Zware stookolie

Stookolie (of huisbrandolie) wordt als brandstof gebruikt in dieselmotoren en verwarmingsinstallaties. Voor verwarmingsdoeleinden is stookolie in Nederland grotendeels verdrongen door aardgas. In België, waar zij nog vaak met de aan het Russisch ontleende naam mazout (mazoet) wordt aangeduid, wordt stookolie nog wel behoorlijk veel gebruikt. Er zijn verschillende soorten stookolie afhankelijk van de raffinage van de aardolie.

Tweetakt dieselmotor werkend op stookolie

Zware stookolie Zware stookolie is moeilijk te verwerken omdat ze zeer viskeus en dus stroperig is. Zij moet eerst voorverwarmd worden voordat ze gebruikt kan worden. Onder andere (zee)schepen gebruiken deze stookolie, maar ook voor industriële installaties wordt zware stookolie gebruikt.

Halfzware stookolie Een iets lichtere stookolie wordt veel gebruikt voor de verwarming van kassen in de glastuinbouw, voor schepen, voor grote verwarmingsinstallaties en voor industriële warmtetechniek. Ook deze olie moet voorverwarmd worden.

Lichte stookolie Een weer iets lichtere stookolie wordt veel gebruikt voor verwarmingsinstallaties in gebouwen en voor schepen. Deze wordt ook wel huisbrandolie genoemd.

Dieselolie Dieselolie, ook wel gasolie genoemd, is een vrij lichte stookolie en wordt gebruikt als brandstof in dieselmotoren van auto's, vrachtwagens, tractors en schepen.

Aan de gasolie bestemd voor gebruik in de landbouw, alsmede aan de huisbrandolie, wordt een rode kleurstof en furfural toegevoegd om te vermijden dat men de dieselolie als motorbrandstof bij personenauto's gaat gebruiken (met het oog op hogere accijnzen op motorbrandstof). De kleurstof is in principe gemakkelijk te verwijderen, maar het furfural blijft geruime tijd in kleine hoeveelheden in de tank aanwezig, waardoor men alsnog kan nagaan of men de goedkope dieselolie als brandstof in de auto heeft gebruikt. Wie rijdt met ontkleurde stookolie, valt dus toch door de mand en heeft een flinke boete te betalen. En probeer het niet te doen met een compromis diesel + stookolie. Want zelfs diesel die 2 tot 3% stookolie bevat, valt al door de mand van de douane, die geregeld chauffeurs van de baan plukt voor tests; er staan bovendien zware boetes op overtredingen, omdat dit een vorm van belastingontduiking is.

Ontzwavelen Voor stookolie gelden milieuregels. Zo mag deze olie als ze op het land wordt gebruikt maar een beperkt percentage zwavel bevatten. Deze zwavel verbindt zich met zuurstof tot SO2, welke zwavelzuur vormt.
Tussen 1967 en 1988 werd het zwavelgehalte zo reeds verminderd van 0,8% naar 0,2%. sedert 1 januari 2008 bedraagt het maximum 0,1%. Er bestaat ook mazout met een extra laag zwavelgehalte van 0,005% speciaal voor condensatieketels. Daarom worden na de raffinage de producten ontzwaveld in verschillende ontzwavelingsinstallaties, waarbij het zwavelhoudende gas in een zwavelterugwinningsinstallatie wordt omgezet in zuivere zwavel, die weer wordt gebruikt als grondstof in de rubber-, kunstmest-, chemische en farmaceutische industrie.

Door IMO, de internationale scheepvaartorganisatie, zijn nu ook beperkingen van het zwavelgehalte in stookolie opgesteld voor zeeschepen. Op volle zee mag nu nog stookolie met maximaal 45.000 ppm zwavel worden gebruikt.

Vanaf 2012 mocht dit gehalte niet hoger dan 35.000 ppm zwavel zijn. Na 2020 is dit verder teruggebracht naar 5.000 ppm zwavel. Deze zwavelarme stookolie is echter aanzienlijk duurder.

Stookolie met als (Belgisch, van het Russisch afgeleid) synoniem mazout is een vloeibaar, brandbaar derivaat van aardolie, dat bijna uitsluitend gebruikt wordt voor verwarming door particulieren. Voor industriële toepassingen gebruikt men zg. fuel, verwant met stookolie maar met een hoger kookpunt en hogere viscositeit.

Nauw verwant maar toch afwijkend op sommige vlakken is dieselolie of gasolie, gebruikt als motorbrandstof. Wegens de hoge taxatie op diesel is het prijsverschil des te groter, want deze laatste brandstof kan gemakkelijk dubbel zo duur zijn als stookolie.
De verleiding om de tank van je wagen te vullen met stookolie is dus groot, doch naast het risico van een boete is er nog een minpunt verbonden aan stookolie als motorbrandstof: de motor presteert minder goed dan met diesel, er ontstaan afzettingen, de uitstoot voldoet niet meer aan de norm en op termijn zijn serieuze beschadigingen niet uit te sluiten.

Stookolie bevat tot 200 maal meer zwavel dan diesel en dat leidt tot veel te veel emissie van zwaveldioxide, de oorzaak van zure regen. Bovendien tast zwaveldioxide bepaalde delen van de motor aan. Verder is de dichtheid van stookolie hoger dan van diesel, wat zich uit in de genoemde afzettingen en verminderd vermogen.

Destillatietoren

Stookolie is wel brandbaar, maar om efficiënt te zijn moet ze verneveld worden door een elektrisch aangedreven pomp. De geproduceerde warmte is even groot als van dieselolie. Stookolie kan gemengd worden met biodiesel, afkomstig van koolzaad, maïs, palmnoten, sojabonen enz. Op ecologisch gebied zijn stookolietanks onderworpen aan strenge reglementering omdat lekkages heel veel schade kunnen toebrengen aan het milieu.

In Nederland heeft aardgas (om begrijpelijke redenen) stookolie bijna geheel verdrongen als brandstof voor verwarmingsdoeleinden.

De natuurlijke vloeibare brandstof is de ruwe aardolie, meestal een donkerbruine tot zwarte vloeistof. Zij bestaat uit een mengsel van koolwaterstoffen, die voor het grootste deel tot de methaanereeks (koolwaterstoffen) behoren. Deze ruwe aardolie bevat vaak zoveel waardevolle bestanddelen, dat het lonend is, hen er uit te halen. Gebruik makend van de verschillende kookpunten van de samenstellende delen, bereidt men door destillatie uit de ruwe olie: benzine, petroleum en gasolie, waarna tenslotte de zware stookolie overblijft. 

De basis van zware stookolie is dus afkomstig van de residu’s van distillatie en van conversie. Er bestaan verschillende types van zware stookoliën, welke verkregen worden na verdunning en menging met gasoliestromen afkomstig van de vacuümdistillatie, de kraakeenheden, en de visbreaking.

Olietanker voor het vervoer van aardolie

Het percentage stookolie, dat een ruwe olie bevat, is afhankelijk van de vindplaats. Sommige soorten ruwe olie bevatten minder dan 10% stookolie, in andere komen in het geheel geen lichtere bestanddelen voor; die worden dus zonder nadere verwerking geheel als stookolie gebruikt. Deze zeer wisselende samenstelling is een bezwaar voor het geven van een eng begrensde specificatie. De scheikundige samenstelling van de ruwe olie, die dus nogal uiteenloopt is ongeveer 86% koolstof, 12,5% waterstof. En kleine hoeveelheden andere bestanddelen. De stookwaarde is ongeveer 10.000 kcal/kg, het soortelijk gewicht 0,85 tot 1, en de soortelijke warmte gemiddeld 0,45.

Deze verschillende types worden gerangschikt volgens hun viscositeit en/of hun zwavelgehalte.
Zware stookoliën worden gebruikt als industriële brandstof en als brandstof voor de voeding van zeer zware dieselmotoren voor de aandrijving van schepen.
Het is voornamelijk om economische redenen dat grote industriële installaties en grote dieselmotoren zware stookolie gebruiken. Op het gebied van de grote vermogens vertegenwoordigen de energiekosten een zeer groot gedeelte (soms 50% en meer) van de totale exploitatiekosten. Het is dus onontbeerlijk gebruik te maken van de goedkoopste energieën en de rendementen te optimaliseren. De industrieën welke zware stookolie gebruiken zijn zeer gevarieerd: brouwerijen, suikerraffinaderijen, thermische centrales, serristen, enz. Kortweg, elke industrie met de behoefte aan grote hoeveelheden doeltreffende, veilige, en goedkope energie. Dit geldt ook voor het ir. D.F. Woudagemaal.

Opslag van zware stookolie bij het ir. D.F. Woudagemaal

Door de overgang op stookolie benut men ook de andere voordelen van stookolie als brandstof. Men heeft niet langer te maken met as en slakken, dus hoeft men niet langer de vuurgangen schoon te maken. Het stoken met olie betekent een gemakkelijke bediening, dus minder personeelskosten. Omdat olie in verhouding tot vaste brandstoffen betrekkelijk licht is heeft men ook lagere transport- en opslagkosten. Zo lang de vaste brandstoffen goedkoper zijn dan de stookolieproducten, is men die natuurlijk blijven gebruiken. Maar als de productie van steenkool wegvalt, of men beschikt in de nabijheid over te weinig vaste brandstoffen, dan wordt het stoken op olie wel lonend. Door verminderde beschikbaarheid van steenkolen stijgen de prijzen en daardoor wordt het gebruik van zware olie in verhouding goedkoper.
Deze situatie heeft omstreeks 1967 een rol gespeeld bij de afweging om voor het ir. D.F. Woudagemaal op stookolie over te gaan.

Ketel met oliebranders in het ir. D. F. Woudagemaal

Het spreekt vanzelf, dat industriële stookketels op zware stookolie van een geheel ander concept zijn, en andere afmetingen hebben dan een huishoudelijke ketelinstallatie. Voornamelijk onderscheidt zware stookolie zich van de andere vloeibare brandstoffen door zijn hoge viscositeit. Viscositeit vaak uitgedrukt in graden Engler

Zware stookolie is zo dik, dat hij moet worden voorverwarmd om optimaal te kunnen worden verstoven. Tijdens transport en opslag moet hij eveneens worden verwarmd om makkelijk te kunnen worden verpompt.

Olieverwarmer in het ketelhuis van het ir. D.F. Woudagemaal
Het vlampunt van de zware stookolie is zo hoog, dat de temperatuur van de voorverwarming, welke noodzakelijk is voor transport en opslag, ver beneden de waarde van het vlampunt ligt.
Door de speciale behandeling die de zware stookolie in de raffinaderij ondergaat, onderscheidt de huidige zware stookolie zich door zijn lage gehaltes aan stikstof en metalen, hetgeen een niet te verwaarlozen voordeel is voor het milieu. De uitstoot van stikstofoxides (NOx) en van zware metalen wordt, net zoals de uitstoot van stofdeeltjes (roet), streng gereglementeerd door de Nederlandse en Europese wetgevingen.