Что такое высоковязкое топливо, где используют

Прежде чем добытые углеводороды превратятся в какое-либо топливо, они должны пройти не один сложный технологический процесс. Статья посвящена высоковязкому топливу, которое получают в результате прямой перегонки нефти из самых тяжелых фракций – мазута с добавлением более легких фракций, а также современных топливных добавок, улучшающих эксплуатационные качества горючего. Высоковязкое топливо относят к дизельным видам горючего.

Фракционный и химический состав топлива высокой вязкости

Высоковязкое топливо в колбе

Разработка и внедрение современных дизельных двигателей потребовала нового подхода к качеству нефтепродуктов и топлива. Совершенствование технологий получения новых топливных смесей высокой вязкости стимулирует нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) выпускать топливо высокой вязкости запатентованное на международном рынке нефтепродуктов. В обязательном порядке регламентируется содержание серы, которое должно соответствовать Евростандарту.

В зависимости от выхода фракций топливо высокой вязкости различают по видам:

вид 1 – керосиновая фракция;
вид 2 – дизельная фракция;
вид 3 – дистиллят тяжелый;
вид 4 – нефтяной растворитель.

Выпускаются следующие марки высоковязкого топлива:

СВЛ– судовое высоковязкое топливо;
СВТ – судовое высоковязкое тяжелое;
СВС – судовое высоковязкое сверхтяжелое.

Фракционный состав топлив по-разному влияет на работу двигателей. Так, чрезмерное повышение облегчения фракционного состава может привести к повышению жесткости работы двигателя. Примерный фракционный состав смесей высоковязкого топлива: смесь олефинов, нафтенов, парафинов, асфальтенов, смол и др.

Характеристики

Согласно ГОСТам и ТУ 38-1011314-2001 топливо высоковязкое должны производить из фракций нефтяных остатков прямой перегонки с добавлением остатков вторичной перегонки.

Важнейшими характеристиками является вязкость, плотность, температура воспламенения (цетановое число). От этих параметров зависит равномерность подачи топлива, распределение его в камере сгорания. Чтобы обеспечить бесперебойное поступление в камеру, механик обязательно учитывает эти параметры и их изменение от температуры. Плотность топлива зависит от компонентного состава и влияет на коксуемость и зольность.

Коксуемость – твердый остаток от сжигания топлива, количественно выражается в проценте неполного сгорания топлива:
Зольность – наличие несгораемых примесей – это естественные элементы добытой нефти, которые проявляются при перегонке, длительном хранении, при перевозке;
Содержание серы влияет на смазывающие свойства топлива. Увеличение доли серы влияет на коррозию деталей топливной системы, повышает токсичность отработанных газов. Значительное уменьшение содержание серы требуют международные стандарты в целях сохранения экологических условий водного бассейна.
Цетановое число имеет цифровое значение. Чем оно больше – тем лучше воспламеняются смеси при сжатии. Оптимальное цетановое число 40–55. Для стандартного топлива цетановое число – 40–45, для высшего качества – 45–50.

Внимание! При цетановом числе больше 60 снижается полнота сгорания топлива, возникает дымность выхлопных газов и увеличивается расход топлива.

Способы получения

Судовое топливо высокой вязкости получают смешением продуктов прямой переработки нефти и продуктов вторичной переработки. Композиционный состав такого топлива часто запатентован. На Новокуйбышевском нефтеперерабатывающем заводе изобретен композиционный состав топлива судового высокой вязкости.

Патент RU2177979C1. Топливо содержит: легкий газойль коксования 20–40 %; тяжелый газойль коксования 5–20 %,экстракт селективной очистки масел 15–30%; смола полиалкилбензольная 1–5% и гудрон.
Патент RU 1 272731C. Ново–уфимский нефтеперерабатывающий завод –композиция на основе: мазут 20–40 %; газойль каталитического крекинга 5–20 %, газойль термического крекинга или висбрекинга, или коксования 5–15 %. Эта композиция по всем параметрам не уступает имеющимся, но улучшает эксплуатационные свойства – улучшает прокачиваемость. А за счет использования различных дистиллятных фракций и тяжелых нефтяных остатков вторичных процессов расширяется сырьевая база и снижается себестоимость топлива.

Процесс нефтепереработки

Вначале добытая нефть проходит процесс очистки от нефтяного газа, воды и механических примесей первичная сепарация. На нефтеперерабатывающих заводах проходит дополнительная очистка от механических примесей и газов, от растворенных легких углеводородов (фракции С1–С4) и обезвоживание на электрообессоливающих установках.

Далее атмосферная перегонка при атмосферном давлении– процесс ректификации. Нефть сначала нагревают до температуры 380 °С. В ректификационной башне легкие пары составляющей нефти устремляются вверх, а тяжелые опускаются вниз. Далее пары проходят сложный процесс разделения на фракции по температуре кипения и испарения. Разделяют на две фракции – легкую и тяжелую. Остаток атмосферной перегонки мазут, который и является основой для производства топлива высокой вязкости. Топливо высокой вязкости по физическим и химическим свойствам приближается к моторным топливам ДТ и МД, также к флотским мазутам Ф 5 и Ф 12.

Все полученные фракции отправляются на вторичную переработку.

Область применения

Использованием разных видов топлива потребитель решает две проблемы: прежде всего, экономии (топливо высокой вязкости одно из самых дешевых) и долговечности двигателя. Топливо высокой вязкости применяется для заправки:

водного транспорта (катеров, прогулочных яхт, барж);
железнодорожного транспорта;
строительной и строительно –дорожной техники;
коммунальной техники;
может использоваться в котельных, для отопления дач, загородных домов;
на дизельных установках с соответствующими системами топливоподготовки и топливоподачи.

Особенности использования

Тяжелые и высоковязкие топлива хуже качеством дистиллятных, но использование их выгодно из-за низкой себестоимости. Для улучшения качества судовых высоковязких топлив широко используют функциональные присадки:

деэмульгаторы, уменьшающие содержание воды в топливе;
присадки поглощающие сероводороды, при сильном снижении сероводородов снижаются смазочные свойства топлива. Поэтому вводятся еще малоизносные присадки, помогающие сохранить двигатели.
улучшают текучесть топлива облегчением фракционного состава.

Особенности транспортировки и хранения

Что такое высоковязкое топливо, как производят и где применяют

Транспортировка высоковязкого топлива

Условия складского хранения определяют оценкой температуры застывания. Существует три способа уменьшить температуру застывания:

снижают содержание тяжелых фракций (понижают температуру конца кипения), увеличение легких фракций влечет за собой уменьшение цетанового числа;
применение депрессантов – депрессорные добавки позволяют снизить температуру застывания, мало влияя на остальные характеристики, но улучшают прокачиваемость топлива.
наиболее эффективным способом снижения температуры застывания и помутнения это снижение углеводородного состава;

При транспортировке топлив высокой вязкости следует помнить, что при изменении температуры окружающей среды плотность топлива меняется–при повышении температуры плотность уменьшается и наоборот. Поэтому один и тот же объем топлива может быть разного веса.

Регламентирующие документы

Топлива высокой вязкости производятся из средне дистиллятных фракций и остатков прямой перегонки в соответствии с ТУ 38. 1011314–2001.

Существуют международные стандарты, регламентирующие качество судового топлива ISO 18217-2010 и ISO 8216 –2001.

Стандартами регламентируется вязкость, зольность, массовая доля механических примесей, и т.д.

Чем отличается от дизельного топлива

Топливо высокой вязкости применяется для тихоходных двигателей и является смесью мазутов с керосиново – газойлевыми фракциями. Дизельное топливо продукт прямой переработки нефти, при разделении на фракции пар конденсируется в жидкость при определенной температуре.

Отличие дизельного топлива от топлива высокой вязкости численных параметрах плотности, вязкости и в цене.