Βιομηχανική Υποστήριξη Ρήγα Φεραίου 17-19, Περαία,Θεσσαλονίκη Τηλ. 2392301833 Κιν 6972141259 E-mail: vioipos.weebly.com Website: http://vioipos.weebly.com ΜΑΖΟΥΤ Γενικά στοιχεία Ο όρος µαζούτ (προέρχεται από το γαλλικό mazουt) ή πετρέλαιο εξωτερικής καύσης (fuel oil) αναφέρεται σε βαριά προϊόντα τα οποία είναι υπολείµµατα της απόσταξης του αργού πετρελαίου. Γενικά, το µαζούτ είναι ένα µαύρο παχύρευστο σε συνήθεις συνθήκες θερµοκρασίας υγρό που χρησιµοποιείται κυρίως σαν καύσιµο σε µεγάλες εγκαταστάσεις παραγωγής ατµού ή ηλεκτρισµού και για κίνηση πλοίων. Τα µαζούτ, σε αντίθεση µε τα υπόλοιπα προϊόντα του αργού πετρελαίου είναι υπολείµµατα απόσταξης κι όχι αποστάγ µατα. Τα µαζούτ είναι τα προϊόντα του διυλιστηρίου µε τη χαµηλότερη τιµή πώλησης και µε φθίνουσα ζήτηση µε την πάροδο του χρόνου. Οι προδιαγραφές της αγοράς θέτουν περιορισµούς κυρίως στο ιξώδες και την περιεκτικότητα σε θείο. Τα βασικά συστατικά για την παρασκευή των µαζούτ, είναι τα βαριά υπολείµµατα από όλες τις διεργασίες. Στα σύγχρονα διυλιστήρια το υπόλειµµα ατµοσφαιρικής απόσταξης είναι σπάνια επειδή υφίσταται περαιτέρω διεργασίες για την αύξηση της παραγωγής λευκών προϊόντων. Το υπόλειµµα της απόσταξης υπό κενό είναι πολύ βαρύ και δε µπορεί να ικανοποιήσει τις προδιαγραφές της αγοράς. Το πρόβλη µα αντιµετωπίζεται εν µέρει µε ιξωδόλυση των βαρέων υπολειµµάτων. Η πιο συνήθης πρακτική όµως είναι η ανάµιξη των βαρέων υπολειµµάτων µε ελαφρά συστατικά, ώστε το τελικό προϊόν να έχει το επιθυµητό ιξώδες. Προτιµάται η χρήση gasoil που προέρχονται από πυρολυτικές διεργασίες, λόγω της κακής τους ποιότητας για την παραγωγή ντίζελ. Για λόγους ασφαλείας αποκλείεται η χρήση ελαφρών συστατικών, της κλάσης της βενζίνης και της κηροζίνης. Επειδή το κόστος αποθείωσης των υπολειµµάτων είναι πολύ υψηλό και η τιµή του τελικού προϊόντος είναι χαµηλή, για την παρασκευή µαζούτ χαµηλού θείου χρησιµοποιείται υπόλειµµα απόσταξης αργού πετρελαίου χαµηλού θείου. Νοµοθεσία που αφορά το Μαζούτ ασµολογική κατάταξη Το «πετρέλαιο εξωτερικής καύσης» (µαζούτ fuel oil) δασµολογικά ανήκει στα βαριά λάδια και κατατάσσεται στις διακρίσεις 27 10 19 51 έως 27 10 19 69. Προδιαγραφές των Μαζούτ Στην Ελλάδα διατίθενται δύο τύποι µαζούτ, το Νο.1 και το Νο.3. Η διαφορά των δύο τύπων είναι η ρευστότητα τους. Το Νο.1 είναι χαµηλού ιξώδους και το Νο.3 υψηλού. Και οι δύο τύποι διατίθενται στην αγορά µε δύο περιεκτικότητες σε θείο, χαµηλού θείου και υψηλού θείου. Οι δύο τύποι µαζούτ είναι ακόµη γνωστή στην αγορά και ως µαζούτ 1500 και µαζούτ 3500. Οι ονοµασίες αυτές προέρχονται από την προδιαγραφή του ιξώδους τους σύµφωνα µε τη µέθοδο Redwood η οποία όµως δε χρησιµοποιείται πλέον επίσηµα. Οι προδιαγραφές των µαζούτ της ελληνικής αγοράς περιέχονται στην απόφαση ΑΧΣ 42/1994 (ΦΕΚ 320/Β/1994), όπως αυτή τροποποιήθηκε από την απόφαση ΑΧΣ 526/1995 (ΦΕΚ 887/Β/1996) κατά το µέρος που αφορά την περιεκτικότητα σε θείο των µαζούτ υψηλού θείου. Οι ισχύουσες προδιαγραφές δίνονται στους πίνακες που ακολουθούν. Επειδή στην αγορά οι χρήστες µαζούτ είναι συγκεκριµένοι και καταναλίσκουν µεγάλες ποσότητες (π.χ..ε. Η.), πολλές φορές θέτουν δικές τους προδιαγραφές οι οποίες δεν συµβαδίζουν µε τις επίση µες προδιαγραφές της αγοράς. Με αυτόν τον τρόπο, τα διυλιστήρια και οι εταιρίες εµπορίας πετρελαιοειδών µπορούν να βρουν οδούς διάθεσης πολύ βαρέων προϊόντων, που δε θα µπορούσαν να διατεθούν µε βάση
τις επίσηµες κρατικές προδιαγραφές. Πίνακας 1 Μαζούτ Χαµηλού Θείου Παράµετροι Όρια Νο 1 Όρια Νο 2 Πυκνότητα στους 15 Ό C, KG/M 3, µεγ. 970 980 Σηµείο αναφλέξεως, Ό C, ελάχ 66 66 Σηµείο ροής, Ό C, µεγ - από 1/10 έως 15/5 10 - - από 16/5 έως 30/9 15 - Ιξώδες στους 50 Ό C, cst ελαχ. - 181 µεγ. 180 380 Ανθρακούχο υπόλειµµα, %m/m, µεγ. 15 15 Νερό, %m/m, µεγ. 0,5 0,5 Τέφρα, %m/m, µεγ. 0,10 0,10 θείο, %m/m, µεγ. 0,7 0,7 Βανάδιο, ρρm, µεγ. 120 150 Νάτριο, ρρm, µεγ. 100 100 Ολικό Ίζηµα, %m/m, µεγ. 0,15 0,15 Κατώτερη θερµογόνος δύναµη Kcal/Kg Nα αναφέρεται Nα αναφέρεται Πίνακας 2 Μαζούτ Υψηλού Θείου Παράµετροι Όρια Νο 1 Όρια Νο 2 Πυκνότητα στους 15 Ό C, KG/M 3, µεγ. 991 995 Σηµείο αναφλέξεως, Ό C, ελάχ 66 66 Σηµείο ροής, Ό C, µεγ - από 1/10 έως 15/5 10 30 - από 16/5 έως 30/9 15 30 Ιξώδες στους 50 Ό C, cst ελαχ. - 181 µεγ. 180 380 Ανθρακούχο υπόλειµµα, %m/m, µεγ. 15 17
Νερό, %m/m, µεγ. 0,5 0,5 Τέφρα, %m/m, µεγ. 0,10 0,15 θείο, %m/m, µεγ. 3,2 3,2 Βανάδιο, ρρm, µεγ. 220 250 Νάτριο, ρρm, µεγ. 100 150 Ολικό Ίζηµα, %m/m, µεγ. 0,15 0,15 Κατώτερη θερµογόνος δύναµη Kcal/Kg Nα αναφέρεται Nα αναφέρεται Ιδιότητες των Μαζούτ Στις επόµενες παραγράφους δίνονται µερικά βασικά στοιχεία που αφορούν τις παραµέτρους που αναφέρονται στους πίνακες 1 και 2 που ορίζουν τις προδιαγραφές των µαζούτ. Πυκνότητα Η µέτρηση της πυκνότητας στα µαζούτ γίνεται µε τη µέθοδο ISO 3675. Στο δείγµα βυθίζεται πυκνόµετρο που είναι ένας γυάλινος βαθµονοµηµένος πλωτήρας και γίνεται ανάγνωση στην επιφάνεια του υγρού. Η τιµή της πυκνότητας ανάγεται στη θερµοκρασία αναφοράς των 15 C. Εκτός από την πυκνότητα µπορεί να µετρηθεί και το σχετικό ειδικό βάρος στους 60 F και κατόπιν να υπολογιστεί το ΑΡΙ βάρος µε τη σχέση: ΑΡΙ= 141,5/ SGσε60F -131.5 όπου: SG σε60 F = σχετικό ειδικό βάρος 60/60 F Η πυκνότητα των µαζούτ µετριέται σε θερµοκρασίες λίγο πάνω από τους 50 C ώστε το δείγµα να είναι πλήρως οµογενοποιηµένο και ρευστό. Η πυκνότητα είναι µια ιδιότητα αρκετά σηµαντική γιατί σχετίζεται µε τη θερµογόνο δύναµη του καυσίµου και µε τη ρύθµιση του καυστήρα στον οποίο θα χρησιµοποιηθεί το µαζούτ, καθώς και στην ογκοµέτρηση (προµέτρηση, επιµέτρηση) των δεξαµενών µαζούτ προκειµένου να καθοριστεί η µάζα του περιεχόµενου µαζούτ, διότι οι µετρήσεις των διακινούµενων ποσοτήτων µαζούτ γίνονται σε µάζα και όχι σε όγκο. Ιξώδες Το ιξώδες ενός ρευστού αποτελεί ένα µέτρο της εσωτερικής του αντίστασης στη ροή. Στα µαζούτ, όπως και στα υπόλοιπα καύσιµα µετριέται το κινηµατικό ιξώδες σύµφωνα µε τη µέθοδο ISO 3104 και εκφράζεται συνήθως σε cst. Για να είναι τα µαζούτ νευτώνια ρευστά όπως απαιτεί η µέθοδος, το ιξώδες τους µετριέται σε σχετικά υψηλή θερµοκρασία (50 C). Το ιξώδες είναι µια πολύ ση µαντική ιδιότητα που επηρεάζει τη διάσπαση του καυσίµου σε πολύ µικρά σταγονίδια στο ακροφύσιο του καυστήρα. Όσο µεγαλύτερο είναι το ιξώδες, τόσο δυσκολότερο είναι αυτό. Το ιξώδες µεταβάλλεται σηµαντικά µε τη θερµοκρασία. Με µείωση της θερµοκρασίας αυξάνεται το ιξώδες του καυσίµου. Περιεκτικότητα σε θείο Η περιεκτικότητα του καυσίµου σε θείο, εξαρτάται από το είδος του αργού πετρελαίου απ' το οποίο προήλθε. Το θείο περιέχεται στο καύσιµο σαν ετεροάτοµο στους υδρογονάνθρακες, και µπορεί να βρίσκεται ενωµένο είτε σε ευθύγραµµη αλυσίδα είτε σε δακτύλιο. Η µέτρηση του βασίζεται σε φθορισµό ακτίνων Χ (ISO 8754 ή EN ISO 14596 ). Το θείο είναι ανεπιθύµητο επειδή κατά την καύση του µετατρέπεται σε διοξείδιο του θείου (S0 2 ) που είναι όξινο και διαβρωτικό, ενώ επίσης συµβάλλει στο φαινόµενο της όξινης βροχής. Το πρόβληµα γίνεται οξύτερο όταν σχηµατιστεί τριοξείδιο του θείου (SΟ 3 ) που µε τους υδρατµούς των καυσαερίων γίνεται θειικό οξύ, που επιτείνει τα προβλήµατα διάβρωσης, ενώ µειώνει και το βαθµό απόδοσης της εγκατάστασης επειδή τα καυσαέρια εγκαταλείπουν την εγκατάσταση σε υψηλή θερµοκρασία για ν' αποφευχθεί η συµπύκνωση των όξινων καυσαερίων.
Θερµογόνος ύναµη Είναι µια µέτρηση της ενέργειας που ελευθερώνεται κατά την καύση του καυσίµου και αποτελεί τη βάση για τον υπολογισµό της θερµικής απόδοσης. Ο όρος που χρησιµοποιείται είναι θερµογόνος δύναµη, και µετριέται µε χρήση ειδικού θερµιδόµετρου (ΑS ΤΜ D-4868). Εκφράζεται σε µονάδες ενέργειας ανά µάζα καυσίµου. Η θερµογόνος δύναµη αναφέρεται σαν ανώτερη και σαν κατώτερη, ανάλογα µε τη φυσική κατάσταση των υδρατµών που παράγονται κατά την καύση (υγρή και αέρια αντίστοιχα). Η διαφορά τους εξαρτάται από την περιεκτικότητα του καυσίµου σε υδρογόνο. Η θερµογόνος δύναµη ενός καυσί µου επηρεάζεται και από την περιεκτικότητα του σε θείο, νερό και τέφρα. Για τον προσδιορισµό της θερµογόνου δύναµης µπορούν να χρησιµοποιηθούν και εµπειρικές σχέσεις και διαγράµµατα όταν δεν είναι δυνατός ο πειραµατικός προσδιορισ µός της. Οι σχέσεις αυτές έχουν πολύ ικανοποιητική ακρίβεια και προτείνονται ακόµη και από επίσηµους οργανισµούς τυποποίησης (ΑSΤΜ, ISO). Σηµείο ανάφλεξης Το σηµείο ανάφλεξης (flash point) αποτελεί µια προδιαγραφή ασφαλείας για τις συνθήκες αποθήκευσης και µεταφοράς του καυσίµου. Αποτελεί µια πρώτη ένδειξη µόλυνσης µε ελαφρύτερα συστατικά. Προσδιορίζεται µε τη µέθοδο ISO 2719. Τέφρα Τα µαζούτ µπορεί να περιέχουν µικρές ποσότητες υλικών που µπορεί να οδηγήσουν στο σχηµατισµό τέφρας κατά την καύση, όπως αιωρούµενα στερεά και διαλυτές οργανοµεταλλικές ενώσεις. Οι ενώσεις αυτές µπορεί να δηµιουργήσουν προβλήµατα αποθέσεων στο σύστηµα ψεκασµού του καυσίµου, καθώς και φθορά στις εγκαταστάσεις µεταφοράς θερµότητας στις θερµικές εγκαταστάσεις. Η εναπόθεση τέφρας στις επιφάνειες µεταφοράς θερµότητας εκτός από τη διάβρωση µειώνει και το συντελεστή µεταφοράς θερµότητας, άρα και την απόδοση της θερµικής εγκατάστασης. Η τέφρα προσδιορίζεται µε τη µέθοδο EN 26245. Από τα µέταλλα που περιέχονται στην τέφρα, αυτά που ενδιαφέρουν περισσότερο είναι το νάτριο και το βανάδιο. Ο λόγος είναι ότι τα οξείδια τους έχουν χαµηλό σηµείο τήξης και µπορούν έτσι να µεταφερθούν και να εναποτεθούν σε διάφορα σηµεία της θερµικής εγκατάστασης, προκαλώντας τα προαναφερθέντα προβλήµατα διάβρωσης και µείωσης της απόδοσης. O προσδιορισµός του νατρίου και του βαναδίου γίνεται µε τη µέθοδο ΙΡ 288. Ανθρακούχο υπόλειµµα Το ανθρακούχο υπόλειµµα προσδιορίζει την ποσότητα βαρέων συστατικών που υπάρχουν στο καύσιµο, και κατά τη διάρκεια της καύσης δεν οξειδώνονται πλήρως, αλλά πυρολύονται σχηµατίζοντας ένα είδος αιθάλης. Το εξανθράκωµα προσδιορίζει την τάση του καυσίµου να δηµιουργεί ανθρακούχες αποθέσεις. Οι ανθρακούχες αυτές αποθέσεις µειώνουν την απόδοση των ακροφυσίων ψεκασµού µειώνοντας την απόδοση του καυστήρα, ενώ ταυτόχρονα εντείνουν τη φθορά τους. Για τον προσδιορισµό του ανθρακούχου υπολείµµατος χρησιµοποιείται η µικρο-µέθοδος ISO 10370. Νερό και Υπόστηµµα Το νερό δεν µπορεί να απο µακρυνθεί εντελώς από τα µαζούτ µε απλές µεθόδους επειδή έχει παραπλήσια πυκνότητα µε αυτά. Μπορεί να εισέλθει στο καύσιµο κατά τις διεργασίες παραγωγής ή από το δίκτυο αποθήκευσης και µεταφοράς. Το υπόστηµµα που εµφανίζεται στα µαζούτ είναι ή ανόργανης προέλευσης, όπως σωµατίδια µετάλλων και σκουριά από τις δεξαµενές αποθήκευσης ή οργανικής από τη συσσωµάτωση ολεφινών από πυρολυµένα gasoil. Το πρόβληµα του υποστήµµατος είναι πιο έντονο όταν το µαζούτ έχει προέλθει από ανάµιξη ενός βαρέος υπολείµµατος πυρολυτικών διεργασιών µε gasoil από ατµοσφαιρική απόσταξη. Σε αυτήν την περίπτωση παρατηρείται συχνά διαχωρισµός βαρέων συστατικών (πίσσα) λόγω ασυµβατότητας µεταξύ των υδρογονανθράκων που υπάρχουν στα δύο συστατικά. Το νερό και το υπόστηµµα µπορεί να δηµιουργήσουν προβλήµατα λόγω διάβρωσης και φθοράς του συστήµατος ψεκασµού. Ο προσδιορισµός του νερού γίνεται µε τη µέθοδο ISO 3733. Ο προσδιορισµός του ολικού ιζήµατος γίνεται µε τη µέθοδο ASTM D 4870/IP 375. Σηµείο Ροής Το σηµείο ροής είναι η χαµηλότερη θερµοκρασία στην οποία το προϊόν ρέει, όταν αυτό ψύχεται υπό τις συνθήκες της µεθόδου. Η µέθοδος που χρησιµοποιείται είναι η ISO 3016. Η πρακτική σηµασία του σηµείου ροής για το µαζούτ είναι ασήµαντη διότι οι θερµοκρασίες προθέρµανσης για να αποκτήσει το επιθυµητό ιξώδες είναι υψηλότερες του σηµείου ροής του καυσίµου, εξασφαλίζοντας έτσι τη ρευστότητά του. Μαζούτ και ρύπανση ατµόσφαιρας
Με το Π.. 922/1977 απαγορεύτηκε η καύση µαζούτ στις κεντρικές θερµάνσεις των κτιρίων των Αθηνών. Θετικό αποτέλεσ µα αυτού του περιοριστικού µέτρου ήταν η µείωση κατά 50% της περιεκτικότητας της ατµόσφαιρας σε SO 2. Aπό το 1982 περιορίστηκε η περιεκτικότητα σε θείο, σε όλους τους τύπους µαζούτ που προορίζονται να καταναλωθούν στο λεκανοπέδιο Αττικής σε 0,7% κατά βάρος µέγιστο. Σύ µφωνα µε το άρθρο 3 της απόφασης ΑΧΣ αριθ. 340/2000 ( ΦΕΚ 222/Β/2001), µε την οποία έγινε εναρµόνιση της Ελληνικής Νοµοθεσίας προς την Οδηγία 1999/32/ΕΚ 1 σχετικά µε τη µείωση της περιεκτικότητας ορισµένων υγρών καυσίµων σε θείο και για την τροποποίηση της Οδηγίας 93/12/ΕΟΚ, προβλέπονται τα ακόλουθα για τη µείωση της περιεκτικότητας σε θείο του βαρέος µαζούτ: 1. Από την 1 η Ιανουαρίου 2003 δεν επιτρέπεται να χρησιµοποιείται βαρύ µαζούτ µε περιεκτικότητα σε θείο άνω του 1,00% κατά µάζα. 2. Είναι δυνατόν µε κοινή απόφαση των Υπουργών Ανάπτυξης και ΠΕΧΩ Ε, να επιτρέπεται µετά την 1η Ιανουαρίου 2003 η χρησιµοποίηση βαρέας µαζούτ µε περιεκτικότητα σε θείο µεταξύ 1% και 3% κατά µάζα, σε τµήµατα ή στο σύνολο της επικράτειας. Η δυνατότητα αυτή παρέχεται µε την προϋπόθεση ότι τηρούνται τα πρότυπα ποιότητας του αέρα τα οποία καθορίζονται για το διοξείδιο του θείου στην Πράξη Υπουργικού Συµβουλίου υπ' αριθ. 99/10.7.1987 «Οριακές και κατευθυντήριες τιµές ποιότη-τας της ατµόσφαιρας σε διοξείδιο του θείου και αιωρούµενα σωµατίδια (Α' 135/1987), ή σε άλλο νοµοθέτηµα που ενδεχοµένως καταργεί ή αντικαθιστά τα πρότυπα αυτά καθώς και σε άλλες σχετικές διατάξεις και οι εκποµπές αυτές δεν συµβάλλουν στην υπέρβαση των κρισίµων φορτίων σε άλλο κράτος µέλος. Η ανωτέρω έγκριση ισχύει µόνο για όσο χρόνο οι εκποµπές δεν συµβάλλουν στην υπέρβαση των κρίσιµων φορτίων σε άλλο κράτος µέλος. 3. Σε περίπτωση εφαρµογής της παραγράφου 2 το ΥΠΕΧΩ Ε γνωστοποιεί την πρόθεση του στην Επιτροπή ΕΚ και στο κοινό, τουλάχιστον δώδεκα µήνες νωρίτερα παρέχοντας στην Επιτροπή επαρκή στοιχεία προκειµένου να εκτιµηθεί αν πληρούνται τα κριτήρια της παρα-γράφου 2. Η Επιτροπή ενηµερώνει τα άλλα κράτη µέλη. Εντός έξη µηνών από την ηµεροµηνία λήψης της γνωστοποίησης, η Επιτροπή λαµβάνει απόφαση σύµφωνα µε τη διαδικασία του άρθρου 9 της Οδηγίας 1999/32/ΕΚ, την οποία ανακοινώνει στα κράτη µέλη. 4. ί) Με την επιφύλαξη της κατάλληλης παρακολούθησης των εκποµπών εκ µέρους των αρµοδίων αρχών, οι παράγραφοι 1 και 2 δεν εφαρµόζονται για το βαρύ µαζούτ που χρησιµοποιείται: 1 Σηµειώνεται ότι η Οδηγία 1999/32/ΕΚ βρίσκεται στη φάση της τροποποίησης µε στόχο την καθιέρωση αυστηρότερων ορίων στην περιεκτικότητα σε θείο των υγρών καυσίµων. α) Στις µονάδες καύσης που εµπίπτουν στην υπ' αριθ. 58751/2370/1993 κοινή Υπουργική Απόφαση «Καθορισ µός µέτρων και όρων για τον περιορισµό της ατµοσφαιρικής ρύπανσης που προέρχεται από µεγάλες εγκαταστάσεις καύσης» (Β'264) όπως τροποποιήθηκε µε την υπ' αριθ. 76802/1033/1996 ΚΥΑ (Β'596). β) Σε άλλες µονάδες καύσης οι οποίες δεν εµπίπτουν στο πεδίο εφαρµογής του στοιχείου α), εφόσον οι εκπεµπόµενες από αυτές ποσότητες διοξειδίου του θείου δεν υπερβαίνουν τα 1700 mg/νm 3, όταν το καυσαέριο έχει περιεκτικότητα σε οξυγόνο 3% κατά όγκο σε ξηρή βάση. γ) Για την καύση σε διυλιστήρια, όταν ο µηνιαίος µέσος όρος των εκποµπών διοξειδίου του θείου όλων των εγκαταστάσεων του διυλιστηρίου [εκτός των µονάδων καύσης που υπάγονται στο πεδίο του στοιχείο α) ], ανεξαρτήτως του τύπου του καυσίµου ή του συνδυασµού καυσίµων που χρησιµοποιούνται, είναι εντός του ορίου που έχει καθοριστεί και το οποίο δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 1700 mg/νm 3. ιί) Οι εγκαταστάσεις καύσης που χρησιµοποιούν µαζούτ µε περιεκτικότητα σε θείο µεγαλύτερη από την προβλεπόµενη στην παράγραφο 1 θα συνεχίσουν να λειτουργούν µόνον εφ' όσον στην έγκριση περιβαλλοντικών ορών που χορηγείται σύµφωνα µε τις διατάξεις της κείµενης νοµοθεσίας θα καθορίζονται συγκεκριµένα τα επιτρεπόµενα όρια εκποµπών.