топливная композиция для котельной

Классы МПК:C10L1/32 в виде угольно-нефтяных суспензий или водных эмульсий 
C10G1/00 Получение жидких углеводородных смесей из горючих сланцев, нефтеносного песка или неплавких твердых углеродсодержащих или тп материалов, например из древесины, каменного угля
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет " (ГОУ ВПО "КубГТУ") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-05-05
публикация патента:

Изобретение относится к топливной композиции для котельных на основе тяжелых фракций переработки нефти и к утилизации нефтесодержащих отходов и побочных продуктов коксового производства твердых горючих ископаемых. Топливная композиция для котельной включает тяжелую нефтяную фракцию - мазут, нефтешлам и отход производства полукоксования твердых горючих ископаемых - подсмольную воду при соотношении компонентов, мас.: нефтешлам 30-70, подсмольная вода 0,5-5,0, мазут - остальное. При этом в качестве нефтешлама используют нефтешлам из нефтяных и нефтепродуктовых резервуаров, содержащий 10-20% воды. Технический результат - использование отходов производства, снижение энергозатрат, полученная топливная композиция обладает низкой вязкостью, высокой стабильностью, низкой коррозионной активностью. 1 табл., 4 пр.

Формула изобретения

Топливная композиция для котельной, включающая тяжелую нефтяную фракцию, нефтешлам и органическую добавку, отличающаяся тем, что в качестве органической добавки используют отход производства полукоксования твердых горючих ископаемых - подсмольную воду при следующем массовом соотношении компонентов:

Нефтешлам 30-70
Подсмольная вода 0,5-5,0
Мазут Остальное


а в качестве нефтешлама используют нефтешлам из нефтяных и нефтепродуктовых резервуаров, содержащий 10-20% воды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к топливной композиции для котельных на основе тяжелых фракций переработки нефти, а также к утилизации нефтесодержащих отходов и побочных продуктов коксового производства твердых горючих ископаемых.

Известна топливная композиция (патент России № 2030447, C10L 1/32, 1995 г.) на основе тяжелой нефтяной фракции и эмульгированного нефтешлама в массовом соотношении:

тяжелая нефтяная фракция - 50-99

эмульгированный нефтешлам - 1-50.

Недостатками данной топливной композиции являются: высокая вязкость, низкая стабильность и коррозионность.

В патенте России № 2146694, C10L 1/32, 1998 г. описана топливная композиция на основе тяжелой нефтяной фракции, нефтешлама и отходов производства синтетических жирных кислот (СЖК) при следующем массовом соотношении:

нефтешлам - 1-25

отходы производства синтетических жирных кислот - 0,004-0,1

тяжелая нефтяная фракция - остальное.

Недостатки этой топливной композиции связаны с использованием отходов СЖК и заключаются в следующем:

- коррозионности;

- окислении топливной композиции кислородом воздуха;

- использовании отходов СЖК в ограниченном количестве;

- высокой вязкости;

- низкой стабильности.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является топливная композиция (патент России № 2041246, C10L 1/32, 1995 г.), состоящая из нефтешлама, коксовой пыли и тяжелой нефтяной фракции при следующем соотношении компонентов, % мас.:

нефтешлам - 1,0-30,0

коксовая пыль - 0,1-5,0

тяжелая нефтяная фракция - 65,0-98,9.

Недостатки топливной композиции заключаются в следующем:

- увеличении содержания механических примесей;

- запыленности технологических объектов коксовой пылью;

- высокой вязкости топливной композиции;

- коррозионности;

- низкой стабильности.

Задачей изобретения является разработка топливной композиции для котельной, которая обеспечит:

- повышение стабильности;

- снижение коррозионности;

- снижение энергозатрат за счет уменьшения ее вязкости.

Техническим результатом изобретения является топливная композиция для котельной с высокой стабильностью, низкой коррозионной активностью и низкой вязкостью.

Поставленная задача решается тем, что в топливной композиции для котельной, включающей тяжелую нефтяную фракцию, нефтешлам и органическую добавку, в качестве органической добавки используют отход производства полукоксования твердых горючих ископаемых - подсмольную воду при следующем массовом соотношении компонентов:

нефтешлам 30-70

подсмольная вода 0,5-5,0

мазут - остальное,

а в качестве нефтешлама используют нефтешлам из нефтяных и нефтепродуктовых резервуаров, содержащий 10-20% воды.

Одним из основных компонентов предлагаемой топливной композиции для котельных является нефтешлам из нефтяных и нефтепродуктовых резервуаров с высоким содержанием нефтепродуктов (70-89%), низким содержанием механических примесей (1-7%) и воды (10-20%). Он представляет собой твердый материал, который удобно грузить экскаватором-погрузчиком в открытые бортовые самосвалы, перевозить и разгружать. При нагревании до 60-80°С нефтешлам легко плавится с отделением воды. Он имеет слабокислую среду (рН - 6,5-6,8) и может медленно корродировать оборудование. Очищенный от воды и механических примесей нефтешлам имеет высокую теплоту сгорания - 41900-42200 кДж/кг, что увеличивает теплотворную способность получаемой топливной композиции. Однако при смешении нефтешлама и мазута увеличивается вязкость топлива, что затрудняет его перекачку по трубам.

Подсмольная вода, входящая в состав топливной композиции для котельных, образуется при термическом (500-600°С) разложении органической массы твердых горючих ископаемых (каменного угля, бурого угля, горючих сланцев, торфа). При охлаждении выделенного при этом сырого коксового газа пары воды конденсируются и собираются под первичной смолой. Плотность подсмольной воды составляет 0,92-1,017 г/см3 , в ее состав входят органические кислоты, летучие и нелетучие фенолы, водорастворимые высокомолекулярные соединения, ацетон и другие кетоны, рН подсмольной воды колеблется в пределах 7,5-8,9. За счет высокомолекулярных соединений и фенолов она обладает антиокислительными свойствами. Это один из наиболее вредных видов промышленных сточных вод и требует многоэтапной тщательной очистки с большими затратами.

Добавление в композицию подсмольной воды полукоксования твердых горючих ископаемых позволило решить сразу две проблемы: снижение вязкости топлива и его коррозионности, а присутствие нефтешлама увеличивает теплотворную способность котельного топлива и утилизирует вредные отходы нефтепереработки.

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

Топливную композицию для котельных получают путем смешения нефтешлама, предварительно нагретого до 80-95°С и очищенного от механических примесей и избыточной воды, подсмольной воды, мазута и перемешивания их до устойчивой эмульсии при вышеназванной температуре в течение 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 «Краснодарэко-нефть» и подсмольную воду предприятия ООО «Заринскоксохим». Топливную композицию получали на опытной установке ОАО «Краснодарэконефть», снабженной скоростной мешалкой (до 3000 об/мин), бункером для нефтешлама, резервуарами и насосами, в полученной топливной композиции определяли вязкость условную BУ80 по ГОСТ 6258, теплоту сгорания по ГОСТ 21261, испытание на медной пластинке и стабильность топлива по его расслаиваемости и выпадению осадка.

Пример № 1

50 кг нефтешлама, содержащего 15,2% воды и 3,2% механических примесей, нагревали до 80°С и гравитационно отделяли воду и механические примеси. Очищенный нефтешлам смешивали в резервуаре, снабженном скоростной мешалкой, с 3 кг подсмольной воды и 47,0 кг мазута М-100 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 95°С и смешивали с 0,5 кг подсмольной воды и 29,5 кг мазута М-100 в течение 20 минут.

Пример № 3

Топливную композицию получали по примеру № 1 с той разницей, что брали 30 кг нефтешлама, содержащего 10% воды и 10,0% механических примесей, и смешивали с 5,0 кг подсмольной воды и 65,0 кг мазута М-100 в течение 30 минут.

Пример № 4 (по прототипу)

15 кг нефтешлама, содержащего 65% воды и 5% механических примесей, перемешивали до образования однородной эмульсии и компаундировали с 2,5 кг коксовой пыли и 82,5 кг мазута М-100. Полученную композицию подвергали эмульгированию.

Качество полученной топливной композиции по вышеприведенным примерам представлено в таблице.

Полученные данные демонстрируют высокое качество топливной композиции для котельной, приготовленной из предложенных в данном изобретении компонентов, и их соотношений, заявленных в формуле (пр. № 1-3). По сравнению с прототипом (пр. № 9) снижение вязкости наблюдается у предложенной топливной композиции на 18,5%, 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.

Таблица
Состав и качество топливной композиции
Пример № Содержание компонентов топливной композиции, % мас. Качество топливной композиции
нефтешламподсмольная водамазут М-100 вязкость условная ВУ 80теплота сгорания, кДж/кг испытание на медной пластинке стабильность, сутки
150,0 3,047,0 6,641560,1 выдерживает 307
2 70,0 0,529,5 6,741478,2 выдерживает 305
3 30,0 5,065,0 6,541020,1 выдерживает 306
4 прот. 15,0 коксовая пыль - 2,5 82,58,1 8832 ккал/кгне выдерживает150

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2461606

patent-2461606.pdf

Класс C10L1/32 в виде угольно-нефтяных суспензий или водных эмульсий 

противоизносная присадка для малосернистого дизельного топлива -  патент 2529678 (27.09.2014)
способ растворения угля, биомассы и других твердых органических материалов в перегретой воде -  патент 2526254 (20.08.2014)
способ получения пневмо-угольного топлива (пут) -  патент 2517742 (27.05.2014)
гибридное эмульсионное топливо -  патент 2501844 (20.12.2013)
устройство для переработки нефтеотходов -  патент 2497934 (10.11.2013)
мелкодисперсная эмульсия на основе воды и водонерастворимых веществ и способ ее получения -  патент 2489202 (10.08.2013)
способ получения топлива и устройство для его осуществления -  патент 2480513 (27.04.2013)
способ приготовления дисперсной водотопливной смеси и котельная установка с системами приготовления и сжигания указанной смеси -  патент 2468294 (27.11.2012)
способ получения топливной композиции для котельной -  патент 2461607 (20.09.2012)
топливо для котельной -  патент 2459862 (27.08.2012)

Класс C10G1/00 Получение жидких углеводородных смесей из горючих сланцев, нефтеносного песка или неплавких твердых углеродсодержащих или тп материалов, например из древесины, каменного угля

способ энерготехнологической переработки сланца -  патент 2529226 (27.09.2014)
способ и установка для получения пиролизной жидкости -  патент 2528341 (10.09.2014)
способ переработки угля и/или углеродсодержащих отходов в жидкое топливо (варианты) -  патент 2527944 (10.09.2014)
способ растворения угля, биомассы и других твердых органических материалов в перегретой воде -  патент 2526254 (20.08.2014)
вакуумный насос-маслопроизводящий реактор с гидравлическим уплотнителем для каталитических реакций риформинга из предварительно обработанных пульпообразных отходов и способ к нему -  патент 2523535 (20.07.2014)
способ крекинга биосырья с использованием катализаторов с высоким отношением площади поверхности цеолита к площади поверхности матрицы -  патент 2522432 (10.07.2014)
способ переработки биомассы в целлюлозу и раствор низкомолекулярных продуктов окисления (варианты) -  патент 2515319 (10.05.2014)
способ получения углеводородного исходного сырья из лигнина -  патент 2514596 (27.04.2014)
способ и устройство для многостадийной термической обработки резиновых отходов, в частности, отходов шин -  патент 2507237 (20.02.2014)
устройство для переработки органических и минеральных отходов -  патент 2507236 (20.02.2014)
Наверх