Котельные топлива. Получение. Физико – химические показатели качества топлива

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

"МУРМАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ"

 
 

Кафедра химии 
 

РЕФЕРАТ 

по дисциплине: «Физико-химические основы подготовки воды, топлива и смазки»

на тему: «Котельные топлива. Получение. Физико – химические показатели качества топлива» 
 
 

                                                                            Выполнила: студентка ПТФ

                                                      группы ЭП – 381(1)

                                                                             Ильинская М.С. 

                                                                     Проверила: доцент кафедры

                                                     химии Дякина Т.А. 
 
 
 
 

Мурманск

2010 
Содержание 
 

Введение…………………...……………………………………………...……...3 

1. Котельное топливо. Виды котельных топлив...……………...………......4 

2.  Получение ......................................................................…………..…..……..8 

3. Физико – химические показатели качества топлива..............................12 

4. Основные эксплуатационные характеристики котельных и тяжелых топлив...................................................................................................................18 

Заключение …………………………………………………..……………...…20 

Список  использованной литературы…………………….………………….21 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

            Высокие темпы промышленного производства и социального прогресса требуют резкого увеличения выработки тепловой энергии на базе мощного развития топливно-энергетического комплекса страны.

           Централизованные системы теплоснабжения от тепловых электрических станций (ТЭС) наиболее эффективны. В настоящее время, централизованное теплоснабжение крупных городов осуществляется на базе мощных атомных станций теплоснабжения.

           Для небольших теплопотребителей источником теплоты служат промышленные и отопительные котельные. Удельный вес их в балансе теплоснабжения составляет значительно большую часть. Несмотря на строительство крупных тепловых электростанций, с каждым годом увеличивается выпуск и улучшаются конструкции котлоагрегатов малой и средней мощности, повышаются надежность и экономичность котельного оборудования, снижается металлоемкость на единицу мощности, сокращаются сроки и затраты на производство строительно-монтажных работ.

          В качестве топлива для котельных установок используют угли, торф, сланцы, древесные отходы, газ и мазут. Газ и мазут – эффективные источники тепловой энергии. При их применении упрощаются конструкция и компоновка котельных установок, повышается их экономичность, сокращаются затраты на эксплуатацию.  
 
 
 
 
 
 
 

   1. Котельное топливо. Виды котельных топлив 

     Котельное топливо, используемое в качестве топлива  промышленных печей и котельных  установок, представляет собой смесь  мазута, остатка при термическом  или каталитическом крекинге, каменноугольных  смол и других веществ. Сюда так же можно отнести топливо для отопления зданий. Использование легких дистиллятов в качестве бытового топлива постоянно возрастает, так как они удобнее и чище по сравнению, например, с углем. Конкуренцию им составляют только природный газ и электричество.

     Компонентами  котельных топлив являются:

• мазут первичной перегонки (или гудрон выше 480 °С);
• крекинг-остаток термокрекинга и висбрекинга;
• тяжелые газойли каталитического крекинга, термокрекинга и коксования;
• отходы масляного производства (асфальты, экстракты, гачи);
• легкие газойли (250-360 °С) любого вторичного процесса.

   Общая выработка котельных топлив составляет в настоящее время в России около 60 млн т/год.

Виды котельных  топлив: топочные мазуты, печные и технологические  экспортные топлива. Жидкие котельные топлива из сланцев, получаемые на установках полукоксования горючих сланцев и угля, — продукты коксохимической промышленности — составляют лишь небольшую долю общего объема производства топлив.

     Топочные  мазуты.

     Мазут представляет собой нефтепродукт, но при этом он может производиться и из каменных углей, а также горючих сланцев, однако такие варианты мазута предназначаются для потребления в месте производства, а потому не изготавливаются в больших количествах.

     Мазут является смесью большого количества различных компонентов, среди которых имеются некоторые органические соединения, нефтяные смолы, карбены, углеводороды с молекулярной массой 400-1000 г/моль. Консистенция мазута жидкая, а цвет темно-коричневый.

     В настоящее время известны следующие  виды мазута: топочные, прямогонные, крекинг-мазут, флотский, печное бытовое топливо.

     Мазут представляет собой остаток первичной  перегонки нефти и может применяться  в качестве котельного топлива –  облегченный мазут (выше 330⁰С), а также в качестве сырья, в последующем перерабатываемого на масляные фракции до гудрона, который применяется при производстве масел – утяжеленный мазут (выше 360⁰С).

     Кроме этого, если раньше мазут использовался  как сырье установок термического крекинга, то на сегодняшний день он применяется и в качестве сырья  установок гидрокрекинга и каталитического крекинга.

     Используя разные составы и физико-химические свойства исходного материала, имеется  возможность получать мазут, обладающий различными свойствами. В зависимости  от плотности, вязкости и содержания в составе мазута серы производится оценка его качества. Плотность мазута определяют при температуре 20⁰С, и она должна составлять 0,89 – 1 грамм на кубический сантиметр.

     Не  менее важным параметром оценки качества является температура застывания, которая  варьируется от 10 до 50⁰С, но исключением являются флотские мазуты, для которых данная температура составляет от минус 5 до минус 10⁰С. Вязкость мазута должна находиться в пределах 8-80 мм²/с и измеряется при температуре 100⁰С.

     Содержание  в составе мазута серы должно составлять 0,5 – 3,5 %. Благодаря таким эксплуатационным свойствам мазута, как небольшое (менее 0,3%) содержание золы и высокая теплопроводность, имеется возможность получать требуемые температуры при вполне небольшом расходе сырья.

     На  сегодняшний день большое количество мазута перерабатывается, и в результате переработки получаются дистиллятные смазочные материалы и моторные топлива. Несмотря на то, что мазут применяется во многих отраслях, основными его потребителями являются предприятия промышленности, а также жилищно-коммунальные хозяйства.

     Пик потребления мазута выпадает на зимний сезон, однако, это не означает, что  на него нет спроса в остальное  время года.

     Топочный  мазут 100 – один из видов топлива. Он до сих пор активно используется в печах, и отопительных котлах приспособленных для работы на мазуте. Кроме того, топочный мазут используется на железнодорожном транспорте, на флоте и в промышленности.

     Продажа мазута поставлена на широкую ногу. Автомобильная перевозка мазута осуществляется посредством либо специальных вагонов-цистерн, либо автобитумовозов.

     Стоит отметить, что уменьшение разведанных  запасов нефти, приводит к необходимости  использования всех продуктов, получаемых из нефти более эффективно. Топочный мазут, по мнению специалистов, станет гораздо меньше использоваться в качестве топлива. Мазут гораздо эффективнее использовать для производства различных видов топлива.

     По  прогнозам специалистов, мазуты, получаемые в результате переработки нефти, станут исчезать с рынка. На их смену  могут прийти мазуты, полученные в результате вторичной переработки различного сырья, а также топочные мазуты, произведенные из остатков моторных масел и т.п.  

     Печное  топливо.

     Печное  бытовое топливо предназначено  для сжигания в отопительных установках небольшой мощности, расположенных непосредственно в жилых помещениях, а также в теплогенераторах средней мощности, используемых в сельском хозяйстве для приготовления кормов, сушки зерна, фруктов, консервирования и других целей.

Печное  топливо темное вырабатывается из дизельных фракций прямой перегонки и вторичного происхождения - дистиллятов термического, каталитического крекинга и коксования.

     По  фракционному составу печное топливо  может быть несколько тяжелее  дизельного топлива по ГОСТ 305-82 (до 360 С перегоняется до 90 процентов вместо 96 процентов, вязкость печного топлива до 8,0 мм2/с при 20 С против 3,0-6,0 мм2/с дизельного).

     При изготовлении печного топлива не нормируются цетановое и йодное числа, температура помутнения. При  переработке сернистых нефтей массовая доля серы в топливе - до 1,1 процента. Для улучшения низкотемпературных свойств печного топлива в промышленности применяют депрессорные присадки, синтезированные на основе сополимера этилена с винилацетатом.

     Характеристики:

• 10 процентов перегоняется при температуре, С, не ниже 160;
• 90 процентов перегоняется при температуре, С, не выше 360;
• кинематическая вязкость при 20 С, мм2/с, не более 8,0;
• температура вспышки в закрытом тигле, С, не ниже 45;
• массовая доля серы, процентов, не более: в малосернистом топливе 0,5; в сернистом топливе 1,1;
• испытание на медной пластинке выдерживает;
• кислотность, мг КОН/100 см3 топлива, не более 5,0;
• зольность, процентов, не более 0,02;
• коксуемость 10 процентного остатка, не более 0,35 процентов;
• содержание воды: следы;
• цвет: от светло-коричневого до черного;
• плотность при 20 С, кг/м3: не нормируется, определение обязательно.

     Промышленность  выпускает технологическое топливо по ТУ 38.001361-87. Это топливо изготовляют только из продуктов прямой перегонки нефти.  
 
 

     2. Получение 

     Стандарт  на котельное топливо - ГОСТ 10585-99 предусматривает  выпуск четырех его марок: флотских мазутов Ф-5 и Ф-12, которые по вязкости классифицируются как легкие топлива, топочных мазутов марки 40 - как среднее  и марки 100 - тяжелое топливо. Цифры  указывают ориентировочную вязкость соответствующих марок мазутов при 50 °С.

     Топочные  мазуты марок 40 и 100 изготовляют из остатков переработки нефти. В мазут марки 40 для снижения температуры застывания до 10 °С добавляют 8-15 % среднедистиллятных фракций, в мазут марки 100 дизельные фракции не добавляют.Флотские мазуты марок Ф-5 и Ф-12 предназначены для сжигания в судовых энергетических установках. По сравнению с топочными мазутами марок 40 и 100 они обладают лучшими характеристиками: меньшими вязкостью, содержанием механических примесей и воды, зольностью и более низкой температурой застывания.

     Флотский  мазут марки Ф-5 получают смешением  продуктов прямой перегонки нефти: в большинстве случаев 60-70 % мазута прямогонного и 30-40 % дизельного топлива  с добавлением депрессорной присадки. Допускается использовать в его составе до 22 % керосино-газойлевых фракций вторичных процессов, в том числе легкого газойля каталитического и термического крекинга. Флотский мазут марки Ф-12 вырабатывают в небольших количествах на установках прямой перегонки нефти. Основными отличиями мазута Ф-12 от Ф-5 являются более жесткие требования по содержанию серы (0,6 % против 2,0 %) и менее жесткие требования по вязкости при 50 °С (12 °ВУ против 5 °ВУ).