Судовое маловязкое топливо

Судовое маловязкое топливо

Реферат

Изобретение относится к углеводородным топливным композициям на основе продуктов переработки нефти и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Судовое маловязкое топливо (СМТ) предназначено для использования в среднеоборотных и высокооборотных дизельных двигателях, потребляющих значительное количество дефицитного дизельного топлива по ГОСТ 305-82. В табл.1 представлены требования к дизельному топливу марки «Л-0,5», вырабатываемому по ГОСТ 305-82, и предлагаемому взамен его СМТ, вырабатываемому по ТУ 38.101567-2000. Из данных табл.1 следует, что по сравнению с дизельным топливом марки «Л-0,5» нормы на топливо СМТ менее жесткие.

Таблица 1
Норма показателей качества
Показатель	ГОСТ 305-82 на топливо марки Л-0,5-69	ТУ 38.101567-2000
Вязкость кинематическая при 20°С, мм2/с	в пределах 3,0-6,0	не более 11,4
Цетановое число, не менее	45	40
Температура вспышки в закрытом тигле, °С, не ниже	60	62
Температура застывания, °С, не выше	Минус 10	Минус 10
Массовая доля серы, %, не более	0,5	1,5
Массовая доля меркаптановой серы, %, не более	0,01	0,025
Коксуемость, %, не более	10% ост 0,3	0,2
Содержание механических примесей, %, не более	Отс.	0,02
Зольность, %, не более	0,01	0,01
Плотность, кг/м3, не более	860	890

Известно топливо для судовых двигателей, которое получается путем компаундирования легкого газойля коксования с установки 21-10/6, дизельных фракций с АВТ, вакуумного газойля с АВТ и дистиллята прямогонного с комбинированной установки КГФ-АТ-ТК («Химия и технология топлив и масел», 1979, №3, с.28-30). Однако используемые фракции характеризуются низкой перегонкой топлива и большим запасом качества по показателю кинематической вязкости. Топливо характеризуется низким цетановым числом и выходом. Оно содержит мас.%: смесь продуктов атмосферной перегонки и вакуумной переработки нефти фракции 110-500°С 2-15; фракцию 240-500°С вакуумного дистиллята переработки нефти 1-20; фракцию 130-400°С вакуумной перегонки мазута при производстве масел 10-40; фракцию 160-400°С газойля каталитического крекинга до 100%.

Однако используемые фракции каталитического крекинга, а также продукты прямогонные с н.к. 110°С приводят к снижению смазывающей способности топлива и повышению его коррозионной активности.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является топливо для судовых двигателей (Пат. РФ №2058372, C10L 1/04, опубл. 20.04.96, БИ №11), содержащее смесь дистиллятов нефти: фракции 160-360°С, 240-450°С атмосферной перегонки при массовом соотношении во фракции 240-450°С фракций, выкипающих в интервале 240-360°С и 360-450°С, равном (80-90):(20-10), фракцию 240-550°С вторичной вакуумной перегонки мазута при массовом соотношении в ней фракций 240-360°С и 360-550°С, равном (80-90):(20-10), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фракция 240-450° атмосферной перегонки	5-30
Фракция 240-550°С вторичной вакуумной перегонки мазута	5-15
Фракция 160-360°С атмосферной перегонки	До 100

Известное судовое маловязкое топливо получают следующим образом: нефть подвергают перегонке с выделением на установке AT фракций 160-360°С, 240-450°С и на установке вакуумной перегонки мазута фракции 240-550°С.

Однако выделяемые на AT и вакуумной перегонки мазута фракции должны иметь определенное соотношение в них дизельных и мазутных (выше 360°С) фракций. Это достигается регулированием режима и коэффициента рециркуляции фракций на установке. Таким образом, в дистиллятах 240-450°С атмосферной перегонки и 240-550°С вакуумной перегонки мазута соотношение фракций 160-360°С и выше 360°С должно составлять (80-90):(20-10).

Недостатками предложенного судового топлива является недостаточно высокое цетановое число, а также вовлечение в его состав значительного количества легких углеводородных фракций. Количество фракции с интервалом выкипания 160-360°С составляет от 55 до 90% от массы судового топлива. В двух других компонентах топлива доля фракции с интервалом выкипания 240-360°С составляет 80-90%. Известно, что наличие низкомолекулярных фракций снижает цетановое число топлива. Фракции с интервалом выкипания 160-170°С имеют цетановое число лишь 34, фракции, выкипающие в интервале 170-180°С, имеют цетановое число 36, а у фракций, выкипающих при 180-190°С, оно находится на уровне 38. Присутствие в топливе фракций с температурой начала кипения 160°С приводит к жесткой работе двигателя, поскольку к моменту самовоспламенения рабочей смеси в его цилиндре накапливается большое количество паров топлива, и горение сопровождается чрезмерным повышением давления и стуками в двигателе. Значительное присутствие в составе топлива фракций с относительно невысокими температурами начала кипения нецелесообразно также по экономическим соображениям, поскольку они могут являться компонентами гораздо более ценных и дорогих продуктов, таких, например, как нефрас, керосин или реактивное топливо типа ТС-1. Процесс, согласно прототипу, отличается сложностью, поскольку предполагает смешение 7 потоков в четко определенных соотношениях. Особенно сложно регулировать количество введенной фракции с интервалом выкипания 360-550°С, поскольку ее количество варьируется от 0,5 до 3,0 мас.%.

Задачей изобретения является разработка топливной композиции, обладающей улучшенными показателями по цетановому числу.

Указанная задача решается тем, что судовое маловязкое топливо получают следующим образом: нефть подвергают перегонке с выделением на атмосферной колонне фракции с интервалом выкипания 210-365°С и на колонне вакуумной перегонки мазута фракции с интервалом выкипания 255-360°С. Судовое маловязкое топливо получают компаундированием фракций при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Фракция атмосферной перегонки с
интервалом выкипания 210-365°С	60-70
Фракция вакуумной перегонки с
интервалом выкипания 255-360°С	До 100

В табл.2 приведен компонентный состав, в табл. 3, 4 - показатели качества компонентов судового маловязкого топлива по прототипу и предлагаемому техническому решению.

В качестве сравнительного примера прототипа выбран состав и показатели качества примера 1 (табл.3, 4, 5, пат. РФ №2058372). Состав топлива согласно прототипу в соответствии с примером 2 табл.3 пат. РФ №2058372 имеет более высокий показатель цетанового числа, однако его температура застывания минус 10°С не обеспечивает необходимого запаса качества (норма по ГОСТ 305-82 и ТУ 38.101567-2000 - минус 10°С).

Таблица 2
Компонентный состав судового маловязкого топлива
Компонент	Состав, мас. %
прототип	1	2	3	4	5
Фракция атмосферной перегонки 160-360°С	80	-	-	-	-	-
Фракция 240-450°С атмосферной перегонки Соотношение фракций:	5	-	-	-	-	-
240-36°С	80
360-450°С	20
Фракция 240-550°С вакуумной перегонки Соотношение фракций:	15
240-3604	20
360-550°С	10
Фракции 210-365°С атмосферной перегонки	-	65	60	70	59	71
Фракции 255-360°С вакуумной перегонки	-	35	40	30	41	29

Таблица 3
Физико-химические свойства образцов топлива
	Содержание, мас. %
Показатель	прототип	1	2	3	4	5
Вязкость при 20°С, мм2/с	8,1	8,2	8,3	8,1	8,3	8,0
Цетановое число	48	50	51	50	50	48
Температура застывания,°С	-14	-12	-12	-14	-12	-15
Массовая доля серы, %	1,0	0,9	0,9	0,9	0,9	0,9
Коксуемость, %	0,1	0,1	0,1	0,09	0,09	0,13
Плотность при 20°С, кг/м3	870	873	875	870	876	869
Йодное число, г йода на 100 г топлива	4,2	4,2	4,1	4,2	4,1	4,2

Таблица 4
Показатели качества судового маловязкого топлива
Показатель	Содержание, мас. %
прототип	1	2	3	4	5
Содержание осадка при хранении, мг/100 см3/топл.	0,63	0,62	0,63	0,56	0,62	0,63
Теплота сгорания, Дж/кг	49,7	49,7	49,8	49,8	50,0	50,1
Коррозионные потери стали Ст. 3 на приборе Пинкевича, кг/м3	17,6	17,5	17,5	17,4	17,6	17,5
Показатель горючести в дизельном топливе	145	145	146	145	144	145
Смазывающие свойства на двигателе ЧШМ, Р кр. мет.	62	62	62	62	62	62
Коррозионная агрессивность в условиях конденсации воды по ГОСТ 8607-73, г/м3	1,2	1,2	1,2	1,1	1,2	1,0

Из приведенных данных следует, что предлагаемое топливо (примеры 1-3, табл.3) по сравнению с прототипом характеризуется более высокими численными значениями цетанового числа. Эксплуатационными испытаниями доказана достаточно высокая его смазывающая способность и стабильность при хранении, а также теплотворная способность в сочетании с низкой коррозионной агрессивностью.

Примеры 4 и 5 характеризуют показатели качества неоптимального состава судового топлива. Снижение содержания в топливе фракции вакуумной перегонки с интервалом выкипания 255-360°С ниже величины 30% приводит к повышению его коксуемости.

С другой стороны, превышение содержания в топливе фракции атмосферной перегонки с интервалом выкипания 210-365°С более величины 70% приводит к снижению цетанового числа.

Реализация изобретения позволит:

- Получать судовое маловязкое топливо с повышенным цетановым числом, без добавления специальных цетаноповышающих присадок;

- Максимально вовлекать более тяжелые фракции;

- Получать дополнительное количество керосиновых фракций или фракций ракетного топлива;

- Упростить технологический процесс получения топлива.

Судовое маловязкое топливо, содержащее смесь дистиллятов атмосферной и вакуумной перегонки нефти, отличающееся тем, что оно содержит фракцию атмосферной перегонки с интервалом выкипания 210-365°С и фракцию вакуумной перегонки с интервалом выкипания 255-360°С при следующем массовом соотношении компонентов, мас.%:

Фракция атмосферной перегонки с
интервалом выкипания 210-365°С	60-70
Фракция вакуумной перегонки с
интервалом выкипания 255-360°С	до 100