Топливо для котельной


 


Владельцы патента RU 2459862:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ГОУ ВПО "КубГТУ") (RU)

Изобретение относится к нефтяной промышленности, к топливу для котельной на основе тяжелых фракций переработки нефти. Топливо для котельной содержит тяжелую нефтяную фракцию, стабилизатор и нефтешлам, содержащий 10-20% воды из нефтяных и нефтепродуктовых резервуаров. В качестве стабилизатора использован побочный продукт переработки сланцевого масла - полимеры с молекулярной массой 5000-7000, содержащие не более 0,05% серы и растворимые в гудроне. При этом соотношение компонентов в топливе, мас.%: нефтешлам 30-70; полимеры 3-10; тяжелая нефтяная фракция - остальное. Технический результат - высокая стабильность топлива при повышенном содержании воды, увеличение теплотворной способности, утилизация отходов нефтепереработки и побочных продуктов переработки сланцевого масла. 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к топливу для котельной на основе тяжелых фракций переработки нефти, а также к утилизации отходов нефтепереработки и побочных продуктов переработки сланцевого масла.

Известна топливная композиция (патент России №2030447, C10L 1/32, 1995 г.) на основе тяжелой нефтяной фракции и эмульгированного нефтешлама в массовом соотношении:

тяжелая нефтяная фракция 50-99
эмульгированный нефтешлам 1-50

Недостатками данной топливной композиции являются низкие стабильность и содержание воды в топливе.

В патенте России №2252244, C10L 1/32. 2005 г. описано топливо для котельной, включающее 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.

Стабилизаторами в данной композиции являются продукты вторичной переработки нефти или побочные продукты нефтехимии.

Недостатками такого топлива для котельной являются низкие стабильность и содержание воды в топливе.

Известна топливная композиция (патент России №2041246, C10L 1/32, 1995 г.), состоящая из нефтешлама, коксовой пыли и тяжелой нефтяной фракции при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нефтешлам 1,0-30,0
коксовая пыль 0,1-5,0
тяжелая нефтяная фракция 65,0-98,9

Стабилизатором в данной композиции является коксовая пыль.

Недостатки топливной композиции заключаются в увеличении содержания механических примесей; запыленности технологических объектов коксовой пылью; низкой стабильности; низком содержании воды в топливной композиции.

Наиболее близким по технической сущности является топливо для котельной (патент России №2146694, C10L 1/32, 1998 г.) на основе тяжелой нефтяной фракции, нефтешлама и отходов производства синтетических жирных кислот (СЖК) при следующем массовом соотношении компонентов:

нефтешлам 1-25
отходы производства синтетических жирных кислот 0,004-0,1
тяжелая нефтяная фракция остальное

Стабилизаторами в данной композиции являются отходы производства синтетических жирных кислот.

Недостатками этого топлива являются низкая стабильность и низкое содержание воды.

Задачей изобретения является разработка топлива для котельной, которое обеспечит высокую стабильность при повышенном содержании воды в топливе.

Техническим результатом изобретения является топливо для котельной с высокой стабильностью и повышенным содержанием воды в нем при сохранении его технических характеристик.

Поставленную задачу решают за счет того, что топливо для котельной содержит тяжелую нефтяную фракцию, нефтешлам и стабилизатор, в качестве нефтешлама используют нефтешлам, содержащий 10-20% воды, из нефтяных и нефтепродуктовых резервуаров, а в качестве стабилизатора - побочный продукт переработки сланцевого масла - полимеры молекулярной массы 5000-7000, содержащие не более 0,05% серы и растворимые в гудроне, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нефтешлам 30-70
полимеры 3-10
тяжелая нефтяная фракция остальное

Одним из основных компонентов предлагаемого топлива для котельной является нефтешлам из нефтяных и нефтепродуктовых резервуаров с высоким содержанием нефтепродуктов (70-89%), низким содержанием механических примесей (1-7%) и воды (10-20%). Он представляет собой твердый материал, который удобно грузить экскаватором-погрузчиком в открытые бортовые самосвалы, перевозить и разгружать. При нагревании до 60-80°C нефтешлам легко плавится с отделением воды и механических примесей. Однако смесь тяжелой нефтяной фракции и нефтешлама нестабильна и через 80-100 суток расслаивается.

При переработке фракций сланцевого масла получают спирты и такие побочные продукты как: остаточные углеводородные фракции, полимеры, растворимые в остаточных углеводородных фракциях, и полимеры, растворимые в гудроне. Последние относятся к неполярным полимерам с гибкой молекулой, имеют молекулярную массу 5000-7000, содержание серы не более 0,05% и хорошую растворимость в гудроне. В смеси с нефтешламом и тяжелой нефтяной фракцией проявляют эмульгирующие свойства, что позволяет увеличить содержание воды в топливе за счет чего снизить количество тяжелой нефтяной фракции, исключить стадию отделения воды от нефтешлама в процессе его получения и повысить стабильность топлива.

Добавление в топливо предложенных полимеров создает устойчивую топливную эмульсию, повышает его стабильность и позволяет увеличить содержание воды в нем за счет воды, содержащейся в нефтешламе, так как необходимость в ее предварительном удалении из нефтешлама отпала. Кроме того, присутствие нефтешлама увеличивает теплотворную способность котельного топлива и позволяет утилизировать вредные отходы нефтепереработки.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, дает возможность получить желаемый технический результат, а именно, увеличить стабильность предложенного топлива для котельной, что позволяет длительное хранение его в резервуарах и перекачку по трубопроводам, повысить содержание воды в нем при сохранении его технических характеристик.

Топливо для котельной получают путем смешения нефтешлама и мазута, предварительно нагретых до 80-95°C и полимеров, растворимых в гудроне, перемешивания их при этой температуре до устойчивой эмульсии в течение 30-40 минут.

Качество получаемого топлива для котельной иллюстрируют нижеприведенные примеры. В качестве компонентов использовали: мазут топочный М-100 по ГОСТ 10585, нефтешлам из резервуаров ОАО «Краснодарэконефть» и побочный продукт переработки сланцевого масла - полимеры, растворимые в гудроне, предприятия ОАО «Ленинградсланец» (г.Сланцы Ленинградской области). Топливо для котельной получали на опытной установке ОАО «Краснодарэконефть», снабженной скоростной мешалкой (до 3000 об/мин), бункером для нефтешлама, резервуарами и насосами. Полученному топливу для котельной определяли вязкость условную ВУ80 по ГОСТ 6258, теплоту сгорания по ГОСТ 21261, температуру застывания по ГОСТ 20287 и стабильность по его расслаиваемости и выпадению осадка.

Пример №1

50 мас.% нефтешлама, содержащего 15,0% воды, нагревали до 90°C и смешивали в резервуаре, снабженном скоростной мешалкой, с предварительно нагретым до 90°C мазутом М-100 в количестве 43,5 мас.% и 6,5 мас.% побочного продукта переработки сланцевого масла - полимеров, растворимых в гудроне, и перемешивали при этой температуре в течение 35 минут. Полученное топливо для котельной анализировали.

Пример №2

Топливо для котельной получали по примеру №1 с той разницей, что брали 30 мас.% нефтешлама, содержащего 20% воды, нагревали до 80°C и смешивали с предварительно нагретым до 80°C мазутом М-100 в количестве 67,0 мас.% и 3,0 мас.% побочного продукта переработки сланцевого масла - полимеров, растворимых в гудроне, и перемешивали при этой температуре в течение 30 минут.

Пример №3

Топливо для котельной получали по примеру №1 с той разницей, что брали 70 мас.% нефтешлама, содержащего 10% воды, нагревали до 95°C и смешивали с предварительно нагретым до 95°C мазутом М-100 в количестве 20,0 мас.% и 10,0 мас.% побочного продукта переработки сланцевого масла - полимеров, растворимых в гудроне, и перемешивали при этой температуре в течение 40 минут.

Пример №4

Топливо для котельной получали по примеру №1 с той разницей, что брали 70 мас.% нефтешлама, содержащего 20% воды, нагревали до 95°C и смешивали с предварительно нагретым до 95°C мазутом М-100 в количестве 20,0 мас.% и 10,0 мас.% побочного продукта переработки сланцевого масла - полимеров, растворимых в гудроне, и перемешивали при этой температуре в течение 40 минут.

Пример №5 (по прототипу)

Для получения топлива для котельной 12,5 мас.% нефтешлама, содержащего 50% воды, смешивали с 0,06 мас.% отходов производства синтетических жирных кислот и нагревали до 90°C. Полученную смесь отстаивали с последующим отделением воды и механических примесей, и смешивали с 87,44 мас.% тяжелого остатка процесса висбкрекинга.

Все образцы топлива для котельной, полученные по вышеприведенным примерам, были проанализированы и результаты анализов приведены в таблице.

Как видно из приведенных в таблице данных, предлагаемое топливо для котельной имеет высокую стабильность (не расслаивается и не образует осадка в течение 377-381 дней, в то время как топливная композиция по способу-прототипу расслаивается через 150-200 дней), повышенное содержание воды (7-14%). При этом оно сохраняет на высоком уровне такие важные для топлива показатели как: теплотворная способность, вязкость и температура застывания. Следует отметить, что несмотря на повышенное содержание воды (по ГОСТ на товарный мазут ее должно быть не более 1,5%), процесс горения на ТЭЦ полученного топлива не отличается от процесса горения стандартного котельного топлива.

Кроме того, введение в топливо большего количества воды позволяет сэкономить такой важный и дорогостоящий компонент как мазут, а при получении топлива исключить стадию очистки нефтешлама от воды и механических примесей, квалифицированно использовать отходы нефтепереработки и побочные продукты переработки сланцевого масла.

Таблица
Состав и качество топлива для котельной
Прим.№ Содержание компонентов в топливе, мас.% Показатели качества
нефте-
шлам
вода в нефтешламе полимеры, растворимые в гудроне мазут содержание воды в топливе, мас.% теплота сгорания, кДж/кг температура застывания, °C вязкость условная, ВУ80 стабильность, сутки
1 50 15 6,5 43,5 7,5 41620,4 10 6,5 385
2 30 20 3,0 67,0 6,0 41410,2 11 6,7 382
3 70 10 10 20,0 7,0 41500,3 10 6,6 383
4 70 20 10 20,0 14,0 41502,7 9 6,4 384
5 12,5 50 отходы производства СЖК-0,06 тяжелый остаток процесса висбкрекинга - 87,44 1,2 41400,5 12 8,2 200

Топливо для котельной, содержащее тяжелую нефтяную фракцию, нефтешлам и стабилизатор, отличающееся тем, что в качестве нефтешлама используют нефтешлам, содержащий 10-20% воды, из нефтяных и нефтепродуктовых резервуаров, а в качестве стабилизатора - побочный продукт переработки сланцевого масла - полимеры молекулярной массы 5000-7000, содержащие не более 0,05% серы и растворимые в гудроне, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нефтешлам 30-70
полимеры 3-10
тяжелая нефтяная фракция остальное


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области топливной энергетики, а именно к способам получения тонкодисперсного водоугольного топлива на основе ископаемых углей, которое может быть использовано для сжигания в котлах, печах и других установках объектов теплоэнергетики.

Изобретение относится к переработке стойких нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов. .

Изобретение относится к области тепловой энергетики, в частности к системам выработки электроэнергии на основе использования твердого топлива, преимущественно бурых и каменных углей.
Изобретение относится к жидким углеводородным топливам с присадками, в частности к пожаробезопасным вводно-топливным микроэмульсиям. .
Изобретение относится к способу приготовления наноэмульсий вода в масле или масло в воде, в котором дисперсная фаза распределена в дисперсионной фазе в виде капель, имеющих диаметр от 1 до 500 нм, включающему: 1) приготовление гомогенной смеси (1) вода/масло, характеризующейся поверхностным натяжением менее 1 мН/м, включающей воду в количестве от 30 до 70 масс.%, по меньшей мере два поверхностно-активных вещества с различным ГЛБ, выбираемыми из неионных, анионных, полимерных поверхностно-активных веществ, причем указанные поверхностно-активные вещества присутствуют в таком количестве, чтобы сделать смесь гомогенной; 2) разбавление смеси (1) в дисперсионной фазе, состоящей из масла или воды с добавлением поверхностно-активного вещества, выбираемого из неионных, анионных, полимерных поверхностно-активных веществ, причем количество дисперсионной фазы и поверхностно-активного вещества является таким, чтобы получить наноэмульсию с ГЛБ, отличающимся от ГЛБ смеси (1).

Изобретение относится к топливным композициям и способам ее получения на основе нефтешлама, или мазута, для использования в качестве технологического топлива, в том числе на промышленных предприятиях теплоснабжения.
Изобретение относится к технологии сжигания углеводородных топлив и может быть использовано для интенсификации процессов сжигания бензина, дизельного топлива, мазута и нефтешламов.

Изобретение относится к области переработки и утилизации углеводородсодержащих отходов, в частности, предназначено для удаления избытка влаги из исходной углеводородной смеси и приготовления устойчивой дисперсной смеси, используемой затем в качестве жидкого топлива или добавок к жидкому топливу.
Изобретение относится к топливной энергетике и может быть использовано для сокращения потерь летучих углеводородов и попутных газов при добыче и переработке нефти, для повышения пожарной безопасности углеводородов.

Изобретение относится к области топливной энергетики, в частности к способам приготовления жидкого топлива на основе угля и воды без добавления других компонентов, пригодного для прямого сжигания в котлах, печах, различных энергетических установках, пригодного для трубопроводной транспортировки и длительного хранения, предназначенного для замены угля, мазута и газа на топливопотребляющих объектах.

Изобретение относится к способу получения жидкого углеводородного продукта (1), такого как биотопливо, из твердой биомассы (2). .

Изобретение относится к области нефтепереработки углеводородного сырья. .

Изобретение относится к области нефтепереработки углеводородного сырья. .

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к висбрекингу тяжелых нефтяных остатков и быстрому коксованию. .

Изобретение относится к управлению процессами переработки жидких нефтепродуктов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способу крекинга нефти и нефтепродуктов и может использоваться в нефтеперерабатывающей промышленности. .

Изобретение относится к способу крекинга нефти и нефтепродуктов и может использоваться в нефтеперерабатывающей промышленности. .

Изобретение относится к способу получения жидких углеводородов путем расщепления молекул насыщенных углеводородов, который включает первый физический/механический этап и второй химический этап, характеризующемуся тем, что в течение физического/механического этапа исходные углеводороды подвергают смешиванию с маслом и экзотермическими реактивами, к примеру зеолитной крупой, причем в турбине производят растирание углеводорода для уменьшения размера частиц до не более 20 микрон, в течение второго химического этапа которого добавляют реактивы, в частности зеолиты на основе натрия или кальция и натрий, кальций, калий или магний, формирующие на выходе из турбины легкие углеводороды в виде пара и тяжелые углеводороды в виде жидкости, причем температура, при которой происходит процесс, не должна превышать 400°С.

Изобретение относится к способу очистки углеводородных фракций от сернистых соединений и может быть использовано в нефтяной, газовой, нефтеперерабатывающей и химической отраслях промышленности.

Изобретение относится к многоэтапному способу ожижения углеродосодержащего твердого топлива, причем такой способ включает следующие этапы: 1) один или несколько видов углеродосодержащего твердого топлива смешивают с мазутом до образования топливо-мазутной суспензии, после чего такую топливо-мазутную суспензию обезвоживают при помощи нагревания и далее частично ожижают путем гидрогенизации при низко-среднем давлении, в результате чего образуются легкие компоненты нефти и мазутные шламы; 2) легкие компоненты нефти, полученные на этапе 1), гидрорафинируют для получения очищенной нефти; 3) мазутные шламы, полученные на этапе 1), газифицируют для получения синтетического газа; 4) синтетический газ, полученный на этапе 3), при помощи обычного процесса синтеза Ф-Т преобразуют в нефть синтеза Ф-Т; 5) нефть синтеза Ф-Т, полученная на этапе 4), далее проходит гидрорафинацию и гидрокрекинг для получения очищенной нефти, которую далее фракционируют для получения высококачественных нефтяных продуктов, включая сжиженный нефтяной газ (СНГ), бензин, авиационный керосин, дизельное топливо и другие соответствующие химические продукты
Наверх