Биодизель и HVO формально относятся к одной группе биотоплива, но на наливной эстакаде требуют разных мер. Биодизель в виде метиловых эфиров жирных кислот (FAME, МЭЖК) мутнеет и застывает при более высоких температурах, чем большинство нефтяных дизельных топлив, окисляется при хранении и обращении и несовместим с рядом металлов и эластомеров. Гидроочищенное растительное масло (HVO) получают гидропереработкой, дающей соединения, идентичные части компонентов обычного дизтоплива, поэтому при наливе оно ведёт себя гораздо ближе к ископаемому дизелю. Проектирование поста налива начинается с трёх вопросов: какой продукт, какой процент смешения и какой климат.
Общая цепочка «насос — фильтр — счётчик — регулирующий клапан — стояк» описана на странице о системах налива автоцистерн. Здесь рассматриваются низкотемпературные свойства, окисление, материалы и разделение продуктов на постах, где наливают чистый биодизель (B100), его смеси и HVO.
FAME и HVO: одно название, разное поведение
Показатель | Биодизель (FAME, B100) | HVO |
Химическая природа | Метиловые эфиры, полученные переэтерификацией растительных масел и животных жиров | Парафиновые углеводороды после гидропереработки, идентичные части компонентов дизтоплива |
Низкотемпературные свойства | Температура помутнения зависит от сырья и обычно выше, чем у нефтяного дизтоплива | Может выпускаться под разные требования по температуре помутнения |
Окисление | При хранении может окисляться с образованием кислот, смол и осадка | Для целей налива близко к ископаемому дизтопливу; подтверждается спецификацией |
Материалы | Требует осторожности с некоторыми эластомерами, пластиками и медными сплавами | Обычно оценивается по материалам для дизтоплива с подтверждением данными поставщика |
Пример нормативной базы | Для B100 существуют отдельные стандарты | Стандарт на парафиновое дизтопливо допускает содержание FAME до 7 % |
Налив в холодное время: обогрев и изоляция
Температура помутнения B100, при которой при охлаждении появляются первые кристаллы, начинается примерно с −3 °C и в зависимости от сырья может достигать 16 °C, в редких случаях выше. Температура застывания обычно лишь на несколько градусов ниже, поэтому после появления кристаллов гелеобразование развивается быстро: вязкость резко растёт, фильтры забиваются, насосы работают с перегрузкой. Руководства рекомендуют хранить B100 минимум на 2,5–5 °C выше температуры помутнения, а надземные резервуары, трубопроводы, насосы и наливное оборудование защищать обогревом и изоляцией с учётом местного климата. Для системы налива это означает:
· Застойные участки: стояк, счётчик, фильтр и короткие участки, стоящие без потока между наливами, остывают быстрее всего; обогрев-спутник и изоляция оцениваются здесь в первую очередь.
· Верхний предел обогрева: тепло ускоряет окисление, поэтому обогрев регулируется так, чтобы держать продукт выше точки помутнения с запасом, но без перегрева.
· Обогрев во взрывоопасной зоне: при электрическом путевом обогреве выбор оборудования определяют стандарты на нагреватели для взрывоопасных сред и классификация зоны.
· Перевозка: при зимних отгрузках B100 изоляция или обогрев цистерны оцениваются вместе со временем в пути и температурой воздуха, чтобы продукт не прибыл ниже точки помутнения.
Окисление, срок хранения и материалы
Биодизель термически стабилен, но склонен к окислению при хранении и обращении; при этом образуются пероксиды, кислоты, смолы и осадок, растёт вязкость и забиваются фильтры. Процесс ускоряют воздух, тепло, свет и некоторые металлы: медь, латунь, бронза, свинец, олово и цинк, по имеющимся данным, ускоряют деградацию и увеличивают осадок. Поэтому в смачиваемых деталях цепочки налива их, как и оцинкованных поверхностей, следует избегать.
При длительном контакте B100 может размягчать или разрушать некоторые рукава, прокладки, уплотнения и пластики; особо уязвимыми называют часть нитрильных резин, полипропилен и поливинильные материалы. У поставщиков запрашиваются данные о совместимости с B100 для уплотнений насосов, счётчиков, клапанов, шарниров и рукавов. B100 — хороший растворитель и смывает отложения, оставленные дизтопливом, поэтому после перевода поста на биодизель фильтры поначалу забиваются чаще; контроль перепада давления на фильтрах помогает пройти этот период. При длительном хранении рекомендуются периодический контроль окислительной стабильности и кислотного числа, азотная подушка и антиокислительные присадки.
Разделение продуктов, подготовка цистерн и смешение
На одном терминале могут одновременно обращаться ископаемое дизтопливо, B100, смеси разной концентрации и HVO. Выделенные линии или порядок смены продукта, совместное использование счётчиков и стояков, маркировка смесей и сохранение качества решаются на ранней стадии. Перед наливом проверяются отсутствие воды и остатков прежнего груза в секциях, совместимость рукавов и уплотнений с B100 и допустимость предыдущего груза. На терминалах биодизель обычно вводится в дизтопливо пропорционально или поточно во время налива; хорошо перемешанная смесь не расслаивается, пока находится выше точки помутнения. Управление соотношением рассмотрено на странице о системах смешения биотоплива.
Участие TLY Enerji
В зависимости от объёма проекта TLY Enerji оказывает инженерную поддержку при выборе средств измерения и управления для поста налива биотоплива, поставляет подходящие для продукта счётчики, клапаны, насосы и датчики температуры и давления, интегрирует систему с мониторингом на базе ПЛК или SCADA, выполняет монтаж и пусконаладку. Входят ли работы по обогреву и изоляции в границы поставки, определяется в каждом проекте.
Исходные данные для налива биодизеля и HVO
· Наливаемые продукты: B100, концентрации смесей, HVO; делит ли пост с ископаемым дизтопливом
· Спецификации продуктов и диапазон температуры помутнения от поставщика
· Минимальная температура на площадке и длина открытых участков оборудования
· Доступные теплоносители: пар, горячая вода, термомасло или электрообогрев
· Типичный срок хранения, азотная подушка и применение антиоксидантов
· Частота смены продукта и общие линии или стояки
· Возможности изоляции или обогрева парка автоцистерн и время в пути
Связанные страницы
· Блочные узлы учёта биотоплива: Влияние вязкости и температуры на учёт FAME и HVO.
· Системы смешения биотоплива: Ввод биодизеля в дизтопливо в нужной пропорции при наливе.
· Состав системы налива автоцистерн: Общая структура цепочки налива независимо от продукта.
· Дозирование присадок на терминалах биотоплива: Депрессорные, антиокислительные и другие присадки.
Вопросы о наливе биодизеля и HVO
Нужна ли для HVO отдельная система налива?
HVO получают гидропереработкой, дающей соединения, идентичные части компонентов ископаемого дизтоплива, и его можно выпускать под разные требования по температуре помутнения. Поэтому во многих случаях для HVO подходят оборудование и проектные решения дизельного поста. Тем не менее нужно проверить спецификацию продукта, содержание FAME и мнение поставщиков о материалах, а необходимость выделенных линий определить по политике разделения продуктов терминала.
Всегда ли нужен обогрев линии налива B100?
Нет, это зависит от температуры помутнения продукта и минимальной температуры на площадке. Поскольку у B100 она колеблется примерно от −3 °C до 16 °C в зависимости от сырья, надземное оборудование может потребовать защиты даже в умеренном климате. Если продукт удаётся держать на несколько градусов выше точки помутнения, может хватить изоляции; иначе для застойных участков рассматривается обогрев-спутник.
Каких материалов избегать при работе с биодизелем?
Медь, латунь, бронза, свинец, олово и цинк могут ускорять деградацию биодизеля и увеличивать осадок, оцинкованные поверхности не рекомендуются. Некоторые нитрильные резины, полипропилен и поливинильные материалы разрушаются при длительном контакте. Широко применяются нержавеющая и углеродистая сталь, а для уплотнений и рукавов у каждого поставщика запрашиваются данные о совместимости с B100.
Почему после перехода на биодизель чаще забиваются фильтры?
B100 — хороший растворитель и растворяет лаки и осадки, оставленные в резервуарах и трубопроводах дизтопливом или другими продуктами. Поэтому в первое время после перевода засорение фильтров может возрасти, а по мере очистки системы интервалы замены возвращаются к обычным. Отличить этот эффект от осадка, вызванного старением топлива, помогают анализы окислительной стабильности и кислотного числа.