Горючее

Нефтяной танкер брать на топливо, или « бункеровка »

Мазут (также известный как тяжелая нефть , судовое топливо , бункер , топочный мазут или газойль ) - это фракция, полученная при перегонке нефти . Он включает дистилляты - более легкие фракции и остатки - более тяжелые фракции.

Термин топливо как правило , включает в себя любое жидкое топливо , которое сжигают в печи или котла для генерирования тепла, или используемый в двигателе для выработки электроэнергии. Однако обычно сюда не входят другие жидкие масла, например масла с температурой вспышки приблизительно 42 ° C (108 ° F) ^{[ почему? ]} , или масла, обожженные в горелках из ватного или шерстяного фитиля. В более строгом смысле термин « мазут» относится только к самому тяжелому коммерческому топливу, которое может дать сырая нефть , то есть к тем видам топлива, которые тяжелее бензина (бензина) и нафты .

Мазут состоит из длинноцепочечных углеводородов , в частности алканов , циклоалканов и ароматических углеводородов . Небольшие молекулы, такие как пропан , нафта, бензин для автомобилей и реактивное топливо ( керосин ), имеют относительно низкие температуры кипения и удаляются в начале процесса фракционной перегонки . Более тяжелые нефтепродукты, такие как дизельное топливо и смазочное масло , гораздо менее летучие и медленнее перегоняются, в то время как бункерное масло находится буквально на дне бочки. При перегонке нефти единственное, что плотнее бункерного топлива, - это технический углерод.сырье и битумные остатки ( асфальт ), которые широко используются для мощения дорог, а в некоторых регионах - для герметизации крыш.

Использует [ редактировать ]

У масла много применений; он обогревает дома и предприятия, а также заправляет грузовики , корабли и некоторые автомобили . Небольшое количество электроэнергии вырабатывается с помощью дизельного топлива, но оно более загрязняет окружающую среду и дороже, чем природный газ . Его часто используют в качестве резервного топлива для пиковых электростанций в случае прекращения подачи природного газа или в качестве основного топлива для небольших электрических генераторов . В Европе использование дизельного топлива обычно ограничивается легковыми автомобилями (около 40%), внедорожниками (около 90%), а также грузовиками и автобусами (более 99%). Рынок отопления домов с использованием мазута сократился из-за повсеместного проникновения природного газа, а такжетепловые насосы . Однако это очень распространено в некоторых регионах, например, на северо-востоке США .

Остаточное жидкое топливо менее полезно, потому что оно настолько вязкое, что его необходимо нагревать с помощью специальной системы обогрева перед использованием, и оно может содержать относительно высокие количества загрязняющих веществ , особенно серы , которая при сгорании образует диоксид серы . Однако его нежелательные свойства делают его очень дешевым. Фактически, это самое дешевое жидкое топливо. Поскольку перед использованием требуется нагревание, мазут нельзя использовать в дорожных транспортных средствах, лодках или небольших судах, поскольку нагревательное оборудование занимает ценное пространство и делает автомобиль более тяжелым. Нагревание масла также является деликатной процедурой, которая непрактична для небольших, быстро движущихся транспортных средств. Однако силовые установки а большие суда могут использовать мазут.

В прошлом использование мазута было более распространенным. Он приводил в действие котлы , железнодорожные паровозы и пароходы . Однако локомотивы стали приводиться в движение дизельным или электрическим двигателем; пароходы не так распространены, как раньше, из-за их более высоких эксплуатационных расходов (большинство танкеров-газовозов используют паровые установки, поскольку в качестве источника топлива может использоваться «испарительный» газ, выделяемый из груза); и в большинстве котлов теперь используется мазут или природный газ. Некоторые промышленные котлы все еще используют его, как и некоторые старые здания, в том числе в Нью-Йорке . По оценкам города Нью-Йорка в 2011 г., на 1% зданий, сжигавших мазут № 4 и № 6, приходилось 86%загрязнение сажей, создаваемое всеми зданиями в городе. Нью-Йорк сделал поэтапный отказ от этих видов топлива в рамках своего экологического плана PlaNYC из-за опасений по поводу воздействия на здоровье мелкодисперсных частиц ^[1], и все здания, использующие мазут № 6, были переоборудованы на менее загрязняющее топливо конец 2015 года. ^[2]

Использование остаточного топлива в производстве электроэнергии также снизилось. В 1973 году мазут производил 16,8% электроэнергии в США. К 1983 году он упал до 6,2%, а по состоянию на 2005 год ^{[Обновить]}производство электроэнергии из всех видов нефти, включая дизельное топливо и остаточное топливо, составляет лишь 3% от общего объема производства. ^{[ необходима цитата ]} Снижение является результатом ценовой конкуренции с природным газом и экологических ограничений на выбросы. Для электростанций затраты на нагревание масла, дополнительный контроль за загрязнением и дополнительное обслуживание после сжигания часто перевешивают низкую стоимость топлива. При сжигании мазута, особенно мазута, выбросы углекислого газа неизменно выше, чем у природного газа. ^[3]

Мазут по-прежнему используется в установке «зажигания» котлов на многих угольных электростанциях. Это использование примерно аналогично использованию растопки для разжигания огня. Без выполнения этого действия трудно начать крупномасштабный процесс горения.

Главный недостаток мазута - его высокая начальная вязкость, особенно в случае масла № 6, которое требует правильно спроектированной системы для хранения, перекачки и сжигания. Хотя он обычно легче воды (с удельным весом обычно от 0,95 до 1,03), он намного тяжелее и вязче, чем масло № 2, керосин или бензин. Фактически, масло № 6 должно храниться при температуре около 38 ° C (100 ° F), нагретой до 65–120 ° C (149–248 ° F), прежде чем его можно будет легко перекачивать, а при более низких температурах оно может застыть. дегтеобразное полутвердое. Между прочим, температура вспышки большинства смесей масла № 6 составляет около 65 ° C (149 ° F). Попытки перекачивать высоковязкую нефть при низких температурах были частой причиной повреждения топливопроводов, печей и связанного с ними оборудования, которое часто проектировалось для более легкого топлива.

Для сравнения, тяжелое жидкое топливо BS 2869 класса G ведет себя аналогичным образом, требуя хранения при 40 ° C (104 ° F), перекачивания при температуре около 50 ° C (122 ° F) и доработки для сжигания при температуре около 90–120 ° C ( 194–248 ° F).

Большинство установок, которые исторически сжигали № 6 или другие остаточные нефтепродукты, были промышленными предприятиями и аналогичными объектами, построенными в начале или середине 20-го века, или которые перешли с угля на нефтяное топливо в течение того же периода времени. В любом случае остаточная нефть рассматривалась как хорошая перспектива, поскольку она была дешевой и легко доступной. Большинство этих объектов впоследствии было закрыто и снесено, или их запасы топлива были заменены более простыми, такими как газ или нефть № 2. Высокое содержание серы в масле № 6 - до 3% по весу в некоторых крайних случаях - оказало коррозионное воздействие на многие системы отопления (которые обычно проектировались без должной защиты от коррозии), сокращая срок их службы и увеличивая загрязняющее воздействие. . Это особенно характерно для печей, которые регулярно отключались и позволяли остыть.потому что внутренняя конденсация произведенасерная кислота .

Очистка окружающей среды на таких объектах часто осложняется применением асбестовой изоляции на линиях подачи топлива. Масло № 6 очень стойкое и быстро не разлагается. Его вязкость и липкость также очень затрудняют устранение подземных загрязнений, поскольку эти свойства снижают эффективность таких методов, как удаление воздуха .

При попадании в воду, например в реку или океан, остаточная нефть имеет тенденцию распадаться на пятна или смолистые шары - смеси нефти и твердых частиц, таких как ил и плавающее органическое вещество, - а не образовывать единое пятно. В среднем около 5-10% материала испарится в течение нескольких часов после выброса, в первую очередь более легкие углеводородные фракции. Остаток часто опускается на дно водяного столба.

Воздействие на здоровье [ править ]

Из-за низкого качества бункерного топлива при сжигании оно особенно вредно для здоровья человека, вызывая серьезные заболевания и смерть. До введения ИМО ограничения содержания серы в 2020 году загрязнение воздуха судоходной отраслью ежегодно приводило к преждевременной смерти около 400000 человек от рака легких и сердечно-сосудистых заболеваний, а также ежегодно приводило к 14 миллионам случаев детской астмы. ^[4]

Даже после введения правил о более чистом топливе в 2020 году загрязнение воздуха судоходством по-прежнему является причиной около 250 000 смертей в год и около 6,4 миллиона случаев детской астмы каждый год.

Больше всего от загрязнения воздуха с судов пострадали Китай, Япония, Великобритания, Индонезия и Германия. В 2015 году в результате загрязнения воздуха судоходством погибло около 20 520 человек в Китае, 4019 человек в Японии и 3192 человека в Великобритании. ^[5]

Согласно исследованию ICCT, страны, расположенные на основных морских путях, особенно уязвимы, и на судоходство приходится высокий процент общих смертей в результате загрязнения воздуха транспортным сектором. На Тайване на судоходство приходится 70% всех смертей, связанных с загрязнением воздуха, связанных с транспортом, в 2015 году, за ними следуют Марокко с 51%, Малайзия и Япония с 41%, Вьетнам с 39% и Великобритания с 38%. ^[6]

Помимо коммерческого судоходства, круизные лайнеры также загрязняют воздух в больших количествах, нанося вред здоровью людей. Суда крупнейшей круизной компании Carnival Corporation выбрасывают в десять раз больше диоксида серы, чем все автомобили Европы вместе взятые. ^[7]

Общая классификация [ править ]

Соединенные Штаты [ править ]

Хотя в целом справедливы следующие тенденции, разные организации могут иметь разные числовые характеристики для шести классов топлива. Температура кипения и длина углеродной цепи топлива увеличивается с увеличением количества мазута. Вязкость также увеличивается с увеличением числа, и самое тяжелое масло необходимо нагреть, чтобы оно потекло. Цена обычно снижается с увеличением количества топлива. ^[8]

Мазут № 1 , также известный как дизельное топливо № 1 , керосин и реактивное топливо , представляет собой летучее дистиллятное масло, предназначенное для испарения горшковых горелок и высокопроизводительных / экологически чистых дизельных двигателей. ^[9] Это фракция нефтепереработки керосина, которая выкипает сразу после фракции тяжелой нафты, используемой для производства бензина . Прежние названия включают: каменноугольное масло, печное масло и мазут. ^[8]

Мазут номер 2 - это дистиллятное домашнее топочное масло . ^[9] Грузовики и некоторые автомобили используют аналогичный номер дизельного топлива. 2 с пределом цетанового числа, характеризующим качество воспламенения топлива. И то, и другое обычно получают из легких фракций газойля. Газойль относится к первоначальному использованию этой фракции в конце 19 и начале 20 вв - разрез газойля был использован в качестве средства для обогащения карбюрированного водяного газа производства . ^[8]

Мазут № 3 представлял собой дистиллятный мазут для горелок, требующих маловязкого топлива. ASTM включил этот сорт в спецификацию номер 2, и этот термин редко используется с середины 20 века. ^[9]

Мазут номер 4 , также известный как бункер А , представляет собой коммерческий мазут для горелочных устройств, не оборудованных подогревателями. ^[9] Он может быть получен из фракции тяжелого газойля. ^[8]

Мазут № 5 представляет собой промышленный мазут остаточного типа, требующий предварительного нагрева до 77–104 ° C (171–219 ° F) для надлежащего распыления на горелках. ^[9] Это топливо иногда называют Бункер B . Он может быть получен из фракции тяжелого газойля ^[8], или это может быть смесь остаточной нефти с достаточным количеством нефти номер 2 для регулирования вязкости до тех пор, пока ее не можно будет перекачивать без предварительного нагрева. ^[9]

Мазут № 6 представляет собой высоковязкое остаточное масло, требующее предварительного подогрева до 104–127 ° C (219–261 ° F). Остаток означает материал, оставшийся после того, как наиболее ценные фракции сырой нефти испарились. Остаток может содержать различные нежелательные примеси, в том числе 2% воды и 0,5% минеральной почвы. Это топливо может быть известно как остаточное жидкое топливо (RFO), согласно спецификации ВМФ Бункера C или Тихоокеанской спецификации PS-400. ^[9]

Соединенное Королевство [ править ]

Британский стандарт BS 2869 « Топливные масла для сельскохозяйственных, бытовых и промышленных двигателей» определяет следующие классы жидкого топлива:

Топливо классов C1 и C2 - это топливо керосинового типа. C1 предназначен для использования в беспотенциальных приборах (например, в лампах ). C2 предназначен для испарения или распыления горелок в приборах, подключенных к дымоходам.

Топливо класса A2 подходит для мобильных, внедорожных применений , где требуется использовать топливо, не содержащее серы . Топливо класса D аналогично классу A2 и подходит для использования в стационарных установках, таких как бытовое, коммерческое и промышленное отопление. Стандарт BS 2869 разрешает топливу классов A2 и D содержать до 7% (об. / Об.) Биодизельного топлива ( метиловый эфир жирных кислот , FAME) при условии, что содержание FAME соответствует требованиям стандарта BS EN 14214.

Классы от E до H представляют собой остаточные масла для распылительных горелок, обслуживающих котлы или, за исключением класса H, некоторых типов более крупных двигателей внутреннего сгорания. Классы от F до H обязательно требуют нагревания перед использованием; Топливо класса E может потребовать предварительного подогрева в зависимости от условий окружающей среды.

Россия [ править ]

Мазут - мазут, часто получаемый из российских нефтяных источников, который либо смешивают с более легкими фракциями нефти, либо сжигают непосредственно в специализированных котлах и печах. Он также используется в качестве сырья для нефтехимии. Однако в российской практике «мазут» является обобщающим термином, примерно синонимом мазута в целом, который охватывает большинство упомянутых выше типов, за исключением американских марок 1 и 2/3, для которых существуют отдельные термины ( керосин и дизельное топливо). топливо/ солярка соответственно - в российской практике не делается различий между дизельным топливом и мазутом). Далее он разделен на два сорта: «морской мазут», аналогичный сортам 4 и 5 в США, и «мазут печной», самая тяжелая остаточная фракция сырой нефти, почти точно соответствующая топливному маслу номер 6 в США и дополнительно классифицируемая по вязкости и вязкости. содержание серы.

Классификация морского топлива [ править ]

В морской сфере для жидкого топлива используется другой тип классификации:

• MGO (морской газойль) - примерно соответствует ном. 2 мазут, сделанный только из дистиллята
• MDO ( судовое дизельное топливо ) - примерно соответствует ном. 3 жидкое топливо, смесь тяжелого газойля, которая может содержать очень небольшое количество исходного сырья для нефтепереработки, но имеет низкую вязкость до 12 сСт, поэтому его не нужно нагревать для использования в двигателях внутреннего сгорания.
• IFO (Промежуточное жидкое топливо) - Примерно эквивалентный номер 4 мазут, смесь газойля и мазута, с меньшим содержанием газойля, чем судовое дизельное топливо
• HFO (тяжелое жидкое топливо) - чистое или почти чистое остаточное масло, примерно эквивалентное нулю. 5 и нет. 6 мазут
• НСФО (мазут для ВМС) - другое название для нет. 5 HFO
• MFO (судовое жидкое топливо) - другое название для нет. 6 HFO

Судовое дизельное топливо содержит некоторое количество мазута, в отличие от обычных дизелей.

Стандарты и классификация [ править ]

CCAI и CII - это два индекса, которые описывают качество воспламенения мазута, а CCAI особенно часто рассчитывается для судового топлива. Несмотря на это, судовое топливо по-прежнему котируется на международных бункерных рынках с максимальной вязкостью (которая устанавливается стандартом ISO 8217 - см. Ниже) из-за того, что судовые двигатели рассчитаны на использование топлива различной вязкости. ^[10] Используемая единица вязкости - сантистокс (сСт), и наиболее часто цитируемые виды топлива перечислены ниже в порядке стоимости, начиная с наименее дорогих.

• IFO 380 - Промежуточное жидкое топливо с максимальной вязкостью 380 сантистоксов (<3,5% серы)
• IFO 180 - Промежуточное жидкое топливо с максимальной вязкостью 180 сантистоксов (<3,5% серы)
• LS 380 - Промежуточное жидкое топливо с низким содержанием серы (<1,0%) с максимальной вязкостью 380 сантистокс.
• LS 180 - Мазут промежуточный с низким содержанием серы (<1,0%) с максимальной вязкостью 180 сантистокс.
• МДО - Судовое дизельное топливо
• MGO - Судовой газойль
• LSMGO - Судовой газойль с низким содержанием серы (<0,1%) - Топливо предназначено для использования в портах и якорных стоянках ЕС. Директива ЕС по сере 2005/33 / EC
• ULSMGO - судовой газойль со сверхнизким содержанием серы - в США именуется дизельным топливом со сверхнизким содержанием серы (макс. Сера 0,0015%) и автомобильным газойлем (макс. Сера 0,001%) в ЕС. Максимально допустимая концентрация серы на территориях и территориальных водах США (внутренних, морских и автомобильных) и в ЕС для использования на суше.

Плотность также является важным параметром для жидкого топлива , так как топливо морских очищает перед использованием , чтобы удалить воду и грязь из масла. Поскольку очистители используют центробежную силу , масло должно иметь плотность, значительно отличающуюся от плотности воды. Старые очистители работают с топливом, имеющим максимум 991 кг / м3; с помощью современных очистителей также можно очищать масло плотностью 1010 кг / м3.

Первый британский стандарт на жидкое топливо появился в 1982 году. Последний стандарт - ISO 8217, выпущенный в 2017 году. ^[11] Стандарт ISO описывает четыре качества дистиллятного топлива и 10 видов остаточного топлива. С годами стандарты ужесточились в отношении таких важных для окружающей среды параметров, как содержание серы. Последний стандарт также запретил добавление отработанного смазочного масла (ULO).

Некоторые параметры судового жидкого топлива согласно ISO 8217 (3. ed 2005):

1. Максимальное содержание серы в открытом океане составляет 3,5% с января 2012 года. Максимальное содержание серы в специально отведенных местах составляет 0,1% с 1 января 2015 года. До этого оно составляло 1,00%.
2. Содержание алюминия и кремния ограничено, поскольку эти металлы опасны для двигателя. Эти элементы присутствуют, потому что некоторые компоненты топлива производятся с использованием процесса каталитического крекинга в псевдоожиженном слое, в котором используется катализатор, содержащий алюминий и кремний.
3. Температура вспышки всех видов топлива, используемых в машинном отделении, должна быть не менее 60 ° C. (DMX используется для таких вещей, как аварийные генераторы и обычно не используется в машинном отделении. Газообразные виды топлива, такие как LPG / LNG, имеют особые правила класса, применяемые к топливным системам.)

Бункерное топливо [ править ]

Бункерное топливо или бункерная нефть - это технически любой вид мазута, используемый на борту судов . Его название происходит от угольных бункеров, где изначально хранилось топливо. Таможня Австралии и Налоговая служба Австралии определяют бункерное топливо как топливо, которое приводит в действие двигатель корабля или самолета. Бункер A - это мазут № 4, бункер B - № 5, а бункер C - № 6. Поскольку № 6 является наиболее распространенным, «бункерное топливо» часто используется как синоним № 6. № 5 жидкое топливо также называется специальным мазутом для военно-морских сил ( NSFO ) или просто специальным топливом для военно-морского флота ; № 5 или 6 также обычно называют мазутом ( HFO ) или топочным мазутом ( FFO).); высокая вязкость требует нагрева, обычно с помощью системы рециркуляции пара низкого давления , прежде чем масло может быть перекачано из бункерного резервуара. Бункеры редко обозначаются таким образом в современной морской практике.

С 1980-х годов Международная организация по стандартизации (ISO) является принятым стандартом для судового топлива (бункеров). Стандарт указан под номером 8217 с последними обновлениями в 2010 и 2017 годах. Последним изданием спецификации бункерного топлива является ISO 8217: 2017. Стандарт разделяет топливо на остаточное и дистиллятное топливо. Наиболее распространенными остаточными видами топлива в судоходстве являются RMG и RMK. ^[12] Различия между ними в основном заключаются в плотности и вязкости, при этом RMG обычно доставляется при 380 сантистоксах или меньше, а RMK - при 700 сантистоксах или меньше. Суда с более совершенными двигателями могут перерабатывать более тяжелое, более вязкое и, следовательно, более дешевое топливо. Органы управления по всему миру, например, Калифорния, Европейский Союз, создали зоны контроля выбросов (ECA), которые ограничивают максимальное количество серы в топливе, сжигаемом в их портах, для ограничения загрязнения, снижая процентное содержание серы и других твердых частиц с 4,5% м / м до всего 0,10%. 2015 года внутри ECA. По состоянию на 2013 год 3,5% по-прежнему разрешалось за пределами ECA, но Международная морская организация планировала снизить требования к содержанию серы за пределами ECA до 0,5% м / м к 2020 году. ^[13] Именно здесь судовые дистиллятные топлива и другие альтернативы ^[14] использование тяжелого бункерного топлива вступает в игру. По своим свойствам они аналогичны дизельному топливу №2, который используется в качестве дорожного дизельного топлива во всем мире. Наиболее распространенными сортами, используемыми при транспортировке, являются DMA и DMB. ^[15] Парниковый газвыбросы, возникающие в результате использования бункерного топлива из других стран, в настоящее время включаются в национальные кадастры. ^{[16] [17]}

HFO по-прежнему является основным топливом для круизных судов , туристического сектора, который ассоциируется с чистым и дружелюбным имиджем. Напротив, выбросы выхлопных газов - из-за высокого содержания серы - приводят к ухудшению экологического баланса по сравнению с индивидуальной мобильностью. ^{[18] [19] [20]}

Бункеровка [ править ]

Термин « бункеровка » в широком смысле относится к хранению нефтепродуктов в резервуарах (среди прочего, в разных значениях). Точное значение может быть дополнительно уточнено в зависимости от контекста. Возможно, наиболее распространенное, более специализированное использование относится к практике и бизнесу заправки судов. Бункеровочные операции проводятся в морских портах и ​​включают хранение бункерного (судового) топлива и доставку топлива на суда. ^[21]

В качестве альтернативы «бункеровка» может применяться к судовой логистике загрузки топлива и его распределения между доступными бункерами (бортовыми топливными баками). ^[22]

Наконец, в контексте нефтяной промышленности в Нигерии бункеровка ^[23] стала обозначать незаконное перенаправление сырой нефти (часто впоследствии перерабатываемой на импровизированных объектах в более легкое транспортное топливо) путем несанкционированного прорезания отверстий в транспортных трубопроводах, часто очень грубыми и опасными способами и вызывая разливы .

По состоянию на 2018 год для бункеровки судов используется около 300 миллионов метрических тонн мазута. С 1 января 2020 года правила, установленные Международной морской организацией (ИМО) для всех морских судов, потребуют использования топлива с очень низким содержанием серы (0,5% серы) или установки систем очистки выхлопных газов для удаления избыточного диоксида серы. Выбросы с судов обычно контролируются следующими предельными значениями содержания серы для любого жидкого топлива, используемого на борту: 3,50% 1 января 2012 года и после этой даты и 0,50% 1 января 2020 года и после этой даты. ^[24] Дальнейшее удаление серы приводит к дополнительной энергии и капитальные затраты ^[25]и может повлиять на цену и доступность топлива. При правильной оценке избыточное дешевое, но грязное топливо могло бы найти свой путь на другие рынки, включая вытеснение некоторой части наземного производства энергии в странах с низким уровнем защиты окружающей среды. ^[26]

Транспорт [ править ]

Мазут транспортируется по всему миру флотом нефтеналивных танкеров, доставляющих его в стратегические порты подходящего размера, такие как Хьюстон , Сингапур , Фуджейра , Бальбоа , Кристобаль , Сохна (Египет), Альхесирас и Роттердам . Там, где нет удобного морского порта, внутренний транспорт может осуществляться с использованием барж . Более легкое жидкое топливо также можно транспортировать по трубопроводам . Основные логистические цепочки Европы расположены вдоль реки Рейн .

Экологические проблемы [ править ]

Выбросы от сжигания бункерного топлива на судах способствуют изменению климата и уровням загрязнения воздуха во многих портовых городах, особенно там, где выбросы от промышленности и дорожного движения находятся под контролем. Перевод вспомогательных двигателей с мазута на дизельное топливо у причала может привести к значительному сокращению выбросов, особенно SO 2 и PM . Выбросы CO 2 от проданного бункерного топлива не добавляются к национальным выбросам парниковых газов. Для небольших стран с крупными международными портами существует важное различие между выбросами в территориальных водах и общими выбросами от проданного топлива. ^[17]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• Служба национальных парков - мазут
• Как работает нефтепереработка - HowStuffWorks
• Международная ассоциация бункерной индустрии
• Типы масел NOAA