Высоковязкий продукт что это
Что такое высоковязкое топливо, как производят и где применяют
Прежде чем добытые углеводороды превратятся в какое-либо топливо, они должны пройти не один сложный технологический процесс. Статья посвящена высоковязкому топливу, которое получают в результате прямой перегонки нефти из самых тяжелых фракций – мазута с добавлением более легких фракций, а также современных топливных добавок, улучшающих эксплуатационные качества горючего. Высоковязкое топливо относят к дизельным видам горючего.
Фракционный и химический состав топлива высокой вязкости
Высоковязкое топливо в колбе
Разработка и внедрение современных дизельных двигателей потребовала нового подхода к качеству нефтепродуктов и топлива. Совершенствование технологий получения новых топливных смесей высокой вязкости стимулирует нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) выпускать топливо высокой вязкости запатентованное на международном рынке нефтепродуктов. В обязательном порядке регламентируется содержание серы, которое должно соответствовать Евростандарту.
В зависимости от выхода фракций топливо высокой вязкости различают по видам:
Выпускаются следующие марки высоковязкого топлива:
Фракционный состав топлив по-разному влияет на работу двигателей. Так, чрезмерное повышение облегчения фракционного состава может привести к повышению жесткости работы двигателя. Примерный фракционный состав смесей высоковязкого топлива: смесь олефинов, нафтенов, парафинов, асфальтенов, смол и др.
Характеристики
Согласно ГОСТам и ТУ 38-1011314-2001 топливо высоковязкое должны производить из фракций нефтяных остатков прямой перегонки с добавлением остатков вторичной перегонки.
Важнейшими характеристиками является вязкость, плотность, температура воспламенения (цетановое число). От этих параметров зависит равномерность подачи топлива, распределение его в камере сгорания. Чтобы обеспечить бесперебойное поступление в камеру, механик обязательно учитывает эти параметры и их изменение от температуры. Плотность топлива зависит от компонентного состава и влияет на коксуемость и зольность.
Внимание! При цетановом числе больше 60 снижается полнота сгорания топлива, возникает дымность выхлопных газов и увеличивается расход топлива.
Способы получения
Судовое топливо высокой вязкости получают смешением продуктов прямой переработки нефти и продуктов вторичной переработки. Композиционный состав такого топлива часто запатентован. На Новокуйбышевском нефтеперерабатывающем заводе изобретен композиционный состав топлива судового высокой вязкости.
Процесс нефтепереработки
Вначале добытая нефть проходит процесс очистки от нефтяного газа, воды и механических примесей первичная сепарация. На нефтеперерабатывающих заводах проходит дополнительная очистка от механических примесей и газов, от растворенных легких углеводородов (фракции С1–С4) и обезвоживание на электрообессоливающих установках.
Далее атмосферная перегонка при атмосферном давлении– процесс ректификации. Нефть сначала нагревают до температуры 380 °С. В ректификационной башне легкие пары составляющей нефти устремляются вверх, а тяжелые опускаются вниз. Далее пары проходят сложный процесс разделения на фракции по температуре кипения и испарения. Разделяют на две фракции – легкую и тяжелую. Остаток атмосферной перегонки мазут, который и является основой для производства топлива высокой вязкости. Топливо высокой вязкости по физическим и химическим свойствам приближается к моторным топливам ДТ и МД, также к флотским мазутам Ф 5 и Ф 12.
Все полученные фракции отправляются на вторичную переработку.
Область применения
Использованием разных видов топлива потребитель решает две проблемы: прежде всего, экономии (топливо высокой вязкости одно из самых дешевых) и долговечности двигателя. Топливо высокой вязкости применяется для заправки:
Особенности использования
Тяжелые и высоковязкие топлива хуже качеством дистиллятных, но использование их выгодно из-за низкой себестоимости. Для улучшения качества судовых высоковязких топлив широко используют функциональные присадки:
Особенности транспортировки и хранения
Транспортировка высоковязкого топлива
Условия складского хранения определяют оценкой температуры застывания. Существует три способа уменьшить температуру застывания:
При транспортировке топлив высокой вязкости следует помнить, что при изменении температуры окружающей среды плотность топлива меняется–при повышении температуры плотность уменьшается и наоборот. Поэтому один и тот же объем топлива может быть разного веса.
Регламентирующие документы
Топлива высокой вязкости производятся из средне дистиллятных фракций и остатков прямой перегонки в соответствии с ТУ 38. 1011314–2001.
Существуют международные стандарты, регламентирующие качество судового топлива ISO 18217-2010 и ISO 8216 –2001.
Стандартами регламентируется вязкость, зольность, массовая доля механических примесей, и т.д.
Чем отличается от дизельного топлива
Топливо высокой вязкости применяется для тихоходных двигателей и является смесью мазутов с керосиново – газойлевыми фракциями. Дизельное топливо продукт прямой переработки нефти, при разделении на фракции пар конденсируется в жидкость при определенной температуре.
Отличие дизельного топлива от топлива высокой вязкости численных параметрах плотности, вязкости и в цене.
Высоковязких продуктов
После отгона из мазута масляных дистиллятов в остатке получают гудрон или при менее глубоком отборе масляных фракций полугудрон. Гудроны и полугудроны масляных нефтей используют для получения высоковязких остаточных масел.
Натриевые смазки применяются при повышенных температурах, так как высокие температуры плавления натриевого мыла позволяют сохранять механические свойства до температур 1Ю—200° С. Высокотемпературные смазки готовятся на высоковязких остаточных маслах. На синтетических жирных кислотах могут изготовляться смазки особо устойчивые по отношению к термическим воздействиям. Натриевые смазки, предназначенные для использования при низких температурах, готовятся на маловязких маслах с хорошими низкотемпературными свойствами.
Процесс деасфальтизации гудронов в мировой нефтепереработке применяют при производстве не только высоковязких остаточных масел, но и компонентов сырья для каталитического крекинга и гидрокрекинга.
Процесс деасфальтизации гудронов или концентратов сжиженными низкомолекулярными углеводородами, главным образом жидким пропаном, используется как при производстве высоковязких остаточных масел, так и компонентов сырья для каталитического крекинга и гидрокрекинга. На некоторых заводах деасфальтизат является компонентом малосернистых жидких котельных топлив.
Процесс деасфальтизации гудронов и концентратов сжиженными низкомолекулярными алканами применяют при производстве не только ‘высоковязких остаточных масел, но и компонентов сырья для каталитического крекинга и гидрокрекинга. В качестве растворителя широко используют сжиженный пропан, особенно
кислоты и масла, следовательно, к меньшему растворению гудрона в масле. От этого правила делают отступления при очистке высоковязких остаточных масел, которые обычно подвергают однократной очистке: высокая их вязкость сильно замедляет отстаивание кислого гудрона и, следовательно, затягивает продолжительность процесса очистки.
При применении разбавителей значение вязкости исходного сырья отходит на второй план, что позволяет расширить ассортимент перерабатываемого сырья и проводить депарафинизацию даже таких высоковязких продуктов, какими являются тяжелые остаточные масла. Разбавление сырья растворителями позволяет также понизить температуру депарафинизации, поскольку связанное с понижением температуры возрастание вязкости жидкой фазы может быть устранено повышением разбавления. Возможность понижения температуры депарафинизации позволяет полнее извлекать парафин и получать депарафинированное масло со значительно более низкими температурами застывания, чем при депарафинизации без растворителей.
Твердые углеводороды высококипящих фракций нефти и особенно остатков от перегонки мазута, характеризующиеся малыми размерами кристаллов, кристаллизуются, как правило, в агрегатной форме. Образованию агрегатов способствуют смолистые вещества, концентрирующиеся в высококипящей части нефти. Являясь полярными веществами, смолы адсорбируются на мелких монокристаллах твердых углеводородов и вследствие высокой полярности вызывают их агрегирование. В ряде случаев возможна агре-гатно-дендритная кристаллизация, при которой происходит агрегация не монокристаллов твердых углеводородов, а дендритов. Кристаллизация этого типа наблюдается для твердых углеводородов высоковязких продуктов с большим содержанием смол, при охлаждении растворов масел, содержащих депрессорные при-
Твердые углеводороды высококипящих фракций нефти и особенно остатков от перегонки мазута, характеризующиеся малыми размерами кристаллов, кристаллизуются, как правило, в агрегатной форме. Образованию агрегатов способствуют смолистые вещества, концентрирующиеся в высококипящей части нефти. Являясь полярными веществами, смолы адсорбируются на мелких монокристаллах твердых углеводородов и вследствие высокой полярности вызывают их агрегирование. В ряде случаев возможна агре-гатно-дендритная кристаллизация, при которой происходит агрегация не монокристаллов твердых углеводородов, а дендритов. Кристаллизация этого типа наблюдается для твердых углеводородов высоковязких продуктов с большим содержанием смол, при охлаждении растворов масел, содержащих депрессорные при-
Рис. 3.48. Аппарат воздушного охлаждения для высоковязких продуктов:
Существуют два метода определения температуры вспышки — в приборах закрытого и открытого типа. Значения температуры вспышки одного и того же нефтепродукта, определенные в приборах различного типа, заметно различаются. Для высоковязких продуктов это различие достигает 50 °С, для менее вязких 3—8°С.
Высоковязкое мазутно-технологическое топливо
Высоковязкое мазутно-технологическое топливо – это разновидность промышленного технологического топлива с высокой вязкостью и коэффициентом теплоотдачи, минимальным количеством соединений серы и воды. Продукт характеризуется полным сгоранием без токсичных выборов. По физическим характеристикам приближен к флотскому и топочному мазуту, выступает аналогом дизельного топлива (ДТ).
Фракционный (химический) состав
Продукт выпускается под двумя наименованиями, включая топливо высоковязкое (ТВВ) и топливо мазутное технологическое (ТМТ). Они не отличаются друг от друга, поэтому значение имеют только следующие разновидности:
Еще существует несколько марок судового высоковязкого топлива, которые тоже относятся к ТВВ:
Они отличаются по вязкости, плотности, температуре застывания и ряду других технических характеристик. Легкое эквивалентно экспортному мазуту, а тяжелое – мазуту М-40.
Характеристики
Конкретные технические характеристики зависят от типа мазутного топлива. К примеру, у марки СВЛ следующие свойства:
Для всех высоковязких топлив характерно повышенное содержание ароматиков, смол, асльфатенов, а также серы, золы и механических примесей. Зольность может достигать 0,12%. Ввиду характеристик, которые на уровень ниже, чем у других видов, высоковязкое топливо требует качественной очистки и более значительного подогрева по пути от резервуаров до потребителя.
Способы получения
ТВВ получают путем компаундирования (смешивания) остатков первичной переработки нефти: гудрона, асфальта, КО, ВКО и их комбинаций. Могут использоваться продукты вторичной перегонки, дополненные среднедистиллятными фракциями. Вещества смешиваются на установке замедленного коксования или в товарном парке.
Способы (область) применения
Мазутное топливо используют для обеспечения работы производственных линий и энергетического силового оборудования. На нем работают многие печи нефтеперерабатывающих установок. Оно подходит для двигателей малой и средней оборотистости, в том числе судовых. Для удовлетворения потребностей судовых установок используются разные виды топлива:
Высоковязкое топливо менее дорогое, чем маловязкое, что считается значительным преимуществом при использовании как в судовых двигателях, так и в других установках.
Особенности использования
Для повышения текучести мазутное топливо подогревают до условной нормальной вязкости 6-8 ВУ, что соответствует температуре 90-95 °C. Это помогает улучшить условия для работы транспорта и форсунок. Важно исключить перегрев, поскольку он сопровождается вспениванием, образованием пара и пульсацией факела форсунок. Не вспенивается только безводное ТВВ.
Особенности транспортировки и хранения
Для транспортировки от центральных резервуаров, используемых для хранения, к технологическим установкам используют тщательно изолируемые мазутопроводы. Они прокладываются в утепленных лотках и снабжаются путевым подогревом. Транспортировка по мазутопроводам осуществляется по циркуляционной схеме, обеспечивающей профилактику застывания в трубопроводах, с возвратом избытка мазута в резервуары. Для подачи используют разные виды насосов:
Для подогрева используют теплообменники с высокой тепловой мощностью и возможностью подогрева топлив с повышенным содержанием асфальтосмолистых веществ и карбидов. К таким относятся разные модификации секционных теплообменников.
Регламентирующие документы (ГОСТы, ТУ)
Высоковязкое мазутное топливо выпускают не по ГОСТ, а по техническим условиям (ТУ) производителя, в частности, по ТУ 38.1011314-90. При поставке к нефтепродукту прилагаются документы с его химическим составом. Для улучшения эксплуатационных свойств допускается добавление присадок.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Высоковязкий продукт
Полученный высоковязкий продукт содержит лишь 0.12 гндроксильного эквивалента на 100 г. Раствор этого продукта с добавкой сиккатива, налитый на стеклянную пластинку, высыхает при 22е за полтора часа, образуя твердую эластичную пленку, не изменяющую свойств в атмосферных условиях. [1]
Пробу высоковязких продуктов желательно отбирать в нагретом состоянии во время перекачки, описанными выше приемами. Число же порций, из которых составляете средняя проба, следует увеличивать по крайней мере вдвое. [2]
Для высоковязких продуктов ( гуд-роны, асфальты и др.) рекомендуется перед осаждением асфальтенов растворять навеску испытуемого продукта в небольшом количестве бензола, чтобы избежать адсорбции асфальтенами смол п других высокомолекулярных веществ. [5]
При перекачке высоковязкого продукта с разбавлением устанавливают тщательный контроль за равномерностью разбавления во избежание образования в трубопроводе пробок из высоковязкого продукта. [13]
Для определения массы высоковязких продуктов и сыпучих материалов часто осуществляют взвешивание заполняемых ими аппаратов и емкостей. Взвешиваемый аппарат устанавливают на нескольких опорах, в качестве измерительных устройств используют тензодатчики и датчики перемещений. [14]
Резервуары для хранения высоковязких продуктов снабжаются трубчатыми подогревателями, размещаемыми по днищу. В качестве греющего агента применяются горячая вода, пар или другой теплоноситель. Подогреватели проверяются опрес-совкой при порожнем резервуаре. [15]