Нефтяное товароведение

 Кинематическая вязкость равна отношению динамической вязкости к плотности жидкости при температуре определения; единица ее измерения – кв. м на секунду (м2/с).

 Вязкость нефти колеблется  в широких пределах, что видно  из табл. 2.1.

                                               Таблица 2.1

№ п/п	Нефть	Вязкость, мПа · с
1	С низкой вязкостью	< 1
2	Маловязкая	1-5
3	С повышенной вязкостью	5-25
4	Высоковязкая	> 25

 

В пластовых условиях при температуре десятки градусов и давлении десятки мегапаскалей, когда в нефти растворен газ, вязкость ее значительно снижается, иногда в десятки раз по сравнению с поверхностными условиями после сепарации растворенного газа.

Температура кристаллизации и застывания имеет значение для нефти, особенно с высоким содержанием парафина.

Застывание – это свойство нефти загустевать при понижении температуры. Обратный переход в жидкость называется плавлением.

Температурой застывания нефти считается температура, при которой охлаждаемая нефть в пробирке не изменяет уровня при наклоне пробирки на 45°. У разных нефтей эта температура меняется в широких пределах – от -35 до + 30°С (последная температура для Узеньского месторождения на Мангышлаке, а -35°С – для Среднеботуобинского месторождения в Якутии).

Парафинистые нефти имеют более высокую температуру застывания, беспарафинистые – низкую.

 Температура вспышки – минимальная температура, при которой пары нефти или нефтепродукты образуют с воздухом смесь, способную к кратковременному образованию пламени при внесении в нее источника воспламенения.

 Оптические свойства нефти. Нефть оптически активна, обладает свойством вращать плоскость поляризации света, люминесцировать, преломлять проходящие световые лучи. Нефть и ее компоненты обычно вращают плоскость поляризации вправо, хотя встречаются и левовращающие нефти.

 Считается, что эта  способность вращать плоскость  поляризации – неоспоримое доказательство  происхождения нефти из органических  веществ.

Люминесценция. Под люминесценцией понимают свечение, вызванное различными причинами и испускаемое холодным веществом. Нефть и большая часть нефтепродуктов флюоресцируют в ультрафиолетовом свете как сами по себе, так и в большинстве органических растворителей при облучении их даже дневным светом.

 Коэффициент теплового  расширения нефти характеризует  способность нефти увеличиваться  в объеме при нагревании.

 Растворимость. Нефть и ее дистилляты растворяются в воде в ничтожно малом количестве. Например, 1 м3 воды может растворять 270 г керосина. Нефть, нефтепродукты хорошо растворяются в органических растворителях: в бензоле, хлороформе, сероуглероде, эфире и др. На этом свойстве нефти основано определение нефтенасыщенности пород путем получения из них нефтяных вытяжек.

 Сама нефть и нефтепродукты являются хорошими растворителями для йода, серы, каучука, многих смол, а также большинства растительных и животных масел.

 Низкокипящие фракции  нефти (бензин и керосин) являются  хорошими растворителями для  смолистых и асфальтовых веществ. [3]

 

Специфические свойства нефтепродуктов

Нефтепродукты обладают целым рядом особенностей, которые существенным образом влияют на организацию нефтескладского хозяйства. Главнейшими из них являются: огнеопасность, взрывоопасность способность электризоваться при движении, высокая испаряемость и вязкость некоторых нефтепродуктов, а также вредность нефтепродуктов для здоровья.

 Огнеопасность. Нефтепродукты являются легковоспламеняющимися и горючими жидкостями.

Критерием, разделяющим нефтепродукты по степени огнеопасности, является температура вспышки паров нефтепродуктов.

Температурой вспышки называется та наинизшая температура, при которой смесь их паров с воздухом при атмосферном давлении при поднесении к ней пламени вспыхивает и затем затухает.

Температурой воспламенения называется та наинизшая температура, при которой смесь паров этих жидкостей с воздухом при атмосферном давлении при поднесении к ней пламени воспламеняется и горит.

Нефтепродукты могут воспламениться и без наличия пламени — при нагревании их до определенной температуры. Температура, при которой воспламеняются пары горючих жидкостей без поднесения к ним открытого огня, называется температурой самовоспламенения. В табл. 12 приведены температуры самовоспламенения паров некоторых нефтепродуктов.

Взрывоопасность. Взрыв паров нефтепродуктов, даже при поднесении к газовому пространству открытого огня, возможен лишь при определенном процентном содержании этих паров в воздухе.

«Наименьшее содержание паров горючего в воздухе при обыкновенной температуре и атмосферном давлении, при котором возможен взрыв, называется низшим пределом взрываемости горючего.

Наибольшее же процентное содержание паров горючего в воздухе при обыкновенной температуре и атмосферном давлении, при котором также еще возможен взрыв, называется верхним пределом взрываемости.

Промежуток между верхним и низшим пределами взрываемости называется областью или зоной взрываемости».

Электризация. При движении нефтепродуктов по трубам и при прохождении их через слой воздуха в виде капель (например, при наливе в железнодорожные цистерны, танкеры и т. д.) возникает статическое электричество. Оно образуется вследствие трения нефтепродуктов в первом случае о стенки труб, а во втором — о воздух (эффект Ленарда). Нефтепродукт получает заряды электричества одного знака, трубопроводы и воздух — другого. Являясь хорошими диэлектриками, нефтепродукты сохраняют электрические заряды в течение длительного времени. Разряды статического электричества между изолированными трубопроводами, автоцистернами на шинах и т. д. и заземленными предметами могут повлечь за собой загорание или взрыв паров нефтепродуктов.

Для предупреждения скопления статического электричества необходимо, чтобы трубопроводные сети, соединяющие различные объекты нефтебаз, представляли электрически непрерывную заземленную цепь.

Испаряемость. Светлые легкие нефтепродукты (газовые, пусковые, авиационные и автомобильные бензины) содержат значительное количество легко испаряющихся углеводородов. При испарении легких фракций нефтепродукт теряется количественно и ухудшается также его качество. В результате потери легких фракций нефтепродукт из-за значительного изменения физико-технических констант часто не может быть непосредственно использован и подлежит «исправлению».

Насыщение воздуха парами бензина в паровом пространстве резервуаров происходит чрезвычайно быстро, причем вследствие наличия конвективных токов расслоения паров не наблюдается и концентрация паров во всех точках газового пространства остается примерно одинаковой. Поэтому в целях предотвращения потерь наиболее ценных, легко испаряющихся фракций такие нефтепродукты необходимо хранить и транспортировать в герметизированных резервуарах.

Вредность паров нефтепродуктов. Пары нефтепродуктов и нефтей вредны для здоровья человека, а пары сернистых нефтепродуктов обладают сильными отравляющими свойствами. Особенно вредны тяжелые бензины, содержащие бензол, и этилированные бензины (с присадкой тетраэтилсвинца — ТЭС).

Отравление людей нефтяными парами может произойти при ремонте и очистке резервуаров и цистерн, недостаточно очищенных от бензина и в недостаточно вентилируемых помещениях. Опасный для здоровья предел содержания паров в воздухе считается равным для бензина, лигроина, уайтспирита и керосина—0,3 мг/л и для сероводородного газа—0,01 мг/л.

Учитывая это, нефтескладские помещения необходимо проектировать с усиленной вентиляцией, а работы в опасной для здоровья атмосфере производить в специальных противогазах с соблюдением соответствующих мероприятий по технике безопасности и охране труда.

 

Электрофизические свойства нефти

Безводная нефть и нефтепродукты являются диэлектриками (диэлектрическая проницаемость нефти 2; для сравнения у стекла она 7-8). У безводных чистых нефтепродуктов электропроводность совершенно ничтожна, что имеет важное практическое значение и применение. Так, твердые парафины применяются в электротехнической промышленности в качестве изоляторов, а специальные нефтяные масла (конденсаторное, трансформаторное) - для заливки трансформаторов, конденсаторов и другой аппаратуры, например, для наполнения кабелей высокого давления (изоляционное масло С-220).

Высокие диэлектрические свойства нефтепродуктов способствуют накоплению на их поверхности зарядов статического электричества. Их разряд может вызвать искру, а следовательно и загорание нефтепродукта. Надежным методом борьбы с накоплением статического электричества является заземление всех металлических частей аппаратуры, насосов, трубопроводов и т.п.[4]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Общая характеристика смазочных материалов, классификация по различным признакам.

 

При работе различных узлов и механизмов происходит взаимное перемещение соприкасающихся поверхностей деталей, возникает внешнее трение, поэтому для уменьшения действия этого процесса при эксплуатации транспортных средств используют смазочные материалы. Основными функциями смазочных материалов являются: предотвращение или уменьшение изнашивания трущихся поверхностей деталей; снижение силы трения между сопряженными поверхностями; отвод тепла от трущихся сопряженных и нагреваемых деталей; защита рабочей поверхности деталей от коррозии и от образования на них различных отложений и нагаров. Классификация смазочных материалов в таблице 3.1.

 

Таблица 3.1.

 

Признак	Виды
1	2
По происхождению или исходному сырью масла	- минеральные смазочные материалы, которые получают смешением углеводородов минерального происхождения в естественном состоянии или в результате их обработки; - нефтяные смазочные материалы – это очищенное масло, полученное на основе нефтяного сырья; - синтетические смазочные материалы – это материалы, полученные в результате синтеза; - растительные смазки – материалы на основе растительных масел; - животный смазочный материал получают из сырья животного происхождения.
По физическому состоянию	газообразные, жидкие, пластичные, твердые
1	2
По назначению	- моторные масла, предназначенные для двигателей внутреннего сгорания; - трансмиссионные масла, применяемые в трансмиссиях тракторов, автомобилей, комбайнов и др.; - индустриальные масла, предназначенные для станков; - гидравлические масла, используемые в гидравлических системах машин; - специальные масла – компрессорнымие, приборные, цилиндрические, электроизоляционные, вакуумные.
По температуре применения	низкотемпературные (температура в узлах не выше 60°); среднетемпературные (t – 150-200°С); высокотемпературные (t – 300° и более).

 

 

Растительные и животные смазочные масла по сравнению с нефтяными обладают более высокими смазывающими свойствами, но термически менее устойчивы. В связи с этим их чаще используют в смеси с нефтяными смазками.

Основными эксплуатационными характеристиками смазочных масел являются совместимость, консистенция, индекс вязкости. Совместимость характеризуется способностью двух или нескольких смазочных материалов смешиваться без ухудшения их эксплуатационных свойств и стабильности при хранении. Консистенция – это свойство пластических смазочных материалов оказывать сопротивление деформации при внешних воздействиях. Требования, предъявляемые к вязкости смазочных масел, весьма различны: они зависят от характера и скорости движения трущихся поверхностей, удельных нагрузок. Вязкость масляных фракций, полученных из одной и той же нефти, растет с увеличением температурных пределов перегонки фракций. Вязкость фракции с одинаковыми пределами перегонки, полученных из одного вида нефти, но очищенных разными способами, также имеет разные показатели. Вязкость зависит от углеродного состава масляных фракций. Для масел, работающих в широком диапазоне температур, большое значение имеют вязкостно-температурные свойства. Для оценки взкостно-температурной зависимости применяют показатель – индекс вязкости. Он представляет собой относительную величину, которая показывает изменения вязкости масла в зависимости от температуры. Чем выше индекс вязкости масла, тем более полога кривая изменения его вязкости в зависимости от температуры, а значит, выше его качество. При высоких температурах такое масло надежно смазывает трущиеся детали, а при низких обеспечивает легкий пуск двигателя и хорошо прокачивается.

Важнейшие показатели эксплуатационных свойств масла – термоокислительная стабильность масла и моющие свойства. Эти показатели характеризуются склонностью смазочных масел к образованию на деталях отложений в виде нагара, лаков, осадков или шламов. Образования отрицательно влияют на работу двигателя; лаки и нагары ухудшают тепловой режим двигателя; шламы забивают фильтры, маслопроводы и тем самым нарушают подачу масла к деталям. Масла с высоким показателем термоокислительной стабильности менее склонны к нежелательным образованиям отложений в двигателях.

Коррозия металлических деталей приводит к снижению надежности и долговечности работы двигателя, а иногда к аварийному состоянию. Кислотность масла является показателем противокоррозийных свойств. Для оценки коррозийных свойств определяют «действительную коррозийность» масла на специальных устройствах.