Нефть и нефтепродукты

Затраты на транспортирование 1 т нефтепродуктов по трубопроводу в 3-4 раза ниже, чем при перевозке по железной дороге. На расстояние до 200 км/ч выгоднее автомобильные перевозки.

Нефть и продукты ее переработки насчитывают около 250 наименований. Перевозятся в различном агрегатном состоянии. Условно разделены на 3 группы:

· сырая нефть;

· светлые нефтепродукты

· темные нефтепродукты.

Продукты переработки нефти (светлые и темные) делятся на топливо, смазочные материалы и прочие продукты.

Нефть - единственный жидкий вид топлива, образовавшийся в естественных условиях. Сырая нефть – маслянистая горючая жидкость, обладающая характерным запахом. Высокая теплотворная способность нефти 46Мдж/кг.

Цвет колеблется от красно-коричневого до черного в зависимости от месторождения и пласта залегания. В зависимости от плотности различают легкую (0,65 – 0,87 г/см³), среднюю (0,871 –0,91) и тяжелую (0,91 – 1,05) нефть. Химический состав: углерод – 83 – 87 %; водород – 11 – 14 %; кислород и азот – 0,1 – 1,5 %; сера – 0,05 – 5 %.

Процесс переработки нефти состоит из 3 этапов:

- подготовка к переработке (обезвоживание до 1-2%, обессоливание до 500 мг/л, полное или частичное разгазирование)

- переработка

- очистка полученных нефтепродуктов.

Физический способ переработки нефти.

Прямая перегонка нефти –– состоит из следующих этапов: нагревание, испарение, конденсация, охлаждение при атмосферном давлении. В результате прямой перегонки нефти получают: бензин (до 15%), керосин (8-20%), лигроин (7-10 %), газойль (7-15%), масляные дисцилляты (20-25%), мазут (65-90%), гудрон.

Для повышения доли светлых нефтепродуктов при перегонке используют химические способы перегонки нефти.

Крекинг термический (при температуре 500-700⁰С, давление 4-6 Мпа, выход крекинг-бензина до 30-35%)

Крекинг каталитический (при температуре 450-520⁰С, давление 0,2-0,3 Мпа, выход крекинг-бензина до 35-40%). Катализатор - алюмосиликаты.

Гидрокрекинг (при температуре 350-450 ⁰С под давлением водорода 3-14 Мпа). Применяется для нефти с высоким содержанием серы.

Очистка с целью удаления смолистых веществ, кислородных и сернистых соединений.

Топлива. Включает в себя топливные газы, моторные бензины, дизельное топливо, топливо для реактивных двигателей, газотурбинных установок, котельное и печное топливо.

Основные характеристики топлив:

- моторных топлив – октановое число (детонационная стойкость). Чем выше октановое число- тем выше качество топлива, тем меньше опасность детонации.

- дизельных топлив – цетановое число (способность к воспламенению при впрыскивании в камеру сгорания).

- реактивных – испаряемость.

- котельных - вязкость. От вязкости зависит эффективность распыления.

Смазочные материалы. В группу смазочных материалов входят моторные (автотракторные, авиационные, дизельные), индустриальные смазочные масла, трансмиссионные (редукторные) масла.

Пластичные (консистентные) смазки и масла делятся на антифрикционные, антикоррозионные, уплотнительные. Имеют мазеобразную консистенцию.

Основные свойства смазочных масел:образовывать на поверхности трущихся тел масляную защитную пленку. Важна зависимость вязкости от температуры, (она должна быть незначительной), стойкость против окисления, антикоррозионные свойства.

Прочие нефтепродукты.

- растворители,

- осветительные керосины,

- парафины (белое воскоподобное вещество, используется в медицине, для приготовления парафинистой бумаги, пропитки древесины, в спичечном и карандашном производстве, как изоляционный материал, химическое сырье). Перевозится в бочках (дерево), ящики, наливом.

- церезин (похож на воск, имеет температуру плавления 68-88 ⁰С, применяется для изготовления консистентных смазок, как электроизоляционный материал.

- пек - побочный продукт перегонки дегтя или смолы, образующийся при термической переработке угля. Аморфное черное вещество с блестящим раковистым изломом.

- битум. Различают природные и искусственные нефтяные битумы. Природные битумы извлекают из асфальтовых горных пород органическими растворителями или вываривают их в горячей воде. Искусственные битумы представляют собой остатки, получаемые при переработке нефти. При нормальной температуре битумы встречаются как в твердом, так и в вязкожидком состоянии. При нагревании они размягчаются (разжижаются), а при охлаждении вновь возвращаются в первоначальное состояние. Обладая аморфным строением, битумы в отличие от кристаллических тел не имеют определенной температуры плавления. Существует некоторый температурный интервал размягчения, т. е. постепенный переход от твердого состояния в вязкожидкое.

- сажа и т.д.

К группе прочих относятся также продукты, служащие сырьем для химической промышленности

Основные свойства нефти и нефтепродуктов:

- плотность – зависит от содержания легких фракций, изменяется от 0,65 до 1,05 т/м³, влияет на скорость истечения нефтепродуктов при сливе и наливе, зависит от температуры;

- вязкость – оказывает существенное влияние на условия перекачки, транспортирования, налива-слива (слив мазута при низких температурах затруднен, требуется подогрев);

- температура плавления (застывания) – характеризует температурные пределы применения топлива без предварительного подогрева. Колеблется от –80 ^оС для некоторых бензинов до +150 ^оС для битумов;

- температура вспышки – характеризует пожарную опасность. Делятся на 2 группы: легковоспламеняющиеся (до 45 ^оС), горючие (свыше 45 ^оС). Температура разогрева при сливе должна быть на 10 ^оС ниже температуры вспышки.

- испаряемость – способность жидкости переходить в парообразное состояние, зависит от фракционного состава, упругости паров и вязкости (самая большая у бензина, самая малая у масел). Ежегодно в атмосферу в результате испарения поступает 2% общей массы перевозимого бензина, 3% -сырой нефти. Один процент потерь от испарения снижает октановое число на одну единицу. Статическая испаряемость – с неподвижной поверхности при хранении – ведет к количественным и качественным изменениям нефтепродукта. Динамическая испаряемость – при сливе и наливе.

- электризация – образование статического электричества, возникает при движении нефтепродуктов по трубопроводам, шлангам, при трении о воздух. Наиболее сильно электризуются светлые нефтепродукты. Начальная скорость налива 1 м/с, скорость налива 12 м/с, продолжительность выдержки перед изъятием стояка не менее 2 мин. Необходимо заземление при сливе и наливе.

- предел взрываемости – содержание паров нефтепродукта в воздухе, способных взорваться при воздействии открытого огня (1-10%)

- коррозионность – способность оказывать разрушительное влияние на металлы (котлы цистерн, особенно для светлых нефтепродуктов, покрываются ржавчиной). Содержание серы в мотрных топливах от 0,2% до 0,5% увеличивает износ двигателя на 25-30%.

- токсичность – вредное воздействие на организм человека, загрязнение окружающей среды. Определяется ПДК, т.е количества вещества не причиняющее вреда здоровью (0,005 мг/л – фенол, 0,3 мг/л – керосин). Вредным для здоровья считается воздух, содержащий 0,2% бензина, 0,1 % бензола, 0,3% керосина

- стабильность физическая и химическая– характеризует постоянство состава нефтепродуктов в процессе длительного хранения. Сроки хранения зависят от типа топлива, хранилища, климатической зоны (0,5 года – бензин в южной полосе, 5 лет – дизельное топливо во всех зонах).

Основные причины потерь нефтепродуктов:

- аварийные (стихийные бедствия, повреждение резервуаров и транспортных емкостей, нарушение правил эксплуатации);

- эксплуатационные. Делятся на качественные и количественные.

Качественные потери происходят при смешение нефтепродуктов разных сортов

Количественные потери - утечка вследствие неисправности цистерн, недослив цистерн (допусается 1 см для светлых, 3 мс для темных нефтепродуктов); потери в результате испарения (нормируются ГОСТ). Сокращение потерь от испарения при хранении может быть достигнуто:

- уменьшением объема газового пространства над поверхностью резервуара (эмульсии, плавающие понтоны, резервуары каплевидной или шаровой формы)

- уменьшение амплитуды колебания поверхности (лучеотражательная окраска, водяное орошение, теплоизоляция).

Перевозка нефтепродуктов. Перевозка осуществляется в цистернах.

Налив нефтепродуктов. Налив осуществляется как при помощи насосов (принудительно), так и самотеком за счет перепада геодезических отметок резервуаров с нефтепродуктами и наливных эстакад. Налив осуществляется через колпак сверху или снизу через универсальный сливной прибор цистерны.

Хранение. В наземных и подземных резервуарах.

Способы разогрева мазута при сливе:

- разогрева «острым» паром. Подобная технология довольно широко распространена на многих промышленных предприятиях. Однако, суровые климатические условия Крайнего Севера требуют расхода большого количества мазута для производства самого пара.

- устройство нижнего слива герметично присоединяется к нижнему сливу цистерны, по внутренней части устройства подаётся разогретый мазут, а по наружному диаметру трубы производится слив топлива в ёмкость для хранения мазута. Снаружи трубопровода проложен электрический нагревательный элемент, поэтому топливо остаётся тёплым даже в лютый мороз.

- доставка топочных мазутов в цистернах, оборудованных паровыми рубашками в сливном при­боре и в нижней части бака. Конструкция таких цистерн разработана ЦНИИ МПС.

- разогрев при помощи инфракрасных лучей.

-циркуляционный метод. Мазут циркулирует через теплообменник и с помощью насоса возвращается подогретым в цистерну. Такой способ разогрева и слива мазута из железнодорожных цистерн позволяет исключить обводнение сливаемого мазута и сохранить его качество.

Дата добавления: 2014-01-07