě newtonovské viskozity vzít v úvahu i reologické vlastnosti (smykové napětí a dynamickou viskozitu stanovenou na viskozimetru Reotest) pro jejich charakterizaci. Všechna zbytková paliva se vyznačují anomálií viskozity: po tepelném zpracování nebo mechanickém působení je znovu stanovená viskozita při stejné teplotě nižší než výchozí.

Mazut je druh ropného paliva používaného jako kotlové palivo při výrobě energie, lodní dopravě a průmyslu. Topný olej se používá jako kotlové palivo pro různé generátory tepla, jako hlavní zdroj tepelné energie v topných systémech, kotelnách. Jako kotlová paliva jsou klasifikovány topné oleje pro pece třídy 40 a 100. Specifikace topného oleje pro pece jsou normalizovány podle GOST 10585-99.

3. Zkušební protokol, topný olej

Palivo pro domácnost je určeno pro spalování v malokapacitních topných zařízeních umístěných přímo v obytných prostorech a dále ve středokapacitních zdrojích tepla používaných v zemědělství pro přípravu krmiv, obilí, sušení ovoce, konzervování a další účely.

Požadavky na jakost kotlových, těžkých motorových a lodních paliv, které stanoví podmínky pro jejich použití, jsou určeny takovými ukazateli jakosti, jako je viskozita, obsah síry, spalné teplo, body tuhnutí a vzplanutí, obsah vody, mechanické nečistoty a obsah popela.

Norma pro kotlové palivo - GOST 10585-99 zajišťuje výrobu jeho čtyř tříd: námořní topný olej F-5 a F-12, které jsou klasifikovány jako lehká paliva podle viskozity, topný olej třídy 40 - jako střední a třída 100 - těžké palivo. Čísla udávají přibližnou viskozitu příslušných tříd topných olejů při 50 °C.

Topný olej třídy 40 a 100 se vyrábí ze zbytků rafinace oleje. 8-15 % středních destilátových frakcí se přidává do topného oleje třídy 40 pro snížení bodu tuhnutí na 10 °C, frakce nafty se nepřidávají do topného oleje třídy 100. Lodní topné oleje jakosti F-5 a F-12 jsou určeny pro spalování v lodních elektrárnách. Ve srovnání s topnými oleji třídy 40 a 100 mají lepší vlastnosti: nižší viskozitu, obsah mechanických nečistot a vody, obsah popela a nižší bod tuhnutí.

Třída lodního topného oleje F-5 se získává smícháním produktů přímé destilace ropy: ve většině případů 60-70 % primárního topného oleje a 30-40 % motorové nafty s přídavkem činidla snižujícího bod tuhnutí. Je povoleno použít ve svém složení až 22% frakcí petroleje a plynového oleje sekundárních procesů, včetně lehkého plynového oleje katalytického a tepelného krakování. Námořní topný olej třídy F-12 se vyrábí v malých množstvích v jednotkách přímé destilace. Hlavní rozdíly mezi topným olejem F-12 a F-5 jsou přísnější požadavky na obsah síry (0,6 % oproti 2,0 %) a méně přísné požadavky na viskozitu při 50 °C (12 °VU proti 5 °VU).

Rozsah topného oleje

Topný olej (pravděpodobně z arabského mazkhulat - odpad), tmavě hnědý kapalný produkt, zbytek po oddělení benzinu, petroleje a frakcí plynového oleje z ropy nebo jejích produktů sekundárního zpracování, vroucí do 350-360 °C. Topný olej je směs uhlovodíků (s molekulovou hmotností 400 až 1000 g/mol), ropných mol (s molekulovou hmotností 500-3000 a více g/mol), asfaltenů, karbenů, karboidů a organických sloučenin obsahujících kovy (V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca).

Topné oleje se používají jako palivo pro parní kotle, kotelny a průmyslové pece. Výkon topného oleje je asi 50 % hmotnostních vztaženo na původní olej. V souvislosti s nutností prohloubit jeho další zpracování je topný olej ve stále větším měřítku podrobován dalšímu zpracování, destilací destilátů ve vakuu, varu v rozmezí 350-420, 350-460, 350-500 a 420-500 °C. Vakuové destiláty se používají jako suroviny pro výrobu motorových paliv a destilátových mazacích olejů. Zbytky z vakuové destilace topného oleje se využívají ke zpracování v tepelných krakovacích a koksovacích jednotkách, při výrobě zbytkových mazacích olejů a dehtů, které se následně zpracovávají na bitumen.

Hlavními spotřebiteli topného oleje jsou průmysl a bydlení a komunální služby. V roce 2005 Rusko vyvezlo 45,8 milionů tun topného oleje v hodnotě 10,2 miliardy USD.

Mazací oleje se získávají z topného oleje dodatečnou destilací pro mazání různých mechanismů. Destilace se provádí za sníženého tlaku, aby se snížil bod varu uhlovodíků a zabránilo se jejich rozkladu při zahřívání. Po destilaci topného oleje zůstane netěkavá tmavá hmota - dehet, který se používá k asfaltování ulic.

Těžký topný olej se používá jako procesní palivo v průmyslových podnicích, v podnicích zásobujících teplo, jakož i na lodích námořní a říční flotily.

Fyzikální a chemické vlastnosti topného oleje

Topný olej patří do skupiny zbytkových frakcí uhlovodíků získaných v procesu rafinace ropy. Vlastnosti topného oleje závisí na výchozích vlastnostech ropy a hloubce jejího zpracování v rafinériích. V topném oleji, jako konečném produktu rafinace ropy, se koncentruje balast - nehořlavá část, sestávající z minerální hmoty, vody. V procesech krakování ropy jsou lehké uhlovodíkové frakce, benzín, petrolej, motorová nafta ve větší míře nasyceny vodíkem obsaženým v ropě, proto obsah vodíku v topném oleji ve srovnání s ropou klesá, což vede ke snížení jeho výhřevnosti.

Snížení výhřevnosti topného oleje je způsobeno zvýšeným obsahem síry, dusíku, kyslíku, pryskyřic, asfaltenů, popela a mechanických nečistot v jeho složení.

Minerální hmota topného oleje obsahuje značné množství různých kovů, včetně vanadu. Vanad je koncentrován v ropných pryskyřicích, asfaltenech, které jsou také hlavními složkami obsahujícími síru. Oxidy vanadu způsobují jak nízkoteplotní, tak vysokoteplotní, při 600-700°C korozi kovů, vedoucí k destrukci topných ploch, těsnících ploch výfukových ventilů a lopatek plynových turbín.

Podle mezinárodních norem kvality by minerální hmota obsažená v topném oleji neměla překročit 0,1-0,3%, ale i přes svůj nízký obsah popel vznikající při spalování topného oleje, který se ukládá na topných plochách kotlových jednotek, výrazně snižuje přenos tepla ze spalin. Usazeniny popela na površích částí pístové skupiny vznětových motorů způsobují zrychlené opotřebení třecích ploch, znesnadňují odvod tepla do chladicího média.

Během přepravy a skladování v kontejnerech se kvalita topného oleje mění. V důsledku neustálé oxidace, polymerace, chemických reakcí se uhlovodíky topného oleje mění na pevné produkty, které se vysrážejí.

V chladném počasí, při ohřevu železničních cisteren ostrou párou, může obsah vody v topném oleji dosáhnout 10-15%. Při dalším skladování je topný olej navíc zaléván vzdušnou vlhkostí. Analýza kvality topného oleje skladovaného v nádržích na jednom z tankoven ukázala, že obsah vody ve vzorcích odebraných v úrovni 4-5 m ode dna dosahuje 5 % a ve spodních vrstvách -12 %.

Bunkrové společnosti ohřívají topný olej v nádržích na teplotu, při které je zajištěno čerpání a míchání topného oleje. Při nedostatečném ohřevu se usazování vody ve vysoce viskózním topném oleji s vysokou hustotou stává prakticky nemožným a s vysokou pravděpodobností lze předpokládat, že je spotřebitelům dodáván nadměrně zaplavený topný olej. Ke zhoršení kvality topného oleje může dojít i jeho míšením v tankovištích s topným olejem, u kterého z důvodu dlouhodobého skladování nevyhovují jakostní znaky normovým požadavkům. Zásobovací společnosti nakupují šarže paliva od různých dodavatelů a míchají je, přičemž dodržují pouze normy kvality pro viskozitu a berou se v úvahu jen málo dalších ukazatelů. Přitom vycházejí z mezinárodních norem kvality, které nezahrnují testování dekontaminace a stability paliva a neurčují vypočítaný uhlíkový aromatický index (CCAI), který má významný vliv na zápalnost paliva. S indexem CCAI vyšším než 850-890 se schopnost paliva vznítit se prudce zhoršuje.

To vede k náhodnému znečištění zplodinami spalování skupiny válec-píst, výfukovými ventily, plynovými turbodmychadly. Nespálené palivo se může hromadit ve výfukovém traktu plynu, což vede ke zvýšenému spalovacímu tlaku, klepání válců, explozím a požáru ve výfukovém traktu. Zvýšený obsah aromatických frakcí je nejvíce možný u paliv se sníženou viskozitou od 180 cSt do 220 cSt, získaných smícháním destilátových paliv s topným olejem o vysoké viskozitě. Míchání uhlovodíků různého přírodního původu, které mají nekompatibilní strukturní strukturu molekul, může vést k rychlé ztrátě stability paliva. Používání nestabilního paliva v elektrárnách způsobuje rychlé usazování ropných kalů v potrubí, ucpání filtrů a vede k náhodnému znečištění zplodinami spalování částí skupiny válec-píst a jednotek výfukové cesty plynů dieselových motorů.

Bunkrové společnosti přijímají opatření k zamezení dodávek nekvalitního paliva, ale jejich schopnost zlepšit kvalitu skladovaného topného oleje je omezená a jsou nuceny jej dodávat spotřebiteli ve stavu „tak jak je“. Každá operace míchání paliva proto nese nejistotu v kvalitě konečného produktu.

S přihlédnutím ke všem rizikovým faktorům by posádka lodi měla pro kontrolu kvality využít expresní laboratoř lodi, zapojit externí laboratoře tepelné techniky a přijmout další nezbytná opatření, aby zabránila přijetí nekvalitního paliva. Konečnou odpovědnost za následky používání nekvalitního paliva vždy nese správa lodi. Aby se předešlo negativním důsledkům, musí být lodní systém přípravy paliva vybaven účinnými technickými prostředky, které umožňují zlepšit jeho kvalitativní charakteristiky před spalováním topného oleje v elektrárnách.

Zlepšení fyzikálních a chemických vlastností topného oleje na lodích je dosaženo díky použití různých homogenizačních zařízení. Naše hydrodynamická zařízení se například již od roku 1985 úspěšně používají v palivových systémech lodních elektráren pro homogenizaci paliva, přípravu vysoce disperzní emulze voda-palivo.

Superlehký topný olej obsahuje 25-50 % stabilizovaného plynového kondenzátu s obsahem C1-C4 frakce v množství ne větším než 0,3-1,0 % a zbytek tvoří topný olej jakosti M100 a/nebo M40.

Fyzikálně-chemické vlastnosti topného oleje závisí na chemickém složení původního oleje a stupni destilace destilátových frakcí a jsou charakterizovány těmito údaji: viskozita 8-80 mm2/s (při 100 °C), hustota 0,89-1 g/cm3 (při 20 °C), bod tuhnutí 10-40 °C, žár do 5,3 % síry, obsah síry 5 %. 4-40,7 MJ / mol.

Hlavní charakteristiky topného oleje jsou: hustota, viskozita a bod tuhnutí

Způsoby výroby topného oleje a vlastnosti zvoleného způsobu

Olej připravený v ELOU je dodáván do primárních destilačních jednotek k separaci na destilační frakce a topný olej nebo dehet. Výsledné frakce a zbytek zpravidla nesplňují požadavky GOST pro komerční ropné produkty. Pro jejich zlepšení a prohloubení rafinace ropy se proto produkty získané na jednotkách atmosférické a atmosféricko-vakuové destilace používají jako suroviny pro sekundární (destruktivní) procesy v souladu s variantou rafinace ropy.

Technologie primární destilace ropy má řadu zásadních vlastností vyplývajících z povahy surovin a požadavků na výsledné produkty. Ropa jako surovina pro destilaci má následující vlastnosti: má kontinuální perlení, nízkou tepelnou stabilitu těžkých frakcí a zbytků obsahujících značné množství složitých málo těkavých a prakticky netěkavých pryskyřičných asfaltenů a sirných, dusíkatých a organokovových sloučenin, které prudce zhoršují výkonnostní vlastnosti ropných produktů a brání jejich následnému zpracování.

Protože teplota tepelné stability těžkých frakcí přibližně odpovídá teplotní hranici dělení oleje mezi motorovou naftu a topný olej podle křivky ITC, primární destilace oleje na topný olej se obvykle provádí za atmosférického tlaku a destilace topného oleje se provádí ve vakuu. Volba teplotní hranice separace oleje při atmosférickém tlaku mezi motorovou naftou a topným olejem je dána nejen tepelnou stabilitou těžkých ropných frakcí, ale také technickými a ekonomickými ukazateli separačního procesu jako celku.

V některých případech je teplotní limit dělení oleje určen požadavky na kvalitu zbytku. Takže při destilaci oleje s výrobou kotlového paliva překročí teplotní limit dělení cca 300 0C, tzn. asi polovina frakce motorové nafty se odebírá s topným olejem, aby se získalo palivo pro kotle s nízkou viskozitou.

Tato možnost však v současné době není hlavní. V posledních letech se za účelem rozšíření zdrojů motorové nafty, jakož i suroviny pro katalytické krakování - nejdůležitější a zvládnutý proces prohlubující rafinaci ropy - v jednotkách atmosférické a atmosférické vakuové destilace (AT a AVT) provádí stále hlubší výběr naftové frakce, respektive vakuového plynového oleje. K získání kotlového paliva o dané viskozitě se používá proces visbreakingu těžkého zbytku vakuové destilace.

Otázka zdůvodnění a volby teplotní hranice dělení ropy tedy závisí na možnostech technologických schémat destilace ropy a topného oleje a možnostech rafinace ropy obecně.

Obvykle se destilace ropy a topného oleje provádí za atmosférického tlaku a ve vakuu při maximální (bez krakování) teplotě ohřevu suroviny se stripováním lehkých frakcí parou. Složité složení destilačních zbytků vyžaduje také organizaci jasného oddělení destilátových frakcí z nich, včetně vysoce účinné separace fází při jediném odpaření surovin. K tomu jsou instalovány přepážkové prvky, které umožňují zabránit strhávání kapek proudem páry.

Popis výrobního schématu

Na konci 40. let měly jednotky AVT kapacitu 500-600 tisíc tun/rok. Brzy se ukázalo, že tyto kapacity nestačí pokrýt rostoucí poptávku po ropných produktech. Počínaje rokem 1950 se začala zrychleným tempem budovat zařízení AVT, fungující podle schématu dvojitého odpařování, s kapacitou 1, 1,5 a 2 miliony tun / rok.

Teplota a tlak v zařízeních instalace jsou uvedeny níže:

Teplota 0С:

ohřev oleje ve výměnících 200–230

ohřev stripované ropy v trubkových pecích 330–360

páry opouštějící vrchní kolonu 120–140

ve spodní části sloupce polevy 240–260

páry opouštějící hlavní kolonu 120–130

ve spodní části hlavního sloupce Tlak, MPa:

ve sloupci polevy 0,4–0,5

v hlavním sloupci 0,15–0,20

Ve sloupcích se vytvářejí různé tlaky. Jak je známo, tlak v koloně je určen frakčním složením hlavové frakce a v konečném důsledku zbytkovým tlakem nasycených par kapaliny po kondenzaci hlavových par a jejich separaci v nádobě (odlučovač plynu).

V K-1 se lehká (hlavní) benzinová frakce, j.n., odebírá v plynné fázi. - 62 0C nebo n.c. - 85 0C a v K-2 - těžká benzinová frakce, vroucí nad 62 0C nebo 85 0C, proto je tlak v K-1 vyšší než v K-2 (0,4-0,5 MPa oproti 0,15-0,20 MPa). To je způsobeno potřebou udržovat frakce v kapalné fázi po kondenzaci par při konečné chladící teplotě 30-35 0C. U lehčí frakce je však úplná kondenzace obtížná. Úplnější kondenzace je dosaženo použitím dodatečného vodního chlazení (za vzduchem). Zároveň je možné plněji kondenzovat lehké benzinové frakce (to je důležité zejména v létě a v horkém klimatu).

Prameny

Wikipedia – The Free Encyclopedia, WikiPedia

altexp.ru - Altex plus

eurobitum.ru – Eurobitum

aex.com.ua – Automatické přesměrování

Glagoleva, O.F. Technologie rafinace ropy. První část. Primární zpracování ropy / O.F. Glagoleva; Ed. V.M. Kapustina, E.A. Chernysheva.– M.: Chemistry, KolosS, 2005.–400 s.

Rudin, M.G. Kapesní průvodce ropného rafinéra [Text] / M. G. Rudin; - L.: Chemistry, 1989. - 464 s.

diseltoplivo.ru Motorová nafta

revolution.allbest.ru Abstrakt

ko4egar.ru Stoker

blackgold.com.ua černé zlato

en.wikipedia.org Wikipedie, bezplatná encyklopedie