При производстве многих продуктов, таких как моторные масла, кокс, битумы, смазочные масла и т.д., используется мазут. Кроме этого, мазут применяется и в качестве котельного топлива.

Мазут представляет собой нефтепродукт, но при этом он может производиться и из каменных углей, а также горючих сланцев, однако такие варианты мазута предназначаются для потребления в месте производства, а потому не изготавливаются в больших количествах.

Мазут является смесью большого количества различных компонентов, среди которых имеются некоторые органические соединения, нефтяные смолы, карбены, углеводороды с молекулярной массой 400-1000 г/моль. Консистенция мазута жидкая, а цвет темно-коричневый.

В настоящее время известны следующие виды мазута: топочные, прямогонные, крекинг-мазут, флотский, печное бытовое топливо.

Мазут представляет собой остаток первичной перегонки нефти и может применяться в качестве котельного топлива - облегченный мазут (выше 330?С), а также в качестве сырья, в последующем перерабатываемого на масляные фракции до гудрона, который применяется при производстве масел - утяжеленный мазут (выше 360?С).

Кроме этого, если раньше мазут использовался как сырье установок термического крекинга, то на сегодняшний день он применяется и в качестве сырья установок гидрокрекинга и каталитического крекинга.

Используя разные составы и физико-химические свойства исходного материала, имеется возможность получать мазут, обладающий различными свойствами. В зависимости от плотности, вязкости и содержания в составе мазута серы производится оценка его качества. Плотность мазута определяют при температуре 20?С, и она должна составлять 0,89 - 1 грамм на кубический сантиметр.

Не менее важным параметром оценки качества является температура застывания, которая варьируется от 10 до 50?С, но исключением являются флотские мазуты, для которых данная температура составляет от минус 5 до минус 10?С. Вязкость мазута должна находиться в пределах 8-80 мм2/с и измеряется при температуре 100?С.

На сегодняшний день большое количество мазута перерабатывается, и в результате переработки получаются дистиллятные смазочные материалы и моторные топлива. Несмотря на то, что мазут применяется во многих отраслях, основными его потребителями являются предприятия промышленности, а также жилищно-коммунальные хозяйства.

Мазут применяется в двигателях морских судов и тепловозов, но наиболее широко используется как топливо для паровых котлов, промышленных печей и котельных установок.

Пик потребления мазута выпадает на зимний сезон, однако, это не означает, что на него нет спроса в остальное время года.

В современное время наиболее популярен мазут М-100.

Мазут - жидкий продукт темно-коричневого цвета, остаток после выделения нефти или продуктов ее вторичной переработки бензиновых, керосиновых и газойливых фракций, выкипающих до 350-3600С. - это смесь углеводородов, нефтяных смол, асфальтенов, карбенов, карбоидов и органических соединений, содержащих металлы.

Примерный компонентный состав товарного мазута может включать в себя: мазут атмосферной перегонки нефти, гудрон, вакуумные газойли, экстракты масляного производства, керосино-газойлевые фракции (первичные и вторичные), тяжелые газойли каталитического крекинга и коксования, битумы, остатки висбрекинга, тяжелые смолы пиролиза.

Классификация мазута

Топочные мазуты представляют собой одну из основных разновидностей тяжелого жидкого топлива, включающего также флотский мазут и мазут - топливо мартеновских печей (печное топливо). Котельные топлива применяют в стационарных паровых котлах, в промышленных печах. Тяжелые моторные и судовые топлива используют в судовых энергетических установках. Топочные мазуты, как и другие виды жидкого нефтяного топлива, получают на нефтеперерабатывающих заводах либо в процессе перегонки нефти, либо при высокотемпературной переработке ее промежуточных фракций (крекинг - процессе). По способу производства различают прямогонные мазуты и крекинг-мазуты.

Прямогонный мазут представляет собой смесь тяжелых нефтяных остатков прямой перегонки нефти с ее маловязкими фракциями. Подмешивание дистиллятов к тяжелому остатку необходимо для поддержания вязкости мазута в пределах требований стандарта.

Крекинг-мазут представляет собой тяжелый высоковязкий остаток крекинг-процесса.

К котельным топливам относят топочный мазут марок 40 и 100, вырабатываемые по ГОСТ 10585 - 75 (в М-40 для снижения температуры застывания до 10 0С добавляют 8 - 15 % среднедистиллятных фракций, в М-100 дизельные фракции не добавляют), к тяжелым моторным топливам - флотские мазуты Ф-5 и Ф-12 - по ГОСТ 10585-75, моторные топлива ДТ и ДМ - по ГОСТ 1667-68.

К судовым топливам относят дистиллятное топливо ТМС по ТУ 38. 101567-87 и остаточные топлива СВТ, СВЛ, СВС по ТУ 38.1011314-90.

Флотский мазут марки Ф-5 получают смешением продуктов прямой перегонки нефти: 60-70 % прямогонного мазута и 30-40 % дизельного топлива с добавлением депрессорной присадки. Допускается использование в его составе до 22 % керосиново-газойлевых фракций вторичных процессов, в том числе легкого газойля каталитического и термического крекинга.

В небольшом количестве в качестве жидкого котельного топлива используются остатки перегонки смол, получаемых при термической переработке углей и горючих сланцев (угольные и сланцевые мазуты).

Кроме флотских и топочных мазутов промышленность выпускает технологическое топливо по ТУ 38.001361-87. Это топливо изготовляют только из продуктов прямой перегонки нефти.

Для судовых энергетических установок вырабатывают несколько видов топлив, в том числе моторное топливо по ГОСТ 1667-68, судовое маловязкое топливо по ТУ 38.101567-87 и судовое высоковязкое топливо по ТУ 38.1011314-90.

Для газотурбинных установок получают нефтяное топливо из дистиллятов вторичных процессов и прямой перегонки нефти путем компаундирования легких газойлей коксования, каталитического крекинга и прямогонных фракций дизельного топлива (180-420 0С). В газотурбинном топливе строго ограничивается содержание ванадия и серы. Наличие ванадия приводит к высокотемпературной ванадиевой коррозии лопаток газовой турбины, а сера усиливает ванадиевую коррозию железных сплавов.

Печное бытовое топливо предназначено для сжигания в отопительных установках небольшой мощности, расположенных непосредственно в жилых помещениях, а также в теплогенераторах средней мощности, используемых в сельском хозяйстве для приготовления кормов, сушки зерна, фруктов, консервирования и других целей. По фракционному составу оно может быть несколько тяжелее дизельного топлива. В нем не нормируются цетановое и иодное числа, температура помутнения.

Требования, предъявляемые к качеству котельных, тяжелых моторных, судовых, газотурбинных и печных топлив, устанавливающие условия их применения, определяются такими показателями качества, как содержание воды, механических примесей, зольность, содержание серы, вязкость, температуры застывания и вспышки, теплота сгорания.

Мазуты применяются в качестве топлива для паровых котлов, котельных установок и промышленных печей, для производства флотского мазута, тяжелого моторного топлива для крейцкопфных дизелей и бункерного топлива. Выход мазута составляет около 50 % по массе в расчете на исходную нефть. В связи с необходимостью углубления ее дальнейшей переработки мазут во все большем масштабе подвергают дальнейшей переработке, отгоняя под вакуумом дистилляты, выкипающие в пределах 350-420, 350-460, 350-500 и 420-500°С. Вакуумные дистилляты применяют как сырье для получения моторных топлив, в процессахкатклитического крекинга, гидрокрекинга, дистилляторных смазочных масел. Остаток вакуумной перегонки мазута используют для переработки на установках термического крекинга и коксования, в производстве остаточных смазочных масел и гудрона, затем перерабатываемого на битум.

Основные потребители мазута - промышленность, флот и жилищно-коммунальное хозяйство.

Мазут, жидкий продукт темно-коричневого или черного цвета, Мазут получают из продуктов переработки нефти и газоконденсатного сырья, либо в результате вторичных процессов их переработки. Мазутом также может являться остаток после выделения из нефти или продуктов ее вторичной переработки бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций, выкипающих до 350-360°С. Мазут - это смесь углеводородов (с молекулярной массой от 400 до 1000 г/моль), нефтяных смол (с молекулярной массой 500-3000 и более г/моль), асфальтенов, карбенов, карбоидов и органических соединений, содержащих металлы (V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca). Физико-химические свойства мазута зависят от химического состава исходной нефти и степени отгона дистиллятных фракций.

Мазут — как и битум является остаточным продуктом переработки нефти. В основном он используется в качестве котельного топлива для различных отопительных систем, печей, систем парового отопления и т.д. Так же некоторые виды мазута (флотский ф5) используются в виде основного топлива для судовых агрегатов. Помимо применения его в виде топлива, мазут выступает в качестве исходного сырья для получения машинных масел, гудронов, полугудронов и т.п.

Котельные топлива — мазуты применяют на ТЭЦ, котельных в стационарных паровых котлах, в промышленных печах. Тяжелые моторные топлива используют в судовых энергетических установках. К котельным топливам относят топочные мазуты марок 40 и 100, вырабатываемые по ГОСТ 10585-2013, к тяжелым моторным топливам - флотский мазут Ф-5 по ГОСТ 10585-2013. В общем балансе перечисленных топлив основное место занимают мазуты нефтяного происхождения.

Стандарт на котельное топливо - ГОСТ 10585-2013 предусматривает выпуск трех марок: флотского мазута Ф-5, который по вязкости классифицируется как легкое котельное топливо, топочных мазутов марки 40 - как среднее и марки 100 - тяжелое топливо. Цифры указывают ориентировочную вязкость соответствующих марок мазутов при 50°С.

Различают также Печное бытовое топливо, которое предназначено для сжигания в отопительных установках небольшой мощности, а также в теплогенераторах средней мощности, используемых в промышленности, сельском хозяйстве, социально-бытовой сфере для отопления помещений, приготовления кормов, сушки зерна, фруктов, консервирования и других целей.

Требования, предъявляемые к качеству котельных, тяжелых моторных и судовых топлив, устанавливающие условия их применения, определяются такими показателями качества, как вязкость, содержание серы, теплота сгорания, температуры застывания и вспышки, содержание воды, механических примесей и зольность.

Топочные мазуты марок 40 и 100 изготовляют из остатков переработки нефти. В мазут марки 40 для снижения температуры застывания до 10°С добавляют 8-15 % среднедистиллятных фракций, в мазут марки 100, дизельные фракции не добавляют. Флотские мазуты марок Ф-5 предназначены для сжигания в судовых энергетических установках. По сравнению с топочными мазутами марок 40 и 100 они обладают лучшими характеристиками: меньшей вязкостью, содержанием механических примесей и воды, зольностью и более низкой температурой застывания.

Флотский мазут марки Ф-5 получают смешением продуктов прямой перегонки нефти: в большинстве случаев 60-70 % мазута прямогонного и 30-40 % дизельного топлива с добавлением депрессорной присадки. Допускается использовать в его составе до 22 % керосино-газойлевых фракций вторичных процессов, в том числе легкого газойля каталитического и термического крекинга. Флотский мазут вырабатывают в небольших количествах на установках прямой перегонки нефти. Основными отличиями мазута Ф-5 являются более жесткие требования по содержанию серы (0,6 %) и по вязкости при 50°С (5°ВУ).

Мазут — основные виды

Мазуты подразделятся на несколько основных марок. Все марки мазута производятся в соответствии с требованиями ГОСТ 10585-2013 и в свою очередь подразделяются на виды, обозначаемые римскими цифрами I-VII. Цифры марки обозначают расчётную вязкость состава при определённой температуре. ГОСТом нормируется вязкость на флотский мазут при температуре 50 градусов, на мазут м 100 и м40 — при температуре 80 градусов. И отдельно нормирована вязкость мазута 100 при температуре 100 градусов. Виды мазута отличаются процентным содержанием серы и теплотой сгорания.

Основные отличия вышеуказанных видов — вязкость мазута и наличие в его составе различных видов добавок: дизельного топлива (солярки), депрессорных присадок, керосиновых фракций и т.д. Немаловажное значение имеют следующие параметры: зольность, процентное присутствие серы, температура вспышки, наличие воды и т.д. Наличием воды в большинстве своём страдает так называемый мазут с хранения.

Топочные мазуты

Топочный мазут подразделяется на две основные марки: мазут м100 и м40. Основное их отличие — вязкость и наличие в составе топочного мазута м40 средне дистиллятных фракций (дизтопливо), добавляемых в качестве присадки понижающей температуру застывания.

Топочный вид может применяться как котельное топливо для различных тепловых генераторов, как в основной источник тепловой энергии в отопительных системах, котельных и т.д. Мазут топочный м100, как наиболее используемый вид в подобных системах, пользуется наибольшим спросом и популярностью.

Мазут м100 поставляется в основном либо специальными вагонами-цистернами, либо полуприцепами битумовозами.

Топочные мазуты имеют несколько основных технических параметров, приводимых в паспорте качества, и исследуемых при экспертизе. Приведем основные параметры:

• Условная вязкость. Нормируется при определённой температуре. Для флотских мазутов ф-5 при 50 гр. Для топочного м-40 при 80 градусах. Для топочного м-100 — при 80 и 100 градусах Цельсия.
• Зольность — ограничена в диапазоне от 0,05 до 0,14%. Флотские мазуты отличаются меньшей зольностью. Впрочем, существует мазут малозольный, не отличающийся по зольности от флотского ф5.
• Массовая доля механических примесей — от 0.10 до 1%. Лидерами по минимальному содержанию механических примесей опять выступают мазуты флотские. Топочный м-100 — здесь явный аутсайдер.
• Массовая доля воды — от 0.3 до 1%. Лидеры и аутсайдеры, как и в предыдущем параметре.
• Массовая доля серы — один из важнейших параметров. Диапазон от 0.5 до 3,5%. Самое большое содержание серы у топочного мазута м 100 вида VII
• Температура вспышки — в диапазоне от 80 до 110 градусов. Рассчитывается при воспламенении в закрытом тигле для флотских и в открытом для топочных мазутов.
• Температура застывания — от -5 до 25 градусов. Флотский мазут ф5 лидер по «не замерзанию», топочный марки 100 — самый «теплолюбивый». Для понижения температуры застывания в мазуты добавляется солярка, керосиново-газойлевые фракции и т.д.
• Теплота сгорания — незначительно различается у разных марки мазутов. Меньшей теплотой сгорания отличается мазут 100 вид VII. Большей — флотский ф5. Мазут, как и дорожный битум являются продукцией сезонного спроса. И если битум используется в основном летом, учитывая специфику дорожного строительства, то продажа мазута топочного — наиболее оживленно идёт осенью и зимой. Причины подобного зимнего спроса вполне ясны и объяснять их вряд ли стоит. Отопление — всё же актуально зимой.

В результате хранения мазута происходит изменение его свойств. Мазут не может храниться долго, необходимо периодически обновлять топливо. Основные факторы — снижение его потребительских характеристик. Как правило, «мазутоподобные составы» с хранения обладают большей процентной долей воды, хуже воспламеняются, обладают большим количеством механических примесей и т.д.

Альтернативные жидкие виды топлива

На практике существует много различных видов жидких продуктов, которые в некоторых случаях используются, как котельное топливо. Например, такие:

1. Мазут топочный с примесью химических элементов
2. Мазут топочный с хранения
3. Мазут топочный коксохимический
4. СНО смесь нефтепродуктов отработанных
5. Газовый конденсат
6. Фракция нефтяных экстрактов тяжелые ФНЭТ

Теплотехнические характеристики этого перечня видов топлива разные и отличаются от требований ГОСТ 10585-2013

Проведение всегда даст объективную оценку о его характеристиках, поможет отличить стандартное топливо от альтернативного, даст информацию о продлении его срока хранения или необходимости замены топлива на свежее.

От 400 до 1000), нефтяных смол (с молекулярной массой 500-3000 и более), асфальтенов , карбенов, карбоидов и органических соединений, содержащих металлы ( , , , , , ). Физико-химические свойства мазута зависят от химического состава исходной нефти и степени отгона дистиллятных фракций и характеризуются следующими данными: вязкость 8-80 мм²/с (при 100 °C), плотность 0,89-1 г/см³ (при 20 °C), температура застывания 10-40°С, содержание серы 0,5-3,5 %, золы до 0,3 %, низшая теплота сгорания 39,4-40,7 МДж/моль. Типичное распределение смолисто-асфальтеновых веществ в мазуте представлено в таблице 1.

Применение

Мазуты применяются в качестве топлива для паровых котлов, котельных установок и промышленных печей (см. Котельные топлива), для производства флотского мазута , тяжелого моторного топлива для крейцкопфных дизелей и бункерного топлива. Выход мазута составляет около 50 % по массе в расчете на исходную нефть. В связи с необходимостью углубления её дальнейшей переработки мазут во все большем масштабе подвергают дальнейшей переработке, отгоняя под вакуумом дистилляты , выкипающие в пределах 350-420, 350-460, 350-500 и 420-500°С. Вакуумные дистилляты применяют как сырье для получения моторных топлив, в процессах каталитического крекинга , гидрокрекинга и дистиллятных смазочных масел . Остаток вакуумной перегонки мазута используют для переработки на установках термического крекинга и коксования , в производстве остаточных смазочных масел и гудрона , затем перерабатываемого на битум .

Примерный компонентный состав товарного мазута может включать в себя:
1. Мазут атмосферной перегонки нефти
2. Гудрон
3. Вакуумные газойли
4. Экстракты масляного производства
5. Керосино-газойлевые фракции (первичные и вторичные)
6. Тяжелые газойли каталитического крекинга и коксования
7. Битумы
8. Остатки висбрекинга
9. Тяжелая смола пиролиза

Основные потребители мазута - промышленность, флот и жилищно-коммунальное хозяйство.

Мазут - пока незаменимый для экономики нефтепродукт

Мазут - это густая жидкость тёмно-коричневого цвета, смесь тяжелых остатков после отгонки бензинов, керосинов и газойля (выкипающих при температуре менее 350-360°С) из нефти или продуктов её вторичной переработки.
Также мазут можно получать из каменного угля и горючих сланцев, но такие виды мазута выгодно использовать только в месте производства, поэтому они не производятся в больших объемах.

Свойства мазута

Мазут – это, по сути, смесь углеводородов (имеющих молекулярную массу 400-1000), нефтяных смол (молек. массой 500-3000), карбенов, карбоидов, асфальтенов и органических соединений, содержащих металлы (такие, как V, Ni, Fe, Mg, Na, Ca). Физико-химические свойства конкретной пробы мазута зависят от качества конкретной партии поступившего на завод сырья (нефть высокосернистая или высокопарафиновая), режима переработки, условий компаундирования и хранения.

Химический состав мазутов: углерод, водород, кислород, азот, сера и зола. В составе вязких мазутов – до 88,5% углерода, до 11,5% водорода, а также повышенный процент серы и азота. В составе маловязких мазутов доля углерода меньше, что снижает такие параметры, как вязкость и плотность.

Мазут легко отличить по виду

Мазуты имеют следующие свойства:

• вязкость 8-80 мм?/с (при 100 град C)
• плотность 0,89-1 г/см? (при 20 град C),
• температура застывания 10-40 град С,
• содержание серы 0,5-3,5 %,
• содержание золы до 0,3 %,
• наименьшая теплота сгорания 39,4-40,7 МДж/моль.

Плотность мазута

Таблица 1. Плотность мазутов при 20 градусах С

Таблица 2. Максимальная плотность мазутов, кг/м 3

Применение мазутов

Основные потребители мазута – морской и речной флот, сфера ЖКХ, промышленность.
Сфера применения мазутов:

• как топливо для паровых котлов, всевозможных котельных установок и промышленных печей ( , например, );
• как сырье для производства , тяжелого моторного топлива для крейцкопфных дизелей и бункерного топлива;
• как сырье для производства моторных масел, кокса, битумов, смазочных масел.

Выход мазута по массе – около 50% от исходной нефти. Поскольку нефть нуждается во все большей глубине переработки, остаток ее в виде мазута также перерабатывают как можно полнее путем отгонки под вакуумом дистиллятов, выкипающих в пределах 350-500 град С. Из таких вакуумных дистиллятов получают моторные топлива, а их остатки используют для получения остаточных смазочных масел и гудрона, который далее перерабатывается на битум.

Мазут на рынке и экспорт из России

В 2009 — 2012 годы потребление мазута на российском рынке – примерно 11 миллион тонн в год. Мировые цены на мазут превышали внутренние более чем в 1,5 раза, поэтому экспорт мазута вырос на 13,9%. Так, средняя цена мазута в России в 2012 году была $355,8 за тонну, что ниже средней мировой цены на 77,4%. В 2009 г. доля мазута в структуре экспорта нефтепродуктов из России составляла 53% (63,85 млн т), в 2010 г. – 55% (72 млн т), а в 2011 г. Россия отгрузила на экспорт 53 миллиона тонн мазута.