PL202117B1

PL202117B1 - Lekkie paliwo węglowodorowe do urządzeń grzewczych

Info

Publication number: PL202117B1
Application number: PL364974A
Authority: PL
Inventors: Lilia Sosnowska-Maciukiewicz; Zbigniew Paćkowski; Tadeusz Głos; Stanisław Bartuś
Original assignee: O & Sacute Rodek Badawczo Rozw
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2004-02-09
Publication date: 2009-06-30
Also published as: PL364974A1

Abstract

1. Lekkie paliwo węglowodorowe do urządzeń grzewczych, znamienne tym , że składa się z frakcji wę glowodorowych wrzą cych w zakresie od 150°C do 270°C, pochodzą cych z wtórnego, uszlachetniającego procesu hydrokrakingu frakcji węglowodorowych uzyskanych z zachowawczej desty lacji ropy naftowej i/lub pochodzących z wtórnego, uszlachetniającego, procesu hydrorafinacji frakcji wę glowodorowych uzyskanych z zachowawczej destylacji ropy naftowej, i zawiera od 5 do 300 mg na 1 dm 3 paliwa dodatku stabilizującego, którym jest mieszanina takich związków jak 2,6-dwutert- butylofenol, 2-tertbutylofenol, 2,4,6-trój-butylofenol, N,N-dwusalicydo-1,2-dwuaminopropan, przy czym paliwo ma w temperaturze 20°C gęstość od 810 do 840 g/cm 3 i lepkość kinematyczną od 1,1 do 2,2 mm 2 /s, temperaturę początku destylacji ma nie niższą niż 150°C, zawartość frakcji destylującej do 255°C jest nie wyższa niż 95% objętościowych, koniec destylacji wynosi nie więcej niż 270°C, tempe ratura zapłonu jest nie niższa niż 55°C, wysokość niekopcącego płomienia jest nie mniejsza niż 24 mm, zawartość siarki wynosi nie więcej niż 5 ppm masowych, przy czym siarka związana merkaptanowo, oznaczona według testu Doctora, jest nieobecna, zaś zawartość węglowodorów aromatycznych wy nosi nie więcej niż 25% masowych.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest lekkie paliwo węglowodorowe do urządzeń grzewczych odznaczające się dobrymi własnościami eksploatacyjnymi i ekologicznymi pozwalającymi na stosowanie go w domowych i innych urz ą dzeniach grzewczych bez koniecznoś ci odprowadzania spalin do przewodu kominowego.

Do wytwarzania paliw stosuje się różne frakcje węglowodorowe otrzymywane z przeróbki ropy naftowej, od gazów począwszy po oleje ciężkie i pozostałości podestylacyjne. Wartość użytkową paliwa określają własności takie jak wartość opałowa, skuteczność (kompletność) spalania, ograniczona skłonność do koksowania, tworzenia osadów i działania korozyjnego, oraz nietoksyczność powstających spalin. Mieszaniny węglowodorów skomponowane z różnych frakcji cięższych od frakcji gazowych na ogół nie spełniają wymagań stawianych paliwom grzewczym. W celu polepszenia ich właściwości stosowane są kompozycje dodatków uszlachetniających. Znane są dodatki poprawiające spalanie, dzięki którym z paliwa uzyskuje się więcej energii cieplnej, zmniejsza się dymienie i koksowanie oraz poprawia się, w sposób korzystny dla środowiska naturalnego, jakość spalin. Inne dodatki to stabilizatory, najczęściej o charakterze antyutleniaczy, przeciwdziałające powstawaniu produktów polimeryzacji, polikondensacji i utleniania komponentów paliwa podatnych na wymienione procesy, dodatki myjąco-dyspergujące zapobiegające osadzaniu się i kumulowaniu osadów w systemach grzewczych, oraz dodatki takie jak inhibitory korozji, depresatory zwiększające płynność paliwa w niskich temperaturach i dezaktywatory metali na przykład miedzi, przyspieszających procesy starzenia paliwa.

Problem z doborem odpowiedniego zestawu dodatków polega na tym, że często poprawie jednej własności paliwa towarzyszy pogorszenie innej. Na przykład dodatki poprawiające spalanie powodują na ogół pogorszenie stabilności paliwa. Im więcej właściwości paliwa wymaga poprawy, tym trudniejszy jest dobór właściwej synergetycznie działającej kompozycji dodatków.

W polskim opisie patentowym nr 169 142 przedstawiono lekkie paliwo grzewcze skomponowane z frakcji węglowodorowych wrzących od 200°C do 400°C uzyskanych przy destylacji zachowawczej ropy naftowej oraz przy przeróbce wtórnej w procesie krakingu katalitycznego, stosując jako proces uszlachetniający hydroodsiarczanie, oraz z dodatków uszlachetniających. Jako dodatki paliwo zawiera środki detergencyjne takie jak alkenylosulfonian wapnia, środki dyspergujące takie jak poliolefinoamid alkilenoamidu, środki poprawiające spalanie takie jak pochodne karbonylku manganu lub żelaza, oraz jako antyutleniacz alkiloaminę.

W polskim opisie zgł oszeniowym nr 327 847 paliwo skomponowane z frakcji podobnych jak w opisie patentowym nr 169 142 zawiera kompozycję dodatków składającą się ze środków detergencyjnych takich jak imid kwasu bursztynowego, środków deemulgujących takich jak oksyalkilowane żywice alkilofenolowe, acylowe poliglikole, arylosulfoniany sodu, środków poprawiających spalanie w postaci azotanu 2-etyloheksylowego i/lub soli żelaza lub magnezu wyższych kwasów tłuszczowych oraz środków przeciwkorozyjnych, rozpuszczalnika aromatycznego i ewentualnie barwników i markera.

Celem wynalazku jest opracowanie lekkiego paliwa płynnego do celów grzewczych, o nowych ulepszonych własnościach eksploatacyjnych i ekologicznych, które pozwalają na stosowanie go w domowych urzą dzeniach grzewczych, przede wszystkim tych, które nie wymagają podłączenia spalin do przewodów kominowych, paliwa przyjaznego dla środowiska, nie wytwarzającego toksycznych spalin, i zastępującego dotychczas stosowane do tych celów paliwa gazowe typ gaz płynny. Poważną niedogodnością użytkowania gazu płynnego jest zagrożenie związane z tworzeniem mieszaniny wybuchowej gazu z powietrzem, które to zagrożenie powoduje konieczność ścisłego przestrzegania specjalnych wymogów dotyczących przechowywania gazu.

Paliwo według wynalazku składa się z frakcji węglowodorowych wrzących w zakresie od 150°C do 270°C, pochodzących z wtórnego, uszlachetniającego procesu hydrokrakingu frakcji węglowodorowych uzyskanych z zachowawczej destylacji ropy naftowej i/lub pochodzących z wtórnego, uszlachetniającego procesu hydrorafinacji frakcji węglowodorowych uzyskanych z zachowawczej destylacji ropy naftowej, i zawiera od 5 do 300 mg na 1 dm³ paliwa dodatku stabilizującego, który jest mieszaniną związków takich jak 2,6-dwu-tertbutylofenol, 2-tertbutylofenol, 2,4,6-trój-butylofenol, N,Ndwusalicydo-1,2-dwuaminopropan. Paliwo w temperaturze 20°C ma gęstość od 810 do 840 g/cm³i lepkość kinematyczną od 1,1 do 2,2 mm²/s, temperaturę początku destylacji ma nie niższą niż 150°C, temperaturę oddestylowania 95% objętościowych nie wyższą niż 255°C, temperaturę końca destylacji nie wyższą niż 270°C, temperaturę zapłonu nie niższą niż 55°C, wysokość niekopcącego

PL 202 117 B1 płomienia nie mniejszą niż 24 mm, zawartość siarki poniżej 5 ppm masowych, przy czym siarka w postaci merkaptanów oznaczona według testu Doctora jest nieobecna, i zawartość wę glowodorów aromatycznych nie wyższą niż 25% masowych Każdy z dwóch wymienionych rodzajów frakcji węglowodorowych będących składnikami paliwa, lub oba rodzaje wymienionych frakcji, mogą być frakcjami częściowo lub zasadniczo całkowicie odaromatyzowanymi. Zawartość związków aromatycznych w paliwie skł adają cym się z takich frakcji jest niż sza niż 25% masowych. Paliwo skł adają ce się z frakcji zasadniczo całkowicie odaromatyzowanych zawiera związki aromatyczne w iloś ci od 0,1% do nie więcej niż 1% masowego. Odaromatyzowanie frakcji węglowodorowych może być przeprowadzone dowolnym znanym sposobem, na przykład przez katalityczne uwodornienie związków aromatycznych.

Lekkie paliwo grzewcze według wynalazku, dzięki skomponowaniu go z wymienionych frakcji węglowodorowych, charakteryzuje się zestawem bardzo dobrych własności użytkowych i własności ważnych dla ochrony środowiska naturalnego, która to ochrona regulowana jest coraz bardziej restrykcyjnymi przepisami administracyjnymi. Jakość spalin powstających podczas spalania paliwa, pod względem poziomu emisji tlenków siarki, tlenków azotu, tlenku węgla, sadzy i węglowodorów aromatycznych, jest porównywalna z jakością spalin powstających przy spalaniu gazu płynnego. Jakość paliwa jest na tyle zadowalająca, że zbędne staje się wprowadzanie do jego składu złożonego pakietu dodatków uszlachetniających poprawiających poszczególne własności, w tym dodatków poprawiających spalanie. Paliwo spala się dobrze, niekopcącym płomieniem, bez wydzielania przykrego zapachu i bez powstawania sadzy. Emisja szkodliwych wę glowodorów aromatycznych przy spalaniu paliwa skomponowanego z frakcji odaromatyzowanych zostaje praktycznie całkowicie wyeliminowana. Paliwo jest stabilne, zachowuje dobrą jakość w dowolnie długich okresach przechowywania.

Paliwo grzewcze według wynalazku przedstawione jest bliżej w przykładzie.

P r z y k ł a d

Przygotowano paliwa o różnym udziale wagowym frakcji pochodzącej z wtórnego, uszlachetniającego procesu hydrokrakingu frakcji węglowodorowych uzyskanych z zachowawczej destylacji ropy naftowej i frakcji pochodzącej z wtórnego, uszlachetniającego procesu hydrorafinacji frakcji uzyskanych z zachowawczej destylacji ropy naftowej, w tym paliwa skomponowane z frakcji nieodaromatyzowanych i odaromatyzowanych. Składy przygotowanych paliw i ich własności przedstawione są w tablicy. Paliwo nie działa korozyjnie na metale. Wysokość niekopcącego płomienia, bę dą ca testem na skuteczność spalania, która dla znanych paliw grzewczych, także nazywanych lekkimi, wynosi 19-20 mm, dla paliwa według wynalazku skomponowanego z frakcji nieodaromatyzowanych wynosi 26-28 mm, a dla paliwa z frakcji odaromatyzowanych wynosi 31 mm.

T a b l i c a

Własność	Metoda Oznaczenia	Skład paliwa [% mas.]
FR I 100% (*)	FR II 100% (*)	FR I 80% FR II 20% (*)	FR I 60% FR II 40% (*)	FR I 50% FR II 50% (*)	FR I 40% FR II 60% (*)	FR I 20% FR II 80% (*)	OFR I 40% OFR II 60% (*)	FR I 60% FR II 40% +250mg/l stabili- zatora
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Destylacja [°C] Początek	ASTM D86	178	167	173	172	171	170	170	171	172
5%		180	172	181	178	177	176	175	176	177
10%		188	180	189	183	182	181	180	180	183
30%		200	192	198	195	194	193	193	193	196
50%		209	200	211	206	202	201	200	202	207
70%		219	212	223	219	217	215	210	215	219
90%		234	228	232	231	230	230	230	230	230
95%		242	239	245	243	242	241	240	241	243
Koniec		251	248	246	245	244	244	244	245	245

PL 202 117 B1 cd. tablicy

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Temp. zapłonu [°C]	PN-EN 22719/99	65	60	65	64	63	62	62	63	64
Korozja na miedzi (3h, 50°C)	PN-85/C-04093	1a	1a	1a	1a	1a	1a	1a	1a	1a
Wysokość niekopcącego płomienia [mm]	PN-83/C-04121	26	28	27	27	27	26	26	31	27
Zawartość siarki [ppm mas.]	PN-ISO 8754	2	5	2	3	4	5	5	5	3
Obecność merkaptanów	Test Doctora	nie- obec- ne	nie- obec- ne	nie- obec- ne	nie- obec- ne	nie- obec- ne	nie- obec- ne	nie- obec- ne	nie- obec- ne	nie- obec- ne
Zawartość aromatów [% mas.]	PN-93/C-04135	23,65	15,75	23,4	22,09	21,18	20,17	17,98	0,1	22,08
Gęstość w 20°C kg/m³]		829	768	811	801,5	795	789	775	794	801
Lepkość w 20°C mm²/s]		1,818	1,655	1,799	1,760	1,745	1,727	1,699	1,740	1,760

(*) - Zawartość dodatku stabilizującego wynosi od 10 do 50 mg na 1 dm³ paliwa.

Symbole składników paliwa w tablicy oznaczają:

FR I: frakcja z procesu hydrokrakingu frakcji pochodzących z zachowawczej destylacji ropy naftowej

FR II: frakcja z procesu hydrorafinacji frakcji pochodzących z zachowawczej destylacji ropy naftowej

OFR I: frakcja FR I zasadniczo całkowicie odaromatyzowana przez katalityczne selektywne uwodornienie węglowodorów aromatycznych

OFR II: frakcja FR II zasadniczo całkowicie odaromatyzowana przez katalityczne selektywne uwodornienie węglowodorów aromatycznych.

Claims

1. Lekkie paliwo węglowodorowe do urządzeń grzewczych, znamienne tym, że składa się z frakcji węglowodorowych wrzących w zakresie od 150°C do 270°C, pochodzą cych z wtórnego, uszlachetniającego procesu hydrokrakingu frakcji węglowodorowych uzyskanych z zachowawczej destylacji ropy naftowej i/lub pochodzących z wtórnego, uszlachetniającego, procesu hydrorafinacji frakcji węglowodorowych uzyskanych z zachowawczej destylacji ropy naftowej, i zawiera od 5 do 300 mg na 1 dm³paliwa dodatku stabilizującego, którym jest mieszanina takich związków jak 2,6-dwutertbutylofenol, 2-tertbutylofenol, 2,4,6-trój-butylofenol, N,N-dwusalicydo-1,2-dwuaminopropan, przy czym paliwo ma w temperaturze 20°C gęstość od 810 do 840 g/cm³ i lepkość kinematyczną od 1,1 do 2,2 mm²/s, temperaturę początku destylacji ma nie niższą niż 150°C, zawartość frakcji destylującej do 255°C jest nie wyższa niż 95% objętościowych, koniec destylacji wynosi nie więcej niż 270°C, temperatura zapłonu jest nie niższa niż 55°C, wysokość niekopcącego płomienia jest nie mniejsza niż 24 mm, zawartość siarki wynosi nie więcej niż 5 ppm masowych, przy czym siarka związana merkaptanowo, oznaczona według testu Doctora, jest nieobecna, zaś zawartość węglowodorów aromatycznych wynosi nie więcej niż 25% masowych.

2. Lekkie paliwo węglowodorowe według zastrz. 1, znamienne tym, że składa się z frakcji pochodzących z wtórnego, uszlachetniającego procesu hydrokrakingu frakcji węglowodorowych uzyskanych z zachowawczej destylacji ropy naftowej i/lub pochodzących z wtórnego, uszlachetniającego

PL 202 117 B1 procesu hydrorafinacji frakcji węglowodorowych uzyskanych z zachowawczej destylacji ropy naftowej, które to frakcje są częściowo lub zasadniczo całkowicie odaromatyzowane.

3. Lekkie paliwo węglowodorowe według zastrz. 2, znamienne tym, że zawartość węglowodorów aromatycznych w paliwie jest niższa niż 20% masowych.

4. Lekkie paliwo węglowodorowe według zastrz. 2, znamienne tym, że składa się z frakcji pochodzących z wtórnego, uszlachetniającego procesu hydrokrakingu frakcji węglowodorowych pochodzących z zachowawczej destylacji ropy naftowej i/lub pochodzących z wtórnego, uszlachetniającego procesu hydrorafinacji frakcji węglowodorowych uzyskanych z zachowawczej destylacji ropy naftowej, które to frakcje są zasadniczo całkowicie odaromatyzowane.

5. Lekkie paliwo węglowodorowe według zastrz. 4, znamienne tym, że zawartość węglowodorów aromatycznych w paliwie wynosi nie więcej niż 1% masowy.

6. Lekkie paliwo węglowodorowe według zastrz. 4, znamienne tym, że zawartość węglowodorów aromatycznych w paliwie wynosi nie więcej niż 0,1% masowego.