способ получения топливной композиции для котельной

Формула изобретения

Способ получения топливной композиции для котельной, включающий смешивание тяжелой нефтяной фракции с нефтешламом, предварительно очищенным от избытка воды и механических примесей, эмульгирование смеси нефтешлама с тяжелой нефтяной фракцией, отличающийся тем, что предварительную очистку нефтешлама из нефтяных и нефтепродуктовых резервуаров, содержащего 10-20 мас.% воды, осуществляют при температуре 70-80°С, смешивают нефтешлам с мазутом М-100 и отходом производства полукоксования твердых горючих ископаемых - подсмольной водой в количестве 0,5-5,0 мас.%, подают водяной пар до достижения температуры 90-95°С, проводят эмульгирование смеси в течение 20-30 мин, а количество нефтешлама в смеси составляет 30-70 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения топливной композиции для котельной на основе тяжелых нефтяных фракций, а также к утилизации нефтесодержащих отходов и отходов коксохимии и может быть использовано на нефтеперерабатывающих заводах и теплоэлектростанциях.

Известен способ получения топливной композиции путем эмульгирования смеси тяжелой нефтяной фракции с водой (Иванов В.М., Канторович Б.В. Топливные эмульсии и суспензии, 1963, с.28, 134-135).

Недостатками этого способа являются нестабильность получаемой топливной композиции и высокая вязкость.

Известен способ получения топливной композиции путем смешения тяжелой нефтяной фракции с нефтешламом (Нефтепереработка и нефтехимия, 1989, № 2, с.8-9).

Недостатками этого способа являются нестабильность получаемой топливной композиции из-за расслоения и укрупнения за счет агломерации механических примесей в процессе ее хранения, что приводит к забиванию горелочных устройств. Кроме того, полученная данным способом композиция обладает повышенной коррозионной активностью.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ получения топливной композиции (патент России № 2030447, C10L 1/32, 1995 г.) смешиванием тяжелой нефтяной фракции с нефтешламом, очищенным предварительно от механических примесей размером более 200 мкм и избытка воды, и эмульгированием смеси при содержании нефтешлама в полученном целевом продукте 1-50%.

Недостатками этого способа являются нестабильность получаемой топливной композиции из-за расслоения, повышенная коррозионная активность и высокая вязкость.

Изобретение направлено на повышение качества полученной этим способом топливной композиции - повышение ее стабильности, снижение коррозионной активности и уменьшение вязкости.

Техническим результатом предлагаемого способа является получение топливной композиции с высокой стабильностью, низкой коррозионной активностью и низкой вязкостью.

Это достигается тем, что в способе получения топливной композиции для котельной предварительную очистку нефтешлама из нефтяных и нефтепродуктовых резервуаров, содержащего 10-20 мас.% воды, осуществляют при температуре 70-80°С, смешивают нефтешлам с мазутом М-100 и отходом производства полукоксования твердых горючих ископаемых - подсмольной водой в количестве 0,5-5,0 мас.%, подают водяной пар до достижения температуры 90-95°С, проводят эмульгирование смеси в течение 20-30 минут, а количество нефтешлама в смеси составляет 30-70 мас.%.

Подсмольная вода обладает антиокислительными свойствами и может быть ингибитором коррозии, кроме того, она может служить в качестве эмульгатора, так как содержит гелеобразные частицы высокомолекулярных соединений. Добавление в композицию подсмольной воды полукоксования твердых горючих ископаемых позволило решить сразу две проблемы: снижение вязкости топлива и его коррозионной активности.

Подача пара в процессе эмульгирования обеспечивает не только подъем температуры, создающий благоприятные условия для процесса эмульгирования, но и увеличивает массообмен. Это приводит к равномерному распределению растворенных парафиновых, асфальто-смолистых и других высокомолекулярных соединений и стабилизации топливной композиции.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, дает возможность получить желаемый технический результат, а именно увеличить стабильность получаемой топливной композиции для котельных, уменьшить коррозионную активность и снизить ее вязкость, что позволяет длительное хранение ее в резервуарах и перекачку по трубопроводам.

Способ получения топливной композиции для котельной осуществляют следующим образом. Нефтешлам нагревают до температуры 70-80°С, при которой он плавится с осаждением воды и механических примесей, которые отделяют гравиметрическим методом. Затем очищенный нефтешлам направляют в емкость, оборудованную скоростной мешалкой (3000 об/мин). Туда же добавляют мазут М-100 и подсмольную воду, температуру поднимают до 90-95°С введением водяного пара и включают мешалку на 20-30 минут.

Качество получаемой топливной композиции иллюстрируют нижеприведенные примеры. В качестве компонентов использовали: мазут топочный М-100 по ГОСТ 10585, нефтешлам из резервуаров ОАО «Краснодарэконефть» и подсмольную воду предприятия ООО «Заринсккоксохим». Топливную композицию получали на опытной установке ОАО «Краснодарэконефть», снабженной скоростной мешалкой (до 3000 об/мин), бункером для нефтешлама, резервуарами и насосами. Для подъема температуры использовали насыщенный водяной пар с температурой 250-290°С и давлением 0,8-1,0 МПа. Полученной топливной композиции определяли вязкость условную BУ₈₀ по ГОСТ 6258, теплоту сгорания по ГОСТ 21261, испытание на медной пластинке и стабильность по расслаиваемости и выпадению осадка.

Пример № 1

50 кг нефтешлама, содержащего 15,2% воды и 3,2% механических примесей, нагревали до 75°С и отделяли воду и механические примеси. Очищенный нефтешлам смешивали в резервуаре с 3 кг подсмольной воды и 47,0 кг мазута М-100 и подавали пар до достижения температуры 93°С, затем пар отключали, а смесь эмульгировали в течение 25 минут. Полученную топливную композицию анализировали.

Пример № 2

Топливную композицию получали по примеру № 1 с той разницей, что брали 70 кг нефтешлама, содержащего 20% воды и 1,2% механических примесей, нагревали до 80°С, отделяли осажденную смесь воды и механических примесей. Очищенный нефтешлам смешивали с 0,5 кг подсмольной воды и 29,5 кг мазута М-100, паром поднимали температуру до 95°С и эмульгировали в течение 20 минут.

Пример № 3

Топливную композицию получали по примеру № 1 с той разницей, что брали 30 кг нефтешлама, содержащего 10% воды и 5,0% механических примесей, нагревали до 70°С. Очищенный нефтешлам смешивали с 5,0 кг подсмольной воды и 65,0 кг мазута М-100, паром поднимали температуру до 90°С и эмульгировали в течение 30 минут.

Пример № 4 (по прототипу)

Нефтешлам подавали в гидроциклон и под действием центробежной силы отделяли крупные механические примеси размером более 200 мкм и избыток воды с образованием устойчивой эмульсии нефтепродуктов в воде. Из гидроциклона эмульгированный нефтешлам подавали в емкость смешения с мазутом М-100 и получали однородную эмульсию.

Качество полученной топливной композиции по примерам № 1-4 приведено в таблице.

Представленные данные демонстрируют высокое качество топливной композиции для котельных, полученной по предложенному способу (пр. № 1-3). По сравнению с прототипом (пр. № 4) снижение вязкости наблюдается на 36,5%, а стабильность композиции увеличивается на 104%. При этом полученные образцы выдерживают испытание на медную пластинку и имеют высокую теплотворную способность.

Таким образом, существенные признаки предложенного изобретения позволяют получать топливо с низкой вязкостью, высокой стабильностью и устойчивостью к коррозии. Кроме того, реализация предложенного решения позволяет квалифицированно использовать отходы производства, снизить энергозатраты, получить экономический эффект за счет использования отходов, уменьшения количества топочного мазута и выработки дополнительного количества топлива для котельных.