Click here to load reader

STRU^NA IZDANJA HRVATSKOG DRU[TVA ZA GORIVA I MAZIVA

  • View
    221

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of STRU^NA IZDANJA HRVATSKOG DRU[TVA ZA GORIVA I MAZIVA

STRU^NA IZDANJA HRVATSKOG DRU[TVA ZA GORIVA I MAZIVA

D. ClaydonAfton Chemical

Uloga aditiva u poboljanju kvalitete loivog ulja, put k veem iskoritenju energetskih jedinicaSaetak

Uporaba aditiva u srednjim destilatima dobro je prihvaena u praksi. Aditivi se koriste kao pomonici rafinerijskih procesa, igrajui vrlo vanu ulogu u unapreenju ekonomskog poslovanja rafinerije. Vienamjenski aditivi se koriste i u benzinu i u dizelskom gorivu za poboljanje sposobnosti izgaranja u motorima koji troe ta goriva. Poboljanje sposobnosti izgaranja vodi do manje potronje goriva, ali i do smanjenja kljunih emisija iz vozila, to je trenutano u sreditu politikih zanimanja.

Uporaba aditiva u loivom ulju i, slijedom toga, u proizvodnji energije, daleko je manje uobiajena. Meutim, uvoenjem propisa o emisijama unutar Europske unije, kojima su vlasti ograniile doputenu emisiju estica i NOx iz dimnjaka energetskih postrojenja, aditivi se poinju razmatrati kao isplativa opcija za voenje energetskih postrojenja.

Uz to, mnoge naftne kompanije razmatraju mogunost uporabe tehnologije aditiva za poboljanje kvalitete loivog ulja. Cilj je razlikovati se po kvaliteti, kako bi poveali svoj udio na tritu, kao i istaknuti svoj ugled kao naftne kompanije koja pridonosi vanosti smanjenja emisija u lokalnoj zajednici.

U radu se raspravlja o moguim aspektima skladitenja loivog ulja i izgaranja, za koje se smatra da su vrlo vani, te o tome kako se razvijala tehnologija aditiva u rjeavanju spomenutih problema. Miljenje je autora da e se aditivi vrlo skoro smatrati temeljnim dijelom proizvodnje loivog ulja koje e moi zadovoljiti sve stroe zahtjeve energetskih postrojenja.

Uvod

Energija, u prvom redu elektrina energija, jedan je od temeljnih aspekata civiliziranog drutva budui da je za veinu ljudi, jednako u privatnom ivotu i u industriji, potpuno normalno, da kada ukljue odgovarajui prekida dobiju struju od 220 volti, to im i omoguuje da provode svoj uobiajeni nain ivota.

Mnogo je razliitih oblika energije koja se koristi za proizvodnju elektrine energije npr. nuklearna energija, plin, ugljen i loivo ulje a, u smislu pouzdanosti, ugljen i loivo ulje vjerojatno su najproblematiniji za voditelje energetskih postrojenja. Izbjegavanje uporabe ugljena i loivog ulja za dobivanje elektrine energije povezano je sa injenicom da kvaliteta ta dva tipa goriva jako varira i u veini sluajeva krajnji korisnik, energetsko postrojenje, ima vrlo malu kontrolu nad dobivenom kvalitetom.

Ako voditelj energetskog postrojenja dobije aru ugljena niske kvalitete s velikim sadrajem pepela, za koji zna da je potencijalni uzrok stvaranja taloga i oneienja energetskog postrojenja, on esto nema drugog izbora nego jedino spaliti takav ugljen i pretrpjeti potekoe u radu koje e nastati zbog toga. Jednako e tako loivo ulje s velikim sadrajem vanadija i natrija vjerojatno uzrokovati visokotemperaturnu koroziju i prekomjernu emisiju sumpornog trioksida i tada e se vriti pritisak na inenjere koji upravljaju energetskim postrojenjima da rijee nastali problem.

Za neke probleme u radu postoje mehanika rjeenja, koja mogu rijeiti voditelji energetskog postrojenja, ali esto rjeavanje jednog problema uzrokuje nastanak drugog. Na primjer, za poboljavanje emisije estica energetsko postrojenje moe pojaati zrak, ime e biti uinkovitije izgaranje ugljika, ali viak kisika za gorenje vodi do prekomjerne oksidacije neeljenih primjesa u gorivu kao to su sumpor i duik. Prekomjerna oksidacija sumpora u gorivu moe dovesti do vee koliine sumpornog dioksida i mogueg nastanka vie sumpornog trioksida, koji moe proizvesti kisele emisije u obliku sumporne kiseline.

Uporaba aditiva radi problema u radu elektroenergetskih postrojenja i proizvodnje premium kvalitete loivog ulja prihvaena je irom svijeta i u ovom radu raspavljat e se o moguim pitanjima na tu temu i o tome koje sve kemikalije postoje da bi se osigurao bezbrian rad.

Problem nestabilnosti loivog ulja tijekom skladitenja

Boja loivog ulja uvijek je, zbog prisutnosti asfaltena, tamno smea ili crna. Asfalteni su dugake molekule sastavljene od ugljika vodika, kisika, sumpora i duika. Takvi asfalteni su, prirodno, netopljivi u nafti, ali su skriveni u otopini zbog prisutnosti maltena, koji su vezani na asfaltene razliitim mehanizmima veza. Kada je sirova nafta takva da su asfalteni i malteni u ravnotei, asfalteni su stabilni. Meutim, mogue je da se tijekom procesa prerade, transporta i skladitenja loivog ulja odnos asfaltena i maltena promijeni, to e dovesti do nestabilnosti loivog ulja. U takvim sluajevima asfalteni e se istaloiti.

Asfalteni istaloeni iz loivog ulja mogu biti u obliku tvrdih, crnih krutina ili ljepljivih guma koje mogu zaepiti cjevovode i blokirati filtre na prijenosnim sustavima za zatitu pumpi i brizgaljki. U normalnim uvjetima loivo ulje moe izgledati kao potpuno stabilno, ali ako se pomijea s drugim stabilnim loivim uljem postoji mogunost da e rezultirati nestabilnim loivim uljem, budui da se u mjeavini moe poremetiti ravnotea izmeu asfaltena i maltena. Slino, razrjeivanje loivog ulja s alkanima radi dobivanja zahtijevane viskoznosti i stinita moe uzrokovati nestabilnost loivog ulja i znaajne potekoe u radu. Prikazan je primjer problema koji moe nastati na energetskom postrojenju zbog taloenja asfaltena:

Razvijeni su razliiti testovi za procjenu prirodne stabilnosti loivog ulja. To uglavnom ovisi o kontroliranom dodavanju koliine alifatskih otapala, kao to je heptan u uzorak loivog ulja i izraunu koliine koju treba dodati prije taloenja asfaltena. Za tonu procjenu stabilnosti loivog ulja moe biti nuna uporaba elektronikog odreivanja srednje vrijednosti promjena neprozirnosti loivog ulja, jer se zbog prirodne crne boje loivog ulja moe odreena toka nestabilnosti teko odrediti.

Indeks stabilnosti asfaltena je prihvaen test koji koristi laserske zrake za detekciju poetka nestabilnosti, kada se asfalteni pahuljaju i taloe iz loivog ulja. to je vei indeks stabilnosti, to je loivo ulje stabilnije. Jedan od prvih testova koji su koriteni za usporedbu stabilnosti loivih ulja jest spot test u kojem se heptan u suviku dodaje u loivo ulje i sve zajedno se stavlja na filtar papir. Kada se formira karakteristian prsten oko kapljice na papiru, loivo ulje se smatra nestabilnim. to je loivo ulje stabilnije, moe se dodati veu koliina heptana prije pojave prstena.

Loivo ulje je normalno skladiteno i koriteno na viim temperaturama radi boljeg manipuliranja loivim uljem kod dobave do plamenika loita i energetskih postrojenja. Razvijen je laboratorijski test za odreivanje filtrabilnosti loivog ulja na normalnim radnim temperaturama. Ako je loivo ulje nestabilno, vjerojatno e zaepiti filtre. Prihvaen filtracijski test poznat je kao test vrue filtracije, ISO 10307, gdje se loivo ulje filtrira na temperaturi od 100 C kroz fini Millipore filtar.

10

0.014

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

weight captured on filter

baseTreated

Fuel

Kada stabilnost loivog ulja uzrokuje smetnje u radu zbog zaepljenja filtra ili brizgaljki, uporaba polimernih disperzanata ili rasprivaa je dokazano vrlo isplativa solucija. Vizualna procjena sposobnosti asfaltenskih disperzanata radi sprjeavanja taloenja asfaltena moe se vidjeti na slici. U ovom sluaju isti uzorak loivog ulja bio je razrijeen jednakom koliinom heptana i nakon toga ostavljen 16 sati na povienoj temperaturi.

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

Melting

point(degrees C)

V2O5

Na2O-V2O5

2Na2O-V2O5

Na2O-V2O4.5V2O5

3MgO-V2O5

ash form

Isti kemizam aditiva, ocijenjen u testu vrue filtracije, pokazuje da, kada se 10 grama nestabilnog osnovnog ulja filtrira kroz fini filtar, ukupna koliina e se istaloi na filtru sprjeavajui prolaz goriva kroz filtar. Meutim, isto gorivo, tretirano rasprivaem asfaltena, prolazi kroz filtar, ostavljajui samo malu koliinu taloga, koja nema utjecaj na filtraciju tretiranog loivog ulja.

Test vrue filtracije0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

Basewith catalyst

Particulate (g/kWh) .

Sulphates/Water/Nitrates

Carbon

Uporaba rasprivaa asfaltena je u praksi iroko prihvaena doputajui rafinerijama namjeavanje nestabilnih goriva, to je za rafinerije ekonomski zanimljivije, a zatim, uporabu aditiva za postizanje kvalitete koja je prihvatljiva za krajnjeg korisnika. Oigledna je i korist za manipulaciju, ako se koristi disperzant ili raspriva radi sigurnog prolaza asfaltena kroz filtre, umjesto neugodnog ienja ili zamjene filtra, jer asfalteni imaju visoku kalorinu vrijednost. Doputanjem da asfalteni dou u komoru za izgaranje dodatno gorivo je raspoloivo za gorenje i proizvodnju energije.

Problemi u radu energetskog postrojenja koji se mogu rijeiti dodatkom aditiva

Pei s uljnim plamenicima esto imaju problem s emisijama, talozima i s korozijom. Najvea briga su emisije estica, duikovih oksida i sumpornih oksida. estice, koje nadrauju respiratorni sustav i mogu utjecati na poveanje respiratornih bolesti, uglavnom su vidljive kao crni dim, zbog neizgorjelog ugljika u esticama pepela.

Duikovi oksidi, koji su isputeni u okoli, reagiraju s ugljikovodicima iz zraka i vlagom, to dovodi do nastajanja smoga i kiselih kia. Emisija sumpornih oksida uzrokuje koroziju dijelova opreme za dimne plinove kod niske temperature, to ima posljedicu skupih popravaka. Takoer, isputanje sumpornih oksida u okoli kao plavkaste sumporne kiseline, agresivno djeluje na ive tvari i uzrokuje koroziju metalnih povrina zgrada i ostalih struktura.

Talozi se manifestiraju kao koks koji prian

Search related