Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 [ 87 ] 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

ГЛАВА VIJI

ВЯЗКОСТЬ МАЗУТОВ

§ 30* Вязкость и состав мазутов н углемазутных суспензий

Мазуты представляют собой высокосмолистые (35-85% смол) остаточные продукты переработки нефти. В зависимости от состава и происхождения различают парафинистые мазуты, содержащие значительное количество твердых углеводородов; сернистые мазуты, в которых содержится свыше 2-3% серы, и крекинг-маззггы, являющиеся остатком крекинг-процесса.

Товарные мазуты применяются главным образом в качестве топлива для паровых котлов и промышленных печей. Отдельные сорта мазутов используются для смазки грубых механизмов и в качестве мягчителей в резиновой промышленности. В дальнейшем мы будем иметь в виду только топочные мазуты. Технические требования к смазочным мазутам и их вязкостные свойства близки к высоковязким, малоочищенным смазочным маслам (см. главу VI).

Вязкость (наряду с теплотворной способностью) является основным техническим свойством мазутов и определяет их маркировку. Номера сорта, например 20 или 40, указывают на вязкость в градусах Энглера при 50. Мазуты являются вязкими нефтепродуктами, а марки 40, 60 и 80, к которым относятся почти все крекинг-мазуты, составляют группу высоковязких продуктов.

Вязкость мазутов определяется составом нефти, из которой они получены, характером технологического процесса и глубиной отбора масляных и более легких фракций. Как правило, она растет с увеличением содержания смол и уменьшением выхода мазута из нефти. Представление о вязкости типичных мазутов из отечественных нефтей дают данные, приведенные в табл. 57. Товарные мазуты обезличены и могут содержать продукты различного происхождения или их смеси.

Вязкость мазутов очень сильно зависит от температуры (фиг. 117). С увеличением вязкости температурный коэфициент вязкости мазутов возрастает; со снижением температуры различие в подвижности мазутов отдельных марок увеличивается.

Для вычисления вязкости мазутов при различных температурах пользуются номограммой, составленной на основе уравнения Вальтера. Ошибки, которые дает эта номограмма, не имеют боль*

Таблица 57

Вязкость и температура застывания мазутов отечественных нефтей

[1Ь 12]

шого значения, так как вязкость мазутов определяется с невысокой точностью. Они являются единственным вцдом нефтепродуктов, для которых в советских стандартах сохранилось измерение вязкости с помощью вискозиметра Энглера.

При комнатной и даже при несколько более высокой температуре высоковязкие мазуты обладают аномальной вязкостью. Аномалия вязкости более резко выражена у парафинистых мазутов, чем у продуктов с малым содержанием парафина. Существуют отдельные указания на тиксотропию этих нефтепродуктов [7, 8], но никаких систематических исследований в этой области не проводилось. Температура застывания и вязкость

90 80 70

60 0

АкзутА

\ "..llCi мазутов ниже 30-50° не постоян-0- ны. Они изменяются в зависимости

ГМ i.n СП 7Л М 41} /Л/1

ОТ предварительного подогра. Как видно из данных Н. И. Черножукова и А. М. Гутцайт [13], впервые исследовавших это явление, кажущаяся вязкость парафинистых мазутов даже при 40° с изменением температуры предварительной термической обработки может варьировать на 50% (табл. 58). К. И. Иванов [3] указывает, что при снижении тем-

30 ko 50 60 70 во т

Темпвратура,С

Фиг. 117. Зависимость вязкости мазутов от температуры.

§30. Вязкость и состав мазутов и углемазутных суспензий 273

пературы зависимость вязкости от предварительного термического воздействия возрастает. Согласно данным этого автора у крекинг-мазутов температура застывания и вязкость при комнатной температуре также меняются с изменением температуры пр€Два{Жтельного подогрева, но это явление выражено слабее, чем у парафинистых мазутов,

Таб лица 58

Влияние предварительного подогрева на вязкость грозненского парафинистого мазута

(по данным Н. И. Черножукова и А. М. Гутцайт [13])

Температура предварительного нагрева i&asai "С

Вязкость мазута при 40% °Е

50 60 80 100

15,96 19,00 22,17 19,09 15J1

Примечание. Характеристика мазута dil = =0,9054; температура застывания +32*, содержание парафина 12,6%, акцизных смол 35%.

Н. И. Черножуков, К. И. Иванов и др. объясняют изменение вязкости мазутов после термической обработки способностью парафина кристаллизоваться в различных формах после нагрева и под влиянием смол. Было бы интересно подробнее исследовать это явление, так как оно имеет значение не только для понимания поведения мазутов, но и для познания механизма действия присадок к маслам.

Не вызывает сомнения, что многие мазуты при низких температурах являются пластичными телами, однако реология этого класса нефтепродуктов еще совершенно не разработана.

Предварительные опыты показывают, что предложенное автором [14] деление минеральных масел на застывающие и загустевающие применимо и к мазутам. У исследованного автором крекинг-мазута при снижении температуры вязкость сильно нарастает, у парафинистого же мазута она увеличивается лишь незначительно, но резко повышается предельное напряжение сдвига (фиг. 118). Понятно, что поведение этих двух типов мазутов в эксплуатации должно быть различным. Это подтверждается неодинаковой способностью к сливу из цистерн неподогретых крекинг-и парафинистых мазутов (см. ниже). Однако пока еще получено недостаточно экспериментальных данных для заключения об общности этой классификации мазутов.

При температурах выше 50-60° все мазуты, в том числе высоковязкие, ведут себя как ньютоновские жидкости, их вязкость инвариантна и не зависит от предварительного нагревания, если последняя не вызывает химических изменений.