Приведены сведения о стандартных, нестандартных и перспективных методах оценки показателей качества и свойств мазута, в том числе судовых остаточных топлив, а также о том, для чего это все нужно
В предыдущих публикациях мы говорили о том, что мазут бывает прямогонный и непрямогонный, токсичный и не очень. Кому интересно, что это, от чего это зависит и к каким последствиям ведет при хранении, транспортировке и применении, советую прочесть предыдущие публикации https://dzen.ru/a/aF6HCLPI0xAK0cJI, https://dzen.ru/a/aGzAfiG7xSQAwn9W, https://dzen.ru/a/aGzOeM5T3QNZJNyk.
Сейчас поговорим о контроле качества мазута. Методы контроля качества мазута, в том числе судовых остаточных топлив, приведены в ГОСТах на мазут, из которых наиболее распространены ГОСТ 10585-2013 и ГОСТ 32510-2013. Они предназначены для контроля качества мазута в условиях лаборатории и нормируют ряд необходимых эксплуатационных характеристик. Например то, что мазут не должен вызывать кислотную коррозию оборудования для хранения и перекачки топлива контролируется в ГОСТ 10585-2013 показателем Содержание водорастворимых кислот и щелочей с нормой "отсутствие", а в ГОСТ 32510-2013 - показателем Кислотное число с нормой - не более 2,5 мг КОН/г топлива. Таким образом, каждый из показателей качества мазута обеспечивает его соответствие какому-либо свойству.
Общие представления о том, какое свойство какими показателями качества оценивается можно почерпнуть в ГОСТ 4.25-83. Дополнительную информацию о свойствах и показателях качества можно, кроме указанного стандарта, найти в ГОСТ 26098-84. Стандарты давно не обновлялись, поэтому не стоит рассчитывать, что найдете там все показатели качества и свойства современных нефтепродуктов.
В предыдущей публикации https://dzen.ru/a/aGzOeM5T3QNZJNyk подробно останавливались на том, что большая часть современного мазута, в том числе судовых остаточных топлив, производится с применением остаточных продуктов крекинг-процессов переработки нефти и нефтехимии, что существенно ухудшает их свойства.
Осадкообразование.
Для оценки содержания остаточных продуктов крекинг-процессов переработки нефти и нефтехимии, которое грозит серьёзными проблемами при эксплуатации судовой техники, в зарубежных нефтяных компаниях и институтах разработана серия стандартов для определения прямогонности остаточных топлив. В основном они ориентированы на оценку клонности мазута к образованию осадков при хранении и транспортировке, однако есть и методы косвенной оценки содержания дистиллятов крекинг-процессов. Эта серия, без существенных изменений и дополнений, была переведена и реализована в ГОСТ Р 50837.1...ГОСТ Р 50837.8. В настоящее время, более актуальная и несколько доработанная версия данных зарубежных стандартов представлена в ГОСТ 33288, ГОСТ 33296...33298, ГОСТ 33304, ГОСТ 33359, ГОСТ 33360, ГОСТ 33365.
За время применения указанных методов в России с начала 1990-х появилось достаточное число публикаций, в том числе ведущих научных организаций, из которых ясно, что методы "определения прямогонности" не оправдывают своё название. Вот некоторые из статей:
Оценка стабильности и совместимости остаточных топлив // Мир нефтепродуктов. Вестник нефтяных компаний. – 2005. – № 3. – С. 33–36.
Новый метод оценки прямогонности остаточных топлив // Химия и технология топлив и масел. – 2012. – № 2. – С. 52–56.
Влияние состава нефтяных остаточных топлив на их коллоидную стабильность // Химия и технология топлив и масел. – № 2. – 2018. – С. 27-31.
В частности норма общего осадка горячим фильтрованием, установленная в наиболее распространённом методе определения прямогонности судовых остаточных топлив по ГОСТ 32510, позволяет оценивать судовое топливо (мазут) как "прямогонное", даже когда в него добавлено до 35 % остатка термического крекинга нефтяных фракций. Другие методы указанной серии также обладают переменной чувствительностью к остаткам крекинг-процессов, однако все допускают их вовлечение в "прямогонный" мазут в значительных количествах.
Справедливости ради уточню, что в стандартах на "определение прямогонности" отсутствуют однозначные формулировки при интерпретации результатов испытаний, однако на это часто не обращают внимание.
В качестве бонуса, за лайк или подписку на канал ;), приведу иллюстрацию пятен, без которых невозможно правильное применение метода определения стабильности и совместимости по пятну (ГОСТ 33365-2015 и ASTM D 4740-2014).
А что же с перспективными (отечественными методами) определения прямогонности мазута, или эксплуатационных характеристик, связанных с ней?
По публикациям в открытой печати и патентам на изобретения очевидно, что они есть, или разрабатывались:
Патент РФ 2426116 РФ Способ определения вторичных остаточных продуктов переработки нефти в смесевых топливах.
Патент 2305836 РФ Способ определения стабильности топливных композиций, содержащих остаточные продукты переработки нефти
Новый метод оценки прямогонности остаточных топлив // Химия и технология топлив и масел. – 2012. – № 2. – С. 52–56.
Влияние состава нефтяных остаточных топлив на их коллоидную стабильность // Химия и технология топлив и масел. – № 2. – 2018. – С. 27-31.
Один из них позволяет предотвращать даже минимальное загрязнение мазута остатками крекинг-процессов. Он реализован в методике, зарегистрированной в государственно реестре под номером ФР.1.31.2020.38637 https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/16/items/1384213. Найти в свободном доступе, либо свободно приобрести методику через Интернет не удастся.
Гидрофобность.
Одним из последствий непрямогонности мазута является снижение его гидрофобности, то есть повышенная склонность к образованию стойких эмульсий с водой. Чтобы не приобрести мазут, который будет интенсивно накапливать воду при хранении и не отделять её при нагревании имеет смысл оценить данное свойство. Для ряда нефтепродуктов (масел, судовых дистиллятных топлив) существуют методы оценки их способности отделать воду (деэмульсация). Однако для мазута и судовых остаточных топлив такого метода в виде открытых стандартов, либо доступных к свободному приобретению, нет. Методы оценки деэмульсации ранее применялись в рамках квалификационных испытаний государственной межведомственной комиссией при Госстандарте СССР и некоторые представления о них можно почерпнуть из источника https://djvu.online/file/GJoWTaC1NxTJx?ysclid=mcvuqn7pi3446422442 на стр. 180 и 191. При этом, в организациях, специализирующихся на контроле качества нефтепродуктов, такие методы очевидно есть и загистрированы по номерами ФР.1.31.2020.38636 и ФР.1.31.2020.38634 в Госреестре аттестованных методик.
Горючесть. Как упоминалось в материале https://dzen.ru/a/aGzOeM5T3QNZJNyk, одно из основных последствий непрямогонности - снижение горючести мазута, т. е. его низшей теплоты сгорания. В ГОСТ 10585-2013 данный показатель присутствует, однако не является браковочным. В ГОСТ 32510-2013 низшая теплота сгорания - отсутствует, но применяется расчетный показатель Индекс углеродной ароматизации, который косвенно, по формуле, включающей плотность и вязкость мазута, определяет его "ароматичность", которая ухудшает теплоту сгорания. Короче, метод с сомнительной достоверностью.
Низшая теплота сгорания прямогонного флотского мазута обычно не приближается к установленной ГОСТ 10585-2013 норме - не мене 41454 кДж/кг, а чаще всего выше 42000 кДж/кг. Поэтому данный показатель, или вернее его значение, можно использовать в качестве индикатора значительного содержания в мазуте фракций (в том числе дистиллятов) крекинг-процессов. Использование указанного ориентира для оценки прямогонности топочного мазута некорректно, поскольку он существенно тяжелее флотского, а норма по показателю низшая теплота сгорания для него (не менее 39900 кДж/кг) устанавливалась с учетом его непрямогонности. Для судовых топлив RMA 10 и RMB 30 по ГОСТ 32510, соответствующих флотскому мазуту по плотности, низшая теплота сгорания и её соответствие норме флотского мазута может быть индикатором прямогонности, однако необходимо учитывать тот факт, что небольшие загрязнения мазута остаточными компонентами крекинг-процессов могут вызвать серьезное изменение его гидрофобности, но при этом почти не повлиять на теплоту сгорания.
Цвет дистиллята. Атмосферный дистиллят мазута, содержащего некоторые компоненты крекинг-процессов, при перегонке имеет нетипичный цвет. Так дистиллят продуктов коксования может иметь красный цвет, продуктов крекинга отработанных масел - голубой цвет. При этом цвет типичного прямогонного дистиллята - желтый разных оттенков.
Запах. Мазут, содержащий значительное количество продуктов крекинг-процессов переработки нефти, а особенно продуктов нефтехимии, существенно отличается по запаху от прямогонного мазута. (При такой идентификации необходимо учитывать высокую токсичность большинства продуктов нефтехимии https://dzen.ru/a/aF6HCLPI0xAK0cJI).
Мазут, полученный из сернистых и высокосернистых нефтей может содержать некоторое количество токсичного и коррозионно-опасного сероводорода. Само наличие характерного запаха (тухлых яиц) не говорит о том, что он не соответствует требованиям, однако отсутствие этого запаха - указывает на соответствие.
Таким образом, контроль прямогонности мазута и связанных с этим свойств является непростой задачей, решение которой требует привлечения высококвалифицированных специалистов и лабораторной базы, однако по некоторым вышеописанным признакам отдельные аспекты прямогонности могут быть установлены без специального оборудования.
В заключении лайф-хак. Экпресс-метод определения содержания воды в мазуте. (Соблюдайте требования пожарной безопасности!)
1. Отберите представительную пробу мазута.
2. Хорошо перемешайте её.
3. Смочите конец продольно-смятого листа бумаги испытуемым мазутом. Дайте стечь излишкам мазута обратно в емкость с образцом.
4. Подготовьте емкость с водой.
5. Безопасно удерживая лист за чистый край над негорючей поверхностью, подожгите лист с той стороны, где он смочен мазутом.
6. Наблюдайте за пламенем, пока конец, смоченный мазутом не сгорит. при этом фиксируйте наличие (отсутствие) искрения.
7. Затушите пламя в подготовленной емкости с водой.
8. Наличие искрения указывает на присутствие в мазуте воды. Отсутствие искрения - на её отсутствие.
Спасибо за внимание! Подписывайтесь на канал!