Нефть и нефтепродукты

Общие сведения о товарных нефтепродуктах. В зависимости от степени учета, режимов производства и способов погрузки-разгрузки все нефтепродукты можно разделить на три группы: сырая нефть, светлые нефтепродукты и темные нефтепродукты.

Сырая нефть представляет собой горючую маслянистую жидкость с характерным запахом, цвет которой меняется от светло-желтого до черного. Физические и хи­мические свойства нефти зависят от ее месторождения. Сырая нефть транспортируется на нефтеперерабатывающие заводы по трубопроводам или железнодорожным транспортом.

На нефтеперерабатывающих заводах получают светлые и темные нефтепродукты, причем светлые образуются при температуре до 350°С, а темные – более 350°С. В зависимости от назначения нефтепродукты условно делятся на три группы: топливо, смазочные материалы, прочие продукты.

К группе топлива относятся: моторное топливо, дизельное топливо, топливо для реак­тивных установок, а также котельное топливо.

Основной качественной характеристикой моторного топлива (бензина, керосина) является детонационная стойкость, определяемая октановым числом. Чем выше октановое число, тем выше качество моторного топлива и меньше опасность детонации. К важнейшим характеристикам моторного топлива относятся также испаряемость, теплота сгорания, содержание смолистых веществ и сернистых соединений, химическая и физиче­ская стабильность.

Основным показателем дизельного топлива является способность к самовоспламенению при впрыскивании его в камеру сгорания. Это свойство характеризуется цетановым числом, при высоком значении которого (45-50) топливо сгорает полностью и равномерно. Качество дизельного топлива оценивается также теплотой сгорания, вязкостью, температурой застывания, а для топлива, приме­няемого в быстроходных дизелях, — испаряемостью.

Определяющие эксплуатационные свойства котельного топлива — теплотворная способность и вязкость. От вязкости зависит эффективность распыления топлива в форсунке.

С мазочные материалы в зависимости от агрегатного состояния подразделяются на жидкие масла и пластичные (консистентные) смазки. Жидкие масла используются для смазки трущихся де­талей и узлов установок, работающих в самых различных режимах и условиях, а также как диэлектрики, охлаждающие жидкости, жидкости в гидравлических системах и т. д. Масла должны быть стабильными, стойкими против окисления, обладать антикоррозионными свойствами. Пластичные смазки имеют мазеобразную консистенцию. По назначению они подразделяются на антифрикционные, антикоррозионные и уплотнительные.

К прочим нефтепродуктам относится большой ассортимент продуктов — растворители и осветительные керосины, парафины, нефтебитумы, а также нефтепродукты, служащие сырьем для нефтехимической и химической промышленно­сти.

Свойства нефтепродуктов. Основными свойствами нефтепродуктов, влияющими на условия транспортирования, хранения и выполнения операций по наливу и сливу, являются: плотность, вяз­кость, температура плавления и вспышки, испаряемость, статическое электричество, коррозионность, химическая и физическая стабильность, токсичность.

Плотность нефти зависит от содержания легких фракций, изменяется от 0,65 (светлые) до 1,05 (темные) т/м³. В зависимости от плотности различают лег­кую, среднюю и тяжелую нефть. Плотность используют для определения массы нефтепродуктов в цистернах и резервуарах при объемно-весовом способе учета количества груза, который является наиболее рас­пространенным и универсальным. В настоящее время разработаны и внедряются новые способы оп­ределения массы (акустический, оптический, тепловой и др.), позволяющие более точно и с мини­мальными трудозатратами определить количество груза в цистернах.

Вязкость определяет подвижность (текучесть) нефтепродуктов и оказывает существенное влия­ние на условия транспортирования и выполнения операций по сливу и наливу.

Температура плавления (застывания) для нефтепродуктов изменяется от —80 °С для бензинов до +150°С для битумов. Температура плавления характеризует температурные пределы применения топлива без предварительного подогрева. Температура застывания топлива должна быть на 10°С ниже температуры, при которой предполагается его использование.

Температура вспышки зависит от химического состава нефтепродуктов и характеризует его по­жарную опасность. По температуре вспышки все нефтепродукты делятся на две группы: легковос­пламеняющиеся (до 50°С) и горючие (более 50°С). Температура вспышки определяет предельно до­пустимую температуру разогрева нефтепродуктов перед производством операций по сливу, которая должна быть ниже температуры вспышки не менее чем на 10 ° С. Пределы взрываемости определяют минимальное и максимальное содержание паров нефтепродукта в воздухе, способных взорваться при воздействии откры­того огня. Зона взрываемости лежит в пределах 1—10%.

Испаряемость — способность жидкости переходить в парообразное состояние в результате того, что плотность паров нефтепродуктов больше плотности воздуха. Испаряемость главным образом за­висит от фракционного состава, упругости паров и вязкости. Наибольшей испаряемостью характери­зуются бензины, у которых данный показатель в 50-100 раз больше, чем у других светлых неф­тепродуктов. Темные нефтепродукты испаряются слабо, смазочные масла практически не испаряют­ся.

Различают статическое и динамическое испарение. Статическое испарение приводит к потере ко­личества и главное качества нефтепродукта, оставшегося в резервуаре. Объясняется это тем, что с поверхности жидкости улетучиваются в первую очередь легкие фракции нефтепродуктов, а жидкая фаза при этом становится более тяжелой. Динамическое испарение, при котором нефтепродукт и воздух движутся относительно друг друга, является важнейшим качественным показателем моторных и ряда других видов топлива. От хороше­го испарения зависит устойчивая работа двигателя, срок его службы, расход топлива. Вместе с тем динамическое испарение в процессе слива и налива приводит к количественным и качественным по­терям и является отрицательным явлением.

Статическое электричество накапливается нефтью и продуктами ее переработки при их движении по трубопроводам, резиновым шлангам, а также при трении капель или струй продукта о воздух. Накопление статического электричества требует наличия заземления цистерн при доставке нефтепродуктов потребителям. Ста­тическое электричество отрицательно влияет и на организм человека, ухуд­шает санитарно-гигиенические условия труда.

Коррозионность нефтепродуктов обусловливается наличием в их составе сернистых соединений, водорастворимых кислот и щелочей, а также воды. Жесткие требования предъявляются к содержанию серы в моторных топливах, так как превышение допустимого предела сильно увеличивает износ двигателя.

Химическая и физическая стабильность означает постоянство химического и физического соста­ва в течение определенного периода времени. Наиболее быстро теряют химическую и физическую стабильность бензины. Ди­зельное топливо более устойчиво сохраняет свои свойства.

Токсичность нефтепродуктов выражается во вредном воздействии на организм че­ловека, в загрязнении окружающей среды. Токсичность действия паров нефтепро­дуктов на человеческий организм приводит к необходимости ограничения их допустимого содержа­ния в рабочей зоне. Существуют предельно допустимые концентрации паров нефтепродуктов в атмосфере на­селенных пунктов, а также в водоемах.