PL169142B1 - Lekkie paliwo do urządzeń grzewczych - Google Patents

Abstract

Lekkie paliwo do urządzeń grzewczych składające się z frakcji węglowodorowej i z dodatków, znamienne tym, że frakcję węglowodorową stanowią frakcje wrzące w zakresie od 200°C do 400°C uzyskane przy destylacji zachowawczej ropy naftowej oraz przy przeróbce wtórnej w procesie krakingu katalitycznego i zastosowaniujako procesu uszlachetniającego hydroodsiarczania, a dodatki stanowi 0,05 - 0,1 % mieszaniny takich związkówjak alkenylosulfonian wapnia, poliolefinamid alkilenoamidu, pochodne karbonylku manganu lub żelaza i alkiloamina, przy czym paliwo posiada gęstość w temperaturze 20°C od 0,850 do 0,880 g/cm3, lepkość kinematyczną w 20°C od 4,0 do 8,0 mm2/s, zawartość frakcji destylujących do 350°C nie niższą niż 80% objętościowych, wartość opałową nie niższą niż 4l,5 MJ/kg, zawartość siarki do 0,3% masowych, temperaturę zapłonu nie niższą niż 56°C, pozostałość po koksowaniu nie wyższą niż 0,02% masowych i zawartość parafino-naftenów w zakresie 25 - 50% objętościowych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest lekkie paliwo płynne dla przemysłowych i domowych instalacji grzewczych o ulepszonych właściwościach eksploatacyjnych i ekologicznych.

Do wytwarzania paliw stosuje się różne frakcje węglowodorowe otrzymywane w procesie przeróbki ropy naftowej. Cechami charakterystycznymi paliw płynnych są wartość opałowa, temperatura zapłonu, liczba oktanowa, liczba cetanowa, zdolność do tworzenia koksu, zawartość siarki. Właściwości te są różne dla różnych rodzajów paliw płynnych. W celu polepszenia właściwości paliw płynnych, a tym samym poprawienia ich charakterystyki, wprowadza się różne dodatki, które poprawiają własności eksploatacyjne paliw. Bardzo często do paliwa wprowadza się związki manganu przyspieszające proces spalania.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 499 742 znane są mieszanki paliwowe zawierające związki alkilowapniowe o 10-12 atomach węgla w grupie alkilowej, o lepszej jakości i poprawionym procesie spalania.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki Nr 3 525 599 znane są mieszanki paliwowe zawierające produkt otrzymany przez karbonizowanie mieszaniny zasadowego związku baru, alkoholu etylowego i trudno lotnego rozpuszczalnika, a następnie oddestylowanie części lotnych.

169 142

Niepełne spalanie paliw podczas eksploatacji w instalacjach grzewczych powoduje nadmierne wydzielanie dymu wraz ze spalinami oraz dużej ilości produktów gazowych powodujących korozję części metalowych instalacji, a także zanieczyszczających powietrze atmosferyczne i zatruwających okoliczne tereny.

W Polsce jako paliwo do celów grzewczych stosowany jest olej napędowy II, o wysokiej zawartości siarki - do 1,2 % masowych, co ma szczególnie niekorzystny wpływ na czystość powietrza atmosferycznego i trwałość urządzeń grzewczych.

Celem wynalazku jest opracowanie lekkiego paliwa do celów grzewczych o ulepszonych właściwościach eksploatacyjnych i ekologicznych, które w poważnym stopniu ograniczy niepożądany wpływ paliw na urządzenia i zmniejszy zawartość składników toksycznych w spalinach.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że lekkie paliwo do celów grzewczych można otrzymać w oparciu o frakcje wrzące w zakresie od 200°C do 400°C uzyskane przy destylacji zachowawczej ropy naftowej oraz przy przeróbce wtórnej w procesie krakingu katalitycznego, stosując jako proces uszlachetniający hydroodsiarczanie. Do paliwa tego wprowadzono dodatki uszlachetniające w postaci substancji chemicznych poprawiających proces spalania, a także mających działanie antyutleniające, deemulgujące oraz detergencyjne. W miarę potrzeby można wprowadzić również dodatki depresacyjne, które stosowane są w zależności od temperatury otoczenia.

Lekkie paliwo według wynalazku składa się więc z paliwa bazowego i dodatków. Paliwo bazowe ma gęstość w temperaturze 20°C od 0,850 g/cm³ do 0,880 g/cm³, wartość opałową nie niższą niż 41,5 MJ/kg, zawartość siarki nie wyższą niż 0,3 % masowych, lepkość kinematyczną w temperaturze 20°C od 4,0 mm²/s do 8,0 mm²/s, temperaturę zapłonu nie niższą niż 56°C, pozostałość po koksowaniu nie wyższą niż 0,02% masowych, zawartość parafino-naftenów od 25% do 50% objętościowych, a zawartość frakcji destylujących do 250°C nie wyższą niż 65% objętościowych i frakcji destylujących do 350°C nie niższą niż 80% objętościowych. Paliwo zawiera rozpuszczone w nim, w ilości 0,05 - 0,1%, środki detergencyjne takie jak alkenylosulfonianu wapnia, środki dyspergatora w postaci takich związków jak poliolefinoamid alkilenoamidu, środki poprawiające spalanie jako pochodne karbonylku manganu lub żelaza oraz jako antyutleniacz alkiloaminę, przy czym zawartość tych dodatków wynosi od 500mg do 1000mg na kilogram paliwa bazowego. Wszystkie wyżej wymienione dodatki są nierozpuszczalne w wodzie.

16*9142

Lekkie paliwo według wynalazku zastosowane do pieców przemysłowych wykazuje korzystne cechy eksploatacyjne w porównaniu z innymi olejami, gdyż poprawia proces spalania, ma działanie antyutleniające, deemulgujące oraz detergencyjne.

W tabeli I przedstawiono dane porównawcze paliwa bazowego według wynalazku ze znanym paliwem typu Heizol EL. Z danych tych wynika, że paliwo według wynalazku posiada własności podobne do paliwa Heizol EL, a w wypadku pozostałości po koksowaniu znacznie je przewyższa, co ma istotny wpływ na czystość filtrów, dysz i wentyli urządzeń grzewczych.

Tabela I

Właściwości	Heizol EL	Bazowe wg. wynalazku
Gęstość w 20°C	< 0,857 g/cm3	< 0,880 g/cm3
Wartość opałowa	> 42,0 MJ/kg	> 41,8 MJ/kg
Temperatura zapłonu	> 55 °C	> 56 °C
Skład frakcyjny: do 250°C destyluje	< 65 %	< 65 %
do 350°C destyluje	> 85 %	> 80 %
Temperatura krzepnięcia	< -6°C	< 0°C*
Pozostałość po koksowaniu	<0,1 %	< 0,02 %
Zawartość siarki	< 0,2 %	< 0,3 %
Zawartość wody	< 0,05 %	< 0,1 %
Zawartość zanieczyszczeń	< 0,05 %	< 0,05 %
Pozostałość po spaleniu	< 0,01 %	< 0,01 %
Lepkość kinematyczna w 20 °C	< 6,0 mm2/s	4,0 - 8,0 mm2/s

* W okresie zimowym w zależności od potrzeb.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania ilustrujących wpływ różnych dawek dodatków do paliwa bazowego na jakość produktu finalnego. Przykłady te nie ograniczają zakresu wynalazku.

169 142

Przykład 1.

Do paliwa bazowego o gęstości w 20°C 873 kg/m3, wartości opałowej 42,180 MJ/kg, zawartości siarki 0,26 % masowych, lepkości kinematycznej w 20°C 6,5 mm²/s, temperaturze zapłonu 91°C, pozostałości po koksowaniu 0,014 % masowych, zawartości parafino-naftenów 43 % bbjętościowych, destylująeego do 550°C w ilości 89% wprowadzono 500 mg/kg produktu składającego się z alkenylosulfonianu wapnia, polioldfinoamidu alkilenoamidu, alkiloaminy oraz pochodnych karbonylku manganu, a następnie poddano badaniom skład spalin. W tym celu przeprowadzono serię pomiarów na kotle parowym pracującym w ruchu ciągłym. Pomiary wykonano dla kotła typu Mp-40, regulując palnik przed każdą serią pomiarów. Wyniki pomiarów dla paliwa bazowego, paliwa bazowego z dodatkiem 0,05% określonych wyżej związków, oleju opałowego dla kotłów < 50 MW (według PN-76/C-96024) oraz oleju opałowego dla kotłów > 50 MW (według PN-76/C-96024) przedstawiono w poniższej tabeli II.

Tabeła II

Paliwo	Wskaźnik emisji w g/GJ
	Pył (sadza)	SO2	NO2	CO
Paliwo bazowe	66	113	53	977
Paliwo z dodatkiem	34,4	115	55	1057
Olej opał wg. PN
dla kotł.< 50 MW	nienorm.	1250*	90*	nienorm.
Olej opał wg. PN
dla kotł.> 50 MW	nienorm.	170*	120*	nienorm.

* Wskaźnik liczony dla grupy C (inwestycje nowe)

Wyniki badań emisji dla poszczególnych rodzajów paliw odniesiono do strumienia energii chemicznej (iloczyn zużycia paliwa i jego wartości opałowej) wprowadzonego w paliwie do procesu energetycznego.

169 142

Przykład 2.

Do paliwa bazowego zdefiniowanego w przykładzie 1 wprowadzono 1000 mg/kg produktu określonego w przykładzie 1 i wykonano analogiczne pomiary. Wyniki pomiarów przedstawiono w tabeli III.

Tabela III

Paliwo	Wskaźnik emisji w g/GJ
	Pył (sadza)	SO2	NO2	CO
Paliwo bazowe	66	113	53	977
Paliwo z dodatkiem	18,2	115	67,6	1419
Olej opał wg. PN
dla kotł.< 50 MW	nienorm.	1250	90	nienorm.
Olej opał wg. PN
dla kotł.> 50 MW	nienorm.	170	120	nienorm.

Paliwo według wynalazku, jako jedyny krajowy olej opałowy, w pełni odpowiada obowiązującym uregulowaniom w zakresie zanieczyszczeń powietrza atmosferycznego, a niektóre wskaźniki w tym zakresie są znacznie korzystniejsze od wszystkich stosowanych na rynku polskim paliw w tym także oleju Heizol EL.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Lekkie paliwo do urządzeń grzewczych składające się z frakcji węglowOdorowej i z dodatków, znamienne tym, że frakcję węglowodorową stanowią frakcje wrzące w zakresie od 200°C do 400°C uzyskane przy destylacji zachowawczej ropy naftowej oraz przy przeróbce wtórnej w procesie krakingu katalitycznego i zastosowaniu jako procesu uszlachetniającego hydroodsiarczania, a dodatki stanowi 0,05 - 0,1% mieszaniny takich związków jak alkenylosulfonian wapnia, poliolefinamid alkilenoamidu, pochodne karbonylku manganu lub żelaza i alkiloamina, przy czym paliwo posiada gęstość w temperaturze 20°C od 0,850 do 0,880 g/cm³, lepkość kinematyczną w 20°C od 4,0 do 8,0 mm /s, zawartość frakcji destylujących do 350 C nie niższą niż 80% objętościowych, wartość opałową nie niższą niż 41,5 MJ/kg, zawartość siarki do 0,3% masowych, temperaturę zapłonu nie niższą niż 56°C, pozostałość po koksowaniu nie wyższą niż 0,02% masowych i zawartość parafino-naftenów w zakresie 25 - 50% objętościowych.

   * ★ ★