Паливна композиція

Паливна композиція, що містить суміш компонентів КОКСОХІМІЧНОГО виробництва пекових дистилятів, полімерів бензольного відділення, залишків кубових ректифікації сирого бензолу, нафталіновмісних масел, яка відрізняється тим, що містить сольвент-нафту чорну, яка є залишковим продуктом ректифікації сирого бензолу, та антраценову фракцію, при цьому утворена паливна композиція містить супровідні та ПОХІДНІ продукти від коксування вугілля при наступному ваговому співвідношенні компонентів у % пекові дистиляти 30-50 полімери бензольного відділення 15-40 залишки кубові ректифікації сирого бензолу 5-20 нафталіновмісні масла 5-15 сольвент нафта чорна 2-6 антраценова фракція 4-8 Винахід відноситься до паливних композицій на основі вуглецевмісних продуктів, що отримані від супровідних та похідних продуктів коксування вугілля в коксохімічному виробництві Сьогодення України таке, що вона має дефіцит енергетичних ресурсів Тому надзвичайно актуальною є проблема отримання нових видів палива, а особливо з доступної та наявної сировини, та й ще якщо вона є відходом КОКСОХІМІЧНОГО виробництва Основними показниками, що характеризують паливні композиції при їх застосуванні, є - температура застигання палива та температура спалаху, в'язкість, теплота спалювання Відоме котельне паливо, що являє собою паливну композицію, яке описане в патенті України № 8110 С1 "Спосіб отримання котельного палива на основі продуктів коксування вугілля, що містять вуглеводні", 26 12 95, бюл №4, має в своєму складі пекові дистиляти - 20-50%, полімери бензольного відділення - 15-40%, нафталіновмісні масла (масло легке кам'яновупльне+вбирне масло) - 10-26%, залишки кубові ректифікації сирого бензолу - 5-20%, пекові смоли - 2-6%, залишкове заповнення до 100% нафталінова фракція Одначе котельне паливо такого складу має високу температуру застигання - плюс 6°С, що пояснюється вмістом компонентів, індивідуальна температура застигання котрих значно вище "плюс °С", з другого боку - відсутністю компонентів, котрі утворюють низькотемпературні евтектичні композиції Відома паливна композиція, яка і використана в якості прототипу (патент України №10292 "Паливна композиція", опубліковано 2812 96 в бюл №4), яка є сумішшю пекових дистилятів - 20-50% вагових, полімерів бензольного відділення 15-40%, залишків кубових ректифікації сирого бензолу 510%, пекової смоли 2-6%, нафталіновмісних масел 10-20%, донного продукту переробки газового конденсату 2-6%, нафталінової фракції - залишкове заповнення до 100% Добавка донного продукту переробки газового конденсату, супровідного продукту газодобувної промисловості, знизила температуру застигання композиції, так як утворилися низькотемпературні евтектичні композиції та підвищилася температура спалаху Але ця ж добавка донного продукту переробки газового конденсату, як супровідного продукту газодобувної промисловості, і стала основним недоліком цієї паливної композиції, бо потребує и придбання, СО ^ о 00 ю 58043 доставки, зберігання, до того ж вона є дефіцитним продуктом В цей же час на КОКСОХІМІЧНИХ підприємствах наявні аналогічні компоненти, що не мають ринкового збуту, але котрі утворюють всі види молекулярних систем в суміші евтектики, тверді розчини та азеотропи В основу винаходу поставлено задачу заміни донного продукту переробки газового конденсату газодобувної промисловості на компоненти коксового виробництва для створення паливної композиції повністю з супровідних та похідних продуктів КОКСОХІМІЧНОГО виробництва При цьому якість паливної композиції повинна відповідати існуючим технічним умовам ТУ У 322-00190443-042-97, а то й бути кращою Донний продукт є не на всіх КОКСОХІМІЧНИХ підприємствах, а лише на тих, які мають переробку газового конденсату для виробництва моторних палив Тому використання його обмежено Поставлена задача вирішується тим, що паливна композиція у вигляді суміші компонентів КОКСОХІМІЧНОГО виробництва - пекових дистилятів, полімерів бензольного відділення, залишків кубових ректифікації сирого бензолу, нафталіновмісних масел відрізняється тим, що містить сольвентнафту чорну, яка є залишковим продуктом попередньої ректифікації сирого бензолу, та антраценову фракцію, при цьому утворена паливна композиція містить супровідні та ПОХІДНІ продукти від коксування вугілля при такому ваговому співвідношенні компонентів в % пекові дистиляти 30-50 полімери бензольного відділення 15-40 залишки кубові ректифікації сирого бензолу 5-20 нафталіновмісні масла 5-15 сольвент-нафта чорна 2-6 антраценова фракція 4-8 Наявність донного продукту переробки газового конденсату, який є сумішшю вуглеводнів метанового, нафтенового, ароматичного рядів, вела до утворення багатокомпонентних евтектик, котрі знижували температуру плавлення (застигання) паливної композиції, бо температура плавлення (застигання) евтектики завжди нижче відповідної температури самого легкоплавкого компоненту На КОКСОХІМІЧНИХ підприємствах наявні аналогічні компоненти, що утворюють всі види молекулярних систем - евтектики, тверді розчини та азеотропи Найбільшу КІЛЬКІСТЬ бінарних евтектик утворюють нафталін та флуорен Крім того, бінарні евтектики утворюють аценафтен, фенантрен, флуорантен, антрацен, карбавол та ряд інших поліциклічних сполучень Як слідує з теорії - температура плавлення (застигання) бінарних евтектик нижче за температуру плавлення (застигання) найбільш низькоплавкого компоненту До того ж, утворюються і поліевтектичні суміші з цих продуктів, які теж знижують температуру плавлення отриманого продукту Всі ці продукти стали доступні зараз, так як на КОКСОХІМІЧНИХ підприємствах знизився об'єм виробництва металургійного коксу ВІДПОВІДНО зменшився і об'єм прямого коксового газу, і вихід полімерів при регенерації поглинального масла для вловлювання бензолу, знизився об'єм переробки сирого бензолу, ВІДПОВІДНО знизився вихід полімерів бензольного відділення Зараз зменшився об'єм виробництва шинної резини, що привело до надлишку антраценової фракції кам'яновугільної смоли Все це і дозволило запустити ці КОКСОХІМІЧНІ продукти на котельне паливо і замінити донний продукт переробки газового конденсату на сольвент-нафту чорну, яка є залишковим продуктом попередньої ректифікації сирого бензолу кам'яновугільного, і яка використовується для вилучення нафталіну Нафталінову фракцію заміняємо на антраценову фракцію Пекова смола анулюється зі складу паливної композиції, що покращує його екологічну характеристику за рахунок зменшення шкідливих викидів Вміст компонентів паливної композиції підібраний так, щоб якість нової паливної композиції була не гірше за паливну композицію, яка є прототипом даної Умовно компоненти паливної композиції можна згрупувати так -компоненти, що містять продукти полімеризації та поліконденсації ароматичних сполук при відносно низьких температурах - полімери бензольного відділення, залишки кубові ректифікації сирого бензолу, пекові дистиляти, -продукти, що містять в основному сполучення нафталінового ряду - нафталіновмісні масла, нафталінова фракція, поглинальне масло, сольвентнафта, -продукти, що містять поліциклічні ароматичні сполуки - полімери бензольного відділення, пекові дистиляти, вбирне масло, антраценова фракція, -продукти, що містять вуглеводні бензольного ряду - залишки кубові ректифікації сирого бензолу, полімери бензольного відділення, масло легке кам'яновугільне ФІЗИКО-ХІМІЧНІ якості компонентів паливної композиції приведені втаблицях1-7 Таблицяі Пекові дистиляти (згідно ГОСТ 11126-Е Найменування показника Питома вага, кг/м^ Молекулярна маса Значення 1145-1150 210-220 Об'ємна доля відгону, % при температурі, °С до 210, менше 300 360 Вихід КОКСОВОГО залишку, % В'язкість умовна при 80°С 1 8-11 45-55 0,5-0,82 1,47-1,38 Температура, °С застигання спалаху плюс 12 110-145 58043 Продовження таблиці 1 Пекові дистиляти (згідно ГОСТ 11126-Е Компонентний склад, % мас нафталін 2,4 1,5 ( а + ріметілнафталін аце нафтен дифеншнафталш флоурен фенантрен-антрацен карбазол метилантрацен пірен 2,3 бензофлоурен 1,2 бензоантрацен Механічні домішки, % Масова доля води, % Зольність, % не більше 2,4 1,3 2,0 13,6-17,2 4,7 1,3-3,0 7,6-16 0,7 3,1-7,7 0, 1,2 0,05 Таблиця 2 Полімери бензольного відділення (ТУ У 322-00190443-093-2000) Найменування показника 1 Питома вага, кг/м^, не більше Молекулярна маса Температура початку кипіння, °С Об'ємна доля відгону, % при температурі, °С 270 280 290 300 В'язкість умовна при 80°С Значення 2 1150 390-410 265-267 10-11 26-29 40-49 55-60 1,1-2,3 Температура, °С застигання спалаху плюс 3 105 Компонентний склад, % мас толуол-ксилол метилстирол інден тетралін нафталін ацетофенон а -метилнафталін диметил нафталін аце нафтен дифениленоксид флоурен Масова доля води, % Зольність, % 1,0 0,1 0,2 0,5 0,5 0,2 1,0 10,0 26,0 30,0 30,0 3,5 0,2 Таблиця З Залишки кубові ректифікації сирого бензолу (згідно ТУ У 322-00190443-051-97) Найменування показника Питома вага, кг/м^ Молекулярна маса Температура початку кипіння, °С Об'ємна доля відгону, % при температурі 300°С В'язкість умовна при 80°С Температура, °С застигання спалаху Масова доля смол з температурою розм'якшення 80-100 °С,% Компонентний склад, % мас сірчані сполуки димери тюфену димери стиролу сополімери бензолу зі стиролом та шденом сополімери толуолу зі стиролом та шденом сополімери ксилолу зі спиртом сополімер тюфен-стирол сополімер тюфен-шден нафталін Масова доля води, % Значення 1080-1180 200-220 180-205 50-60 2,0-2,4 плюс 3 105 18,0-25 14,9 8,6 4,2 2,1 8,1 9,5 4,0 2,4 3,1 5 58043 Таблиця 4 Масло легке кам'яновугільне (ТУ У 322-00190443-012-97 зі зміною 1) Найменування показника 1 Питома вага, кг/м^ Молекулярна маса Об'ємна доля відгону, % при температурі 180°С В'язкість умовна при 80°С Значення 2 1140-1155 390-410 65 0,96-1,06 Температура, °С (-2Н-7) 35 застигання спалаху Компонентний склад, % мас 43-84 3,7-10 3,1-9,5 0,3-2,5 2,8-22,7 0,2-1,0 3,6-11,2 бензольні вуглеводні+легкі піридинові основи індан інден бензонітрил нафталін тю нафтен феноли Таблиця 5 Вбирне масло (ТУ У 322-0190443-117-97) Найменування показника 1 Питома вага, кг/м^ Молекулярна маса Значення 2 1054-1073 140-160 Об'ємна доля відгону, % при температурі, °С 3 95 1,0 230 285 В'язкість умовна при 80°С Температура, °С +1 105 застигання спалаху Компонентний склад, % мас 0,8-2,2 11-24 9,0-17,2 Низькокиплячі, википаючі до нафталіну н афтал і н+тю н афте н ( а + ріметілнафталін дифеніл диметшнафталш аце нафтен дифеншеноксид флоурен фенантрен-антрацен феноли Масова доля води, % 7,5-9,2 7,5-12 12,4-17 9,7-11,5 11,7-12,9 3,6-13,4 0,7-1,0 0,5 Таблиця 6 Антраценова фракція Найменування показника 1 Питома вага, кг/м^ В'язкість умовна при 80°С Значення 2 1130 1,17 Характеристика розгонки 232 початок кипіння, °С википає, % по °С 306 320 336 348 354 358 368 382 396 406 0,03 10 20 ЗО 40 50 60 70 80 90 95 Масова доля механічних домішок, °С Температура, °С +15 123 застигання спалаху Компонентний склад, % мас нафталін диметшнафталш монометіл нафталін 4,8-5,1 0,2-0,3 0,7-0,8 58043 10 Продовження таблиці 6 Антраценова фракція аце нафтен дифеншеноксид флоурен Масова доля води, % Коксуємість, % Зольність, % 1,8-2,0 1,0-1,2 1,9-2,0 0,8 1 0,05 Таблиця 7 Сольвент-нафта чорна (ТУ У 322-00190443-019-98) (середній склад) Найменування показника 1 Температура, °С Значення 2 190-250 79 КИПІННЯ застигання Компонентний склад, % мас бензольні вуглеводні інден бензонітрш нафталін а -метілнафталш 2-2,5 13-14 4 50-58 7-7,5 3,0-4,0 1,0-1,1 0,2-0,3 0,8-1,1 4 Р -метілнафталш аце нафтен дифеншеноксид ксиленоли Масова доля води, % Сольвент-нафта виділяється при ректифікації сирого бензолу 11 Складові компоненти паливної композиції відповідають технічним умовам дистиляти пекові легкі - ТУ 14-7-123-91, залишки кубові ректифікації сирого бензолу ТУ У 322-00190443-051 -97, антраценова фракція - ГОСТ 11126-88, полімери бензольних відділень - ТУ 14-6УССР-93-74, сольвент-нафта чорна ТУ У 322-00190443 019-98 Як бачимо, з вищенаведених властивостей компонентів паливної композиції їх склад повністю відповідає умовам утворення поліевтектичних сумішей, бінарних евтектик, що покращує фізикоХІМІЧНІ властивості паливної композиції Зрівняльні показники паливних композицій згідно ТУ 14-6-42-93 (патент України №10292), що є прототипом, та паливної композиції, що пропонується приведені втабл 8 Таблиця 8 Показник Масова доля сірки, %, не більше В'язкість умовна при 80°С Температура застигання, °С Температура спалаху в відкритому тиглі, °С, не менше Масова доля механічних домішок, %, не більше Зольність, %, не більше Теплота спалювання сухого палива, ккал/кг, не менше З вищенаведених даних видно, що заміна донного продукту газового конденсату, пекової смоли та нафталінової фракції на сольвентнафту чорну та на антраценову фракцію практично не погіршили фізико-хімічні властивості паливної композиції при використанні тільки похідних та супровідних продуктів КОКСОХІМІЧНОГО виробництва До того ж, тільки пекові дистиляти мають самостійне застосування Як показали дослідження, при використанні запропонованої композиції, маємо надійну займистість та СТІЙКІСТЬ при горінні з високою СТІЙКІСТЮ горіння Паливну композицію, згідно винаходу, готують у вигляді суміші таким чином в окремих сховищах підігрівають пекові дистиляти до температури 60-80°С, полімери бензольного відділення до температури 80°С, сольвент-нафту - до тем Згідно ТУ 14-6-42-93 0-3,5 3,0-8,0 (+10Н+15) 70-85 1,0-2 5,0-10,0 7500 Значення Згідно патенту №10292 1,1-1,5 1,0-1,6 (-6М-20) 100-200 0,65-0,70 не визначали 7400 Компози-ція, що пропону-ться 1,1-1,5 1,0-1,1 (-10Н-15) 90-100 0,57-0,62 4,2-4,4 7500-7600 ператури 65-75°С, залишки кубові ректифікації сирого бензолу та нафталіновмісні масла до температури 60-80°С Компоненти в ваговому співвідношенні, що задані, подають в окрему ємність в такій ПОСЛІДОВНОСТІ пекові дистиляти, полімери бензольного відділення, сольвент-нафта, залишки кубові ректифікації сирого бензолу, нафталіновмісні масла, антраценова фракція Після введення кожного компоненту паливної композиції суміш перемішується до гомогенного стану Після введення всіх компонентів наливної композиції суміш перемішується протягом 2-х годин з допомогою відцентрового насосу і тільки після цього подається в сховище готового продукту, звідки після 8-годинного відстою може відвантажуватись замовникам В якості змішувачів можуть використовуватись відцентрові насоси, 58043 12 11 трубчаті змішувачі, диспергатори і ш мальних вагових співвідношень компонентів паРезультати досліджень по визначенню оптиливної композиції приведені в табл 9 Таблиця 9 Склад композиції Найменування компоненту склад склад ЗО 40 10 15 50 15 20 5 6 4 100 -14 2 8 92 -10 Пекові дистиляти Полімери бензольного відділення Залишки кубові ректифікації сирого бензолу Нафталшовмісні масла Пекова смола Донний продукт переробки газового конденсату Нафталінова фракція Сольвент-нафта чорна Антраценова фракція Температура спалаху, °С Температура застигання, °С Згідно результатам досліджень вагових співвідношень паливної композиції, що заявляється, суміш повністю відповідає умовам утворення поліевтектичних сумішей, формуванням молекуля Комп'ютерна верстка Н Лисенко Опти-маль-ний склад про-тотипу ЗО ЗО 15 15 4 2 4 120 -15 рної структури дисперсних систем, смолисті продукти стабілізують евтектики, що знижує температуру їх застигання та підтримує температуру спалаху в межах 90-100°С Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна