Нефтяное товароведение. Новые задачи

Нефтеперерабатывающая отрасль экономики России вырабатывает исключительно большой ассортимент продукции (более 500 наименований) газообразных, жидких и твердых нефтепродуктов [3].

В связи со скорым вступлением Российской Федерации во Всемирную торговую организацию (ВТО) большое внимание уделяется контролю качества товарной нефти и нефтепродуктов. Ужесточаются требования не только непосредственно к контролю качества нефти и нефтепродуктов, но и к методам их оценки. Требования к качеству нефтепродуктов очень многообразны и диктуются постоянно изменяющимися условиями применения и эксплуатации отдельных продуктов.

Безопасность и надежность эксплуатации техники в значительной степени определяются качеством применяемых нефтепродуктов. Нефтепродукты по своей природе представляют повышенную опасность для экологии и безопасности человека. Поэтому повышенное внимание уделяется надежности контроля качества нефтепродуктов на различных этапах их жизненного цикла.

Нефтепродукты занимают особое положение в экономике страны, от использования которых зависит ее безопасность, а потребление моторных топлив, масел и смазочных материалов составляет более 50% от суммарного объема переработки нефти[4].

Система нефтепродуктообеспечения, как конечное звено вертикально интегрированных компаний в функциональной цепи «добыча нефти – транспортировка – переработка – хранение и сбыт нефтепродуктов» осуществляет бесперебойную поставку нефтепродуктов потребителям. Специфику нефтепродуктообеспечения следует рассматривать с двух точек зрения: как неотъемлемую часть нефтеперерабатывающей промышленности и как объект нефтяного товароведения.

Общая характеристика основных нефтепродуктов.

Газообразные продукты.

При термохимической переработке нефти, кроме предель­ных, получаются также и непредельные газы: этилен, пропи­лен, бутилены, а также ацетилен, бутадиен и изопрен.

Метан используется как бытовое и промышленное топливо. При его пиролизе можно получать ацетилен, сажу и водород. Конверсией метана с водяным паром получают сырье для синтеза аммиака и мочевины. Окислением метана получают форм­альдегид, метанол и ацетальдегид. При хлорировании метана получают различные растворители и сырье для последующих синтезов.

Этан является сырьем для синтеза этилового спирта, поли­этилена, стирола, окиси этилена и других ценных продуктов.

Пропан используют для получения ацетона, уксусной кис­лоты, альдегидов, ацетилена, а также как бытовое топливо в негазифицированных местностях.

Бутан нормального строения является сырьем для произ­водства олефинов и кислородсодержащих продуктов. Изобутан применяется в производстве высокооктановых компонентов бензинов, а также для получения бутилкаучука и полиизобутиленов.

Непредельные углеводороды— этилен, пропилен и бутилены используются как сырье для получения спиртов, полимеров, высокооктановых добавок к моторному топливу и других це­лен. Диолефины (ацетилен, бутадиен, изопрен) служат сырь­ем для получения разнообразных цепных продуктов: каучука, пластмасс и растворителей.

Жидкие продукты

Жидкие нефтепродукты — самые обширные по ассортимен­ту и массе. К ним относятся топлива, нефтяные масла, раство­рители и другие.

Топлива нефтяного происхождения подразделяются на бен­зины, реактивные, дизельные и котельные топлива.

Бензины, в зависимости от пределов выкипания и других показателей, подразделяются на автомобильные (40°—200°С) и авиационные (35°—180°С). К бензинам предъявляются требования по фракционному составу, детонационной стойкости, химической и физической стабильности и другим показателям.

Фракционный состав должен обеспечить легкий запуск дви­гателя в любую погоду без образования паровых пробок, хоро­шую приемистость, независимо от условий эксплуатации, т. е. способность двигателя быстро развивать обороты при резком увеличении подачи топливовоздушной смеси в цилиндры, а также полноту испарения и, следовательно, полноту сгорания, или его экономичность. Фракционный состав нормируется тем­пературами начала кипения, выкипания 10, 50 и 90%-ных фракций бензина.

Детонация стойкости является одним из важнейших пока­зателей качества бензина и характеризуется октановым чис­лом. При детонационном сгорании скорость распределения пла­мени примерно в 100 раз превышает скорость распространения пламени при нормальном сгорании. Детонация приводит к пе­регреву двигателя, пригоранию колец, поршней и клапанов, разрушению подшипников и т. д. Кроме того, при детонацион­ном сгорании снижается мощность. Октановое число опреде­ляется сравнением детонационной стойкости испытуемого топ­лива со стойкостью эталонной смеси, состоящей из изооктана 2, 2, 4—триметилпентана, октановое число которого принято за 100, и н-гептана с октановым числом, принятым равным 0.

Если, например, эталонная смесь состоит из 76% изооктана и 24% н-гептана, то ее октановое число равно 76. Таким образом, октановое число испытуемого бензина равно процентному соотношению изооктана в эталонной смеси, детонационная стойкость которого одинакова со стойкостью испытуемого топлива.

Октановые числа углеводородов определяются их химической природой и строением. Парафиновые углеводороды нор­мального строения имеют низкие октановые числа. Нафтено­вые, изопарафиновые и ароматические углеводороды имеют более высокую детонационную стойкость. Так, прямогонные бензины из парафинистых нефтей обычно имеют октановые числа в пределах 20—40 пунктов. Для повышения октанового числа их подвергают термокаталитической переработке, в про­цессе которой изменяется их химическая природа и строение. Некоторого повышения октанового числа можно добиться до­бавлением к топливу тетраэтилсвинца в составе так называе­мой этиловой жидкости. Но тетраэтилсвинец сильно токсичен, поэтому повышение октанового числа бензинов их этилированием неперспективно.

Для авиационных бензинов, кроме октанового числа, опре­деляют еще сортность. Последняя представляет собой мощность в процентах, которую развивает двигатель при работе на испытуемом топливе по сравнению с работой на изооктане. Так, для бензина 95/115 первая цифра означает октановое число, а вторая — сортность.

К бензинам предъявляются также следующие требования:

бензины должны обладать высокой химической стабильно­стью, т. е. не должны образовывать смол и осадков при храпе­нии, а также смолистых отложений;

бензины не должны застывать и расслаиваться при низких температурах, не должны образовывать кристаллов льда;

бензины должны быть химически нейтральными, т. е. не корродировать металл, продукты сгорания не должны корродировать детали двигателя.

Топлива для воздушно-реактивных двигателей (ВРД) пред­ставляют собой керосиновые и керосино-бензиновые фракции нефтей, выкипающие в пределах 150°—280°С.

Важнейшими характеристиками топлив для ВРД являются теплота сгорания и плотность, так как они определяют воз­можную дальность полета самолета при заданном объеме топ­ливных баков. Содержание ароматических углеводородов в топливах для ВРД не должно быть более 20—22%, непредель­ных — не более 1,4—2,4%. К этим топливам предъявляются и другие требования: термическая стабильность, отсутствие твер­дых парафинов или льда при низких температурах, коррозии и др.

Дизельное топливо впрыскивается в цилиндры двигателя в жидком виде, так как его трудно испарить перед ними вследствие высоких пределов выкипания (250-350°С). Дизельное топливо не должно иметь или образовывать никаких механических взвесей и других отложений (смолы, нагар), корродировать детали двигателя. В нагретой среде цилиндра двигате­ля топливо должно самопроизвольно воспламеняться, и если этот процесс происходит со значительной задержкой, то дви­гатель работает со стуком «жестко», что является ненормаль­ным. «Мягкой» работе двигателя способствуют парафиновые углеводороды нормального строения. Чем «мягче» сгорает топ­ливо, тем выше его цетановое число, которое выражается про­центом цетана (н-гексадекана) в эталонной смеси с альфаметилнафталином, имеющей такую же характеристику «жестко­сти», что и испытуемое топливо. Дизельное топливо бывает арктическим, зимним, летним и специальным.

Котельное топливо предназначено для сжигания в топках судовых и стационарных котельных установок, а также при выплавке стали и для других целей. Котельное топливо по со­ставу представляет собой остатки прямой перегонки нефти и крекинг-остатки (мазуты). Иногда для этих целей использу­ются сырые тяжелые нефти, лишенные легких фракций. Жид­кие котельные топлива имеют существенные преимущества перед твердыми. К мазутам предъявляются требования по плотности, вязкости, температурам вспышки и застывания, те­плоте сгорания.

Нефтяные масла представляют собой самую разнообразную группу нефтепродуктов.

Моторные масла применяются для смазки двигателей внут­реннего сгорания. Они подразделяются на масла для карбю­раторных автотракторных двигателей или автолы, дизельные и авиационные. По способу производства они могут быть дистиллятными, остаточными, компаундированными и загущен­ными. Масла обычно содержат присадки, улучшающие их свойства.

Трансмиссионные и редукторные масла используют для смазывания зубчатых передач и других деталей машин. Их работа определяется температурным режимом, удельным дав­лением в зубчатых передачах и скоростью скольжения поверх­ностей трения.

Рабочие жидкости для гидравлических систем использу­ются в гидросистемах летательных аппаратов, подвижной на­земной и корабельной техники, а также в гидротормозах и амортизаторах.

Индустриальные масла служат для смазывания разнообразных пар трения различных механизмов (станки металлорежущие, ткацкие, деревообрабатывающие, прессы).

Вырабатывают также масла турбинные, компрессорные, электроизоляционные (трансформаторные, кабельные, кон­денсаторные), приборные, технологические и белые.

Из нефтей получают также широкий ассортимент пластич­ных смазок, смазочно-охлаждающих жидкостей, растворите­лей.

К твердым продуктам, вырабатываемым из нефти, отно­сятся твердые углеводороды (парафины, церезины), битумы, кокс нефтяной и др.

Поиск по сайту: