Мазут является остаточным продуктом после переработки нефти. Практически в нем остаются все нефтяные тяжелые фракции: механические примеси, смолы, аморфные и окрашивающие компоненты. В химический состав этого продукта входят: азот, водород (12%), зола, углерод (89%) и сера (около 3,5%).
Основными свойствами вещества являются вязкость и температура застывания. Именно плотность мазута влияет на весовые характеристики жидкости. Причем при нагревании меняется плотность вязкости мазута, при уменьшении наоборот. Температура застывания — плюс 20-40оС.
Мазут также обладает следующими характеристиками:
| № | Особенности | Единицы измерения |
|---|---|---|
| 1. | теплопроводность | 9 500 ккал/кг |
| 2. | небольшое содержание золы | 0.3-0.5% |
| 3. | вязкость | 8-80 мм/с при 100 градусах |
| 4. | плотность | 1 г/см при 20 градусах |
| 5. | наименьшая теплота сгорания | 39-41 Мдж/моль |
| 6. | возможность организации в определенных условиях | |
| 7. | сжигание в небольших по размерам топках. |
Добавим, что существующие марки мазута делятся на малосернистые, сернистые, высокосернистые. Согласно нормативам жидкость хранится не более 5 лет после чего утилизируется путем обезвоживания на установках и захоранивается на специальных полигонах.
На сегодняшний день мазут широко применяется в многих отраслях промышленности России (ЖКХ, транспорт, химическая отрасль) и экспортируется за границу, занимая четвертое место (32%) после нефти, газа, дизтоплива. Он используется как топливо в различных котельных, печах и других системах отопления, а также в качестве горючего на морских и речных судах. Кроме того, из мазута производят гудроны, полугудроны, машинные масла и смазочные материалы.
Применение в промышленности мазута является затратным механизмом, поскольку он является высоковязким и полузастывшим веществом перед использованием его всегда надо подогревать, при этом тепло распространяется медленно и требуется много времени на разогрев.
Кроме того, температура хранения мазута в резервуарах должна превышать температуру застывания для предотвращения расслоения на мазут и воду. Жидкость также подогревается для устранения вязкости при транспортировке по трубам, перед подачей в форсунки, при распыле и сжигании, и для предупреждения коррозии и т.д. В общем, к мазуту важен ответственный подход, требующий квалифицированного персонала и энергозатратных мероприятий, что экономически не выгодно.
Учитывая физико-химические характеристики продукта мазутные резервуары не отличаются большим разнообразием. В основном это железобетонные или стальные резервуары. При борьбе с вязкостью используют тепло, а для его сохранения емкости теплоизолируют, или размещают на половину в земле и утепляют, или устанавливают под землей.
Кроме того, следует учитывать степень агрессивного воздействия жидкости на стальные конструкции резервуаров, согласно СП «Конструкции металлические. Классификация агрессивных сред» они следующие (см. таблицу).
| Элементы конструкций резервуаров | Степень воздействия мазута |
| Внутренняя поверхность днища и нижний пояс | Среднеагрессивная |
| Средние пояса и нижние части понтонов и плавающих крыш | Слабоагрессивная |
| Верхний пояс (зона периодического смачивания) | Слабоагрессивная |
| Кровля и верх понтонов и плавающих крыш | Среднеагрессивная |
При этом степень агрессивного воздействия на резервуары для хранения мазута считается при хранении до 90°С.
На сегодняшний день высокую конкуренцию железобетонной и стальной емкости составляет полимерный эластичный мазутный резервуар производства НПФ «Политехника». Компания вот уже более тридцати лет предлагает новый подход к хранению и транспортировке сырой нефти и ее продуктов переработки, к коим и относится мазут.
Суть технологии заключается в том, чтобы отказаться от стационарных тяжелых твердых резервуаров и заменить их на мягкие эластичные. Вот уже около 15 лет, в условиях Крайнего Севера, на полуострове Ямал эксплуатируются полевые склады ГСМ и горючего из полимера.
Можно сказать, что это был эксперимент, поскольку строителям порта в поселке Сабетта, в срочном порядке было необходимо хранилище для топлива. В считанные дни оно было сформировано из продукции компании, а долгий опыт эксплуатации этого склада показал эффективность хранения нефтепродуктов в эластичных резервуарах.
Мазут не является к легковоспламеняющимся веществом. Для того, чтобы его поджечь требуются усилия, но он в подогретом состоянии выделяет легкие компоненты, они и могут стать причиной пожара. Поэтому пожарная безопасность резервуарных парков в зоне особого внимания.
Она достигается рассредоточением резервуаров на определенные расстояния, удалением от них жизненно важных объектов, наличием пожарной емкости или водоема и других мероприятий. Добавим, что при этом полимеры не горят, а лишь тлеют, правда, выделяя в атмосферу вредные вещества.
Сегодня можно говорить о технологическом прорыве в споре какой склад оптимальнее. Жизненный срок металлического резервуара составляет 12-25 лет, полимерного - 10-15, но его легко заменить, он прост в эксплуатации и имеет целый ряд других преимуществ.
Эластичные емкости для нефтепродуктов и топлива имеют подушечную форму, транспортируются в скрутке, имеют малый вес и габариты, следовательно удобны при транспортировке, легко разворачиваются на площадке, им не нужен фундамент лишь ровная поверхность, при эксплуатации емкости требуется внешний осмотр, ремонт повреждений производится наложением струбцин либо приклеиванием заплаток, как на камеру велосипеда.
Кроме того, опыт применения изделий НПФ «Политехника» в горнодобывающей промышленности показал высокую устойчивость полимерных резервуаров к агрессивным средам. Например, золотодобывающие артели для хранения соляной кислоты используют полимерные емкости в условиях Восточной Сибири.
Все эти преимущества позволяют организовать склад в самые короткие сроки, что называется склад ГСМ за день.
Как было сказано выше, главное это поддержание температуры в резервуаре. Оно достигается несколькими способами: обустройством систем обогрева, организацией теплоизоляции либо установкой и того и другого.
Для металлической емкости характерны все три метода. Теплоизоляция осуществляется покрытием емкости пенополиуретаном или минеральной ватой. Первый наносится снаружи и дает дополнительную защиту от коррозии. Вата обшивается листами оцинкованной стали.
Обычно обогрев стальной емкости осуществляется обогревателями. Они могут быть погружными или врезными. Погружные зачастую используются для подогрева мазута, находящегося, например, в автоцистернах, хотя могут быть и стационарными. Врезными оборудуются РВС или РГС.
Существует большое разнообразие обогревателей. Они могут изготавливаться из различных материалов и бывают разных конструкций. Обычно это трубы разного диаметра. Их главной особенностью является предотвращение прямых контактов нагревающих электрических элементов с хранимой жидкостью, за счет промежуточных материалов, например, керамики или стеклопластика.
Также широко используются возможности пара, например, подогреватель мазута (ПМ) включает корпус с заслонками с двух сторон и с расположенными в нем теплообменными трубками, в которые подается мазут. В сам же корпус запускается пар, который и подогревает вещество. Несмотря на простоту конструкции ПМ оснащен КИП, контролирующими параметры мазута и пара, как на самом аппарате, так на подводящих и отводящих трубопроводах.
Полимерные эластичные резервуары обычно подогреваются с помощью термоматов, которые размещаются прямо на защитной берме под емкостями в защитном каре. В свою очередь, резервуарный парк накрывается укрывным материалом.
Главным преимуществом мягких резервуаров перед РВС является удобство транспортировки, простота шеф-монтажа и доступность в их обслуживании, в том числе и легкость подогрева.
