Топливная композиция и способ ее получения
Владельцы патента RU 2252244:
Открытое акционерное общество Ангарская нефтехимическая компания" (ОАО АНХК) (RU)
Изобретение относится к топливным композициям и способам её получения на основе тяжелых фракций, а также утилизации нефтесодержащих отходов и побочных продуктов нефтехимии. Композиция содержит 1-7% ловушечного нефтепродукта, 3-9% тяжелого газойля каталитического крекинга, либо тяжелого газойля замедленного коксования, либо тяжелой пиролизной смолы, либо кубового остатка производства бутиловых спиртов и остальное топочный мазут. Композицию получают путём предварительного смешивания 10-70% ловушечного нефтепродукта с 30-90% тяжелого газойля каталитического крекинга, либо тяжелого газойля замедленного коксования, либо тяжелой пиролизной смолы, либо кубовым остатком производства бутиловых спиртов при температуре 20-70°С. Полученную смесь затем смешивают с топочным мазутом при температуре 25-50°С с получением количественного состава вышеуказанной топливной композиции. Реализация данного изобретения позволяет получить стабильную топливную композицию, квалифицированно утилизировать ловушечный нефтепродукт, использовать в качестве стабилизаторов топливной смеси доступные продукты вторичной переработки нефти и нефтехимии, снизить энергозатраты, улучшить экологическое состояние воздушной среды, получить экономический эффект за счет использования отходов и побочных продуктов производства нефтепереработки и нефтехимии и выработки дополнительных объемов топочного мазута. 2 н.п.ф-лы, 5 табл.
Изобретение относится к способам получения топливной композиции на основе тяжелых фракций, а также утилизации нефтесодержащих отходов и побочных продуктов нефтехимии.
Известна топливная композиция на основе тяжелой нефтяной фракции с добавлением нефтешлама, полученная путем смешивания отделенного от механических примесей и воды, нагретого до 70-80°С эмульгированного нефтешлама с тяжелой нефтяной фракцией (заявка №95100099 RU, C 10 L 1/32, 20.07.1996 г.).
Общим признаком аналога и предлагаемого изобретения является то, что состав топливной композиции включает тяжелую нефтяную фракцию и нефтесодержащие отходы - нефтешлам. Общим признаком способа является эмульгирование и нагревание нефтешлама перед смешиванием компонентов композиции.
Недостатком данной топливной композиции является ее низкая стабильность.
Недостатки способа получения:
- сложность отделения воды и механических примесей от нефтешлама;
- энергозатраты, связанные с нагреванием нефтешлама перед эмульгированием.
В (патент №2041246 RU, C 10 L 1/32, 09.08.1995) описана топливная композиция следующего состава: нефтешлам - 1-30%, коксовая пыль - 0,1-5%, тяжелая нефтяная фракция - 65-98,9%. Способ получения топливной композиции заключается в смешивании нефтешлама с коксовой пылью, а затем с тяжелой нефтяной фракцией с последующим эмульгированием полученной смеси.
Общим признаком известной композиции и предлагаемого изобретения является то, что топливная композиция содержит тяжелую нефтяную фракцию, нефтесодержащие отходы - нефтешлам и стабилизатор - коксовая пыль. Общим признаком способа является последовательное смешивание компонентов композиции.
Недостатки данной топливной композиции связаны с использованием коксовой пыли в качестве стабилизатора и заключаются в увеличении содержания механических примесей в топливной композиции.
Недостатками способа получения такой композиции является сложность получения однородной смеси нефтешлам - коксовая пыль, высокая запыленность технологических объектов.
Наиболее близким (прототип) к предлагаемому изобретению является топливная композиция на основе тяжелой нефтяной фракции и нефтешлама (патент №2146694 RU от 20.03.2000 г.). В состав дополнительно вводят отходы производства синтетических жирных кислот (СЖК) при следующем соотношении компонентов: нефтешлам 1-25%; отходы производства СЖК 0,004-0,1%; тяжелая нефтяная фракция остальное. Смешивание компонентов осуществляют при температуре 85-95°С последовательно: нефтешлам предварительно смешивают с отходами производства СЖК, отстаивают, отделяют воду и механические примеси и смешивают с тяжелой нефтяной фракцией.
Недостатки данной топливной композиции связаны с использованием отходов СЖК и заключаются в:
- коррозии оборудования при перекачке и транспортировке топливной композиции;
- окислении топливной композиции кислородом воздуха;
- ограниченном количестве отходов СЖК.
Недостатками способа являются:
- значительные энергозатраты, связанные с нагреванием компонентов топливной композиции при ее приготовлении;
- необходимость отстаивания и отделения воды и механических примесей при производстве топливной композиции.
Технической задачей изобретения является:
- повышение стабильности получаемой топливной композиции;
- квалифицированное использование ловушечного нефтепродукта и продуктов вторичной переработки нефти и побочных продуктов нефтепереработки и нефтехимии;
- снижение энергозатрат;
- исключение стадии отделения воды и механических примесей при производстве топливной композиции;
- уменьшение отрицательного воздействия на окружающую среду.
Поставленную задачу решают за счет того, что:
1. В качестве стабилизатора ловушечного нефтепродукта, а следовательно, и топливной композиции используют продукты вторичной переработки нефти или побочные продукты нефтехимии, а именно тяжелый газойль каталитического крекинга, либо тяжелый газойль замедленного коксования, либо тяжелую пиролизную смолу, либо кубовый остаток производства бутиловых спиртов при следующем соотношении компонентов, % мас: ловушечный нефтепродукт 10-70, стабилизатор 30-90.
2. Ловушечный нефтепродукт смешивают со стабилизатором при температуре 20-70°С.
3. Полученную смесь диспергируют при температуре 25-50°С в топочный мазут для получения топливной композиции следующего состава, % мас.:
ловушечный нефтепродукт 1-7
стабилизатор 3-9
топочный мазут остальное.
Сопоставительный анализ прототипа и предлагаемого изобретения показывает, что общим признаком композиции является то, что ее состав включает тяжелую нефтяную фракцию, нефтесодержащие отходы и стабилизатор. А способ предусматривает предварительное смешивание нефтесодержащих отходов со стабилизатором, а затем с тяжелой нефтяной фракцией при нагревании смеси.
Отличиями предлагаемого изобретения от прототипа являются:
- использование в качестве тяжелой нефтяной фракции топочного мазута;
- использование в качестве нефтесодержащих отходов ловушечного нефтепродукта;
- использование, в качестве стабилизаторов топливной композиции, тяжелого газойля установки каталитического крекинга, либо тяжелого газойля установки замедленного коксования, либо тяжелой пиролизной смолы, либо кубового остатка производства бутиловых спиртов;
- отличные количественные показатели ингредиентов;
- отличный интервал температур при смешивании компонентов топливной композиции;
- исключение стадии отделения воды и механических примесей при приготовлении топливной композиции.
Использование предложенного способа позволяет получить стабильную топливную композицию, квалифицированно утилизировать ловушечный нефтепродукт, использовать в качестве стабилизаторов топливной смеси доступные продукты вторичной переработки нефти и нефтехимии, снизить энергозатраты, улучшить экологическое состояние воздушной среды.
Для приготовления топливной композиции используют топочный мазут, показатели качества которого приведены в таблице 1, ловушечный нефтепродукт (ЛН), представляющий собой устойчивую полидисперсную концентрированную коллоидную систему, качество которой приведено в таблице 2, стабилизаторы - тяжелый газойль каталитического крекинга (ТГКК), либо тяжелый газойль замедленного коксования (ТГЗК), либо тяжелая пиролизая смола (ТПС), либо кубовый остаток производства бутиловых спиртов (КОБС), характеристики которых приведены в таблице 3.
| Показатели качества топочного мазута | |||
| Таблица 1 | |||
| Наименование показателя | Норма по ГОСТ 10585 | Значение | Метод испытания |
| Вязкость при 80°С, условная, градусы ВУ | не более 16,0 | 2,2 | ГОСТ 6258 |
| Массовая доля воды, % | не более 1,0 | отс. | ГОСТ 2477 |
| Массовая доля серы, % | не более 1,5 | 1,12 | ГОСТ 1437 |
| Температура застывания, °С | не выше 25 | 13 | ГОСТ 20287 |
| Плотность при 20°С г/см3 | не нормируется | 0,934 | ГОСТ 3900 |
| Теплота сгорания, кДж/кг | не менее 40530 | 41140,4 | ГОСТ 21261 |
| Температура вспышки, °С | не ниже 110 | 139 | ГОСТ 4333 |
| Характеристика ловушечного нефтепродукта | ||
| Таблица 2 | ||
| Наименование показателей | Значение | Метод анализа |
| Массовая доля воды, % | 43,4 | ГОСТ 2477 |
| Массовая доля механических примесей, % | 1,40 | ГОСТ 6370 |
| Плотность при 20°С, г/см3 | 0,787 | ГОСТ 3900 |
| Характеристика стабилизаторов Таблица 3 | |||||
| Наименование показателя | Стабилизаторы | Метод испытания | |||
| ТГКК | ТГЗК | ТСП | КОБС | ||
| Вязкость при 80°С, условная, градусы ВУ | 1,7 | 1,2 | 1,5 | 1,1 | ГОСТ 6258 |
| Температура застывания, °С | -15 | -18 | -41 | -61 не застыло | ГОСТ 20287 |
| Плотность при 20°С г/см3 | 0,996 | 0,833 | 1,064 | 0,865 | ГОСТ 3900 |
| Температура вспышки, °С | 162 | 156 | 80 | 65 | ГОСТ 4333 |
Реализация предлагаемого изобретения показана в следующих примерах.
Пример 1
Оценку эффективности предлагаемых стабилизаторов проводят по следующей методике:
- ловушечный нефтепродукт гомогенизируют на скоростной мешалке (3000 об/мин) в течение 10 минут;
- готовят смеси из ловушечного нефтепродукта и предлагаемых стабилизаторов (тяжелый газойль установки каталитического крекинга и тяжелый газойль установки замедленного коксования, тяжелая пиролизная смола, кубовый остаток производства бутиловых спиртов) перемешиванием в течение 2 минут на скоростной мешалке при температуре 20-70°С;
- полученные смеси отстаивают в мерных стеклянных цилиндрах и оценивают их стабильность, которую выражают во времени (сут), прошедшем до выделения воды или шлама. Результаты эксперимента приведены в таблице 4.
| Характеристика смесей ЛН со стабилизаторами | |||||
| Таблица 4 | |||||
| ЛН в смеси, % | Стабилизаторы | ||||
| ТГКК | ТГЗК | ТСП | КОБС | ||
| Выделение воды, сут | 10 | >30 | >30 | >30 | >30 |
| 30 | >30 | 20 | 5 | >30 | |
| 50 | 30 | 10 | 3 | >30 | |
| 100 | 0,5 (без стабилизаторов) | ||||
| Выделение шлама, сут | 10 | >30 | >30 | >30 | 1 |
| 30 | >30 | 14 | >30 | 1 | |
| 50 | >30 | 10 | >30 | 1 | |
| 100 | 1 (без стабилизаторов) |
Представленные в табл.4 результаты показывают, что все предлагаемые компоненты стабилизируют ловушечный нефтепродукт. Наибольший стабилизирующий эффект проявляет тяжелый газойль каталитического крекинга (ТГКК), имеющий высокое содержание полициклических ароматических, непредельных углеводородов и смол, образующий за счет этого очень стойкие эмульсии с водой.
Пример 2
Получение топливной композиции осуществляют следующим образом: полученную по примеру 1 смесь ЛН и стабилизатора при соотношении компонентов 30:70% мас. смешивают с топочным мазутом в соотношении 1:9 при температуре 25-50°С. Композицию гомогенизируют и исследуют ее качество по основным показателям, предусмотренным ГОСТ 10585. Результаты, характеризующие качество топливной композиции (таблица 5), показывают, что полученные по предложенному способу топливные композиции соответствуют показателям качества топочного мазута, предусмотренным ГОСТ 10585. Используемые стабилизаторы положительно влияют на однородность топливной композиции, которая стабильна более 150 суток. Без применения стабилизаторов топливная композиция расслаивается уже через 60 суток.
| Показатели качества топливной композиции | |||||||
| Таблица 5 | |||||||
| Показатели качества | Норма | Состав пробы, % мас. | |||||
| 100% мазут | 3% ЛН, 7% стабилизатор, 90% мазут | 3% ЛН, 97% | |||||
| ТГКК | ТГЗК | ТСП | КОБС | мазут | |||
| Температура застывания по ГОСТ 20287, °С | Не выше 25 | 13 | 11 | 11 | 9 | 7 | 17 |
| Температура вспышки по ГОСТ 4333, °С | Не ниже 110 | 139 | 134 | 135 | 122 | 132 | 138 |
| Теплота сгорания по ГОСТ 21261, кДж/кг | Не менее 40530 | 41140,4 | 40739,0 | 40721,0 | 41670,2 | 40710,0 | 41010,5 |
| Однородность, сутки | Не норм | >150 | >150 | >150 | >150 | >150 | 60 |
Реализация предложенного технического решения позволяет получить стабильную топливную композицию, квалифицированно утилизировать ловушечный нефтепродукт, использовать в качестве стабилизаторов топливной смеси доступные продукты вторичной переработки нефти и нефтехимии, снизить энергозатраты, улучшить экологическое состояние воздушной среды, получить экономический эффект за счет использования отходов и побочных продуктов производства нефтепереработки и нефтехимии и выработки дополнительных объемов топочного мазута.
1. Топливная композиция, состоящая из тяжелой нефтяной фракции, нефтесодержащих отходов и стабилизатора, отличающаяся тем, что включает топочный мазут, ловушечный нефтепродукт и стабилизатор - тяжелый газойль каталитического крекинга, либо тяжелый газойль замедленного коксования, либо тяжелую пиролизную смолу, либо кубовый остаток производства бутиловых спиртов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ловушечный нефтепродукт 1-7
тяжелый газойль каталитического крекинга,
либо тяжелый газойль замедленного коксования,
либо тяжелая пиролизная смола,
либо кубовый остаток производства бутиловых спиртов 3-9
топочный мазут остальное
2. Способ получения топливной композиции, включающий предварительное смешивание нефтесодержащих отходов со стабилизатором, а затем с тяжелой нефтяной фракцией при нагревании смеси, отличающийся тем, что ловушечный нефтепродукт предварительно смешивают с тяжелым газойлем каталитического крекинга, либо тяжелым газойлем замедленного коксования, либо тяжелой пиролизной смолой, либо кубовым остатком производства бутиловых спиртов при температуре 20-70°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ловушечный нефтепродукт 10-70
тяжелый газойль каталитического крекинга,
либо тяжелый газойль замедленного коксования,
либо тяжелая пиролизная смола,
либо кубовый остаток производства бутиловых спиртов 30-90
а затем с топочным мазутом при температуре 25-50°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ловушечный нефтепродукт 1-7
тяжелый газойль каталитического крекинга,
либо тяжелый газойль замедленного коксования,
либо тяжелая пиролизная смола,
либо кубовый остаток производства бутиловых спиртов 3-9
топочный мазут остальное
