ТОПЛИВО ДЛЯ КОТЕЛЬНОЙ Российский патент 2012 года по МПК C10L1/32 C10G1/00 

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

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.

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