RU2602073C2

RU2602073C2 - Illuminating oil additive

Info

Publication number: RU2602073C2
Application number: RU2015113687/04A
Authority: RU
Inventors: Рустем Руждиевич Везиров; Рашид Талгатович Латыпов; Исмагил Рустемович Везиров
Original assignee: Рустем Руждиевич Везиров; Рашид Талгатович Латыпов
Priority date: 2015-04-13
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2016-11-10
Also published as: RU2015113687A

Abstract

FIELD: chemistry; device for fuel combustion.

SUBSTANCE: invention discloses use of illuminating oil additive with density of 950-1,400 kg/m³ and kinematic viscosity at 100 °C (2.5÷100,000) * 10^-6 m²/s, produced by thermal decomposition of oil residues, to increase emissivity of flame of furnace devices.

EFFECT: use of illuminating oil additive instead of valuable high carbon fractions increases flame luminosity of furnace devices EFFICIENCY, reducing cost and consumption of fuel mixture combusted in furnace devices.

1 cl, 1 tbl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к энергетической отрасли, в частности к добавкам для топлива печных аппаратов.The invention relates to the energy industry, in particular to additives for fuel stove furnaces.

Предшествующий уровень техникиState of the art

В настоящее время общей тенденцией в энергетической отрасли является повышение эффективности, а также снижение себестоимости, капитальных и эксплуатационных затрат на промышленные производственные процессы. Одними из основных направлений развития промышленных предприятий, использующих печные аппараты, являются:Currently, a general trend in the energy sector is to increase efficiency, as well as lower costs, capital and operating costs for industrial production processes. One of the main directions of development of industrial enterprises using stoves are:

- повышение КПД печей за счет оптимизации конструкции;- increase the efficiency of furnaces by optimizing the design;

- повышение теплопередачи от пламени (светимость);- increased heat transfer from the flame (luminosity);

- снижение потребления топлива;- reduction in fuel consumption;

- снижение себестоимости компонентов топлива;- reduction in the cost of fuel components;

Оптимизация конструкции печи требует значительных затрат, связанных с проведением строительно-монтажных работ. Поэтому актуальной задачей является использование компонентов топлива, повышающих светимость пламени. Увеличение светимости пламени позволяет снизить потребление топлива. Известно, что светимость пламени увеличивается в результате появления сажистых частиц при разложении топлива. Например, особо высокую светимость имеет пламя при введении в него мазута (вещества, содержащего высокомолекулярные углеводороды). Наиболее распространенным топливом печных аппаратов является газ (метан). Однако он обладает относительно низким содержанием углерода (75% масс.) и невысокой светимостью пламени. Для повышения светимости пламени печных аппаратов, работающих как на жидком, так и на газовом топливе, добавляют компоненты с высоким массовым содержанием углерода (дистилляты перегонки нефти и/или каменноугольной смолы).Optimization of the furnace design requires significant costs associated with the construction and installation works. Therefore, the urgent task is the use of fuel components that increase the luminosity of the flame. Increasing the luminosity of the flame reduces fuel consumption. It is known that the luminosity of a flame increases as a result of the appearance of soot particles during the decomposition of fuel. For example, a flame has a particularly high luminosity when fuel oil (a substance containing high molecular weight hydrocarbons) is introduced into it. The most common furnace fuel is gas (methane). However, it has a relatively low carbon content (75% wt.) And low flame luminosity. To increase the luminosity of the flame of stoves operating on both liquid and gas fuels, components with a high mass content of carbon (distillates of distillation of oil and / or coal tar) are added.

Дистилляты перегонки нефти являются высокоценным сырьем для производства бензина и дизельного топлива и их использование в качестве добавки, повышающей светимость пламени, приведет к значительному удорожанию суммарной топливной смеси и увеличению затрат.Distillates of oil distillation are highly valuable raw materials for the production of gasoline and diesel fuel and their use as an additive that increases the luminosity of the flame will lead to a significant increase in the cost of the total fuel mixture and increase costs.

Известна антраценовая фракция полученная путем перегонки каменноугольной смолы, с интервалом температур кипения 280-380°С (до 400°С), бледно - зеленого цвета, γ=1,0910 г/см³, содержащую высокомолекулярные углеводороды: антрацен С₁₄Н₁₀, фенантрен и др. (Н.П. Лякишев. Энциклопедический словарь по металлургии. - М: "Интермет Инжиниринг", 2000).Known anthracene fraction obtained by distillation of coal tar, with a boiling range of 280-380 ° C (up to 400 ° C), pale green, γ = 1,0910 g / cm ³ containing high molecular weight hydrocarbons: anthracene C ₁₄ H ₁₀ , phenanthrene and others (NP Lyakishev. Encyclopedic Dictionary of Metallurgy. - M: "Intermet Engineering", 2000).

Содержание высокомолекулярных углеводородов позволяет использовать антраценовую фракцию как компонент топлива печных аппаратов для увеличения излучательной способности (светимости) пламени. Однако процесс получения антраценовой фракции аналогично процессам получения дистиллятов перегонки нефти включает в себя многоколонную атмосферно - вакуумную ректификацию каменноугольной смолы и требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат. Таким образом, использование антраценовой фракции в качестве топливного компонента, повышающего светимость пламени, ограничено из-за повышения суммарной стоимости топливной смеси для печных аппаратов и потребностей других отраслей промышленности (производство сажи, получение антрацена, фенантрена и карбазола, технического углерода (сажи), дубителей и красителей).The content of high molecular weight hydrocarbons allows the use of the anthracene fraction as a component of the furnace fuel to increase the emissivity (luminosity) of the flame. However, the process of obtaining the anthracene fraction, similarly to the processes for producing distillates of oil distillation, includes a multi-column atmospheric - vacuum distillation of coal tar and requires significant capital and operating costs. Thus, the use of the anthracene fraction as a fuel component that increases the luminosity of the flame is limited due to an increase in the total cost of the fuel mixture for stoves and the needs of other industries (soot production, production of anthracene, phenanthrene and carbazole, carbon black (soot), tanning agents and dyes).

Остаточный высокоуглеродистый продукт ректификации каменноугольной смолы - пек также является ценным продуктом, применяемым главным образом для получения электродного (беззольного) кокса и в качестве связующего при брикетировании твердых топлив. Кроме повышения суммарной стоимости топлива, использование пека в качестве топливной добавки затруднено еще из-за высокой вязкости (Справочник коксохимика, т. 3, М., 1966; Литвиненко М.С; Химические продукты коксования. К., 1974; Привалов В.Е., Степаненко М.А.; "Кокс и химия", 1976, №2, с. 51-55. М.С. Литвиненко).The residual high-carbon product of rectification of coal tar pitch is also a valuable product, used mainly for the production of electrode (ashless) coke and as a binder for briquetting solid fuels. In addition to increasing the total cost of fuel, the use of pitch as a fuel additive is also difficult due to its high viscosity (Coke Chemist Handbook, vol. 3, M., 1966; M. Litvinenko; Chemical coking products. K., 1974; Privalov V.E. ., Stepanenko M.A .; "Coke and Chemistry", 1976, No. 2, pp. 51-55. M.S. Litvinenko).

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее изобретение направлено на повышение излучательной способности пламени (светимости), повышение КПД печных аппаратов, снижение потребления и стоимости топлива для печных аппаратов.The present invention is directed to increasing the emissivity of the flame (luminosity), increasing the efficiency of the furnace apparatus, reducing the consumption and cost of fuel for the furnace apparatus.

Указанная задача решается за счет того, что применяют светильную масляную добавку с плотностью 950÷1400 кг/м³ и кинематической вязкостью при 100°С (2,5÷100000)*10^-6 м²/с, полученную путем термической деструкции нефтяных остатков, для увеличения излучательной способности пламени печных аппаратов.This problem is solved due to the fact that they use light oil additive with a density of 950 ÷ 1400 kg / m ³ and kinematic viscosity at 100 ° C (2.5 ÷ 100000) * 10 ^-6 m ² / s, obtained by thermal destruction of oil residues , to increase the emissivity of the flame of the furnace apparatus.

В отличие от антраценовой фракции и пека, светильная масляная добавка (СМД) является малоценным остаточным продуктом термической деструкции нефтяных остатков. Для ее дальнейшего использования, например, в качестве компонента котельного топлива, печного топлива или флотского мазута необходимо значительное количество разбавителей таких как керосиновая фракция, дизельное топливо, легкий и тяжелые газойли, различные депрессорные присадки для достижения требований ГОСТ (температура вспышки, вязкость, плотность, содержание серы, коксуемость) к этим видам топлива. Особенно жесткие требования по содержанию серы предъявляются к флотским мазутам. Следовательно использование остаточного продукта термической деструкции нефтяных остатков для производства котельного топлива или мазутов экономически неэффективно. Наиболее оптимально его использование в качестве СМД.Unlike the anthracene fraction and pitch, the luminous oil additive (SMD) is a low-value residual product of thermal degradation of oil residues. For its further use, for example, as a component of boiler fuel, heating oil or naval fuel oil, a significant amount of diluents such as kerosene fraction, diesel fuel, light and heavy gas oils, various depressant additives to achieve GOST requirements (flash point, viscosity, density, sulfur content, coking) to these fuels. Particularly stringent sulfur requirements are imposed on naval fuel oils. Therefore, the use of the residual product of thermal destruction of oil residues for the production of boiler fuel or fuel oil is economically inefficient. The most optimal use is as an SMD.

По сравнению с антраценовой фракцией более тяжелая СМД (конец кипения >400°С) содержит большее количество высокомолекулярных углеводородов и в одинаковых условиях обладает большей светимостью пламени. В то же время вязкость СМД ниже чем у каменноугольного пека. Это значительно облегчает подачу СМД в печной аппарат и его смешение как с газовым, так и с жидким топливом печных аппаратов. Основные сравнительные характеристики антраценовой фракции, пека и СМД приведены в таблице.Compared with the anthracene fraction, a heavier SMD (end of boiling> 400 ° C) contains a greater amount of high molecular weight hydrocarbons and, under the same conditions, has a higher flame luminosity. At the same time, the viscosity of SMD is lower than that of coal tar pitch. This greatly facilitates the supply of SMD to the furnace apparatus and its mixing with both gas and liquid fuel from the furnace apparatus. The main comparative characteristics of the anthracene fraction, pitch and SMD are given in the table.

При температуре от 100°С СМД становится текучей и может вместе с остальными компонентами топлива распыляться в горелках печных аппаратов в мелкодисперсную систему для равномерного смешения с воздухом. Это обеспечивает равномерную светимость пламени по всей длине, увеличение длины пламени за счет дальности распыла смеси топлива и СМД.At temperatures from 100 ° C, the SMD becomes fluid and can, together with other components of the fuel, be sprayed in the burners of the furnace apparatus into a finely dispersed system for uniform mixing with air. This ensures uniform luminosity of the flame along the entire length, an increase in the length of the flame due to the spray range of the mixture of fuel and SMD.

В печных аппаратах, где идет непосредственный контакт пламени и продуктов сгорания с нагреваемым и/или обжигаемым материалом, при высокой температуре может происходить поглощение серы и сернистных соединений из продуктов сгорания. Это свойство позволяет использовать СМД с содержанием серы до 10% масс.In stoves where direct flame and combustion products come into contact with the heated and / or calcined material, absorption of sulfur and sulfur compounds from the combustion products can occur at high temperatures. This property allows the use of SMD with sulfur content up to 10% of the mass.

Применение СМД для повышения светимости пламени обеспечивает увеличение КПД печного аппарата за счет большего количества излучаемого тепла. Большая излучательная способность светильной масляной добавки позволяет снизить количество сжигаемой топливной смеси. Замена ценной антраценовой фракции остаточным продуктом термической деструкции нефтяных остатков решает задачу использования утилизации последнего, снижает потребление разбавителей при производстве котельного топлива или мазутов и снижает стоимость топливной смеси печных аппаратов.The use of SMD to increase the luminosity of the flame provides an increase in the efficiency of the furnace apparatus due to the greater amount of radiated heat. The high emissivity of the luminous oil additive reduces the amount of fuel mixture burned. Replacing a valuable anthracene fraction with the residual product of thermal degradation of oil residues solves the problem of utilizing the latter, reduces the consumption of diluents in the production of boiler fuel or fuel oil and reduces the cost of the fuel mixture of stoves.

Claims

1. The use of a luminous oil additive with a density of 950 ÷ 1400 kg / m ³ and kinematic viscosity at 100 ° C (2.5 ÷ 100000) * 10 ^-6 m ² / s, obtained by thermal destruction of oil residues, to increase the emissivity flame stoves.

2. The use of a luminous oil additive according to claim 1, characterized in that the mass fraction of sulfur and sulfur compounds in the oil additive is in the range of 0.1-10%.