1. Описание технологического процесса бункеровки мазута
1.1. Транспортные характеристики мазута и дизельного топлива
Сырую нефть как топливо не используют. Ее предварительно перерабатывают и получают различные топлива (бензин, керосин, лигроин) и разнообразные масла. Остаток от переработки сырой нефти — мазут и является топливом для судовых котлов.
Мазут относится к высококалорийным топливам: Qнр= 38,3 МДж/кг (9150 ккал/кг).
По элементарному составу мазут, характеризуется высоким содержанием углерода до 87%, водорода до 11,1%, кислорода и азота до 1%.
По содержанию серы нефть и мазут делят на два класса: малосернистые топлива с содержанием серы 1% и высокосернистые — 2,5%.
Мазут бывает маловязкий и высоковязкий с большим содержанием смолистых веществ и парафина. Вязкость мазута является важным эксплуатационным фактором, определяющим способность транспортировки, слива, перекачки и сжигания его. С повышением температуры вязкость мазута уменьшается, поэтому все операции с мазутом производят с подогревом.
Вязкость нефти и мазута обычно выражают в единицах условной вязкости ВУ. Согласно ГОСТ условной вязкостью называют отношение времени истечения из вискозиметра 200 мл испытуемого нефтепродукта при температуре испытания ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды при 20°С. Это отношение выражается числом условных градусов.
В зависимости от вязкости мазут бывает нескольких марок, различающихся температурой застывания, которая всегда выше 0°С. Для наиболее вязких сортов мазута температура застывания — 25°С и выше, поэтому необходим предварительный подогрев такого мазута: при перекачке до 60—70°С, а при сжигании до 140°С.
Температурой вспышки мазута называют такую температуру, при которой пары его образуют с окружающим воздухом смесь, воспламеняющуюся при поднесении к ней огня.
При разогреве мазутов в открытых (без давления) емкостях в целях пожарной безопасности температура подогрева должна быть примерно на 10°С ниже температуры вспышки. В закрытых емкостях (змеевиках, трубах), находящихся под давлением, топливо можно подогревать значительно выше температуры его вспышки.
Жидкое котельное топливо (топочный мазут) по своему элементарному составу мало отличается от сырой нефти. Мазут обычно содержит некоторое количество воды, увеличивающееся после водных перевозок, а также при разогреве в цистернах острым паром. Согласно ГОСТ 10585 — 75 мазут подразделялся на шесть марок: Ф5, Ф12, М40, М100, М200 и МП, из них в стационарных котельных установках сжигают мазут трех марок — М40, М100 и М200. Характеристика мазута разных марок приведена в таблице 1.1.
Таблица 1.1
Характеристика мазута
Показатель | Марка мазута | ||||
| Малосернистый | Высокосернистый | ||||
| М-10 | М100 | М40 | М100 | М200 | |
| Условная вязкость, град: при 80 0С более 100 0С | 8 - | 15,5 - | 8 - | 15,5 - | - 6,5-9,5 |
| Температура, град: вспышки застывания | 90 10 | 110 25 | 90 10 | 110 25 | 140 35 |
Дизельное топливо предназначено для быстроходных дизельных и газотурбинных двигателей наземной и судовой техники. Условия смесеобразования и воспламенения топлива в дизелях отличаются от таковых в карбюраторных двигателях. Преимуществом первых является возможность осуществления высокой степени сжатия (до 18 в быстроходных дизелях), вследствие чего удельный расход топлива в них на 25–30 % ниже, чем в карбюраторных двигателях. В то же время дизели отличаются большей сложностью в изготовлении, большими габаритами. По экономичности и надежности работы дизели успешно конкурируют с карбюраторными двигателями.
Основные эксплуатационные показатели дизельного топлива:
- цетановое число, определяющее высокие мощностные и экономические показатели работы двигателя;
- фракционный состав, определяющий полноту сгорания, дымность и токсичность отработавших газов двигателя;
- вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива, распыливание в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования;
- низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы питания при отрицательных температурах окружающей среды и условия хранения топлива;
- степень чистоты, характеризующая надежность работы фильтров грубой и тонкой очистки и цилиндро-поршневой группы двигателя;
- температура вспышки, определяющая условия безопасности применения топлива в дизелях;
- наличие сернистых соединений, непредельных углеводородов и металлов, характеризующее нагарообразование, коррозию и износ.
Рассмотрим ассортимент, качество и состав дизельных топлив.
Нефтеперерабатывающей промышленностью вырабатывается дизельное топливо по ГОСТ 305–82 трех марок:
Л — летнее, применяемое при температурах окружающего воздуха выше 0°С;
З — зимнее, применяемое при температурах до -20 °С, или зимнее, применяемое при температурах до -30 °С;
А — арктическое, температура применения, которого до -50 °С.
Характеристики дизельного топлива (ГОСТ 305–82) дана в таблице 1.2.
Таблица 1.2
Характеристики дизельного топлива (ГОСТ 305–82)
| Показатели | Норма для марок | ||
| Л | З | А | |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Цетановое число, не менее | 45 | 45 | 45 |
Продолжение табл. 1.2
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Фракционный состав: | |||
| 50 % перегоняется при температуре, °С, не выше | 280 | 280 | 255 |
| 90 % перегоняется при температуре (конец перегонки), °С, не выше | 360 | 340 | 330 |
| Кинематическая вязкость при 20 ° С, мм2/с | 3,0-6,0 | 1,8-5,0 | 1,5-4,0 |
| Температура застывания, ° С, не выше, для климатической зоны: | |||
| умеренной | -10 | -35 | - |
| холодной | - | -45 | -55 |
| Температура помутнения, ° С, не выше, для климатической зоны: | |||
| умеренной | -5 | -25 | - |
| холодной | - | -35 | - |
| Температура вспышки в закрытом тигле, ° С, не ниже: | |||
| для тепловозных и судовых дизелей и газовых турбин | 62 | 40 | 35 |
| для дизелей общего назначения | 40 | 35 | 30 |
| Массовая доля серы, %, не более, в топливе: | |||
| вида I | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| вида II | 0,5 | 0,5 | 0,4 |
| Массовая доля меркаптановой серы, %, не более | 0,01 | 0,01 | 0,01 |
| Содержание фактических смол, мг/100 см3 топлива, не более | 40 | 30 | 30 |
| Кислотность, мг КОН/100 см3 топлива, не более | 5 | 5 | 5 |
| Йодное число, г I2/100 г топлива, не более | 6 | 6 | 6 |
| Зольность, %, не более | 0,01 | 0,01 | 0,01 |
| Коксуемость 10 %-ного остатка, %, не более | 0,20 | 0,30 | 0,30 |
| Коэффициент фильтруемости, не более | 3 | 3 | 3 |
| Плотность при 20 ° С, кг/м3, не более | 860 | 840 | 830 |
Содержание серы в дизельном топливе марок Л и З не превышает 0,2 % — для I вида топлива и 0,5 — для II вида топлива, а марки А — 0,4 %.
Для удовлетворения потребности в дизельном топливе разрешаются по согласованию с потребителем выработка и применение топлива с температурой застывания 0 °С без нормирования температуры помутнения. В соответствии с ГОСТ 305–82 принято следующее условное обозначение дизельного топлива: летнее топливо заказывают с учетом содержания серы и температуры вспышки (Л-0,2-40), зимнее — с учетом содержания серы и температуры застывания (З-0,2-минус 35).
В условное обозначение на арктическое дизельное топливо входит только содержание серы: А-0,2.
Дизельное топливо (ГОСТ 305–82) получают компаундированием прямогонных и гидроочищенных фракций в соотношениях, обеспечивающих требования стандарта по содержанию серы. В качестве сырья для гидроочистки нередко используют смесь среднедистиллятных фракций прямой перегонки и вторичных процессов, чаще прямогонного дизельного топлива и легкого газойля каталитического крекинга. Содержание серы в прямогонных фракциях в зависимости от перерабатываемой нефти колеблется в пределах 0,8–1,0 % (для сернистых нефтей), а содержание серы в гидроочищенном компоненте — от 0,08 до 0,1 %.
1.2. Особенности технологии бункеровки мазута
Технология перевалки мазута для бункеровки судов имеет следующие особенности:
- мазут вязкая жидкость с высокой температурой застывания (+10/+25), так для мазута марки М-100, М-40 температура для перекачки должна поддерживаться в районе 60°С;
- мазут является горючей жидкостью (ГЖ), но при определенных условиях способен создавать с воздухом взрывоопасную смесь,
- на объект перекачки мазута через технологические трубопроводы распространяется действие Федерального Закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов»;
- при перевалке мазута в воздух выбрасываются как обычные CnHn, так и циклические углеводороды с низким ПДК;
- мазут представляет экологическую опасность при разливе.
Технологический процесс разбивается на три этапа:
1. Прием бункеровочного топлива ж.д. цистернами на сливной эстакаде, слив и накопление в резервуарном парке.
2. Транспортировка по трубопроводам на причал в суда бункеровщики на причале № 26а.
3. Транспортировка по трубопроводу на суда, находящиеся под погрузкой на пристани №5.
Подача ж.д. цистерн с бункеровочным топливом осуществляется по существующим ж.д. путям посредством тепловоза ОАО «Комбинат Импортпищепром». Вагоноцистерны выставляются на проектируемую двустороннюю сливную эстакаду по 6 цистерн на каждый путь.