Современные дизельные, судовые и тяжелые моторные топлива - Химия - Скачать бесплатно
| | |
|температуре, °С, | | | | | |
|не выше: | | | | | |
|50% |280 |280 |280 |280 |280 |
|96% (конец перегонки) |360 |340 |360 |360 |360 |
|Кинематическая вязкость |3,0-6,|1,8-5,0 |3,0-6,0 |1,8-6,0 |1,8-6,0|
|при 20 °С, мм2/с |0 | | | | |
|Температура, °С, не выше: | | | | | |
| |-10 |-35 |-10 |-25 |-35 |
|застывания | | | | | |
|предельной фильтруемое |-5 |-25 |-5 |-15 |-25 |
|Температура вспышки, | | | | | |
|определяемая в закрытом | | | | | |
|тигле, °С, не ниже: | | | | | |
|для тепловозных и судовых | | | | | |
|дизелей и газовых турбин |62 |40 |62 |40 |40 |
|для дизелей общего |40 |35 |40 |35 |35 |
|назначение | | | | | |
|Массовая доля серы, %, | | | | | |
|не более, в топливе: | | | | | |
|вида I |0,05 |0,05 |0,05 |0,05 |0,05 |
|вида II |0,10 |0,10 |0,10 |0,10 |0,10 |
|Массовая доля |0,01 |0,01 |0,01 |0,01 |0,01 |
|меркаптановой | | | | | |
|серы, %, не более | | | | | |
|Кислотность, мг КОН/100 |5,0 |5,0 |5,0 |5.0 |5,0 |
|см3 | | | | | |
|топлива, не более | | | | | |
|Йодное число, г I2/100 г |5,0 |5,0 |5,0 |5,0 |5,0 |
|топлива | | | | | |
|Зольность, %, не более |0,01 |0,01 |0,04 |0,04 |0,04 |
|Коксуемость 10 %-ного |0,3 |0,3 |0,3 |0,3 |0,3 |
|остатка, | | | | | |
|%, не более | | | | | |
|Коэффициент фильтруемости |2 |2 |2 |2 |2 |
|(до введения присадки в | | | | | |
|топливо), не более | | | | | |
|Цвет, ед. ЦНТ, не более |2,0 |2,0 |2,0 |2,0 |2,0 |
|Плотность при 20°С, кг/м3,|860 |860 |860 |860 |860 |
|не более | | | | | |
|Примечание. Для дизельных топлив всех марок: содержание сероводорода,|
|водорасворимых кислот и щелочей, механических примесей и воды — |
|отсутствие; испытание на медной пластинке — выдерживают. |
Добавка присадок в городское дизельное топливо снижает дымность и
токсичность отработавших газов дизелей на 30-50 %. В качестве антидымной
присадки могут быть использованы отечественная ЭФАП-Б и зарубежная
Любризол 8288, допущенные к применению. Активным веществом этих продуктов
является барий.
Депрессорные присадки, улучшающие низкотемпературные свойства
топлива представляют собой, в основном, сополимеры этилена с
винилацетатом зарубежного производства.
Европейский стандарт EN 590 действует в странах Европейского
экономического сообщества с 1996 г. Стандарт предусматривает выпуск
дизельных топлив для различных климатических регионов. Общими для
дизельных топлив являются требования по температуре вспышки — не ниже 55
°С, коксуемости 10 %-ного остатка — не более 0,30 %, зольности — не более
0,01 %, содержанию воды — не более 200 ppm, механических примесей — не
более 24 ppm, коррозии медной пластинки — класс 1, устойчивости к
окислению — не более 25 г осадка/м3. [5]
Для районов с умеренным климатом изготовляют 6 марок дизельного
топлива: А, В, С, D, Е и F с предельной температурой фильтруемости +5, 0,
-5, -10, -15 и -20 °С соответственно. [5]
В 1996 г. в Европе введены ограничения на содержание серы в
дизельных топливах — не более 0,05 %. Таким требованиям отвечают
отечественные ТУ 38.1011348-89.
ГЛАВА 2
Судовое маловязкое и тяжелое моторное топливо
1. Общие физико-химические свойства.
Тяжелые моторные и судовые топлива используют в судовых
энергетических установках. К котельным топливам относят топочные мазуты
марок 40 и 100, вырабатываемые по ГОСТ 10585— 75, к тяжелым моторным
топливам — флотские мазуты Ф-5 и Ф-12 по ГОСТ 10585-75, моторные топлива
ДТ и ДМ — по ГОСТ 1667-68. К судовым топливам относят дистиллятное
топливо ТМС по ТУ 38.101567— 87 и остаточные топлива СВТ, СВЛ, СВС по ТУ
38.1011314-90.
В общем балансе перечисленных топлив основное место занимают мазуты
нефтяного происхождения. Жидкие котельные топлива из сланцев, получаемые
на установках полукоксования горючих сланцев и угля, — продукты
коксохимической промышленности — составляют лишь небольшую долю общего
объема производства топлив. [3]
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.
Вязкость. Эта техническая характеристика является важнейшей для
котельных и тяжелых моторных топлив. Она определяет методы и
продолжительность сливно-наливных операций, условия перевозки и
перекачки, гидравлические сопротивления при транспортировании 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.
При положительных температурах (50 и 80 °С) условную вязкость топлив
определяют по ГОСТ 6258—85 с помощью вискозиметра ВУМ. В США для
определения вязкости используют вискозиметр Сейболта универсальный (для
маловязких мазутов) и Сейболта Фурола (для высоковязких мазутов), в
Англии — вискозиметр Редвуда. Между определенными в различных единицах
вязкостями существует зависимость. В ряде спецификаций указывают
вязкость, найденную экспериментально и пересчитанную в кинематическую
(мм2/с).
Содержание серы. В остаточных топливах содержание серы зависит от
типа перерабатываемой нефти (сернистой или высокосернистой) и технологии
получения топлива. Сера в остаточных топливах находится в связанном
состоянии (меркаптановая сера, сероводород). Наиболее коррозионно-
агрессивных соединений — меркаптановой серы — в остаточных топливах
меньше, чем в среднедистиллятных фракциях. Поэтому коррозионная
агрессивность сернистых мазутов ниже, чем сернистых светлых
нефтепродуктов.
При сжигании сернистых топлив сера превращается в оксиды — SO2 и SO3
Наличие в дымовых газах SO3 повышает температуру начала конденсации влаги
— точку росы. В связи с тем, что температура хвостовых поверхностей
котлов (воздухоподогревателей, экономайзеров) близка к точке росы дымовых
газов, на этих поверхностях конденсируется серная кислота, которая и
вызывает усиленную коррозию металла.
Содержание серы в мазутах оказывает значительное влияние на
экологическое состояние воздушного бассейна. В ряде ведущих
капиталистических стран в последние годы приняты ограничения по
содержанию серы в мазутах до уровня 0,5—1,0 %. [3]
Теплота сгорания. Это одна из важнейших характеристик топлива, от
которой зависит его расход, особенно для топлив, применяемых в судовых
энергетических установках, так как при заправке топливом с более высокой
теплотой сгорания увеличивается дальность плавания. Теплота сгорания
зависит от отношения Н/С, а также элементного состава топлива и его
зольности. Различают высшую и низшую теплоту сгорания. При определении
высшей теплоты сгорания учитывают, что часть тепла, выделяющегося при
сгораний топлива, расходуется на конденсацию паров воды, образовавшейся
при сгорании водорода в топливе. При определении низшей теплоты сгорания
тепло, затрачиваемое на образование воды, не учитывается.
Температура застывания. Как и вязкость, температура застывания
характеризует условия слива и перекачки топлива. Она зависит от двух
основных факторов: качества перерабатываемой нефти и способа получения
топлива. Для топочных мазутов марок 40 и 100 tзаст находится в пределах
22—25 °С и практически постоянна при хранении топлив. Тяжелые моторные
топлива, получаемые смешением остаточных и дистиллятных фракций, довольно
не стабильны, их t при хранении может повышаться на 4—15 °С. Явление это
присуще только топливам, содержащим остаточные компоненты — такие как
флотский мазут Ф-5, моторное топливо ДТ и ДМ и экспортный мазут.
Полагают, что повышение tзаст при хранении (регрессия) обусловлено
взаимодействием парафиновых углеводородов и асфальтено-смолистых веществ
с образованием более жесткой кристаллической структуры. Это свойство
топлив очень затрудняет их применение и не позволяет гарантировать
соответствующее качество после хранения и транспортирования.
Большое влияние на tзаст оказывают температура нагрева, скорость
охлаждения, наличие или отсутствие перемешивания и даже диаметр сосуда, в
котором она определяется. Для котельных топлив tзаст изменяется в
зависимости от условий термической обработки. [3]
Таблица 11 — Изменение температуры застывания, °С, моторных и котельных
топлив при хранении.
|После |После хранения в течение |
|термообр| |
|аботки | |
|(95-100°| |
|С) | |
| |без |0,01 % |без |0,05 % |
| |присадки |присадки |присадки |присадки |
|Состав, %: мазут |40-50 |87 13 |45-50 55-60|70 30 |
|прямогонный дизельная|60-50 | | | |
|фракция | | | | |
|Условная вязкость при|1,2-2,0 |3,63 |1,6-3,1 |5,0 |
|50°С, °ВУ | | | | |
|Зольность, % |0,001-0,03|0,024 |0,008-0,017|0,012 |
|Массовая доля серы, %|0,7-1,2 |1,34 |1,1-1,5 |1,44 |
|Температура |-7.. .-11 |-11 |-7...-Э |-16 |
|застывания после 3 | | | | |
|мес. хранения, °С | | | | |
|Коксуемость, % |1,3-3,9 |3,05 |3,6-4.0 |4,1 |
|Показатели |Образец № 3 |Образец № 4 |
| |без |0,03% |без |0,05% |
| |присадки |присадки |присадки |присадки |
|Состав, %: мазут |30-40 |75 25 |45-55 55-45|60 40 |
|прямогонный дизельная|70-60 | | | |
|фракция | | | | |
|Условная вязкость при|1,7-2,5 |4,36 |1,8-4,3 |3,53 |
|50 °С, °ВУ | | | | |
|Зольность, % |0,018-0,02|0,040 |0,014-0,018|0,038 |
| |3 | | | |
|Массовая доля серы, %|1,2-1,3 |1,94 |1,3-1,6 |1,6 |
|Температура |-7.. .-9 |-8 |-7...-11 |-15 |
|застывания после 3 | | | | |
|мес. хранения, °С | | | | |
|Коксуемость, % |2,1 -3,0 |5,2 |3,0-5,6 |4,2 |
Для снижения температуры застывания применяют депрессорные присадки,
синтезированные на основе сополимера этилена с винилацетатом. Механизм их
действия заключается в модификации структуры кристаллизующегося парафина,
препятствующей образованию прочной кристаллической решетки.
С углублением переработки нефти содержание асфальто-смолистых
веществ в топливах будет увеличиваться, поэтому все более острой
становится проблема производства стабильных котельных топлив. Асфальтены
в мазутах находятся в коллоидном состоянии. Устойчивость асфальтено-
содержащих дисперсных систем зависит от природы циклического углеводорода
и его концентрации в дисперсной среде. Наличие ароматических и нафтеновых
углеводородов повышает седиментационную устойчивость дисперсной системы,
причем для ароматических углеводородов этот эффект значительно больше,
чем для нафтеновых: ароматические углеводороды более склонны к
взаимодействию с молекулами асфальтенов, растворимость последних тем
больше, чем выше концентрация ароматического компонента. В такой среде
асфальтены диспергируются с образованием тонкодисперсных коллоидных и
молекулярно-дисперсных частиц. В среде парафиновых углеводородов
образуется преимущественно грубодисперсная система. Так как нафтеновые
углеводороды по строению являются промежуточными между парафиновыми и
ароматическими, то и кинетическая и агрегативная устойчивость асфальтенов
в них меньше, чем в ароматических, и больше, чем в парафиновых.
Температура вспышки определяет требования к пожарной безопасности
остаточных топлив. Для топлив, используемых в судовых энергетических
установках, нормируется температура вспышки в закрытом тигле (>75—80 °С),
для котельных топлив — в открытом тигле (90—100 °С); эти нормы
обеспечивают безопасную работу судовых энергетических и котельных
установок. Разница между температурами вспышки в открытом и закрытом
тиглях составляет примерно 30 °С: [3]
Температура вспышки, °С: Мазут марки 40 Мазут марки 100
в открытом тигле 92 120
в закрытом тигле 61 93
|
