Что такое мазут: как его производят, используют и проверяют

Что такое мазут

Мазут — это тяжелый остаточный нефтепродукт, который получают при атмосферной или вакуумной перегонке нефти с температурой кипения выше 350 °C. Простыми словами — это густая темно-коричневая или почти черная маслянистая жидкость, остающаяся после отделения более легких фракций нефти.

К последним относятся прежде всего бензиновая, керосиновая и газойлевая. Мазут же состоит из тяжелых углеводородов, нефтяных смол, асфальтенов и других соединений. Он может использоваться двумя способами:

как котельное топливо в отопительных системах, печах и др., а также как основное топливо в судовых двигателях;

как сырье для дальнейшей переработки — например, для производства смазочных масел, битумов и продуктов нефтехимии.

Это не просто «отход» нефтепереработки. Его ценность зависит от состава, спроса на топливо и возможностей последующей переработки.

Из чего производят мазут

Основное сырье для мазута — нефть. На НПЗ ее нагревают и разделяют на фракции по температурам кипения: сначала отделяются более легкие компоненты, затем остается тяжелая часть.

Упрощенно схема производства мазута выглядит так:

В ходе первичной переработки от нефти отделяют бензиновые, керосиновые и газойлевые фракции. Оставшийся после атмосферной перегонки тяжелый остаток образует основу мазута. Он может также производиться из продуктов вторичных процессов переработки нефти и газоконденсатного сырья.

Вторичные процессы позволяют дополнительно перерабатывать тяжелые нефтяные компоненты или смешивать их с другими фракциями, чтобы получить продукт с необходимыми характеристиками. Но принцип остается прежним: мазут относится к наиболее тяжелой части продуктовой корзины НПЗ.

Какие виды мазута существуют

Мазуты как котельное топливо делятся на флотские и топочные. По действующему российскому ГОСТу, мазут разделен по назначению на флотский Ф5, а также топочные М40 и М100. Цифры в названии марок учитывают условную вязкость топлива в кв. мм/с при определенной температуре (50 °С для флотских и 80 °С для топочных). Важным показателем помимо вязкости служит массовая доля серы (у флотских мазутов), а у топочных видов также зольность (массовая доля несгораемого минерального остатка, которая остается после полного сгорания) и температура застывания. В качестве присадок в топочные мазуты добавляют дизельные фракции, которые понижают температуру застывания.

Флотский Ф5 — используется в судовых энергетических установках. Производится с добавлением керосино-газойлевых фракций для требуемых характеристик.

Топочный 40 используется в котельных и технологических установках. Он менее вязкий по сравнению с маркой 100.

Топочный 100 — основное топливо для крупных котельных, энергетических и промышленных установок. Это более тяжелый и вязкий продукт, для работы с которым может потребоваться подогрев.

В прежние регламенты, в частности в ГОСТ 10585-99, включали также флотский мазут Ф12. Основной потребитель флотских мазутов — суда военно-морского флота, коммерческая реализация продукта ограничена из-за высокой стоимости.

Где применяют мазут

Мазут может быть и конечным топливом, и промежуточным продуктом. Как топливо его используют там, где требуется тяжелое жидкое топливо с высокой теплотой сгорания. Основные сферы применения связаны с производством тепла, технологическими процессами и морским транспортом.

Ключевые направления:

стационарные котельные и отдельные энергетические установки;

промышленные технологические печи и установки;

судовые энергетические установки — для марок, соответствующих требованиям к флотскому топливу;

дальнейшая переработка и нефтехимия;

производство остаточных смазочных масел и битумных материалов.

В частности, мазут используют в качестве сырья для нефтехимии и производства смазочных масел. В процессе вакуумной перегонки из него получаются газойли — промежуточное сырье для получения ряда нефтехимических компонентов.

Какими свойствами обладает мазут

Мазут — это густая, темная жидкость с высокой плотностью и заметной вязкостью, температура застывания — от минус 10 до 40 °C, низшая теплота сгорания — 39–41 МДж/кг, температура вспышки — от 80 до 110 °C. Он практически не растворяется в воде, но растворяется в бензоле и нефтепродуктах. От конкретных свойств топлива зависят условия его перекачки, хранения, эффективность сжигания и требования к оборудованию.

Как определяют качество мазута

Качество мазута оценивают в испытательной лаборатории по стандартам и утвержденным методам испытаний, где проверяются кинематическая вязкость,

фракционный состав, температура вспышки в открытом тигле и плотность топлива.

Основные требования и показатели качества перечислены в ГОСТ 10585-2013:

Стандарт также устанавливает требования к коксуемости, содержанию сероводорода и летучих меркаптанов, а для отдельных марок — к дополнительным показателям.

Чем опасен мазут

Мазут относится к малоопасным для человека веществам (4-й класс опасности по ГОСТу). Тем не менее входящие в него токсичные фракции при попадании в организм при проглатывании или вдыхании паров могут вызвать симптомы отравления, а при прямом контакте может появиться аллергическая реакция или химический ожог. Особенно опасны полициклические ароматические углеводороды, которые обладают сильными канцерогенными свойствами и могут накапливаться в тканях организма.

При разливе мазут способен загрязнить воду, берег, грунт и объекты инфраструктуры. При горении он, как и другие виды тяжелого топлива, может образовывать продукты неполного сгорания, сажу, оксиды углерода, серы и азота. Именно из-за таких выбросов экологические свойства мазута характеризуются как неудовлетворительные.

Риск снижают соблюдение правил хранения и перевозки, контроль качества, техническое обслуживание оборудования и своевременная локализация утечек.

Почему мазут загрязняет окружающую среду

Мазут плохо растворяется в воде и при попадании в водоем может образовывать на поверхности пленку, которая перекрывает доступ кислорода из воздуха к воде и грунту и тем самым уничтожает рыбу, микроорганизмы и водоросли. Его вязкость усложняет механический сбор, а тяжелые компоненты могут оседать на берегу, в грунте и донных отложениях. Такое топливо с трудом поддается микробной деструкции, особенно на дне и в песке, где может сохраняться десятки лет.

При контакте с водой и побережьем загрязнение может затрагивать: