ТОПЛИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1998 года по МПК C10L1/04 

Изобретение относится к топливным композициям, используемым в качестве котельного топлива.

Известно топливо, включающее 49 - 61 мас.% фусов, 10 - 15 мас.% сточных вод, 41 - 24 мас.% тяжелого жидкого топлива [1].

Изобретение направлено на уменьшение сажеобразования, а также механического недожога при использовании указанного топлива.

Недостатком изобретения являются низкая теплота сгорания 6990 - 5880 ккал/кг, высокая зольность топлива.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является топливная композиция на основе топочного мазута с добавлением углеводоросодержащего компонента - отхода производства - нефтеполимерной смолы при следующем соотношении компонентов, мас.%: отход производства нефтеполимерной смолы - 30 - 90; топочный мазут - до 100 [2].

Недостаток известного изобретения заключается в том, что отход производства, вакуумный отгон нефтеполимерной смолы, содержит значительное количество непредельных углеводородов - 41,5% (стирол, α-метилстирол, дициклопентадиен, винилтолуол, инден), которые полимеризуются в процессе хранения, что приводит к нагарообразованию в топках и коксованию топливных форсунок при использовании известной топливной композиции.

Предлагаемая топливная композиция включает топливный мазут с добавлением углеводородсодержащего компонента, в качестве которого используют продукты пиролиза углеводородов со среднеобъемной температурой кипения 260 - 290^oC, коксуемостью 8 - 12% при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Продукты пиролиза углеводородов со среднеобъемной температурой кипения 260 - 290^oC и коксуемостью 8 - 12% - 5 - 60
Топочный мазут - Остальное
Отличительными признаками изобретения является использование в качестве углеводородсодержащего компонента композиции продуктов пиролиза углеводородов со среднеобъемной температурой кипения 260 - 290^oC и коксуемостью 8 - 12% в количестве 5 - 60 мас.%.

Предлагаемая совокупность существенных признаков позволяет повысить устойчивость топливной композиции к расслоению, снизить нагарообразование в топке и повысить теплоту сгорания топлива.

Продукты пиролиза углеводородов со среднеобъемной температурой кипения 260 - 290^oC, коксуемостью 8 - 12% получают в качестве побочного продукта при пиролизе в печах углеводородного сырья с целью получения этилена на установках ЭП-300, ЭП-60.

Выделяются жидкие продукты пиролиза при ступенчатой конденсации парогазовой смеси, выходящей из печи. В табл. А приводится химический состав продуктов пиролиза со среднеобъемной температурой кипения 260 - 290^oC, коксуемостью 8 - 12% и топочного мазута для сравнения.

Как видно, основными компонентами продуктов пиролиза являются ароматические углеводороды - смесь би- и трициклических, содержащие большое число циклов - от 50 до 67, а также смолы и асфальтены.

До настоящего времени продукты пиролиза со среднеобъемной температурой кипения 260 - 290^oC, коксуемостью 8 - 12% как компонент котельного топлива не использовались.

В качестве известного компонента котельного топлива используется топочный мазут марки 40, выпускаемый по ГОСТ 10585-75.

Совокупность отличительных признаков изобретения позволила получить неожиданный эффект - повышение устойчивости топливной композиции к расслоению, снижение нагарообразования в топке и повышение теплотворной способности топлива.

Данный неожиданный эффект, по-видимому, достигается тем, что несмотря на высокую коксуемость (8 - 12%) и значительное содержание асфальтенов в продуктах пиролиза углеводородов со среднеобъемной температурой кипения 260 - 290^oC (8 - 10%) при смешении их с мазутом повышается устойчивость топливной композиции к расслоению, снижается степень нагарообразования.

Устойчивость топливной композиции к расслоению характеризуется фактором устойчивости. Фактор устойчивости, представляющий собой отношения концентрации асфальтенов в двух слоях, отстоящих на определенном расстоянии в направлении сил осаждения за фиксированное время изменяется от 0 до 1 и с возрастанием коллоидной устойчивости системы стремится к 1.

Повышение устойчивости к расслоению и, вследствие этого, снижение нагарообразования заявляемой топливной композиции, можно объяснить, по-видимому, следующим образом: в продуктах пиролиза углеводородов содержатся бициклические соединения нафталин и его гомологи, которые обладают поверхностно-активными свойствами и удерживают асфальтены во взвешенном состоянии, не дают возможности асфальтенам, смолам выпадать в осадок, снижают данные отложения в резервуарах и нагарообразование на форсунках при сжигании его в топках.

Особенности группового химического состава нового компонента в топливной композиции - практически отсутствие парафиновых соединений при значительном содержании ароматических (80 - 85%) придают топливной композиции высокие растворяющие и диспергирующие свойства, предотвращающие коксообразование парафино-нафтеновых углеводородов, содержащихся в известном компоненте топливной композиции мазута и повышающие теплоту сгорания топливной композиции.

Пример. К топочному мазуту марки 40 добавляют продукты пиролиза углеводородов со среднеобъемной температурой кипения 260 - 290^oC, коксуемостью 8 - 12% при обеспечении их содержания в топливной композиции 4, 5, 32, 60, 62 мас. % и перемешивают в течение 5 ч при 70^oC, отбирают пробы для определения качественных показателей топливных композиций, указанных в табл. 1 (пп. 1 - 8). Для определения фактора устойчивости топливных композиций образец каждой композиции смешивают с растворителем, состоящим из толуола и гептана в соотношении 1 : 3 и производят центрифугирование его в течение 10 мин при скорости вращения ротора центрифуги 4000 об/мин. После окончания центрифугирования отбирают с помощью шприца верхний и нижний слой центрифугата с последующим отгоном растворителя и определением концентрации асфальтенов в отобранных слоях. Рассчитанный по отношению концентрации асфальтенов в нижнем и верхнем слоях центрифугата фактор устойчивости каждой композиции соответственно составляет 0,60; 0,62; 0,78; 0,85; 0,88. Аналогично определяют фактор устойчивости сырьевых композиций по прототипу, который составляет соответственно 0,55; 0,48; 0,40.

В табл. 1 приведены свойства заявляемой и известной топливной композиции.

Сопоставление данных табл. 1 показывает, что фактор устойчивости заявляемой композиции повышается на 12 - 30%, теплота сгорания на 60 - 100 ккал/кг по сравнению с известной топливной композицией.

При содержании в топливной композиции продуктов пиролиза со среднеобъемной температурой кипения 260 - 290^oC, коксуемостью 8 - 12% ниже 5%, снижается устойчивость топливной композиции к расслоению, накапливаются данные отложения в резервуарах, повышается нагарообразование в топке.

При содержании в предлагаемой топливной композиции продуктов пиролиза выше 60% понижается температура вспышки топливной композиции, что связано с ухудшением условий, предъявляемых техникой безопасности.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет повысить теплотворную способность топлива, увеличить устойчивость топливной композиции к расслоению, что приводит к снижению данных отложений в резервуарах при хранении, к уменьшению нагарообразования в топке, снижению коксования в топливных форсунках.

Изобретение относится к топливным композициям, используемым в качестве котельного топлива. Предлагаемая топливная композиция включает топливный мазут с добавлением углеводородсодержащего компонента, в качестве которого используют продукты пиролиза углеводородов со среднеобъемной температурой кипения 260 - 290^oС, коксуемостью 8 - 12% при следующем соотношении компонентов, мас.%: продукты пиролиза углеводородов со среднеобъемной температурой кипения 260 - 290^oС и коксуемостью 8 - 12% 5 - 60, топочный мазут остальное. Предлагаемая совокупность признаков позволяет повысить устойчивость топливной композиции к расслоению, снизить нагарообразование в топке и повысить теплоту сгорания топлива. 2 табл.

Топливная композиция на основе топочного мазута с добавлением углеводородсодержащего компонента, отличающаяся тем, что в качестве углеводородсодержащего компонента композиция содержит продукты пиролиза углеводородов со среднеобъемной температурой кипения 260 - 290^oС, коксуемостью 8 - 12% при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Продукты пиролиза углеводородов со среднеобъемной температурой кипения 260 - 290^oС, коксуемостью 8 - 12% - 5 - 60
Топочный мазут - До 100а