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Tema 14. COMBUSTIBLES - Coggle Diagram
Tema 14. COMBUSTIBLES
PROPIEDADES DE LOS COMBUSTIBLES
VISCOSIDAD
Efecto de la T
↑↑ influyente en la manipulación del comb. en el buque
Viscosidad cinemática
Unidades: cSt, ºE, SSU, SSF y Redwood Nº1 y Nº2
Resistencia del comb. a fluir
Viscosidad dinámica y cinemática
DENSIDAD
Cantidad de masa contenida en un v. de combustible y que se establece a 15ºC
PESO ESPECÍFICO
Relación entre el peso del comb. y su volumen
Dependencia grado de refinamiento y T
PODER CALORÍFICO
Calor desprendido en la comb. completa de una unidad de volumen o masa de comb.
↑ PC: ↑ P. térmica y ↓ consumo
PCS
Calor producido en la reacción
PCI
Calor aprovechable de la reacción
GRADO DE CALIDAD DEL COMBUSTIBLE SEGÚN SUS CARACTERÍSTICAS DE IGNICIÓN
Tiempo entre inyección y comienzo de la combustión
Índice de Cetano: Combustibles destilados
↓
Índice de Carbono Aromático Calculado: Combustibles residuales
Elevado
Efecto de la densidad y viscosidad
PUNTO DE INFLAMACIÓN
T mínima a la que comienza a desprender vapores de carácter inflamable
PUNTO DE FLUIDEZ
T a la que comienza a perder su comportamiento fluido
Importante en combustibles que no necesitan ser calentados para su uso
PUNTO DE ENTURBIAMIENTO O DE NUBE
T a la que los sólidos disueltos comienzan a precipitar
↑ de la turbidez del fluido
TEMPERATURA DE AUTOIGNICIÓN
Depende del comb.
Riesgo de incendio por accidente
T. mínima que se debe alcanzar para que pueda iniciarse y propagarse la comb. de una mezcla de aire y gas de forma espontánea
T ↑↑ a la de inflamación
RESIDUOS CARBONOSOS
Tendencia de un comb. a generar residuos carbonosos durante su combustión
Factores
Proporción de C y H presente en la combustión
Condiciones de T ↑ y ausencia de aire
Origen del crudo y tipo de proceso de refinado
IMPUREZAS Y CONTAMINANTES
Agua
Efectos perjudiciales en combustible y en elementos del motor
Contaminante más común
Eliminación por centrifugado y decantación
Vanadio y sodio
Vanadio
Soluble en el comb.
Sodio
En comb. en agua de mar
Problemas
Formación de sales a ↑ T
Aluminio y silicio
Partículas catalíticas
Refinado
Formación de óxidos de Al y Si
↑↑ abrasivos
Cenizas
Contenido ↑ 0.1%
↑ contenido de impurezas
Cenizas de la combustión
Efectos perjudiciales
Corrosión, obstrucciones, daños en el motor, ↑ rendimiento y ciclo de vida
Sedimentos
Residuos no solubles formados tras el proceso de refinado
Azufre
Elemento indeseado en la composición del combustible
↓ PCI
Procesos de corrosión
Emisiones contaminantes SOx
Nitrógeno
Emisiones contaminantes NOx
Elemento presente en el aire necesario para la combustión
FACTORES MEDIOAMBIENTALES
↓ emisiones CO2 ↓ consumo de comb.
MARPOL para prevenir la contaminación por los buques
Emisiones limitadas de contaminantes
GAS NATURAL LICUADO
↓ un 25% la emisión de CO2
Precio + estable que los derivados del petróleo
Buques de GNL pueden aprovechar una pequeña parte de la carga para propulsar el barco
CH4 es ~25 veces + nocivo que CO2 respecto al efecto invernadero
Prácticamente no genera emisiones de partículas
↓ 80-90% las emisiones de NOx
No genera SOx
ASFALTENOS
HC de ↑ peso molecular
↑ T y energía para romper su estructura
Presentes en todo combustible pesado
↑ t. combustión
Problemas
Producción de ↑ concentración de productos contaminantes
↑↑ consumo de comb.
Inestabilidad e incompatibilidad entre combustibles
Precipitación en elementos del motor
ADITIVOS DE LOS COMBUSTIBLES
OXIGENADORES
Mejoran la combustión para ↓ el CO generado
↓ consumo de combustible
ANTIDETONANTES
↓ del golpeteo del motor y ↑ del octanaje del combustible
ANTIOXIDANTES
Previenen formación de compuestos que ↓ el rend. del motor de combustión interna
COLORANTES
Solubles en el combustible
DETERGENTES - DISPERSANTES
Mejoran la pulverización del combustible, la mezcla y el contacto con el oxígeno del aire
↑ combustión
↓ consumo de comb.
↓ emisiones
OPERACIONES EN LA REFINERÍA
Destilación primaria
Fraccionamiento
Separación de fases en función de su volatilidad
Destilación secundaria
Rotura de moléculas de una fracción pesada para ↑ la cantidad de una fracción más ligera
Otras transformaciones
↑ calidad
Refino
Depuración de una fracción
Normas y especificaciones comerciales
COMBUSTIBLES MARINOS
DESTILADOS
Gasoil marino
Destilado puro
↓ Contenido de azufre
Diesel marino
Trazas de combustible residual
↑ viscosidad
↑ densidad
↑ contenido de azufre
RESIDUALES
Mezclado con productos destilados en distintas proporciones
↑ viscosidad
↑ t de reacción
↑ porcentaje de residuos
↑ emisiones de SOx a la atm
↓ precio
↓ rend. y ↑ mantenimiento de máquinas
RMX nº
Utilización de ambos combustibles o sólo uno de ellos en el buque
Tipo de motor e instalación
Motores principales; motores auxiliares y servicios del buque
Función del buque
Navegaciones largas o medias; Navegaciones cortas o servicios portuarios
DEFINICIÓN Y TIPOS
Producto que cede energía calorífica reaccionando con el O del aire
TIPOS
Comb. líquidos
HC obtenidos por refinado del petróleo
Comb. sólidos
Naturales y artificiales
Comb. gaseosos
Naturales y manufacturados
COMBUSTIBLES LÍQUIDOS
85% C, 12% H y 3% S, N, O...
Mezcla de HC
Nafténicos
Cíclicos saturados, ramificados o no
Aromáticos
Parafínicos
Lineales
Muy estables
Ramificados
↑ reactivos
PRODUCTOS OBTENIDOS DEL PETRÓLEO
