Нефтепродукты и область их применения

Нефтепродукты и область их применения 

НЕФТЕПРОДУКТЫ -  смеси различных газообразных, жидких и твердых углеводородов, получаемые из нефти и нефтяных попутных газов. Разделяются на следующие основные группы:

-Топлива

-нефтяные масла

- нефтяные растворители

-твердые углеводороды

-битумы нефтяные

-прочие нефтепродукты

 К топливам  относят углеводородные газы, бензины,  топливо для воздушно-реактивных  двигателей, дизельные топлива, котельные  топлива и др.

       Нефтяные  масла-тяжелые дистиллятные и остаточные фракции нефти, подвергнутые специальной очистке. Подразделяются на смазочные масла и масла спецназначения. Последние используют для технологических целей и при эксплуатации механизмов. К ним относят: электроизоляционные-трансформаторные, конденсаторные, кабельные; для гидравлических систем; для технологических целей - закалочные и поглотители жидкости, смягчители и т.п.; для фармакопеи и парфюмерии (белые масла).

       В качестве растворителей используют узкие бензиновые и керосиновые  фракции, полученные прямой перегонкой нефти. Растворители применяют в резиновой промышленности, для приготовления клея, экстрагирования масел из семян и жмыхов, изготовления лаков и красок, при получении поливинил-хлорида и т.д. Осветительные керосины -прямогонные керосиновые фракции, применяемые в осветительных и калильных лампах и как бытовое топливо.

      К твердым углеводородам относят  парафин, церезин и озокерит и  их смеси с маслами.

      Битумы  представляют собой твердые или  вязкие жидкие вещества, получаемые из остаточных продуктов нефтепереработки (из остатков после перегонки смолистых нефтей, из гудронов и др.).

       Прочие  нефтепродукты включают: кокс нефтяной, пластичные смазки, углерод технический, углеводороды (бензол, толуол, ксилолы  и др.), а также асидол (в т.ч. мылонафт), различные фракции перегонки нефти и продукты их переработки (в частности, алкилат, нефтяные смолы)и др.

      Обычно  различают светлые и темные нефтепродукты. К первым относят авиа- и автобензины, бензины-растворители, авиакеросин, керосины, дизельные топлива, к последним -мазут, а также получаемые в результате его перегонки дистиллятные масла и гудрон.

      Часть товарных нефтепродуктов вырабатывают непосредственно из нефти или различных нефтяных фракций и остатков; многие нефтепродукты (напр., авто- и авиабензины, котельные топлива, масла) получают смешением (компаундированием) отдельных компонентов-продуктов переработки нефти. Смешение компонентов позволяет производить товарный продукт необходимого качества и при этом рационально использовать свойства каждого компонента. 

Конечные  продукты нефтепереработки 

       Нефтеперерабатывающие заводы составляют смеси нефтепродуктов, добавляют необходимые присадки, обеспечивают кратковременное хранение и подготавливают их для загрузки на грузовики, баржи, корабли и вагоны.

       Газообразное  топливо, такое как пропан, загружается и транспортируется к потребителям в жидкой форме под давлением в специализированных вагонах.

       Жидкое  топливо проходит смешивание (автомобильное и авиационное горючее, керосин, различные виды топлива для авиационных турбин, дизельные топлива получаются путем добавления цветных присадок, детергентов, антидетонационных присадок, оксигенатов и фунгицидных добавок в соответствующих пропорциях). Доставляется на автоцистернах, баржах, поездах и танкерах. Может быть транспортировано к потребителю по трубам, к примеру авиационное топливо в аэропорт или к поставщику в мульти-продуктных трубах.

       Смазки  (светлые машинные масла, моторные масла и различные смазочные материалы получаются путем добавления стабилизаторов вязкости в необходимых количествах) обычно транспортируются в насыпной форме до прилегающей станции затаривания.

       Парафин, используется, наряду с прочим, при упаковке замороженных пищевых продуктов. Может быть доставлен в насыпной форме для дальнейшей упаковки в блоки.

       Сера  (или серная кислота), побочные продукты очистки нефти, могут содержаться в количестве до нескольких процентов в виде органических серосодержащих включений. Сера и серная кислота — полезные промышленные материалы. Серная кислота обычно транспортируется и поставляется в виде кислотного прекурсора олеум.

       Сыпучий дёготь доставляется на упаковочные заводы для дальнейшего использования в многослойной мягкой кровле с верхним покрывным слоем из дёгтебетона и других нужд.

       Асфальт — используется как связующее вещество для щебня при изготовлении асфальтобетона, который используется при строительстве дорог, и т. д. Транспортируется и поставляется в сыпучем виде.

       Нефтяной  кокс, используется в различных углеродных продуктах, таких как некоторые виды электродов и твердое топливо.

       Нефтехимикаты или нефтехимическое сырьё, часто отправляют на дальнейшую переработку. Нефтехимикаты могут быть олефинами, их прекурсорами или различными типами ароматических нефтехимикатов. 

       Нефтехимикаты обладают большим спектром применений. Они часто используются в качестве мономеров или сырья для их изготовления. Олефины, такие как альфа-олефины и диены, часто используются как мономеры, ароматические углеводороды так же могут быть использованы как прекурсоры мономеров. Затем мономеры проходят полимеризацию в различные виды полимеров.

       Полимерные  материалы могут быть пластмассами, эластомерами или волокнами. Некоторые  полимеры используются в качестве гелей  и смазок. Нефтехимикаты также  находят применения в качестве растворителей  или сырья для их производства, прекурсоров для широкого диапазона веществ, таких как машинные жидкости, ПАВы для очистителей и т. д. 

Физико  – химические свойства нефтепродуктов 

Для оценки качества нефтепродуктов определяют ряд их физико-химимических свойств. 

К числу важнейших  физ. свойств относят: вязкость, плотность и фракционный состав. Для установления последнего нефтепродукты перегоняют со строго определенной скоростью из колбы стандартных форм и размеров. Фракционный состав представляют в виде зависимости между температурой паров нефтепродуктов в колбе и количеством конденсата (нефтепродукты, сконденсировавшегося в холодильнике и собранного в приемнике). Для бензинов обычно приводят пять точек: температуру начала кипения и температуры выкипания 10%, 50%, 90% и 97,5% топлива. Для некоторых других нефтепродуктов, напр. дизельных топлив, часто указывают количество вещества, выкипающего до определенной заданной температуры, напр. до 360 °С Фракционный состав масел обычно определяют при пониженном давлении (в вакууме) во избежание разложения высококипящих фракций при температурах их кипения. 

Измеряют также  давление (упругость) паров (гл. обр. для  бензинов) в стальной бомбе при  соотношении объемов жидкой и  паровой фаз 1:4 при 38 °С. Обычно в технических условиях ограничивают верх. значение давления паров, как меру предотвращения образования "паровых пробок" в топливной системе двигателя. 

Определяют температуру помутнения (для моторных топлив), при которой из топлива начинают выделяться кристаллы высокоплавких углеводородов или воды; температуру застывания (для масел, остаточных котельных топлив, дизельных и реактивных топлив и авиабензинов), при которой нефтепродукт в условиях опыта загустевает настолько, что уровень его в пробирке остается неподвижным в течение 1 мин при наклоне под углом 45o; температуру вспышки; температуру воспламенения; температуру плавления твердых нефтепродуктов (парафина, озокерита и др.), которая соответствует моменту полного затвердевания (кристаллизации) предварительно расплавленного продукта. 

Цвет характеризует  качество очистки нефтепродуктов от смолистых и других окрашенных веществ; при этом цвет нефтепродуктов сравнивают с цветом специально окрашенных стекол. 

Дуктильность, или  растяжимость, битумов характеризует  их способность растягиваться, не обрываясь, в тонкие нити под влиянием приложенной силы; определяется в спец. приборе (дуктилометре) путем растягивания образца битума стандартной формы с определенной скоростью при 25 °С. 

К важнейшим  хим. свойствам нефтепродуктов относят: содержание серы, смол, парафина, др. показатели. 

Содержание серы определяют несколькими способами. Для светлых нефтепродуктов наиболее распространен ламповый метод: навеска нефтепродукта сжигается в лампочке известной массы; продукты сгорания поглощаются титрованным раствором NaHCO3, избыток которого оттитровывают раствором НСl. Метод иногда используют и для темных нефтепродуктов, которые предварительно разбавляют каким-либо легким нефтепродуктом с известным содержанием серы. Чаще навеску темного нефтепродукта сжигают в калориметрической бомбе в атмосфере О2 и количество образовавшихся ионов SO42- определяют гравиметрически после осаждения их хлоридом Ва. Присутствие в нефтепродуктах агрессивных сернистых соединений, в частности элементной серы и меркаптанов, обнаруживают по изменению цвета медной пластинки после контакта ее с испытуемым нефтепродуктом. Иногда пользуются так называемой докторской пробой, когда наблюдают изменение цвета элементной серы под влиянием продуктов взаимодействия с Na2PbO2 меркаптанов и H2S, имеющихся в нефтепродукте. 

Содержание смол устанавливают, выделяя их из нефтепродуктов адсорбцией на каком-либо твердом адсорбенте (чаще всего на силика-геле) с последующей десорбцией подходящим экстрагентом, смесью этанола с бензолом. В некоторых маслах и тяжелых остаточных топливах определяют так называемые акцизные смолы - вещества, способные реагировать с концентратом H2SO4 в строго регламентируемых условиях опыта. В бензинах, реактивных и дизельных топливах определяют количество фактических смол, для чего навеску топлива испаряют в струе воздуха или водяного пара, а остаток взвешивают. 

Содержание парафина устанавливают следующим образом: навеску нефтепродукта растворяют в подходящем растворителе, в бензине, раствор охлаждают до температуры от — 20 до — 40 °С и осаждают твердые углеводороды этанолом или пропанолом. Осадок отделяют на фильтре, охлаждаемом до заданной температуры, промывают смесью этанола с бензином для удаления масла и растворяют в петролейном эфире. Последний отгоняют и остаток взвешивают. 

Устойчивость к окислению бензинов и некоторых других продуктов характеризуют величиной индукц. периода-интервалом времени, в течение которого испытуемый нефтепродукт, находящийся в атмосфере О2 под давлением 0,7 МПа при 100 °С, практически не окисляется. Устойчивость к окислению некоторых реактивных топлив оценивают по количеству осадка, образующегося при жидкофазном окислении его в спецприборе в течение 4 ч при 150°С, моторных масел -по изменению механгических свойств тонкой пленки масла, находящегося на металлической поверхности в контакте с воздухом при 260 °С. 

Коррозионную  активность масел оценивают по изменению массы (г/м2) металлической пластинки при воздействии на нее в течение 50 ч нагретого до 140°С испытуемого масла, слой которого периодически соприкасается с кислородом воздуха. О коррозионных свойствах топлив судят обычно по наличию или отсутствию в них активных сернистых соединений, что устанавливают с помощью медной пластинки. 

Коксуемость-способность нефтепродукта образовывать углистый остаток (кокс) при испарении нефтепродукта в стандартном приборе и в строго определенных условиях нагрева; определяется главным образом для моторных и цилиндровых масел, тяжелых остаточных топлив, 10%-ного остатка от перегонки дизельных топлив, а также для сырья процессов каталитич. и термич. крекинга, производства нефтяных коксов и битумов и др.  

Высота некоптящего  пламени характеризует осветительная и нагревательная способность светлых нефтепродуктов (осветит. керосинов, реактивных и дизельных топлив) при сжигании их в лампах, нагреват. приборах и т.д. Этот показатель зависит от группового химического состава нефтепродуктов и прежде всего от содержания ароматических углеводородов. Испытуемый образец сжигают в лампе спец. конструкции и измеряют максимальную высоту некоптящего пламени.

Имеется также  ряд показателей, определяющих потребительные свойства нефтепродуктов. К ним относят, в частности, показатели детонационной стойкости бензинов (октановое число)и воспламеняемости дизельных топлив (цетановое число).