Что означает нелетучий нефтепродукт
Температура вспышки нефтепродуктов
С поверхности жидкостей (и даже твердых тел) происходит испарение. Среди множества молекул находятся такие, у которых скорость случайным образом оказывается достаточной, чтобы вылететь за пределы жидкости и смешаться с воздухом. Эти частицы образуют пар. Чем выше температура жидкости, тем больше средняя скорость молекул и тем чаще они вылетают в атмосферу (и реже конденсируются обратно). Таким образом, система находится в термодинамическом равновесии, а пар над жидкостью является насыщенным.
Температура вспышки и воспламенения
Чтобы смесь воздуха и пара (топливного) загорелась в присутствии огня, в ней должна быть достаточная концентрация горючих молекул. Нефть состоит из множества различных фракций – более или менее летучих. Таким образом, состав нефтепродукта определяет, при какой температуре загорится его насыщенный пар. Это одна из основных характеристик топлива.
Минимальная температура, при которой пары над поверхностью горючей жидкости способны вспыхнуть от огня – это температура вспышки. Смесь сгорает быстро, новые молекулы не успевают вылететь, и пламя затухает. При дальнейшем нагреве можно достичь температуры воспламенения. Вместо вспышки на поверхности будет наблюдаться устойчивое горение. Наконец, есть температура самовоспламенения (она еще выше), при которой для возникновения пламени или взрыва не нужен источник огня.
Определение температуры вспышки
Существует несколько методик для различных веществ. Детали проведения испытаний могут отличаться (тип применяемого аппарата, скорость нагрева и перемешивания и т.д.), но идея одна и та же.
Образец (горючую жидкость) помещают в специальную емкость – тигель. Он представляет собой латунный (или из аналогичного материала) сосуд определенной формы и размера (вроде кружки с фланцем). Тигель имеет крышку с отверстиями для термометра, источника зажигания и т.д. Емкость размещают внутри аппарата, который обеспечивает необходимые условия проведения испытаний и точность получаемых результатов.
Жидкость перемешивают и нагревают с постоянной скоростью. Через определенные температурные (либо временные) интервалы сквозь отверстие в крышке в тигель опускают источник зажигания. Когда происходит вспышка, регистрируют температуру. Приводят ее значение к стандартному атмосферному давлению.
Температура вспышки дизельного топлива в закрытом тигле измеряется по ГОСТ 6356. Это нормируемая величина, ее указывают в паспорте качества. Можно определять и по международному стандарту ISO 2719, который принят в России. Документ устанавливает 2 методики для различных веществ; используется испытательный аппарат Пенски-Мартенса. В открытом тигле также можно измерять температуру вспышки; она будет несколько выше. Тепло и молекулы топлива рассеиваются во внешней среде.
Классификация горючих жидкостей по температуре вспышки
Деление на категории в разных странах может различаться. В России из группы горючих жидкостей выделяют легковоспламеняющиеся: ≤ 61ºС в закрытом тигле (в открытом – не более 66ºС). В свою очередь, ЛВЖ делятся на 3 разряда. Дана температура вспышки в закрытом тигле, в скобках – в открытом.
Чем легче нефтяные фракции (раньше выкипают в ректификационной колонне), тем ниже их температура вспышки. Для ДТ общего назначения она должна быть от 40ºС (Л, Е) или от 30ºС (З, А) и выше. Летний и межсезонный дизель для судов, тепловозов и газовых турбин имеет не ниже 62ºС, т.е. он уже не относится к легковоспламеняющимся жидкостям.
Какова температура вспышки нефтепродуктов?
С поверхности жидкостей (и даже твердых тел) происходит испарение. Среди множества молекул находятся такие, у которых скорость случайным образом оказывается достаточной, чтобы вылететь за пределы жидкости и смешаться с воздухом. Эти частицы образуют пар. Чем выше температура жидкости, тем больше средняя скорость молекул и тем чаще они вылетают в атмосферу (и реже конденсируются обратно). Таким образом, система находится в термодинамическом равновесии, а пар над жидкостью является насыщенным.
Температура вспышки и воспламенения
Чтобы смесь воздуха и пара (топливного) загорелась в присутствии огня, в ней должна быть достаточная концентрация горючих молекул. Нефть состоит из множества различных фракций – более или менее летучих. Таким образом, состав нефтепродукта определяет, при какой температуре загорится его насыщенный пар. Это одна из основных характеристик топлива.
Минимальная температура, при которой пары над поверхностью горючей жидкости способны вспыхнуть от огня – это температура вспышки. Смесь сгорает быстро, новые молекулы не успевают вылететь, и пламя затухает. При дальнейшем нагреве можно достичь температуры воспламенения. Вместо вспышки на поверхности будет наблюдаться устойчивое горение. Наконец, есть температура самовоспламенения (она еще выше), при которой для возникновения пламени или взрыва не нужен источник огня.
Температура самовоспламенения нефтепродуктов
Температура самовоспламенения в 0С
Определение температуры вспышки
Существует несколько методик для различных веществ. Детали проведения испытаний могут отличаться (тип применяемого аппарата, скорость нагрева и перемешивания и т.д.), но идея одна и та же.
Образец (горючую жидкость) помещают в специальную емкость – тигель. Он представляет собой латунный (или из аналогичного материала) сосуд определенной формы и размера (вроде кружки с фланцем). Тигель имеет крышку с отверстиями для термометра, источника зажигания и т.д. Емкость размещают внутри аппарата, который обеспечивает необходимые условия проведения испытаний и точность получаемых результатов.
Жидкость перемешивают и нагревают с постоянной скоростью. Через определенные температурные (либо временные) интервалы сквозь отверстие в крышке в тигель опускают источник зажигания. Когда происходит вспышка, регистрируют температуру. Приводят ее значение к стандартному атмосферному давлению.
Температура вспышки дизельного топлива в закрытом тигле измеряется по ГОСТ 6356. Это нормируемая величина, ее указывают в паспорте качества. Можно определять и по международному стандарту ISO 2719, который принят в России. Документ устанавливает 2 методики для различных веществ; используется испытательный аппарат Пенски-Мартенса. В открытом тигле также можно измерять температуру вспышки; она будет несколько выше. Тепло и молекулы топлива рассеиваются во внешней среде.
Методы определения температуры вспышки
Стандартизованы два метода определения температуры вспышки нефтепродуктов в открытом (ГОСТ 4333-87) и закрытом (ГОСТ 6356-75) тиглях. Разность температур вспышки одних и тех же нефтепродуктов при определении в открытом и закрытом тиглях весьма велика. В последнем случае требуемое количество нефтяных паров накапливается раньше, чем в приборах открытого типа. Кроме того, в открытом тигле образовавшиеся пары свободно диффундируют в воздух. Указанная разность тем больше, чем выше температура вспышки нефтепродукта. Примесь бензина или других низкокипящих фракций в более тяжелых фракциях (при нечеткой ректификации) резко повышает различие в температурах их вспышки в открытом и закрытом тиглях.
При определении температуры вспышки в открытом тигле нефтепродукт сначала обезвоживают с помощью хлорида натрия, сульфата или хлорида кальция, затем заливают в тигель до определенного уровня, в зависимости от вида нефтепродукта. Нагрев тигля ведут с определенной скоростью, и при температуре на 10°С ниже ожидаемой температуры вспышки медленно проводят по краю тигля над поверхностью нефтепродукта пламенем горелки или другого зажигательного приспособления. Эту операцию повторяют через каждые 2°С. За температуру вспышки принимают ту температуру, при которой появляется синее пламя над поверхностью нефтепродукта. При определении температуры вспышки в закрытом тигле нефтепродукт заливают до определенной метки и в отличие от описанного выше метода нагревание его проводят при непрерывном перемешивании. При открывании крышки тигля в этом приборе автоматически подносится пламя к поверхности нефтепродукта.
Определение температуры вспышки начинают за 10°С до предполагаемой температуры вспышки — если она ниже 50°С, и за 17°С — если она выше 50°С. Определение проводят через каждый градус, причем в момент определения перемешивание прекращают.
Все вещества, имеющие температуру вспышки в закрытом тигле ниже 61°С, относятся к легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ), которые, в свою очередь, подразделяются на:
Температура вспышки различных нефтепродуктов
По температуре вспышки жидкие нефтепродукты классифицируются на легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ) и горючие жидкости (ГЖ). Температура вспышки горючих жидкостей имеет значение выше 61⁰С для закрытого тигля и выше 65⁰С для открытого. Жидкости, вспыхивающие при температуре, не достигшей этих значений, относят к легковоспламеняющимся. ЛВЖ делятся на 3 разряда:
Температура вспышки дизельного топлива – один из важных показателей его качества. Она напрямую зависит от самого вида топлива. Например, современное ДТ ЕВРО вспыхивает при достижении значения в 55⁰С и выше.
Температура вспышки топлива для тепловозов и судовых двигателей выше, чем для дизтоплива общего применения. А летнее топливо, нагреваясь, вспыхивает на 10-15⁰С раньше, чем зимнее и арктическое.
У легких нефтяных фракций низкая ТВЗ, и наоборот. Например:
Пределы взрываемости
Температура вспышки нефтепродукта характеризует возможность этого нефтепродукта образовывать с воздухом взрывчатую смесь. Смесь паров с воздухом становится взрывчатой, когда концентрация паров горючего в ней достигает определенных значений. В соответствии с этим различают нижний и верхний пределы взрываемости смеси паров нефтепродукта с воздухом. Если концентрация паров нефтепродукта меньше нижнего предела взрываемости, взрыва не происходит, так как имеющийся избыток воздуха поглощает выделяющееся в исходной точке взрыва тепло и таким образом препятствует возгоранию остальных частей горючего. При концентрации паров горючего в воздухе выше верхнего предела взрыва не происходит из-за недостатка кислорода в смеси. Нижний и верхний пределы взрываемости углеводородов можно определить соответственно по формулам:
Пределы взрываемости смесей индивидуальных углеводородов и других горючих веществ с воздухом, % (об.).
В гомологическом ряду парафиновых углеводородов с повышением молекулярной массы как нижний, так и верхний пределы взрываемости понижаются, а интервал взрываемости сужается от 5-15% (об.) для метана до 1,2-7,5% (об.) для гексана. Ацетилен, оксид углерода и водород характеризуются самыми широкими интервалами взрываемости, поэтому они наиболее взрывоопасны.
С повышением температуры смеси интервал ее взрываемости слегка сужается. Так, при 17°С интервал взрываемости пентана равен 1,4-7,8% (об.), а при 100°С составляет 1,44-4,75% (об.). Присутствие в смеси инертных газов (азота, диоксида умерода и др.) также сужает интервал взрываемости. Увеличение давления приводит к повышению верхнего предела взрываемости.
Пределы взрываемости паров бинарных и более сложных смесей углеводородов можно определить по формуле:
По сути, нефтепродукты – это любые вещества, полученные в результате переработки нефтяного сырья. Однако, на практике наиболее широко используются так называемые товарные нефтепродукты. Они, как правило, представляют собой смесь определенного состава из нескольких индивидуальных веществ с характерными для данного товарного продукта свойствами.
В течение некоторого периода после открытия нефти, ее не подвергали переработке, а использовали в сыром виде в качестве горючего или смазочного материала. Более тяжелую нефть, как правило, выходящую на поверхность, применяли в строительстве, например, для замазывания швов и т.п.
Позднее нефтедобытчики поняли, что нефть разумнее не сжигать в сыром виде, а перерабатывать и получать из нее более ценные вещества. Одним из таких продуктов стал керосин для осветительных ламп, который заменил распространенный в то время китовый жир. Для производства первых нефтепродуктов использовались простейшие нефтеперегонные кубы – предки современных ректификационных колонн.
Сегодня, принимая во внимание прогресс в сфере нефтепереработки, никто не возьмется опровергать это утверждение, и не будет оспаривать тот факт, что основная ценность нефти заключается именно в производимых из нее веществах – нефтепродуктах.
Сегодня ассортимент выпускаемых нефтеперерабатывающими предприятиями продуктов насчитывает порядка 500 различных наименований. Это вещества различных агрегатных состояний, которые, могут представлять собой как индивидуальные соединения, так и смеси углеводородов определенного состава.
К индивидуальным веществам относятся такие соединения, как, например, бензол или толуол.
Ярким примером смесей углеводородов являются товарные бензины, представляющие собой компаундированную смесь получаемых в процессе нефтепереработки соединений, которая соответствует по ряду свойств требуемым нормативам. Название же товарных бензинов сохраняется от основного компонента данной смеси – бензиновой фракции.
Классификация нефтепродуктов
Продукты нефтепереработки классифицируются по целому ряду различных параметров. Очевидно, их можно разделить, например, по агрегатному состоянию на:
Кроме этого, выделяют несколько классов по степени опасности веществ в зависимости от температуры вспышки:
Основную долю получаемых из нефтяного сырья продуктов переработки составляют различные виды топлива. Так, на моторное топливо приходится порядка 60% от всего объема производства нефтепродуктов.
Следующая по значимости группа нефтепродуктов – нефтяные масла. Помимо прямого назначения горюче-смазочные нефтяные материалы, входящие в данную группу могут использоваться в качестве антикоррозионных и теплоотводящих составов, например, для заливки трансформаторов.
Довольно обширный класс нефтепродуктов представляют углеродные и вяжущие материалы. Яркий представитель данной группы – битум, в огромном количестве используемый в составе асфальта для дорожных покрытий и в строительстве.
Стоит отметить, что некоторые нефтепродукты выступают не как готовые к использованию вещества, а в качестве сырья для дальнейшего нефтехимического синтеза. В основном это получаемые в процессе нефтепереработки газы. Сюда также можно отнести некоторые ароматические соединения – бензол, толуол, парафин и пр.
Производство нефтепродуктов
Более подробно технологии получения тех или иных нефтепродуктов рассмотрены в соответствующих статьях.
Транспортировка нефтепродутов
Транспортировка продуктов нефтепереработки осуществляется несколькими способами:
Газообразные нефтепродукты сжижают и транспортируют в специальных цистернах под давлением.
Жидкие продукты, такие как бензин, дизельное топливо, керосин и др. перевозят железнодорожным, автомобильным или водным транспортом в специальных цистернах, а также по трубопроводу, который называется нефтепродуктопровод.
Некоторые виды масел и растворителей перевозят уже разлитыми в готовую для продажи или специальную тару.
Твердые нефтепродукты, такие как нефтяной кокс транспортируют навалом преимущественно в железнодорожных вагонах.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Летучий нефтепродукт
Летучие нефтепродукты собирают в ловушке и содержание их определяют непосредственно по их объему. При анализе сточных вод, содержащих менее 10 мг / л нефтепродуктов, в большинстве случаев можно принять, что содержание летучих нефтепродуктов в них ничтожно, и сразу приступить к выполнению определения нелетучих нефтепродуктов. [1]
Летучие нефтепродукты ( бензиновые и керосиновые фракции) при получении тонкослойной хроматографии теряются. [2]
Летучие нефтепродукты собирают в ловушке и определяют их количество непосредственно по объему. [5]
Летучие нефтепродукты собирают в ловушке и содержание их определяют непосредственно по занимаемому ими объему. При анализе поверхностных и сточных вод, содержащих менее 10 мг / л нефтепродуктов, в большинстве случаев можно принять, что содержание летучих нефтепродуктов в них ничтожно, и сразу приступить к выполнению анализа по варианту А. [6]
Летучими нефтепродуктами названы углеводороды, отдуваемые воздухом при комнатной температуре. Их отделение и определение требуется в качестве предварительной операции в тех случаях, когда их содержание достаточно велико и основную массу нефтепродуктов определяют гравиметрическим методом или методом газожидкостной хроматографии. При анализе сточных вод, прошедших биохимическую очистку в биотенках, очистка флотацией, или любым другим методом с продувкой воздуха не требуется. Не требуется отделения летучих нефтепродуктов и в тех случаях, когда определение заканчивают методом ИК-спектромет-рии. [7]
Летучими нефтепродуктами названы углеводороды, отдуваемые воздухом при комнатной температуре. Отделение и определение летучих нефтепродуктов необходимо в качестве предварительной операции в тех случаях, когда их содержание достаточно велико и основную массу нефтепродуктов определяют гравиметрическим методом или методом газожидкостной хроматографии. При анализе сточных вод, прошедших биохимическую очистку в биотенках, очистку флотацией, или любым другим методом с продувкой воздухом отделение летучих не требуется. Не требуется отделения летучих нефтепродуктов и в тех случаях, когда определение заканчивают методом ИК-спектрометрии. [8]
Содержание летучих нефтепродуктов ( бензиновые и частично керосиновые фракции) этим методом не учитывается. Нефтепродукты из воды экстрагируют хлороформом или четыреххлористым углеродом, растворитель отгоняют, а остаток растворяют в гексане. Если анализируемая вода свободна от взвешенных частиц, экстракцию можно проводить сразу гексаном. Раствор нефтепродуктов в гексане пропускают через слой окиси алюминия, сорбирующий полярные соединения, отгоняют гексан и остаток взвешивают. [9]
При хранении летучих нефтепродуктов применяют резервуары с понтонами. Понтоны ( поплавки) уменьшают поверхность испарения, что существенно снижает потери продукта при хранении. [11]
Санитарным законодательством регламентируются летучие нефтепродукты : бензин, керосин, лигроин и пр. [12]