Топливная композиция для водоизмещающих кораблей

Изобретение относится к топливной композиции, состоящей из легкого вакуумного погона мазута с температурой выкипания 96 об.% до 400°С, негидроочищенного легкого газойля каталитического крекинга, 8-оксихинолина, диспергирующей присадки С-40 и гидроочищенного дизельного топлива. Совокупность принимаемых соотношений компонентов позволяет получить повышение уровня эксплуатационных свойств топливной композиции с одновременным сохранением номинальной производительности установок на НПЗ без нарушения технологического процесса их работы. Топливная композиция находит применение для судовых быстроходных дизелей, судовых газовых турбин и судовых котлоагрегатов и может быть применена круглогодично преимущественно на водоизмещающих кораблях. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к области жидких углеводородных топливных композиций для судовых быстроходных дизелей, судовых газовых турбин и судовых котлоагрегатов и может быть применено круглогодично преимущественно на водоизмещающих (постоянно находящихся на плаву) кораблях и, при необходимости, на коммерческих судах.

В настоящее время в соответствии с ГОСТ РВ 50920 «Топлива, масла, смазки и специальные жидкости. Ограничительный перечень и порядок назначения для вооружения и военной техники» на кораблях с котельными энергетическими установками применяется смесевое топливо (мазут Ф5 по ГОСТ 10585), состоящее из остаточных компонентов переработки нефти (мазут, гудрон) и дистиллятных компонентов как первичной переработки нефти (дизельное топливо, вакуумный газойль), так и вторичной переработки нефтяных фракций (легкий газойль каталитического или термического крекинга).

На кораблях с быстроходными дизельными (числом оборотов коленвала до 2200 мин-1) и газотурбинными (температура рабочего газа 1000°С и более) установками применяется дизельное топливо Л-0,2-62 по ГОСТ 305, состоящее из гидроочищенных фракций нефти, 96% об. которых выкипают до 360°С.

Применение мазута на этих типах энергетических установок невозможно в связи с недопустимо высокими его коксуемостью (до 6%), зольностью (до 0,05%) и содержанием коррозионно агресивных металлов (ванадий, натрий, свинец и др.), проявляющихся в высокотемпературной области - в продуктах сгорания (Б.В. Лосиков и др. Топлива для стационарных и судовых газовых турбин. X., М, 1970, с.81-92. Экспресс информация «Транспорт и хранение нефти и газа», 1969, №44, с.9-16).

Применение мазута Ф5 нежелательно и на кораблях с котельными энергетическими установками в связи с неизбежным ухудшением их боеготовности из-за необходимости частых чисток поверхностей нагрева котлоагрегатов (КА), во время которых они выводятся из действия, а корабль не может обеспечить максимальную скорость. Коррозионно-агрессивные металлы в продуктах сгорания систематически приводят к выходу из строя элементов КА (в частности, парогенерирующих трубок), что требует ремонта КА.

Из-за развития современных средств обнаружения кораблей в море по наличию раскаленных сажистых частиц неполного сгорания мазута, обладающих повышенной тепловой радиацией, а также в связи с загрязнением продуктами сгорания оптических и радиолокационных средств, находящихся на верхней палубе кораблей, повышается их уязвимость от ударов противника и, напротив, снижается способность к обнаружению противника.

Боеготовность кораблей снижается также из-за выделения осадков из мазута в процессе хранения в цистернах корабля. Эти осадки состоят из механических примесей, асфальтенов, карбенов, карбоидов и твердых парафинов. Плохие деэмульгирующие свойства (длительное удержание воды в массе топлива, в том числе в виде «гнезд», попадание которых при подаче топлива на сгорание приводит к затуханию факела горения, а иногда и к «взрывам» в топке из-за резкого испарения большого количества воды), что приводит к снижению скорости хода или необходимости ремонта. Низкая скорость заправки (особенно на ходу) из-за высокой вязкости и связанного с этим ограничения маневренности корабля делает его более уязвимым для ударов противника.

Устранение указанных недостатков возможно только в случае исключения применения мазута и использования вместо мазута на водоизмещающих кораблях со всеми тремя типами энергетических установок (котельные, дизельные и газотурбинные) дистиллятного топлива, которое должно быть разработано и стать универсальным.

Наиболее высокие требования к топливу предъявляют дизельные двигатели. Этим требованиям удовлетворяет дизельное топливо Л-0,2-62 по ГОСТ 305. Однако оно имеет ограниченные ресурсы, так как включает в себя только гидроочищенные фракции прямой перегонки нефти, выкипающие до 360°С. Применительно к использованию на кораблях оно имеет завышенные низкотемпературные свойства (в частности, температуру помутнения не выше минус 5°С). Самая низкая температура окружающей среды для водоизмещающих кораблей может составлять 0°С (температура морской воды в зимнее время), что делает возможным повышение температуры помутнения дистиллятного топлива для кораблей до минус 1°С, что, в свою очередь, позволяет вовлекать в топливо дистиллятные фракции мазута, что расширяет ресурсы топлива.

Процесс сгорания топлива в дизельном двигателе контролируется только уровнем минимального цетанового числа (цетанового индекса). Оба эти показателя равноценны для топлив без цетаноповышающих присадок, к которым относятся топлива для водоизмещающих кораблей. Однако практика показывает, что чрезмерно большие значения величины цетанового индекса для топлив, особенно топлив, содержащих фракции с температурой выкипания 96% об. более 360°С, также неприемлемы. По накопленному опыту цетановый индекс не должен превышать оптимальный цетановый индекс более чем на 5 ед. Желательно, чтобы указанное превышение было возможно ближе к нулевому значению, т.е. чтобы топливо имело цетановый индекс, равный оптимальному цетановому индексу. Этому требованию (превышение цетанового индекса над оптимальным) должно удовлетворять разрабатываемое унифицированное дистиллятное топливо. Большая чем 5 ед. величина указанного превышения приводит к замедленному горению, увеличивающему удельный расход и дымность отработавших газов топлива, т.е. ухудшению экономичности использования топлива и его экологических характеристик. При чрезмерно большом (15 ед. и более) превышении указанных цетановых индексов вероятен аварийный отказ двигателя из-за забивки сажей поршневых канавок и последующего защемления поршневых колец в цилиндре двигателя. Этому способствует и увеличение трения между поршнем и втулкой цилиндра из-за выжигания пленки смазочного масла длительно сохраняющимся пламенем при медленно горящем топливе.

К другим требованиям, которым должно удовлетворять разрабатываемое топливо, относятся ограничения: по массовой доле серы - максимальная величина «не более 0,5%» для допустимой величины износа двигателя; по плотности топлива - в пределах «853-862 кг/м3» для сохранения допустимой «остойчивости» корабля при замене мазута на топливо с меньшей плотностью и по окислительной стабильности - «не выше 2,5 мг осадка на 100 см3 топлива» ускоренным методом (ГОСТ Р ЕН ИСО 12205) для обеспечения ресурса работы фильтроэлементов топливных систем до их очистки.

Перед авторами стояла задача разработать топливо, пригодное для круглогодичного использования на всех трех типах энергетических установок кораблей (котельных, дизельных и газотурбинных), что значительно повысит боеготовность кораблей и будет способствовать выполнению требований Президента России, изложенным в статье В.В.Путина «Быть сильными - гарантия национальной безопасности для России» (Российская газета, выпуск 5708 от 17.02.2012). Он заявил: «Мы приняли и реализуем беспрецедентные программы развития Вооруженных Сил и модернизации оборонно-промышленного комплекса России. В России. В общей сложности в предстоящее десятилетие на эти цели выделяется порядка 23 триллионов рублей».

Исходя из перечисленного выше, топливо должно быть дистиллятным и отвечать следующим требованиям к основным показателям эксплуатационных свойств:

плотность при 20°С - 853-862 кг/м3;

температура помутнения - не выше минус 1°С;

массовая доля серы - не более 0,5%;

цетановый и оптимальный цетановый индексы - не менее 45 ед.;

превышение цетанового индекса над оптимальным - от 0 до 5 ед.;

осадок при ускоренном старении - не более 2,5 мг/100 см3.

Желательно также, чтобы в окисленном топливе осадок содержал (% масс.) возможно больше мелких частиц (размером до 0,5 мкм) в суммарном осадке, выделяемом при последовательной фильтрации через мембранные фильтры №6 (размер пор 3,5 мкм) и №2 (размер пор 0,5 мкм).

При просмотре патентной и научно-технической информации авторами были выявлены технические решения, частично обеспечивающие выполнение поставленной задачи.

Известна топливная композиция (топливо судовое маловязкое), содержащая (% масс.):

Прямогонную фракцию (атмосферный газойль),

выкипающую при 240-450°С 5-15
Первый вакуумный погон 200-400°С 5-25
Газойль коксования 160-400°С 5-30
Газойль каталитического крекинга 180-400°С 5-60
Дизельное топливо 160-360°С До 100

(патент РФ №207 6138, C10L 1/04, 1997 г.).

Недостатками композиции являются ее высокая коксуемость (0,2% масс.), большое содержание серы (до 1,5% масс.), низкое цетановое число (40 ед.), что не позволяет использовать ее в быстроходных дизелях водоизмещающих кораблей.

Известна также композиция на единое судовое топливо для энергетических установок, содержащая (% масс.):

Вакуумные фракции мазута с температурой
выкипания 96% об. до 450°С 17-25
Гидроочищенную смесь дизельного топлива
и легкого газойля каталитического крекинга,
взятых до гидроочистки в соотношении 1,5:1 до 100

(ТУ 38.101717-78. «Единое топливо для судовых энергетических установок объектов ВМФ»).

Недостатками композиции являются ее относительно низкая в сравнении с дизельным топливом стабильность при хранении и низкая дисперсность образующегося осадка (относительно большая доля в нем крупных частиц), выявленные в процессе хранения. Эти недостатки приводят к образованию большого количества осадка на днищах емкостей, а при подаче в двигатель - сильному засорению фильтроэлементов топливных систем.

Наиболее близкой по технической сущности, взятой за прототип, является топливная композиция для судовых быстроходных дизелей и газовых турбин, включающая вакуумные фракции мазута с температурой выкипания до 450°С и гидроочищенную смесь дизельного топлива и легкого газойля каталитического крекинга, взятых до гидроочистки в соотношении 1,5:1, 8-оксихинолин и присадку С-5А при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Вакуумные фракции мазута с температурой
выкипания 96% об. до 450°С 17-25
Реагент 8-оксихинолин 0,0045-0,0105
Присадка С-5А 0,0015-0,0035
Гидроочищенная смесь дизельного топлива и
легкого газойля каталитического крекинга,
взятых до гидроочистки в соотношении 1,5:1 до 100

(Патент РФ №2305126, C10L 1/18, C10L 1/24, 2006 г.).

Недостатками композиции являются ограниченная температурная область применения, обусловленная тем, что в ее составе содержатся фракции мазута с чрезмерно высокой температурой выкипания (96% об. - 450°С), а также трудности ее производства на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ), связанные с соблюдением точности соотношения 1,5:1 дизельной фракции и легкого газойля каталитического крекинга перед их гидроочисткой. Именно необходимость выполнения этого условия делает нерентабельным производство указанной топливной композиции на НПЗ, поскольку количество вырабатываемого легкого газойля каталитического крекинга недостаточно для получения требуемой его смеси с дизельной фракцией для обеспечения непрерывного процесса гидроочистки при полной загрузке установки гидроочистки. В результате установка гидроочистки может непрерывно работать только с пониженной производительностью или простаивать, что неприемлемо для НПЗ.

Наличие фракции мазута с температурой выкипания до 450°С приводит к выделению из топливной композиции твердых кристаллов парафинов уже при температуре 7°С, увеличивая их количество при дальнейшем понижении температуры. Поскольку цистерны кораблей (в отличие от коммерческих судов) не оборудованы средствами подогрева топлива, применение указанной топливной композиции на кораблях круглогодично, в частности, в холодное время года (при температурах ниже 7°С) невозможно из-за засорения фильтроэлементов твердыми парафинами.

Технический результат изобретения - повышение уровня эксплуатационных свойств топливной композиции с одновременным сохранением номинальной производительности установок на НПЗ без нарушения технологического процесса их работы.

Указанный технический результат достигается тем, что топливная композиция для водоизмещающих кораблей, содержащая вакуумные фракции мазута, легкий газойль каталитического крекинга, реагент 8-оксихинолин, диспергирующую присадку и гидроочищенное дизельное топливо, согласно изобретению в качестве вакуумных фракций мазута содержит легкий вакуумный погон мазута с температурой выкипания 96% об. до 400°С, негидроочищенный легкий газойль каталитического крекинга и в качестве диспергирующей присадки - присадку С-40 при следующем соотношении компонентов, % масс.:

Легкий вакуумный погон мазута с температурой
выкипания 96% об. до 400°С 11-16
Негидроочищенный легкий газойль
каталитического крекинга 4-19
Реагент 8-оксихинолин 0,0020-0,0075
Диспергирующая присадка С-40 0,0004-0,0015
Гидроочищенное дизельное топливо Остальное

а также тем, что при плотности при 20°С легкого вакуумного погона мазута с температурой выкипания 96% об. до 400°С, равной (892±4) кг/м3, и при плотности при 20°С негидроочищенного легкого газойля каталитического крекинга, равной (975±2) кг/м3, их содержание в топливной композиции составляет, % масс, «не более 14» и «не более 9», соответственно, а при плотности при 20°С легкого вакуумного погона мазута с температурой выкипания 96% об. до 400°С, равной (883±3) кг/м, и при плотности при 20°С негидроочищенного легкого газойля каталитического крекинга, равной (935±4) кг/м3, их содержание в топливной композиции составляет, % масс., «не менее 14» и «не менее 17», соответственно.

Легкий вакуумный погон мазута с температурой выкипания 96% об. до 400°С является фракцией мазута, выкипающей в температурных пределах от 270-330°С до 375-405°С, получаемой перегонкой мазута на ректификационной колонне НПЗ, работающей при пониженном давлении (при вакууме).

Негидроочищенный легкий газойль каталитического крекинга является углеводородной фракцией, выкипающей в температурных пределах от 200-230°С до 325-360°С, получаемой при ректификационной перегонке продуктов каталитического крекинга смеси вакуумных погонов мазута, выкипающих в пределах от 270-330°С до 500-550°С.

Как показала практика, плотность (кг/м3 при 20°С) указанных компонентов, получаемых на разных НПЗ, различна и зависит от качества перерабатываемых нефтей и особенностей технологических установок завода. Для НПЗ ОАО «Славнефть-ЯНОС» вырабатываемые компоненты имеют плотность при 20°С: легкого вакуумного погона мазута с температурой выкипания 96% об. до 400°С - (883±3) кг/м3; негидроочищенного легкого газойля каталитического крекинга - (935±4) кг/м3 Для НПЗ ЗАО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания», вырабатываемые компоненты имеют плотность при 20°С: легкого вакуумного погона с температурой выкипания 96% об. до 400°С - (892±4) кг/м3; негидроочищенного легкого газойля каталитического крекинга - (975±2) кг/м3.

Реагент 8-оксихинолин изготавливается по ГОСТ 5877 и представляет собой светло-желтые кристаллы с температурой плавления 75-76°С и молекулярной массой 145,16. Находит широкое применение, в частности, как аналитический реагент, при производстве антисептиков в медицине, в качестве реагента при определении и разделении металлов (Al, Zn, Cd, Mg и др.). Реагент обладает антиокислительными свойствами и способен предотвращать образование осадка при хранении топлив утяжеленного фракционного состава.

Присадка С-40 изготавливается по ТУ 0257-104-40065452-2006 «Присадка сукцинимидная С-40» и представляет собой раствор (40-50 масс.%) полиизобутенилсукцинимида полиэтиленполиамина в индустриальном масле И-20. Вязкость кинематической присадки при 100°С составляет «не более 500 мм2/с», массовая доля азота, % - «не менее 1,2», температура вспышки, °С - «не ниже 180». Присадка используется в качестве диспергирующей в моторных маслах.

Гидроочищенное дизельное топливо. Получают фракцию нефти, выкипающую в температурных пределах от 190-200°С до 360°С при перегонке нефти на ректификационной колонне, работающей при атомосферном давлении. После чего эту фракцию подвергают гидроочистке для снижения массовой доли серы до уровня менее 0,2%. В результате получают компонент «гидроочищенное дизельное топливо», который входит в заявляемую топливную композицию.

Для обоснования количественного состава топливной композиции для водоизмещающих кораблей были приготовлены из компонентов, указанных выше, образцы, приведенные в таблице 1.

Таблица 1
Состав приготовленных образцов топлива % масс.
Наименование компонента Образцы
№1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10 №11 №12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1 12 13
Легкий вакуумный погон мазута с температурой выкипания 96% до 400°С:
- с плотностью при 20°С 883 кг/м3* - 10 - - - - 13 14 - 15 16 17
- с плотностью при 20°С 892 кг/м3** 10 - 11 12 13 14 - - 15 - - -
Негидроочищенный легкий газойль каталитического крекинга:
- с плотностью при 20°С
935 кг/м3*
- 3 - - - - 16 17 - 18 19 20
- с плотностью при 20°С
975 кг/м3**
3 - 4 7 8 9 - - 10 - - -
Реагент 8-оксихинолин 0,0010 0,0010 0,0020 0,0055 0,0065 0,0075 0,0010 0,0020 0,0085 0,0055 0,0075 0,0085
Присадка С-40 0,0002 0,0002 0,0004 0,001 1 0,0013 0,0015 0,0002 0,0004 0,0017 0,0011 0,0015 0,0017
Гидроочищенное дизельное топливо 86,9988 86,9988 84,9976 80,9934 78,9922 76,9910 70,9988 68,9976 74.9898 66,9934 64,9910 62,9898
* Компоненты выработки НПЗ ОАО «Славнефть-ЯНОС».
** Компоненты выработки НПЗ ЗАО «Рязанская нефтеперерабатывающая компания».

Полученные образцы прошли лабораторные испытания в объеме требований к основным показателям эксплуатационных свойств заявляемой топливной композиции, результаты которых приведены в таблице 2.

Таблица 2
Результаты испытаний приготовленных образцов
Наименование показателя Норма требований Фактические значения показателей для образцов
№1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10 №11 №12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Плотность при 20°С, кг/м3 В пределах от 853 до 862 852 838 854 858 860 862 851 853 864 856 857 859
Температура помутнения, °С Не выше минус 1°С -2 0 -2 -3 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -3 -3
Массовая доля серы, % Не более 0,5 0,25 0,19 0,26 0,28 0,29 0,30 0,43 0,45 0,32 0,47 0,48 0,51
Цетановый индекс, ед. Не менее 45 49,0 55,0 48,8 47,5 47,0 46,8 49.0 48,5 46,0 47,8 47,7 47,0
Оптимальный цетановый индекс, ед. Не менее 45 48,0 48,2 47,7 47,3 46,9 46,6 48.2 48,0 46,5 47,6 47,6 47,3
Превышение цетанового индекса над оптимальным цетановым индексом, ед. В пределах от 0 до 5 1,0 6,8 0,6 0,2 0,1 0,2 0,8 0,5 Ми
нус 0,5
0,2 0,1 Ми
нус 0,3
Осадок при ускоренном старении, мг/100 см3 Не более 2,5 2,8 2,9 2,2 1,5 1,1 0,8 3,3 2,4 0,8 2,0 1,7 1,6
Массовая доля мелких (менее 0.5 мкм)частиц в осадке, % 33 35 37 52 57 65 30 34 65 40 45 45

Из данных, приведенных в таблицах 1 и 2, следует, что выход компонетного состава из заявленных пределов приводит к недопустимому снижению эксплуатационных свойств.

Так, для образцов №1, №2 и №7 (таблица 1, столбцы 2, 3 и 8; таблица 2, столбцы 3, 4 и 9) с меньшим, чем заявлено, содержанием компонентов, снижается до недопустимого уровня плотность топлива (соответственно 852, 838 и 851 кг/м3 вместо требуемой «853-862 кг/м3») и увеличивается осадок при ускоренном старении топлива (соответственно 2,8; 2,9 и 3,3 мг/100 см3 вместо требуемого «не более 2,5 мг/100 см3»). Осадок при ускоренном старении в топливе, содержащем больше присадок 8-оксихинолин и С-40, чем в заявленном количестве - образцы 9 и 12 (таблица 1, столбцы 10 и 13; таблица 2, столбцы 11 и 14), практически не уменьшается, т.е. увеличение количества присадок сверх заявленного является неоправданным.

Наличие в топливной композиции присадок 8-оксихинолин и С-40 в заявленном их количестве (% масс.), т.е. 0,0020-0,0075 и 0,0004-0,0015, соответственно, обеспечивает величину осадка в допустимом количестве (не более 2,5 мг/100 см3) - образцы №3, 4, 5, 6, 8, 10, 11.

Превышение содержания компонентов сверх заявленного предела (образцы №9 и №12 таблица 1, столбцы 10 и 13; таблица 2, столбцы 11 и 14) приводит к недопустимым значениям показателей плотности при 20°С (864 кг/м3 вместо «853-862 кг/м3»), массовой доли серы (0,51% вместо «не более 0,50») и превышения цетанового индекса над оптимальным (минус 0,5 и минус 0,3 вместо «от 0 до 5»).

По результатам испытаний образцов была приготовлена опытная партия заявляемой топливной композиции по образцу №11, которая прошла испытания лабораторными методами в сравнении с составом по прототипу и составом гидроочищенного дизельного топлива в соответствии с нормативной документацией по испытаниям, а также оценена возможность ее производства на НПЗ при работе установок с полной производительностью. Результаты испытаний приведены в таблице 3.

Таблица 3
Результаты испытаний топлив* и оценка возможности их производства на НПЗ
Наименование показателя Образец топлива
Заявляемое (образец №11) Прототип (патент RU 2305126 C10L, 1/18) Базовое (Л-0,2-62 по ГОСТ 305)
1. Плотность при 20°С, кг/м3 857 860 828
2. Температура помутнения, °С Минус 3 7 Минус 5
3. Массовая доля серы. % 0.48 0,50 0,17
Продолжение таблицы 3
4. Цетановый индекс, ед. 47,7 46.5 58
5. Оптимальный цетановый индекс, ед. 47,6 45,2 48,7
6. Превышение цетанового индекса над оптимальным, ед. 0,1 1,3 9.3
7. Объемная теплота сгорания, МДж/дм3 36,4 36,4 35,5
8. Производство легкого газойля каталитического крекинга (кг) на НПЗ в расчете на 1 тонну топливной композиции:
требуемое 190 300 не требуется
фактическое 230 (обеспечивается непрерывность процесса) 230 (не обеспечивается непрерывность процесса - простой установки гидроочистки) 230
* Требуемые нормы на показатели приведены в таблице 2 (столбец 2).

Как следует из приведенных в таблице 3 данных, заявляемая топливная композиция имеет преимущества в сравнении с прототипом по цетановому индексу (47,7 и 46,5) - имеет лучшую воспламеняемость в дизелях, т.е. лучшие пусковые свойства топлива; по превышению цетанового индекса над оптимальным (0,1 вместо 1,3 ед.) - лучшее приближение к нулевому значению превышения цетанового индекса над оптимальным цетановым индексом, снижающее удельный расход и дымность отработавших газов; по температуре помутнения (минус 3°С вместо 7°С), что делает возможным его круглогодичное применение без необходимости установки в каждую цистерну корабля подогревателей топлива для предотвращения выделения твердых парафинов при температурах ниже 7°С и по обеспечению изготовления топлива на НПЗ без изменения технологических процессов работы установок (см. с.6 настоящего описания).

Заявляемая топливная композиция (образец 11) имеет преимущество перед базовым топливом (дизельное топливо Л-0,2-62 по ГОСТ 305) по оптимальности процесса сгорания (превышение цетанового индекса над оптимальным 0,1 ед. и 9,3 ед., соответственно). Это обеспечивает меньший удельный расход заявляемой топливной композиции, т.е. повышает ее экономичность, и снижает дымность отработавших газов, т.е. улучшает ее экологические свойства.

Подтверждением того, что удельный расход и дымность отработавших газов зависят от величины цетанового числа (цетанового индекса) топлива, являются данные, приведенные в статье Л.В. Малявинского и В.М. Российского «Исследование влияния цетанового числа дизельных топлив на показатели работы двигателя» (Химия и технология топлив и масел, 1976, №2, с.45-46). По данным статьи дизельное топливо ДЛ по ГОСТ 4749-73 с цетановым числом 45 ед. в сравнении с дизельным топливом ДС по этому же ГОСТ с цетановым числом 51 имеет при испытании на двигателе ЯМ3-236 меньшие удельный расход (на 2,9% масс.) и дымность отработавших газов (на 13,3% в единицах прибора «Хартридж»), а при испытании на двигателе Д-20 - на 3-3,5% и на 30-40%, соответственно.

Превышение цетанового индекса над оптимальным (таблица 3 п.6) у заявляемой топливной композиции имеет величину 0,1 ед., а у дизельного топлива Л-0,2-62 по ГОСТ 305 - 9,3 ед. Это означает еще большее преимущество (чем для приведенных в статье топлив) заявляемой топливной композиции над базовым топливом по удельному расходу и дымности отработавших газов.

Большая объемная теплота сгорания (таблица 3 п.7) заявляемой топливной композиции относительно базового топлива на 2,5% (36,4 и 35,5 МДж/дм3) увеличивает дальность хода корабля без дозаправки топливом на 2,5%. Дополнительное (сверх 2,5%) увеличение дальности хода произойдет еще и за счет меньшего удельного расхода топлива, что следует из данных приведенной статьи и результатов испытаний по показателю «превышение цетанового индекса над оптимальным цетановым индексом» заявляемой топливной композиции и базового топлива, приведенных в таблице 3 п.6.

Разработанная топливная композиция является полностью дистиллятной (см. с.9-10 настоящего описания), т.е. свободной от недостатков мазута, приводящих к снижению боеготовности кораблей с котлоагрегатами (см. с.2 настоящего описания).

Таким образом, заявляемая топливная композиция отвечает требованиям, поставленным перед авторами (см. задачу авторам, с.4-5 настоящего описания) и обеспечивает получение технического результата изобретения (повышение уровня эксплуатационных свойств топливной композиции с одновременным сохранением номинальной производительности установок на НПЗ без нарушения технологического процесса их работы) только в заявленном диапазоне соотношения компонентов.

Применение изобретения обеспечит круглогодичное использование топливной композиции для водоизмещающих кораблей за счет понижения температуры помутнения с 7°С (у прототипа) до минус 1°С, а также возможность ее изготовления на НПЗ без снижения производительности установок. Повышение дальности хода корабля без дозаправки топливом и снижение дымности отработавших газов при сжигании топлива в энергетических установках повысят боеготовность кораблей, что отвечает требованиям Президента России по укреплению Вооруженных Сил страны.

1. Топливная композиция для водоизмещающих кораблей, содержащая вакуумные фракции мазута, легкий газойль каталитического крекинга, реагент 8-оксихинолин, диспергирующую присадку и гидроочищенное дизельное топливо, отличающаяся тем, что в качестве вакуумных фракций мазута содержит легкий вакуумный погон мазута с температурой выкипания 96 об.% до 400°С, негидроочищенный легкий газойль каталитического крекинга и в качестве диспергирующей присадки - присадку С-40 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Легкий вакуумный погон мазута с температурой
выкипания 96 об.% до 400°С 11-16
Негидроочищенный легкий газойль каталитического крекинга 4-19
Реагент 8-оксихинолин 0,0020-0,0075
Диспергирующая присадка С-40 0,0004-0,0015
Гидроочищенное дизельное топливо Остальное

2. Топливная композиция по п.1, отличающаяся тем, что при плотности при 20°С легкого вакуумного погона мазута с температурой выкипания 96 об.% до 400°С, равной (892±4) кг/м3, и при плотности при 20°С негидроочищенного легкого газойля каталитического крекинга, равной (975±2) кг/м3, их содержание в топливной композиции составляет, мас.%, «не более 14» и «не более 9» соответственно, а при плотности при 20°С легкого вакуумного погона мазута с температурой выкипания 96 об.% до 400°С, равной (883±3) кг/м3, и при плотности при 20°С негидроочищенного легкого газойля каталитического крекинга, равной (935±4) кг/м3, их содержание в топливной композиции составляет, мас.%, «не менее 14» и «не менее 17» соответственно.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к многофункциональной добавке к автомобильному бензину, содержащей антидетонационные и другие компоненты, а также модифицирующую добавку. В качестве модифицирующей добавки используются углеродные наноматериалы (УНМ), предпочтительно в виде многослойных нанотрубок (УНТ) в пересчете на бензин в количестве от 10-6 до 10-4 мас.%.
Изобретение относится к композиции неэтилированного экологически чистого высокооктанового бензина на основе изомеризата и бензина каталитического крекинга, отличающейся тем, что дополнительно содержит бензин прямой перегонки, а в качестве высокооктанового компонента содержит гидрогенизат производства бутиловых спиртов при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бензин прямой перегонки 10-15 Изомеризат 2,5 Гидрогенизат производства бутиловых спиртов 20-60 Бензин каталитического крекинга До 100 Практическое применение заявленной композиции позволяет существенно расширить сырьевую базу производства экологически чистых автобензинов, обладающих высоким октановым числом и пониженным содержанием ароматических, олефиновых углеводородов и бензола.

Изобретение относится к способу получения эфирной присадки, включающий смешение дикарбоновой кислоты со спиртом с получением воды, эфира и избыточного спирта с последующим отделением воды и спирта от эфира ректификацией, при этом в качестве кислоты используют щавелевую кислоту, а в качестве спирта-н-бутанол или 2-этилгексанол, при этом на смешение щавелевой кислоты со спиртом в качестве растворителя подают циклогексан, а ректификацию осуществляют в двух колоннах с получением в первой колонне растворителя-циклогексана, возвращаемого на стадию смешения с щавелевой кислотой и спиртом, и подачей остатка первой колонны во вторую с получением в ней спирта и целевого продукта-эфирной присадки.

Изобретение относится к применению N-монометил-4-метоксианилина, N-монометил-4-этоксианилина или их смесей в качестве антиокислительных добавок для моторных топлив и может использоваться для улучшения их эксплуатационных характеристик.
Изобретение относится к нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. .
Изобретение относится к нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности. .

Изобретение относится к обработке растительного масла и нефтяного дизельного топлива с образованием гибридной дизельной биотопливной композиции. .

Изобретение относится к применению бензиновой композиции для улучшения приемистости четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, работающего на бензиновой композиции.
Изобретение относится к способу повышения антидетонационных величин моторных топлив для карбюраторных и инжекторных двигателей, заключающийся в том, что к прямогонному бензину добавляют компонент, содержащий одно или несколько веществ из группы ацетилацетонатов 3d-металлов общей формулы М(C5H7O2 )n, где n=2-3, в количестве 10-12% масс.
Изобретение относится к новым областям применения определенного типа компонента дизельного топлива и к способам улучшения эксплуатационных характеристик дизельного двигателя с турбонаддувом.
Изобретение относится к многофункциональной добавке к автомобильному бензину, содержащей антидетонационные и другие компоненты, а также модифицирующую добавку. В качестве модифицирующей добавки используются углеродные наноматериалы (УНМ), предпочтительно в виде многослойных нанотрубок (УНТ) в пересчете на бензин в количестве от 10-6 до 10-4 мас.%.

Изобретение относится к способам регулирования побочных продуктов или загрязняющих веществ, образующихся при сжигании топлива, которые включают в себя сжигание топлива, содержащего дисперсию, включающую в себя смесь, по меньшей мере, двух или, по меньшей мере, трех металлосодержащих оснований, в которых каждый металл имеет среднюю степень окисления +2 или выше, по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество и, по меньшей мере, одну органическую среду, в которой металлосодержащие основания равномерно диспергируют.

Изобретение относится к нефтехимии, а именно к полимерным химическим реагентам, снижающим гидродинамическое сопротивление, возникающее при транспорте углеводородных жидкостей по трубопроводам.
Изобретение относится к способу повышения антидетонационных величин моторных топлив для карбюраторных и инжекторных двигателей, заключающийся в том, что к прямогонному бензину добавляют компонент, содержащий одно или несколько веществ из группы ацетилацетонатов 3d-металлов общей формулы М(C5H7O2 )n, где n=2-3, в количестве 10-12% масс.

Изобретение относится к присадке к топливу на основе алифатических спиртов, карбамида (мочевины) и воды, отличающейся тем, что она дополнительно содержит борную кислоту при следующем соотношении компонентов, % мас.: алифатические спирты С2-С4 10-97,99 карбамид (мочевина) 1-30борная кислота0,01-3 вода 1-85Также изобретение относится к топливной композиции на основе жидкого или твердого топлива с добавлением указанной присадки в количестве 0,0001-0,1 мас.%.
Изобретение относится к топливу для импульсного детонационного двигателя на основе синтетического высокоплотного горючего Т-10, отличающемуся тем, что с целью повышения его детонационной активности в горючее дополнительно введен продетонатор - трет-бутилгидропероксид (% масс): горючее Т-10 99-99,3%; трет-бутилгидропероксид 0,7-1%.
Изобретение относится к области трубопроводного транспорта жидких углеводородов, а именно к методам уменьшения их гидродинамического сопротивления. .
Изобретение относится к композиции жидкого топлива с присадками для обеспечения антизадирных, противоизносных и антиокислительных свойств жидких топлив, таких как углеводородное, моторное, биодизельное топливо и их смеси.
Изобретение относится к трубопроводному транспорту жидкости и может быть использовано при перекачке углеводородных жидкостей по трубопроводам с насосными станциями с использованием противотурбулентных присадок.
Изобретение относится к композиции неэтилированного экологически чистого высокооктанового бензина на основе изомеризата и бензина каталитического крекинга, отличающейся тем, что дополнительно содержит бензин прямой перегонки, а в качестве высокооктанового компонента содержит гидрогенизат производства бутиловых спиртов при следующем соотношении компонентов, мас.%: Бензин прямой перегонки 10-15 Изомеризат 2,5 Гидрогенизат производства бутиловых спиртов 20-60 Бензин каталитического крекинга До 100 Практическое применение заявленной композиции позволяет существенно расширить сырьевую базу производства экологически чистых автобензинов, обладающих высоким октановым числом и пониженным содержанием ароматических, олефиновых углеводородов и бензола.

Изобретение относится к топливной композиции, состоящей из легкого вакуумного погона мазута с температурой выкипания 96 об. до 400°С, негидроочищенного легкого газойля каталитического крекинга, 8-оксихинолина, диспергирующей присадки С-40 и гидроочищенного дизельного топлива. Совокупность принимаемых соотношений компонентов позволяет получить повышение уровня эксплуатационных свойств топливной композиции с одновременным сохранением номинальной производительности установок на НПЗ без нарушения технологического процесса их работы. Топливная композиция находит применение для судовых быстроходных дизелей, судовых газовых турбин и судовых котлоагрегатов и может быть применена круглогодично преимущественно на водоизмещающих кораблях. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Наверх