В качестве теплоносителя следует использовать водяной насыщенный пар или перегретую воду. При соблюдении пожарной безопасности возможно применение электрического подогрева

Температура подогрева должна быть ниже температуры вспышки паров нефтепродукта в закрытом тигле, не менее чем на 25оС.

Температура подогрева мазутов не должна превышать 90оС, а для масел – 60оС.

Подогрев высоковязких и легкозастывающих нефтепродуктов следует производить до температуры, обеспечивающей его кинематическую вязкость не более 600 мм2/с (сСт).

Сведения о свойствах некоторых нефтепродуктов

Необходимость подогрева нефтепродуктов

Тема 3. Подогрев высоковязких и застывающих нефтепродуктов.

Если светлые нефтепродукты (бензин, керосин) легко транспортируются по трубопроводам в любое время года и операции с ними не вызывают особых затруднений, то операции с темными нефтепродуктами (мазутом, смазочными маслами) вызывают значительные трудности. Объясняется это тем, что темные нефтепродукты при понижении температуры воздуха становятся более вязкими, теряют текучесть и их транспортирование без подогрева становится невозможным.

Нефтебазы в общем случае оперируют большим количеством нефтепродуктов, имеющих высокие вязкость и температуру застывания (табл. 1).

Таблица 1

Тип нефтепродукта	Кинематическая вязкость (мм^2/с) при температуре	Температура застывания, °С
50 °С	100 °С
Мазуты топочные	—	45…118	25…40
Мазуты флотские	36…89	—	–5…–8
Масла авиационные	96…160	14…20,5	–18…–30
Масла индустриальные	6…110	—	–15…–30
Масла компрессорные	—	11…21	–5…–25
Масла моторные для кар- бюраторных двигателей	—	5,5…12	–25…–42
Масла моторные для авто- тракторных двигателей	—	8…11	–15…–30
Масла моторные для ди- зельных двигателей	91…120	11…22	–12…–15
Масла осевые	12…60	—	–40…–55
Масла трансмиссионные	110…120	10…17,5	–18…–40
Масла турбинные	20…59	—	–10…–15
Масла цилиндровые	—	32…70	–5…17

Высокая вязкость масел и мазутов объясняется значительным содержанием в них высокомолекулярных углеводородов, а высокая температура застывания — наличием парафина.

В процессе транспортировки или хранения данные нефтепродукты остывают (в результате чего их текучесть резко ухудшается), а порой и застывают (особенно в зимнее время). Это не позволяет осуществить прием и отпуск высоковязких и высокозастывающих нефтепродуктов без их подогрева в установленные нормативные сроки.

С понижением температуры вязкость многих нефтепродуктов настолько повышается, что перекачка их в ряде случаев становится невозможной, а нефтепродукты с большим содержанием парафина даже затвердевают в результате кристаллизации парафина. Восстановление их текучести достигается подогревом.

Подогрев осуществляется при хранении, транспортировке, приёмных и раздаточных операциях.

Передача теплоты от более нагретого к менее нагретому телу осуществляется тремя видами теплообмена: теплопроводностью, конвективным и лучистым теплообменами. В теплообменных аппаратах передача теплоты осуществляется теплопроводностью.

Теплопроводность – это процесс распространения теплоты в рабочем теле посредством передачи кинетической энергии от более нагретых молекул к менее нагретым.

Средний температурный напор. Разность температур горячего и холодного теплоносителей называется температурным напором . Характер изменения температурного напора вдоль поверхности теплообмена зависит от схемы движения теплоносителей и соотношения водяных эквивалентов. Различают следующие схемы течения теплоносителей: прямоток, противоток, перекрёстный ток, смешанный ток, многократный перекрёстный ток (рис. 1).

Рис. 1. Схемы движения теплоносителей

Температурный напор вдоль поверхности теплообмена при прямотоке изменяется сильнее, чем при противотоке. Вместе с тем среднее значение температурного напора при противотоке больше, чем при прямотоке. За счёт этого при противотоке теплообменник получается компактнее. Поэтому с теплотехнической точки зрения всегда следует отдавать предпочтение противотоку над прямотоком.

Оптимальная температура нефтепродукта должна находиться между температурой застывания и температурой вспышки и отвечать условиям наименьшего расхода энергии на подогрев.

Подогрев нефти и некоторых нефтепродуктов на нефтебазах необходимо проводить в следующих случаях:

Ø для ускорения слива и налива вагонов-цистерн и нефтеналивных судов;

Ø для уменьшения гидравлических сопротивлений при перекачках по трубопроводам;

Ø при освобождении нефтепродуктов от посторонних примесей;

Ø при деэмульсации нефтей, обезвоживании нефтепродуктов и осветлении масел;

Ø для ускорения смешения нефтепродуктов;

Ø при регенерации отработанных масел;

Ø при подготовке к сжиганию;

Ø для очистки от мехпримесей методом отстаивания;

Ø при зачистке емкостей от отложений и т. д.

Для подогрева нефти и нефтепродуктов применяются различные теплоносители: водяной пар, горячая вода, горячие нефтепродукты, горячие газы, высокотемпературные органические теплоносители (BOT), а также электроэнергия.

Водяной пар является наиболее удобным, распространенным и доступным теплоносителем. Он обладает большим теплосодержанием, высоким коэффициентом теплоотдачи, легко транспортируется и в большинстве случаев не представляет пожарной опасности для паров нефтепродуктов.

Применяемый для подогрева пар должен быть достаточно сухим и иметь необходимое давление (0,3 ÷ 0,8 МПа).

Горячая вода как теплоноситель имеет меньшее теплосодержание, чем водяной пар (в 5 ÷ 6 раз). Применение горячей воды для подогрева нефти и нефтепродуктов целесообразно только при получении больших количеств ее, не используемых на производстве. Использование горячей воды рационально при водозеркальном подогреве нефтепродуктов, который, однако, в настоящее время имеет ограниченное распространение.

Горячие нефтепродукты (масла с высокой температурой вспышки) применяются для подогрева тугоплавких нефтепродуктов (пеков, битумов и т. д.), когда подогрев водяным паром или горячей водой бывает невозможен. При подогреве паром, имеющим высокую температуру, такие нефтепродукты коксуются, отлагается нагар на трубках подогревателя, чем ухудшается процесс подогрева.

Для подогрева тугоплавких нефтепродуктов лучшими теплоносителями являются высокотемпературные органические теплоносители. Их отличительной особенностью служит высокая температура кипения при атмосферном давлении (свыше 258°С). К высокотемпературным органическим теплоносителям относятся: даутерм (динил), представляющий эвтектическую смесь дифенила и дифенилоксида, арохлор (тетрахлордифенил), глицерин, тетракрезилоксисилан (тетракрезилсиликат), являющийся представителем кремнийорганических соединений, а также и некоторые другие. Физические свойства этих теплоносителей приведены в табл. 2.

Таблица 2

Отработанные и иные горячие газы имеют ограниченное применение для целей подогрева из-за малой теплоемкости, высокой температуры, с которой они выходят из установок, а также трудностей, связанных с организацией их сбора. Газы в целях подогрева применяются в трубчатых печах на нефтеперерабатывающих заводах, в автоцистернах, обогреваемых газами моторов, и т. п.

Электрическая энергия является весьма эффективным теплоносителем, но применение ее ограничивается пожарной опасностью, возникающей при обнаженной электрогрелке с накаленной проволокой, способной вызвать воспламенение паров нефтепродуктов. В связи с этим электроподогрев применяется для нефтепродуктов с высокой температурой коксования и вспышки, а главным образом для масел перед сливом их из вагонов-цистерн, при котором имеется возможность своевременного прекращения подогрева до оголения грелки. Электроподогревательные устройства отличаются компактностью и удобством в обслуживании. Применение электроподогрева рентабельно при наличии дешевой электроэнергии.

К числу способов подогрева, получивших наибольшее распространение, относятся:

Ø подогрев открытым паром;

Ø подогрев при помощи подогревателей (переносных и стационарных);

Ø циркуляционный подогрев «горячим размывом»;

Ø подогрев при помощи электроэнергии (электроподогрев).

Дата добавления: 2017-01-14