Реферат - Нефтяные котельные топлива (Дисциплина - Техническая химия и товароведение нефтяных продуктов). Нефтяные котельные топлива. Реферат Нефтяные котельные топлива
 Скачать 18.61 Kb.
|
|
РЕФЕРАТ «Нефтяные котельные топлива» ВВЕДЕНИЕ Жидкие нефтяные котельные топлива – наиболее массовый вид нефтепродуктов. Объем их производства составляет около 25% от общего объема производства перерабатываемой нефти. Они применяются в различных отраслях промышленности: на НПЗ, морских судах, в металлургии. ОПРЕДЕЛЕНИЕ Единой общепринятой классификации жидких котельных топлив нет. Выпускаемые в настоящее время топлива независимо от их происхождения и способа приготовления имеют общее название «мазуты». Это ранее название, оно соответствует лишь небольшой части котельных топлив, представляющих собой мазут как таковой. В целом же, современные нефтяные котельные топлива – это полугудроны или гудроны, подвергнутые легкому крекингу (висбрекингу), а также гудроны, разбавленные дизельным топливом. Таким образом, можно считать, что ЖНКТ – это тяжелые концентраты из сложных высокомолекулярных углеводородных образований. По своей химической структуре топочный мазут – это соединения углеводородов, нефтяных смол, металлов (никеля, железа, кальция, ванадия, магния). Их дополняют карбоиды и асфальтены. ВНЕШНИЙ ВИД Нефтяные котельные топлива имеют темный цвет, присущий нефтяным остаткам, который обусловлен углеводородным составом. НАЗНАЧЕНИЕ Нефтяные котельные топлива – это жидкие энергоносители, применяющиеся в производстве пара, электроэнергии, горячей воды и нагревания различных технологических потоков в промышленном производстве. Основными потребителями котельных топлив являются крупные тепловые электрические централи, районные и квартальные котельные, морские суда, технические печи нефтезаводов, металлургические и другие производства. На практике, в качестве нефтяных котельных топлив используют мазуты, нефтяные остаточные дистилляты, специально приготовленные нефтяные остатки. Предметом нашего рассмотрения будут жидкие нефтяные котельные топлива (ЖНКТ), полученные из остатков. ОТЛИЧИЕ ЖНКТ ОТ ПЕЧНОГО ТОПЛИВА Их следует отличать от малотоннажного печного топлива, предназначенного для сжигания в печах бытового назначения. Они вырабатываются из керосино-газойлевых фракций прямой перегонки нефти и продуктов крекинга остатков. Их углеводородные составы и физические свойства близки к таковым для дизельного топлива летнего сорта. МАРКИРОВКА В соответствии с потребностями и требованиями к эксплуатационным свойствам нефтей получают три вида котельных топлив: - мазуты топочные М-40 и М-100. Эти топлива готовят преимущественно из крекинг-остатков или смешением гудронов с газойлевыми дистиллятами. Они предназначены для промышленных котельных общего назначения. Внутри самих марок существуют различия по содержанию серы, количество которй составляет от 0,5 до 3,5% в зависимости от качества исходных остатков. - мазуты флотские Ф-5 и Ф-12. Эти топлива предназначены преимущественно для тихоходных судовых дизелей, а также для применения в котельных морских и речных судов. Этот вид топлива вырабатывается также из гудронов и крекинг-остатков с разбавителями. В отличие от топочных мазутов они содержат серы не более 1,5%. - мазут МП как топливо для мартеновских печей. Готовится из нефтяных остатков и содержит серы не более 0,5%. ПОКАЗАТЕЛИ Марки котельных топлив отличаются и по другим свойствам. Некоторые из этих свойств приведены в таблицах на экране. Вязкость. Это свойство является одним из основных для котельных топлив. От величины вязкости зависит прокачиваемость и возможность эффективного распыления топлива форсунками в печи, и, как следствие, полнота его сгорания. Как видно из таблицы, марки котельных топлив значительно различаются по вязкости. Это можно объяснить их высокомолекулярным составом и коллоидно-дисперсным строением. Вязкость – это одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Единица измерения данного параметра – условная вязкость (ВУ), которая выражается в условных градусах. При этом данное значение равно отношению времени, необходимого для выхода 200 мл мазута из вискозиметра при определенной температуре ко времени выхода 200 мл дистиллированной воды, имеющей температуру 20°С. Температура застывания. Это свойство является вторым важным качеством котельных топлив. Оно характеризует подвижность и возможность их применения без предварительного подогрева, особенно в зимних условиях. Как видно из технической характеристики, топочные мазуты и топливо для мартеновских печей, в отличие от флотских мазутов, имеют плюсовые температуры застывания. Это предполагает возможность их применения на стационарных котельных, оборудованных системой подогрева, которой нет на судах. Температура застывания — самая низкая температура, при которой нефть, нефтепродукт или другое смазочное масло обладает подвижностью (течет как жидкость). Теплота сгорания котельных топлив зависит от их элементного состава и способа приготовления. Так, если у флотских мазутов, получаемых преимущественно из прямогонных нефтяных остатков, она составляет в среднем 41500 кДж/кг, то у остальных марок она примерно на 1500 кДж/кг ниже. Это объясняется тем, что крекинг-остатки содержат в себе меньше водорода, который при крекинге исходных углеводородов перераспределяется в пользу продуктов распада и значительная его часть уходит с низкомолекулярными продуктами, а углерод концентрируется в остатке. Теплота сгорания котельных топлив превышает теплоту сгорания моторных. Она имеет особое значение для флотских мазутов, так как чем больше ее значение, тем больше дальность плавания судна на одной заправке. Теплота́ сгора́ния — количество выделившейся теплоты при полном сгорании массовой единицы вещества. Измеряется в джоулях или калориях. Теплота сгорания, отнесённая к единице массы или объёма топлива, называется удельной теплотой сгорания. Температура вспышки котельных топлив является физической величиной и зависит только от присутствия в них легколетучих продуктов крекинга. Как показатель эксплуатационных свойств, она характеризует, прежде всего, пожарную безопасность. Температура вспышки имеет особое значение для флотских мазутов, запасы которых хранятся на судах в малых помещениях вблизи самих котельных установок. Температура вспышки – это наименьшая температура летучего конденсированного вещества, при которой пары над поверхностью вещества способны вспыхивать в воздухе под воздействием источника зажигания, однако устойчивое горение после удаления источника зажигания не возникает. Вспышка - быстрое сгорание смеси паров летучего вещества с воздухом, сопровождающееся кратковременным видимым свечением. Температуру вспышки следует отличать как от температуры воспламенения, при которой горючее вещество способно самостоятельно гореть после прекращения действия источника зажигания, так и от температуры самовоспламенения, при которой для инициирования горения или взрыва не требуется внешний источник зажигания. Зольность – это показатель наличия в котельных топливах минеральных примесей и солей, которые обычно содержатся в нефтях и по мере отбора фракций концентрируется в остатках. Значимость этого эксплуатационного свойства для топлив также велика, так как оно характеризует их коррозионность. При сгорании топлив зольные компоненты откладываются на поверхности теплообменных труб, снижая теплопередачу, а также на внутренних стенках топочной камеры, разрушая ее кирпичную кладку (самый вредный – ванадий). Коксуемость - это явление образования остатка в виде угля (кокса), при нагревании нефтепродукта без доступа воздуха. Определяют данный показатель для 10 %-ного остатка после предварительной перегонки. Коксуемость, наряду с зольностью, содержанием смол и серы, а также фракционным составом характеризует склонность нефтепродукта к образованию нагара при сгорании топлива. Показатели эксплуатационных свойств котельных топлив определяют известными способами: Условную вязкость – вискозиметром Энглера, температура застывания – в пробирке с двойными стенками, теплоту сгорания – калориметрически, температуру вспышки – приборами Бренкена и Мартенс-Пенского, зольность – методом сжигания навески, содержание серы – сжиганием навески в кварцевой трубке. ПРОИЗВОДСТВО НЕФТЯНЫХ КОТЕЛЬНЫХ ТОПЛИВ Если котельное топливо приготовить непосредственно из прямогонных остатков, то оно будет иметь высокую вязкость. Если же прямогонный остаток (гудрон) подвергнуть висбрекингу, то асфальтены и другие сложные структурные единицы будут в основном разрушены и диспергированы, его структура станет более подвижной и менее вязкой. Котельное топливо из такого остатка будет иметь соответственно меньшую вязкость. Другой способ получения котельных топлив из прямогонных остатков состоит в разбавлении дизельными фракциями прямой перегонки или дистиллятами вторичных процессов. Эффект снижения вязкости в этом случае достигается за счет разрушения коагулированных структур. Разбавители увеличивают объем дисперсной среды и диспергируют асфальтены. |