Альтернативные топлива как замена нефтяным, их значение в условиях истощения ресурсов природных топлив. 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Альтернативные топлива как замена нефтяным, их значение в условиях истощения ресурсов природных топлив.



Классификация топлив.

а) В зависимости от характера использования топливо условно подразделяется на энергетическое и технологическое.

Энергетическое топливо – используется в энергетическом оборудовании для получения электрической и тепловой энергии.

Технологическое топливо – используется в плавильных, нагревательных и других печах, а так же для химической переработки в разные виды искусственного топлива путём коксования, газификации и др.

Сейчас распространено комплексное энерготехнологическое использование топлива, суть которого состоит в том, что топливо предварительно поддаётся технологической обработке с целью выделения из него ценных веществ, которые являются сырьём для химической промышленности. Остаточный продукт переработки используется как энергетическое топливо.

б) В зависимости от физического состояния различают: жидкие, газообразные и твёрдые топлива.

в) По способу получения все топлива делятся на: природные и искусственные.

Искусственные топлива – получают из природных путём их физико–механической или физико–химической переработки.

Физико-механическим методам переработки поддаётся в основном твёрдое топливо, из которого получают искусственное (брикет, кокс), а так же некоторые виды жидкого и газообразного топлив.

Вследствие физико-химической переработки изменяется внешний вид топлива,его форма, химический состав и механические свойства.

 

 

Лекция №2

Принципы получения топлива.

    В современных средне – и малооборотных двигателях (СОД 500-750 об/мин, МОД 85-95 об/мин) в основном применяются жидкие топлива, получаемые путём переработки нефти.

    СЫРАЯ НЕФТЬ является сложной смесью углеводородов, небольших количеств соединений серы, азота, кислорода и др. элементов.

    Все методы разделения нефти на фракции и группы разделяются на первичные (физические) и вторичные (химические или ф – х).

    Применяя методы первичной (прямой) переработки, составляющие части нефти (фракции) получают путём нагревания её до кипения, частичного испарения и дальнейшего отбора и конденсации образованных паров. При этом структура и химическая природа молекул углеводородов нефти не изменяются.

К процессам первичной переработки нефти относят: осушение, обессоливание, атмосферная перегонка нефти, вакуумная перегонка мазута, разделение и очищение нефтяных фракций.

Вторичная переработка высококипящих фракций нефти предусматривает расщепление (деструкцию) под влиянием высоких температур больших молекул углеводорода на более мелкие, которые входят в состав лёгких топлив. Эта переработка обеспечивается такими процессами как термический и каталитический крекинг, каталитический реформинг и др.

Деструктивная переработка увеличивает выход светлых нефтепродуктов, позволяет получать моторные топлива, которые имеют наперёд заданные эксплуатационные и экологические характеристики, а также продукты глубокого уплотнения (нефтяной кокс, сажа), которых нет в первичной нефти.

Чаще всего, на нефтеперерабатывающих заводах установки первичной и вторичной переработки объединяют в общую технологическую систему. После предварительной очистки от механических примесей, осушенная и обессоленная нефть подаётся сначала на вакуумную перегонку, где после многоразовой конденсации и испарения на тарелках ректификационной колоны происходит разделение нефти на фракции.

 

               ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА заключается в нагреве нефти в печи до температуры 320 -330оС, где она переходит в газообразное состояние.

Продукты испарения поступают в ректификационную (дистилляционную) колону, где нефть при атмосферном давлении разделяется на фракции с различными пределами температур кипения. Причём каждая фракция содержит присущие ей группы углеводородов, отличающиеся химической структурой и молекулярной массой. В верхней части ректификационной колонны температура держится на уровне 90оС, по мере опускания температурный градиент увеличивается, соответственно растут и температурные пределы отбираемых фракций. В случае прямой перегонки нефти из ректификационной колоны при температуре 30 – 200оС отбирается газ, химическое сырьё, бензин, при 120 – 250оС – горючее для реактивных двигателей, при 150 – 360оС – дизельные топлива, лёгкий и тяжёлый газойли. Неиспарившаяся часть нефти собирается в нижней части колонны, образуя остаток, который либо используется для приготовления тяжёлых топлив, либо он поступает в вакуумную установку для последующей обработки.

Дистилляция при вакууме позволяет понизить температурные пределы кипения фракции, что способствует дополнительному их выделению. В процессе вакуумной дистилляции в диапазоне температур 350 – 490оС отбираются фракции, идущие на приготовление базовых компонентов смазочных масел. Отбираемая из вакуумной колонны фракция с наиболее низким пределом кипения представляет собой тяжёлый газойль, который может быть использован в качестве основного компонента при производстве тяжёлых топлив (мазутов) либо направляться на вторичную, более глубокую обработку, в установки каталитического или термического крекинга. Слово «крекинг» от английского crack (расщепляется) обозначает ряд процессов термической деструкции углеводородов.

В крекинг-процессах углеводороды, содержащиеся в тяжелом газойле или остатке, под действием высоких давлений (до 10 Мпа) и катализаторов – каталитический крекинг, либо высоких температур (450 – 700оС) – термический крекинг (вибреакинг Р=0,8-3,6 МПа) – подвергаются химическим изменениям, сопровождающимся дроблением молекул с образованием лёгких углеводородов. В результате выход светлых продуктов увеличивается (крекинг-бензин).

Об эффективности вторичных процессов наглядно свидетельствует табл. 2.1, из которой видно, что выход бензина увеличился на 30%, дизельного топлива – на 8%, а количество остаточных нефтепродуктов, используемых для приготовления тяжёлых топлив, снижается с 38% до 6%.

Таблица 2.1

Выход нефтепродуктов

 

 

Нефтепродукты

Изменения в выходе нефтепродуктов, % в результате

дистилляции Дистилляции и вторичных процессов
Газовые продукты 2 3
Бензины 18 48
Керосины 7 -
Дизельные топлива 24 32
Моторные (тяжёлые) топлива 38 6
Другие нефтепродукты 11 11

 

Лекция №5

Содержание кокса и асфальтена.

Коксовый остаток – массовая доля углекислого остатка (в %), образующегося после сжигания в стандартном приборе используемого горючего или его 10%-го остатка. Величина коксованного остатка характеризует не полное сгорание топлива, таким образом, образовывается нагар.

Содержание кокса в различных марках топлив разное. У дистиллятных топлив не высокое (0,05% – 0,1%). У остаточных крекингированых топлив (порядка 18%). Коксовый остаток отечественных топлив (10%), импортных (22%). Чем выше кокс по Конрадсону тем хуже топливо.

Во время окисления при высоких температурах большая часть смол сгорает, а наиболее тяжелые переходят в полутвердые или твердые высокомолекулярные соединения – асфальтены. В процессе сгорания асфальтены переходят в твердые вещества - карбены и карбиды, составляющие основу кокса и нагара. Содержание асфальтенов от 3,6%, до 12%. Асфальтены увеличивают задержку самовоспламенения топлива. Сгорают очень медленно и часто не полностью. Возрастает тенденция к дымлению и отложению нагара на деталях ЦПГ. Присутствие в топливах асфальтена приводит к шламо и осадкообразованию, и влияет на не стабильность и несовместимость топлив.

 

Лекция № 6

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТОПЛИВ (предельные значения)                                               по стандартам ISO, BSI, CIMAS.

 

 

ISO

DMX

DMA

DMB

DMC

RMA-10

RMB-10

-

Class BSI

M1

-

M2

M3

-

-

M4

CIMAC

-

-

-

1

A10

B10

-

Плотность при 15С, г/куб.см

Вязкость при 40 (50) С, сСт

Температура застывания, С

Коксуемость, % массы

Зольность, % массы

Содержание:

Воды, % объема

Серы, % массы

Ванадия, мГ/кг (ррм)

 

-

5,5

-

0,20

0,01

 

0,05

1,0

-

0,89

6,0

-6\0

0,20

0,01

 

0,10

1,5

-

0,90

11

0\6

0,25

0,01

 

0,30

2,0

-

0,92 14 0\6 2,5 0,05   0,30 2,0 100

0,975

40

0\6

10

0,10

 

0,50

3,5

150

0,991

40

24

10

0,10

 

0,50

3,5

150

0,991

40

24

12

0,10

 

0,50

3,5

250

 

 

ISO-F

RML 35

RMH

45

RMK

45

RML

45

RMH

55

-

RML 55
Class BSI

N10

M8

-

M11

M9

-

M12
CIMAC

-

H45

K45

-

H55

K55

-
Плотность при 15С, г\куб.см Вязкость при 50С, сСт Температура застывания Коксуемость, % массы Зольность, % массы Содержание: Воды, % объема Серы, % массы Ванадия, мг\кг (РРМ)    

**

380

30

-

0,20

 

1,0

5,0

600

0,991

500

30

22

0,20

 

1,0

5,0

600

**

500

30

22

0,20

 

1,0

5,0

600

**

500

30

-

0,20

 

1,0

5,0

600

0,991

700

30

22

0,20

 

1,0

5,0

600

1,010

700

30

22

0,20

 

1,0

5,0

600

- 700 30 - 0,20   1,0 5,0 600
                                   

На морских судах используют 3 вида топлив: маловязкие (дизельное, дистилятное), средневязкие (компаундированные вязкостью до 5ВЦИМ 36 сст), высоковязкие (компаундированные вязкостью выше 36 сст 50.

Компаундированные смесевые это кавитации других сопутствующих эффектов происходит глубочайшее дисперсированые на молекулы уровня всех составляющих компонентов компаундированного топлива.

Готовый продукт – это устойчивая дисперсия, прод. сох. Качества показатели топлива длительное время (180 суток).

К средневязким топливам используют в судовых дизелях относительно газотурбинное марок ТГ и ТГВК, моторной марки ДТ, флотский мазут марки Ф-5.

В группу высоковязких топлив включают следующие марки топлив, выработанные отечественной промышленностью: мат. Топливо марки ДМ, флотские мазуты М-0.9; Н-1.5; М-2; М3; Ф-12; а также топочные мазуты 40 и 40 В.

За рубежом применяется различная классификация топлив. Основными критериями при заказе топлива была его вязкость, по значению которой судили по других важных характеристик топлив.

За основу построение таблиц принята классификация по 150. буквенные символы ДМ и РМ означают дистиллят и остаток мазут. Цыфри в марке указывают максимум вязкость топлива в ССТ при 100 гр.

Из-за разных методик определяют характеристику топлива по различным стандартам, возможны различия в фактическом качестве отечественных и зарубежных топлив, не смотря на одинаковых значениях соответствующих характеристик.

Топливо дизельное.

В зависимости от ослув. применения используют 3 марки дизельного топлива:

Л – при температуре t>0 гр.

З – при t> -20 гр.

А – t= - 50 гр. и высше.

По содержанию серы:

1)Содержание серы не более 0.2%

2)Не более 0.5%

Технические условия предусматривают 6 марок дизельного топлива:

1)Л – 0.2; Л – 0.5; З – 0.2; З – 0.5; А – 0.2; А – 0.4;

В условное обозначения марки Л должны входят содержания серы и температуре вспышки, топливо марки З – содержание серы и температура застывания, А – содержание серы.

Топливо дизельное Л – 0.2-40; З – 0.2 – (-35); А- 0.4.

Средневязкие ТГ выпускается с сортов. Топливо моторное – ГОСТ 1667- 68 «топливо моторное для среднеоборотных и малооборотных дизелей, ТУ» выпускаются 3 марок ДТ вышей категории; ДТ; ДМ вышей категории для малооборотных.

Тяжелые топлива.

Мазуты топочные 40 и 100 явл. массов. товарн. Топливами для всех котельных и топочных устройств общего назначения.

ГОСТ ДСТУ 3868-99 согласно ему Л больше чем -5 гр и 3 не ниже -15 гр.

По содержанию серы

1)не более 0.05%

2)не более 0.1%

3)не более 0.2%

4)не более 0.5%

Лекция № 9

Присадки к топливу

Для улучшения эксплуатационных свойств топлив применяются различные присадки, изменяющие его физико-химический состав. По назначению присадки делятся на 3 группы:

Диспергирующие

Лекция №10

Лекция №11

Лекция № 13

 

                   Браковочные показатели масла.

Качество работающего в дизелях масла контролируется по следующим показателям:

1) кинематическая вязкость

2) содержание нерастворимого осадка.

4) температура вспышки в открытом тигле.

5) щелочному числу.

6) кислотному числу.

7) содержанию топлива.

8) содержанию воды в масле.

9) капельной пробе.

 

КЛВК-1, СКЛАВ-1

Жесткость содержимое хлоридов, щелочность, фосфатное и нитратное число. Для установок высоких показателей пара этих показаний не достаточно. Для главных котлов необходимо определить содержание кислорода растворенного в воде, а так же содержания нефтепродуктов. Для обеспечения требуемых норм качественную питьевую воду подвергают различной обработки:

Деаэрации

Дистилляции

Электрохимическому и

Химическому обессоливанию.

Фильтрация воды и очистка конденсата от масла имеют особо важное значение для судов с паровыми поршневыми машинами и для котлов диз. Танкеров где имеется подогрев груза для очистки конденсата от масла. Фильтрующий материал выбирают главным образом по его способности очищать воду от нефтепродуктов. Для этих же целей на судах тёплый ящик имеет ряд перегородок образующий каскад движения воды.

 

 

 


Конленсат обработанного пара по трубопроводу 3 поступает в верхнюю чать

 

Направляется в нижнюю часть теплового ящика, а оттуда по проводу 5 по питательного насосом в нижней части устанавливают змеевик 6 для охлаждения питательной воды. Трубопровод 4 служит для подачи добавочной воды в нижнюю часть теплового ящика. Деаэрация воды производиться с цельюудаления растворенных в ней газов. Для СКУ главной задачей этого вида обработки является удаление из воды кислорода и угле кислоты. Кислород удаляют из воды дисарбционным и химическим методами. в деаэраторах вода нагревается до температуры кипения и при одновременном распылении и удалении из неё газов. В соответствии с законами Генри и Дальтона условиями хорошей работы деаэратора является нагревания воды до температуры кипения в аппарате распыленным и ровномерном распределении воды в секторах деаэратора. Удаление паро водушной смеси из аппарата. Для вспомогательных КАУ болшее распространение получили химические методы деаэрации основанные на связи кислорода в коррозионно-инертные вещества. В результате океслительно восстановительных процессов в качестве восстановления используют сульфид натрия и гидрозин. В судовой практике часто применяют метод катионирования, сущность которого заключается в замене накипеобразующихся ионов С , , . При фильтрации жесткой воды через особые материалы склонные к ионному омену применяют к малым установкам ипользования сложных схем водообработки не целесообразной экономически. В этих случаях рациональным режимом водоподготовки могут быть достигнуто применением простого и дешвых средств. Ультозвуковой электрический статический магнитный. Вода обработанная в магнитном поле значительно уменьшает свои накипи, при этом наблюдается интенсивное разрушения прочных накипных отложений образующихся до магнитного метода водоподготовка. Оснавная цель магнитной водообработки измерить условные кристаллизации накипи образовавшиеся и обеспечить их выпадения не на поверхность нагрева, а в виде шлама его обьёме воды поступающего в котел.

У.З.П. воздействует не на воду, а служит для разрыхления уже образующихся отложений они предотвращают скопление накипи на поверхности нагрева.

Техническая обработка в опреснителе

Обработка воды в вакуумных опреснителях, обработка воды в высоком давлении.

Лекция №16

Технология обработки воды

Дистелятционная установка с испарителем избыточного давления. Дистелатная установка состоит из испарителя 15, водопогревателя 19, конденсатора 1, водного бака 4, деаэратора 6 которые связаны трубопроводами. По трубопроводу 10 забортная вода поступает в водоподогреватель 19 и оттуда по трубе 18 виспаритель 15 где вода нагревается до кипения змеевиками, по которым проходит пар. Образовавшийся от кипения воды вторичный пар под давлением проходит через сепаратор 14 и по трубе 17 попадает в водоподогеватель 19. В подогревателе вторичный пар отдаёт часть тепла на подогрев забортной воды и далее следует в конденсатор 1, где движется в направление противоположгом потоком воды поступающем конденсатор по трубопроводу 3 и уходящей из него по трубопровод 2. В конденсаторе из пара полученный дистелат который стекает в пробный бак 4, а от туда в аэратор 6, где насыщенный воздухом который поступает по труде 5. После аэрации по трубопроводу 7, направленного в цистерну пресной воды. Первичный пар по трубе 13 и проходя по змеевикам испаряют воду затем по трубе 11 выходит из испарителя в водоподогреватель. При переполнении испарительной водой по сливной трубке 16. Вакуумный конденсатор. Забортная вода через автомат питания 2 подается в испаритель1 сообщающийся со вспомогательным конденсатором, где поддерживается вакуум. Вода из испарителя насосом 4 перекачивается в трубчатый водоподогреватель 6, куда поступает отработанный пар от вспомагательных механизмов. Подогретая вода разбрызгивается в испарителе. Полученный вторичный пар поступает в конденсатор. При установившемся режиме работы испарителя содержине воды поддерживают постоянным за счет не прерывной продувки воды за борт эжектором 3, где расход пара меньше чем у поверхностных.

Опреснительная утановка типа Д. эта установка представляет собой вертикальный цилиндр в нижней части которого смонтирована прямотрубная нагревательная батарея (испоритель), а в верхней расширенной части горизонтальный жалюзийный сепаратор 2 и двухходовой прямотрубный конденсатор 3. Охлаждающая вода выходящая из системы охлаждается двигателем внутреннего згорания температура которого 60-65 ͦ направляется в испаритель 1 и циркуляция нагревая забортную воду проходящим по трубкам обеспечивающий 38 ͦС является t ͦ её насыщения при вакууме около 93 ͦС. Водный пар проходит через жалюзийный сепаратор 2, где очещается от влаги и пены и направляется в конденсатор и получается пресная вода откачивается в дистелятным насосом в вакуумном испарителе за счет отсоса не конденсирующих паров из конденсаторов и рассола из испарителя рассольновоздушным эжектором для которого в качестве рабочей среды используют забортную воду в качестве конденсатора. Удельный расход греющего пара вв вакуумных и адиабатных опреснительных установках доведённых до 0,3-0,5 кг/ 1 кг дистилата, а в испарительном избыточном давлении расход пара 2 кг/1 кг дистилата. Очистка нефтесодержащих вод. В процессе эксплуатации судовых механизмах в ляльных колодцах в МКУ образуются трюмные нефтесодержащие воды основная причина образования на судне протечки води из трубопровода, а теплообменных препаратов дейдводного устройства обшивку корпуса и донную арматуру а так же протечки нефтепродуктов из трубопровода из арматуры при ремонте механизмов топлевной и масленой системы. Н.В. образуется при прошивки деталей машин пропарке топлевных и масленых цистерн, а так же в результате аварийных систем. Согласно требованию международной конвенции по предотвращению загрязнения судов МАРПОЛ 73/78 возможны следующие варианты судового обарудования для утилизации Н.В.:

Сборные танки

Сборные танки + фильтрующее оборудование со степенью очистки Н.В. мене 15 PPM и прибора контроля концентрации и автоматического переключателя слива за борт при превышении концентрации нефти в сбросе более 15 ppm.

 

                               Лекция №17

               Классификация способов очистки по характеру.

Способ очистки Концентрация Н.В. Достигаемая степень очистки
Механическая: отстаивание и центрефугирование Более 1000 Более 1000 40-100 10-15
Физ. Химическая флотация Коалисценция адсорбция Менее 1000 Менее 1000 Менее 100 20-60 10-15 1-3
Хим. Озонирование 50 1-10
Биохимические 100 1-10

 

Отстаивание – самый экономичный и простой способ очистки от Н.П. нефтепродукты как более лёгкое в смеси нефть-вода постепенно всплывают что приводит к разделению компонентов. Из Н.В. практически все дисперсные частицы нефти продуктов и могут быть использованы в качестве ступени очистки.

 

Для повышения эффективности отстаивания применяют тонкослойные отстойники в тонкослойном отстойнике существует уменьшенный путь капель нефти. Частички нефтепродуктов всплывают до соприкосновения с другими каплями на пластине и укрупняются на ней после того как подъемная сила превысит силу удерживаемую на пластине она поднимет вверх в доль пластины и всплывает в нефте сборнике. Коалесценсция – слияния капелек нефти. Применятеся в качестве второй ступени в качестве очистки. Укрупнённые капли проходят через коалисценсционный элемент отделяющий нефте сборнике. В этот момент времени коалисценсционный элемент работает как фильтр. Затем после насыщения объема пара нефтепродуктами, он начинает пропускать через себя воду и нефть укрупняя капли нефте продуктов. Поэтому после коалисцирующего элемента должен быть предусмотрен отстойник для укрупнения капель нефте продуктов:

Синтетические, (стекловолокно, полиуретан, пропилен),

Зернистые (песок, гравий),

Натуральные (хлопок, шерсть)

Флотация – ускоренное всплытие капель нефти с слипшейся с пузырьками воздуха бывает: механическая, пневматическая, напорная эл. Химическая. Использование ценрабежной силы в центробежных сепараторах. Процесс очистки основан на поглощении дисперсных частиц поверх абсорбционных материалов. С помощью абсерта можно извлечь нефте продукты зала, кокос, активный уголь, синтетические материалы – на основании формальдегида. Обработки Н.В. озоном. Метод позволяет удалять из воды эмульгирующие и растворяющие нефтепродукты.

Биохимические – используют микроорганизмы съедаемые нефть. Способ очистки подсланиевых вод. Согласно междуародной конвенции по загрязнению на судах должны быть установки сертифицированные станции очистки и обеззараживания сточнофекальных и подсланиевых вод.

На не больших судах внутреннего плаванья при отстутствии таких установок должны вызываться береговые или плавучие станции для очистки и обеззараживания. Завершающим этапом очистки являются сжигание отсепарированных нефтепродуктов, навоза, мусора в специальных печах после которых брикетируются и вывозятся на берег для захоранения.

 

 

Классификация топлив.

а) В зависимости от характера использования топливо условно подразделяется на энергетическое и технологическое.

Энергетическое топливо – используется в энергетическом оборудовании для получения электрической и тепловой энергии.

Технологическое топливо – используется в плавильных, нагревательных и других печах, а так же для химической переработки в разные виды искусственного топлива путём коксования, газификации и др.

Сейчас распространено комплексное энерготехнологическое использование топлива, суть которого состоит в том, что топливо предварительно поддаётся технологической обработке с целью выделения из него ценных веществ, которые являются сырьём для химической промышленности. Остаточный продукт переработки используется как энергетическое топливо.

б) В зависимости от физического состояния различают: жидкие, газообразные и твёрдые топлива.

в) По способу получения все топлива делятся на: природные и искусственные.

Искусственные топлива – получают из природных путём их физико–механической или физико–химической переработки.

Физико-механическим методам переработки поддаётся в основном твёрдое топливо, из которого получают искусственное (брикет, кокс), а так же некоторые виды жидкого и газообразного топлив.

Вследствие физико-химической переработки изменяется внешний вид топлива,его форма, химический состав и механические свойства.

 

 

Лекция №2

Принципы получения топлива.

    В современных средне – и малооборотных двигателях (СОД 500-750 об/мин, МОД 85-95 об/мин) в основном применяются жидкие топлива, получаемые путём переработки нефти.

    СЫРАЯ НЕФТЬ является сложной смесью углеводородов, небольших количеств соединений серы, азота, кислорода и др. элементов.

    Все методы разделения нефти на фракции и группы разделяются на первичные (физические) и вторичные (химические или ф – х).

    Применяя методы первичной (прямой) переработки, составляющие части нефти (фракции) получают путём нагревания её до кипения, частичного испарения и дальнейшего отбора и конденсации образованных паров. При этом структура и химическая природа молекул углеводородов нефти не изменяются.

К процессам первичной переработки нефти относят: осушение, обессоливание, атмосферная перегонка нефти, вакуумная перегонка мазута, разделение и очищение нефтяных фракций.

Вторичная переработка высококипящих фракций нефти предусматривает расщепление (деструкцию) под влиянием высоких температур больших молекул углеводорода на более мелкие, которые входят в состав лёгких топлив. Эта переработка обеспечивается такими процессами как термический и каталитический крекинг, каталитический реформинг и др.

Деструктивная переработка увеличивает выход светлых нефтепродуктов, позволяет получать моторные топлива, которые имеют наперёд заданные эксплуатационные и экологические характеристики, а также продукты глубокого уплотнения (нефтяной кокс, сажа), которых нет в первичной нефти.

Чаще всего, на нефтеперерабатывающих заводах установки первичной и вторичной переработки объединяют в общую технологическую систему. После предварительной очистки от механических примесей, осушенная и обессоленная нефть подаётся сначала на вакуумную перегонку, где после многоразовой конденсации и испарения на тарелках ректификационной колоны происходит разделение нефти на фракции.

 

               ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА заключается в нагреве нефти в печи до температуры 320 -330оС, где она переходит в газообразное состояние.

Продукты испарения поступают в ректификационную (дистилляционную) колону, где нефть при атмосферном давлении разделяется на фракции с различными пределами температур кипения. Причём каждая фракция содержит присущие ей группы углеводородов, отличающиеся химической структурой и молекулярной массой. В верхней части ректификационной колонны температура держится на уровне 90оС, по мере опускания температурный градиент увеличивается, соответственно растут и температурные пределы отбираемых фракций. В случае прямой перегонки нефти из ректификационной колоны при температуре 30 – 200оС отбирается газ, химическое сырьё, бензин, при 120 – 250оС – горючее для реактивных двигателей, при 150 – 360оС – дизельные топлива, лёгкий и тяжёлый газойли. Неиспарившаяся часть нефти собирается в нижней части колонны, образуя остаток, который либо используется для приготовления тяжёлых топлив, либо он поступает в вакуумную установку для последующей обработки.

Дистилляция при вакууме позволяет понизить температурные пределы кипения фракции, что способствует дополнительному их выделению. В процессе вакуумной дистилляции в диапазоне температур 350 – 490оС отбираются фракции, идущие на приготовление базовых компонентов смазочных масел. Отбираемая из вакуумной колонны фракция с наиболее низким пределом кипения представляет собой тяжёлый газойль, который может быть использован в качестве основного компонента при производстве тяжёлых топлив (мазутов) либо направляться на вторичную, более глубокую обработку, в установки каталитического или термического крекинга. Слово «крекинг» от английского crack (расщепляется) обозначает ряд процессов термической деструкции углеводородов.

В крекинг-процессах углеводороды, содержащиеся в тяжелом газойле или остатке, под действием высоких давлений (до 10 Мпа) и катализаторов – каталитический крекинг, либо высоких температур (450 – 700оС) – термический крекинг (вибреакинг Р=0,8-3,6 МПа) – подвергаются химическим изменениям, сопровождающимся дроблением молекул с образованием лёгких углеводородов. В результате выход светлых продуктов увеличивается (крекинг-бензин).

Об эффективности вторичных процессов наглядно свидетельствует табл. 2.1, из которой видно, что выход бензина увеличился на 30%, дизельного топлива – на 8%, а количество остаточных нефтепродуктов, используемых для приготовления тяжёлых топлив, снижается с 38% до 6%.

Таблица 2.1

Выход нефтепродуктов

 

 

Нефтепродукты

Изменения в выходе нефтепродуктов, % в результате

дистилляции Дистилляции и вторичных процессов
Газовые продукты 2 3
Бензины 18 48
Керосины 7 -
Дизельные топлива 24 32
Моторные (тяжёлые) топлива 38 6
Другие нефтепродукты 11 11

 

Альтернативные топлива как замена нефтяным, их значение в условиях истощения ресурсов природных топлив.

    Метанол (метиловый или древесный спирт СН3ОН), впервые выделенный в 1843 г из продуктов сухой переработки древесины, в настоящее время получают из угля и природного газа. Метанол является важным сырьём для химической промышленности, но в последнее время ему уделяется внимание как возможному моторному топливу.

    Метанол используется также как добавка к бензинам, что значительно улучшает их антидетонационные характеристики.

    В тоже время использование метанола как моторного топлива связано преодолением характерных для него серьёзных недостатков: теплота сгорания метанола вдвое меньше теплоты сгорания бензина, низкая испаряемость метанола приводит к затруднённому запуску двигателя при температуре ниже 8оС, метанол смешивается с водой, коррозионно активный по отношению к алюминию, магнию, цинку, разрушаются уплотнения и прокладки из полихлорвинила. Метанол – сильный яд и его использование предусматривает строгое соблюдение правил технической безопасности.

    Биотопливо – жидкое топливо, которое есть продуктом переработки древесины и растительных остатков, с последующим улавливанием компонентов пиролиза специальными циклонами. (Канада 1000 тонн в год).

    В Украине проводятся исследования по получению клонов растений, которые оптимально подходят для наших климатических условий, а также внедрение технологий и оборудования для выращивания, сбора готовой продукции и использование биомассы. Пока дорогостоящее.

    Отходы термопластичных полимеров, распространённых в мире в последнее время, являются наиболее стойкими к влиянию окружающей среды. Поскольку период природного разложения полимеров исчисляется сотнями лет, эти отходы практически не самоуничтожаются, а продолжают загрязнять окружающую среду.

    Проблема переработки этих отходов имеет два аспекта: экологический и энергетический.

    Над разработкой технологии переработки полимерных (углеводородных) отходов на энергетическое топливо работают как отечественные, так и зарубежные учёные.

    Переработке подлежат исключительно полиетелен, полипропилен, полистирол и их сополимеры, которые не содержат вредных соединений и состоят в основном из водорода и кислорода. В Украине каждый год образуется до 1 млн т отходов пластика.

    В результате переработки полимерных отходов низкотемпературным регулируемым пиролизом образуются продукты распада трёх основных типов: пиролизный газ – 20…25%; жидкое углеводородное топливо – 70…75%; твёрдый остаток - 0,1…5,8% в зависимости от загрязнения первоначального сырья.

    Таким образом, из 1 т сырья образуется до 750 кг искусственного топлива, которое не содержит серу и др. вредных соединений. После использования ректификации из искусственного топлива можно получить 35…40% неэтилованного бензина марки А-76, 45...50% лёгкого дизельного топлива марки Л-0,2-40 и 10…15% котельного топлива, соответствующего по характеристикам мазуту М-40.



Поделиться:


Читайте также:




Последнее изменение этой страницы: 2021-01-08; просмотров: 87; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.216.34.146 (0.229 с.)