Мазуты: технология получения и классификация
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
30/960965/10151015
Основные эксплуатационные характеристики котельных и тяжелых топлив
Эксплуатационные характеристики определяются поведением топлива в условиях хранения, транспортировки и эксплуатации. Эти показатели определяются следующими физико-химическими характеристиками:
. Вязкость - определяет методы и продолжительность сливно-наливных операций, условия перевозки и перекачки, гидравлическое сопротивление при транспортировке по трубопроводам и эффективность работы форсунок. От вязкости будет зависеть способность отстаивания от воды, чем выше вязкость, тем труднее отделяется вода. По химическому составу все темные топлива отличаются наличием твердых парафинов, асфальто-смолистых веществ.
. Содержание серы - нормы по содержанию серы определяются характеристиками нефти, из которой получен мазут. Сера в легких дистиллятах темных топлив содержится в виде различных соединений. В остаточных фракциях сера неактивная: сульфиды, теофены, теофаны. Наличие в дымовых газах SO3 повышает температуру начала конденсации газа (повышает точку росы), в результате чего на поверхностях котлов конденсируются капли серной кислоты.
. Теплота сгорания - от теплоты сгорания зависит расход топлива, измеренного кДж/кг, т.е. это выделение тепла на единицу топлива. ГОСТом нормируется низшая теплота сгорания - это теплота сгорания, не учитывающая расход тепла на конденсацию паров воды. Высшая теплота сгорания - это теплота сгорания, учитывающая затраты тепла на конденсацию воды. Теплота сгорания зависит от химического состава и от соотношения углерод-водород. Кроме того, низшая теплота сгорания зависит от содержания сернистых соединений. Для топлив высокосернистых она ниже, чем для малосернистых. Для котельных топлив низшая теплота сгорания QH=39900-41580 дж/кг, при ?=940-970 кг/м3.
. Температура застывания - характеризует условия хранения, слива и перекачки. Зависит от качества перерабатываемой нефти и от способа получения топлива. Для топочных мазутов М-40 и М- 100 температура застывания должна быть до +250С.
. Температура вспышки для флотских мазутов определяют в закрытом тигле (не ниже 75-80С), для котельных топлив определяют в открытом тигле (не ниже 90-100С).
. Содержание примесей - содержание примесей воды, механических примесей, определение зольности. Показатель зольности характеризует содержание в топливе солей металла.
Разные марки мазута имеют различную энергетическую ценность. Однако низшей теплотворной способностью мазута является 9000 ккал/кг.
Химическое и коррозионное действия среды на материал и оборудование
Мазут относиться к слабо коррозионно-активным жидкостям, скорость коррозии металлов при контакте с мазутом составляет 0,05-0,1 мм. металла в год. В связи с этим при выборе материала для изготовления оборудования применяются легированные стали с содержанием хрома, марганца, титана и т.п. Для изготовления оборудования используются стали марок: 08Г2С, Х18Н10Т и т.п. При расчетах на прочность аппаратов и оборудования с учетом коррозии вводят поправки на толщину стенки. К примеру, если срок службы аппарата составляет 12 лет, то с учетом коррозии толщину стенку увеличивают на 1,2мм. А для борьбы с коррозийностью нефти как сырья для получения мазута применяют электрообессоливающие установки (ЭЛОУ).
Для защиты колонного оборудования от коррозии применяют антикоррозионные добавки: ингибитор коррозии и нейтрализатор коррозии, которые вводятся непосредственно в шлемовые трубопроводы колонн. На старых установках используют для защиты от коррозии 2-4% раствор аммиачной воды, которую также вводят шлемовые трубопроводы колонн.
Разумеется, при повышении температуры мазута, вязкость значительно понижается. Именно поэтому для лучшего перекачивания и перемещении топлива его температуру искусственно повышают. Кроме того, подогревают мазут и при сжигании в форсунках. Однако следует учитывать, что в случае, если температура мазута достигнет температуры вспышки (то есть температуры, при которой выделившийся из мазута пар, при наличии воздуха и при наличии открытого огня, могут воспламениться) это неминуемо приведет к пожару. Поэтому очень важно знать температуру вспышки данной марки мазута.
Одним из серьезных плюсов мазута является простота его хранения. В отличие от бензина и керосина он может храниться в негерметичных емкостях, так как он не обладает высокой степенью испарения. В отличие от битума, мазут не нуждается в постоянном подогреве. Однако при этом следует помнить, что при длительном хранении мазута в негерметичных емкостях, он может вбирать в себя большое количество воды - конденсирующаяся влажность. Разумеется, примесь воды в мазуте очень нежелательна, поэтому, несмотря на его не привередливость, стоит соблюдать определенные условия хранения. Чаще всего для его хранения используются огромные железобетонные или бетонные резервуары.
Замечание относительно покупки мазута. Как уже упоминалось, топочный мазут марки М100 чаще всего находит применение в отопительных системах, котельных. По этой причине в летний период цена на него несколько уменьшается (в большинстве регионов проблема отопления летом отсутствует). С другой стороны, при достаточно длительном хранении М100 (как и другие мазуты) значительно ухудшает свои характеристики (прежде всего, это касается увеличения массовых долей воды и механических примесей или загрязнений), то есть, заблаговременная закупка большого количества мазу