Глава 5. Проблемы хранения нефтей и нефтепродуктов

Глава 5. Проблемы хранения нефтей и нефтепродуктов

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА НЕФТЕПРОДУКТОВ

Ассортимент нефтепродуктов

При перегонке нефти, имеющей типичный состав, можно получить: 31% бензиновых фракции, 10% керосиновых, 51% дизельных, 20% базового масла и около 15% составит мазут (см. рис. 5.1). Эти фракции являются базовыми для получения товарных нефтепродуктов, ассортимент которых достаточно велик и весьма разнообразен. Упрощенная схема использования нефти позволяет систематизировать знания о процессах в нефтепереработке. Отечественной промышленностью освоен выпуск свыше 500 наименований нефтепродуктов, поэтому ниже будут даны показатели только тех, которые занимают значительное место в грузообороте объектов хранения или часто встречающихся в повседневной жизни.

Условно товарные нефтепродукты делятся на светлые, темные, пластичные смазки, бензины и нефтехимические продукты.

 

 

Рис. 5.1. Схема использования нефти

 

К светлым нефтепродуктам относят и бензины, керосины, топлива для реактивных двигателей, дизельные топлива. Темные нефтепродукты – это различные масла и мазуты.

5.1.2. Эксплуатационные требования, предъявляемые к топливам

Эксплуатационно-технико-экономические показатели работы карбюраторных и дизельных двигателей внутреннего сгорания, надежная и бесперебойная работа всех систем (топливная, газораспределения, впускная и выпускная, смазочная, пуска и зажигания) и минимальные значения их износов, в том числе и машины в целом, определяются в значительной мере показателями качества автомобильного бензина и дизельного топлива.

Обеспечение длительной и надежной работы двигателей внутреннего сгорания строительных машин возможно при предъявлении к топливу основных эксплуатационных требований, изложенных в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Требования, предъявляемые к топливам

 

Требования к топливу	Назначение требований
Автомобильный бензин
Полное сгорание получаемой топливно-воздушной смеси без возникновения детонации на всех режимах работы двигателя	Получение требуемой мощности карбюраторного двигателя, обеспечение надежности работы двигателя
Высокая теплота сгорания бензина и рабочей смеси на его основе; образование топливно-воздушной смеси требуемых состава и свойств. Отсутствие или минимальное образование нагара	Обеспечение требуемой мощности и топливной экономичности двигателя
Отсутствие коррозии деталей при непосредственном контакте с бензином и топливно-воздушной смесью. Стабильность качества при транспортировке, перекачивании и хранении; низкая температура застывания	Надежность работы двигателя и обеспечение требуемой экономичности.
Способность к фильтрованию и отстаиванию	Обеспечение требуемого качества
Экологическая безопасность	Устранение отрицательного (вредного) воздействия на человека и окружающую среду
	Продолжение таблицы 5.1
Дизельное топливо
Хорошая прокачиваемость дизельного топлива при различных температурах	Обеспечение бесперебойной и надежной работы насоса высокого давления и двигателя
Отсутствие или минимальное нагарообразование и закоксовывание распылителей форсунок	Устранение перегрева и повышенного износа сборочных единиц двигателя. Обеспечение требуемой мощности и экономичности двигателя
Качественное смесеобразование и хорошее воспламенение; требуемая вязкость, фракционный состав и химическая стабильность	Надежная работа двигателя обеспечение требуемой мощности и экономичности
Отсутствие сернистых соединений, водо-растворимых кислот и щелочей, механических примесей и воды	Обеспечение коррозийной стойкости и отсутствие интенсивного износа сборочных единиц двигателя
Отсутствие коррозийного воздействия на топливную систему двигателя	Обеспечение требуемой надежности работы двигателя

 

Топлива дизельные

Дизельные топлива – топлива, содержащие бензиновые, лигроиновые, газойливые фракции и мазут, и используемые в быстроходных дизельных двигателях с частотой вращения коленчатого вала 1000 об/мин и более, с воспламенением от сжатия. В зависимости от климатических условий использования машин в соответствии с ГОСТ 305-82 (с изм.) для двигателей выпускают три вида дизельного топлива: Л (летнее), З (зимнее), А (арктическое)

· Л – летнее для использования при положительной температуре;

· З – зимнее для эксплуатации при температуре окружающего воздуха до –20 ⁰С с температурой застывания (потеря подвижности) не выше –35 ⁰С. В тех случаях, когда двигатели эксплуатируют при температуре до -35 ⁰C, используют зимнее топливо с температурой застывания выше –45 ⁰С;

· А – арктическое для эксплуатации при температуре окружающего воздуха до –50 ⁰С, температурой застывания не выше –55 ⁰С.

В стандартах на дизельное топливо, кроме температуры застывания, нормируют температуру помутнения, при которой топливо теряет фазовую однородность. Для летних сортов топлива она не выше – 5 ⁰С (температура застывания – 10 ⁰С), для зимних – на 10 ⁰С выше температуры застывания (-25 и -35 ⁰С). Для обеспечения надежной работы необходимо, чтобы температура помутнения была на 6¸ 8 ⁰С, а застывания на 10¸ 15 ⁰С ниже температуры окружающего воздуха.

В зависимости от содержания серы вырабатывают дизельное топливо двух видов: 1 – содержание серы не более 0, 2%, 2 – содержание серы более 0, 5% (для арктического – 0, 4%).

Самовоспламеняемость дизельного топлива оценивается цетановым числом (ц.ч.), численно равным (в %), содержанию цетана С₁₆Н₃₄ в такой смеси с – метилнафталином С₁₁Н₁₀, которая эквивалента испытуемому топливу. Ц.ч. можно повысить смешением топлива с парафиновыми углеводородами или добавлением специальных присадок.

Температура вспышки, при которой пары топлива в смеси с воздухом вспыхивают при поднесении огня, характеризующая испаряемость и огнеопасность, для топлива марки Л должна быть не ниже 40⁰С, марки З – не ниже 35⁰С.

Температура самовоспламенения летнего топлива равна 300⁰С, зимнего – 310⁰С. Температурные пределы воспламенения: у летнего – нижний 69⁰С, верхний 119⁰С, у зимнего – соответственно 62 и 105⁰С.

Примеры условного обозначения марок топлива: топливо дизельное Л-0, 2-40 – топливо летнее с массовой долей серы 0, 2% и температурой вспышки 40⁰С; топливо дизельное З-0, 2 минус 35 ГОСТ 305-82 – топливо зимнее с массовой долей серы до 0, 2% и температурой застывания - 35⁰С.

Таблица 5.4

Коды дизельного топлива в общей классификации продуктов приняты следующие

 

Л-0, 2	02 5131 01-3
Л-0, 5	02 5131 0102
З-02	02-5132-0102
А-0, 2	02 5132 0101
А-0, 4	02 5134 0101

 

Дизельное топливо должно обеспечивать легкий запуск двигателей с минимальной задержкой воспламенения, иметь фракционный состав и вязкость для тонкого распыления и легкого испарения, обеспечивающих более полное его сгорание. Кроме того, топливо должно обладать хорошими низкотемпературными свойствами и не содержать коррозийно-активных продуктов, смолистых соединений, механических примесей и воды.

Газотурбинное топливо по условию эксплуатации турбин подразделяются на топливо для стационарных и реактивных двигателей.

Для стационарных двигателей выпускают топлива двух видов ТГВК (высшей категории) и ТГ (обычное, ).

Топливо для реактивных двигателей бывает двух видов:

· Для аппаратов с дозвуковой скоростью ( Т-I, ТС-I, ТС -2СМ, РТ ).

· Для аппаратов со сверхзвуковой скоростью ( Т-5, Т-6, Т-8 ).

Топливо РТ может быть использовано как универсальное, а Т-1 подлежит замене.

Реактивные топлива (авиационные керосины) представляют собой керосиновые фракции первичной перегонки с температурой начала кипения 150¸ 195 ⁰С. Такие топлива должны иметь хорошую испаряемость, высокую теплоту сгорания, быть термически стабильными. От топлив ТГАК и ТГ реактивные топлива отличаются пониженным содержанием серы.

Из специфических требований, предъявляемых к реактивным топливам следует отметить следующие: минимальная плотность, максимальная теплота сгорания, максимальное содержание легких фракций и минимальное значение давления насыщенных паров. За рубежом все реактивные топлива в военной и гражданской авиации, делят на три типа: 1 – широкого фракционного состава с пределами кипения 60¸ 235⁰С, 2 – керосины c пределами кипения 70¸ 300⁰С, 3 – керосины с высокой температурой вспышки (60⁰С), предназначенный для газотурбинных двигателей на морских судах.

Кроме того, все топлива содержат присадки актиокислители, противокоррозийные, антиобледенительные и др.

Керосин осветительный – фракции нефти вскипающие в основном в интервале 200¸ 280⁰С, используемые в качестве растворителей, топлива, для промывки деталей и стрелкового оружия. Маркировка следующая: КО-30 – керосин осветительный, а цифра указывает высоту некоптящего пламени, в мм,

.

Ассортимент масел

В товарном ассортименте имеется более 400 марок масел различного назначения, однако широко распространено ограниченное их число.

Смазочные масла (СМ) по применению согласно ГОСТ 4.24-84 и ГОСТ 26191-84 подразделяют на моторные, трансмиссионные, специальные и различного назначения.

Базовое масло (автол.) – масла, применявшиеся в прошлом для смазки автомобильных и тракторных двигателей. Сейчас используется как базовое масло и для изготовления масел.

Масла автотракторные – нефтяные дистилятные масла малосернистых нефтей с присадками (встречаются еще под названием масла моторные), предназначенные главным образом для смазки карбюраторных и дизельных двигателей. Различаются существенно по вязкости ( изменяется от 360 до 1000сСт) и по температуре застывания tзас=-15¸ 42 ⁰С.

Дизельные масла – нефтяные масла с присадками для смазки автомобильных, тракторных и судов двигателей.

Авиационные масла – высоковязкие масла, подвергнутые специальной обработке, имеют высокую смазочную способность, обладают высокой стабильностью.

Индустриальные масла – масла без присадок и с присадками предназначенные для смазки узлов и механизмов различных установок.

Турбинные масла – масла, предназначенные для смазывания и охлаждения паровых и газовых турбин, насосов и др. агрегатов. Машины указанного типа снабжены обычно циркуляционной системой и замена масла требует значительных затрат. Основные требования к маслам в связи с этим следующие: продолжительность работы, стойскость против окисления (т.к. есть контакт с воздухом), способность полностью отделяться от воды и работать под высоким давлением.

Трансформаторные масла – масла с низкой температурой застывания, с высокими диэлектрическими свойствами и маловязкие.

Конденсаторные масла – предназначены для заливки и пропитки бумажных конденсаторов.

Кабельные масла – высоковязкие жидкости, служащие в качестве пропитки и изоляционной среды в маслонаполнительных кабелях. Являются хорошими диэлектриками.

Реактивные масла – общее название масел предназначенных для смазки турбовинтовых и турбореактивных двигателей. Это обычно прозрачные жидкости от светло-желтого до коричневого цвета, легкоподвижные ( =6¸ 8 сСт), с довольно низкой окислительной способностью.

Трансмиссионные масла – масла, предназначенные для смазывания деталей узлов машин и механизмов и способные обеспечить: хорошую смазку трущихся деталей; вынос продуктов износа; отвод пара и тепла; снижение вибрации; уменьшение шума и т.д. Такие масла обычно высоковязкие.

Масла моторные

Масла моторные на нефтяной основе с присадками в соответствие с ГОСТ 17479.1-85 классифицируются по эксплуатационным свойствам на группы масел в зависимости от степени форсирования двигателей.

Величина вязкости и эксплуатационные свойства являются основой назначения марок моторных масел по каждой группе, указанной в табл. 5.5.

Принятая система обозначения моторных масел (кроме авиационных) основана на вязкости и эксплуатационных свойствах масел (ГОСТ 17479.1-85).

В зависимости от кинематической вязкости моторные масла делят на классы. Дробные классы указывают, что по вязкости при температуре –18оС масло соответствует классу, указанному в числителе, по вязкости при температуре 100оС – классу, указанному в знаменателе.

В зависимости от области применения моторные масла делят на группы А, Б, В, Г, Д, Е. Масла группы Б, В, Г подразделяют на подгруппы Б1, Б2, В1, В2 и Г1, Г2. Индекс 1 присвоен маслам для карбюраторных двигателей, индекс 2 – для дизелей. Универсальные моторные масла, предназначенные для использования как в дизелях, так и карбюраторных двигателях одного уровня форсирования индекса в обозначении не имеют.

Таблица 5.5

Классификация моторных масел

 

Группы масел по экспл. свойствам	Рекомендуемая область применения
А	Нефорсированные карбюраторные дизельные двигатели
Б Б1 Б2	Малофорсированные карбюраторные двигатели То же, дизельные двигатели
В В1 В2	Среднефорсированные карбюраторные двигатели То же, дизельные двигатели
Г Г1 Г2	Высокофорсированные карбюраторные двигатели То же, дизельные двигатели
Д	Дизельные двигатели, работающие в тяжелых условиях
Е	Дизельные малооборотные двигатели с лубрикаторной ситемой мазки, работающие на тяжелом топливе, содержанием серы до 3, 5%

 

Масла группы А не одержат присадок и предназначены для нефорсированных карбюраторных и дизельных двигателей. Масла с присадками группы Б1 – для смазки малофорсированных дизельных двигателей; масла группы В1 и В2 – для смазки среднефорсированных карбюраторных и дизельных двигателей; масла группы Г1 и Г2 – для смазки высокофорсированных карбюраторных и дизельных двигателей.

Масла группы Д применяют в высокофорсированных дизельных двигателях, работающих в тяжелых условиях, а группы Е – малооборотных дизельных, имеющих лубрикатную систему смазки и работающих на тяжелом топливе с содержанием серы до 3, 5%.

Условные обозначения моторных масел по ГОСТ 17479.1-85: первый буквенный индекс М обозначает моторное масло; цифровой индекс указывает класс вязкости (8, 10, 12 или 63/10); второй буквенный индекс А, Б, В, или Г – группу по эксплуатационным свойствам; цифровой индекс 1 обозначает, что масло для карбюраторных двигателей, а индекс 2 – для дизельных двигателей. Универсальные масла, принадлежащие к разным группам, имеют двойное обозначение, в котором первое характеризует масло при применении в дизелях, второе – в карбюраторных двигателях. Индекс «з» означает наличие загущенных присадок в масле.

Примеры обозначения моторных масел: М-8Г1 – моторное масло класса вязкости 8 для высокофорсированных карбюраторных двигателей; М-10-В2 – моторное масло класса вязкости 10 для среднефорсированных двигателей; М-6 з/10-В2 – моторное масло класса вязкости 6 з/10, загущенное для среднефорсированных двигателей.

Масло М-6з/10-В – расшифровывается так: М – моторное, 6з/10 – класс вязкости, В – универсальное масло для среднефорсированных и карбюраторных двигателей.

Моторные масла в соответствии с предъявленными требованиями должны:

ü обладать высокими антикоррозионными свойствами;

ü бесперебойно поступать к трущимся деталям двигателя при любых режимах работы и температурных условиях;

ü обеспечивать минимальный износ деталей двигателя с минимальными затратами энергии на преодоление трения;

ü не образовывать при длительной работе двигателя нагаро- и лакоотложений на деталях цилиндропоршневой группы и низкотемпературных отложений в каналах маслоподачи и на стенках картера;

ü иметь высокую стабильность (не изменять своих свойств в процессе работы и при хранении;

ü уплотнять зазоры в сопряжениях работающего двигателя (цилиндропоршневой группы);

ü отводить тепло от трущихся деталей и продукты износа из зоны трения;

ü обеспечивать минимальный расход в двигателе и большой срок службы до замены;

ü быть экономичным.

Основное назначение трансмиссионных масел – смазывание высоконагруженных зубчатых спирально-конических, гипоидных и цилиндрических силовых передач, подшипников и других сборочных единиц и деталей.

Объем потребления трансмиссионных масел на эксплуатацию машин не превышает 1% расхода топлива и зависит в основном от конструктивных особенностей машины.

Согласно ГОСТ 23651-79 (с изм.) предусмотрено восемь марок трансмиссионных масел: ТСп-14, 5: ТЭп-15; ТСп-10; ТСп-14; ТСп-15К; ТАп-15В; ТСп-14гип и ТАД-17и. В зависимости от условий применения трансмиссионные масла подразделяются на 5 групп (табл. 5.6). Каждая группа включает несколько марок масел и отличается по назначению, условиям работы и наличию присадок. Из всех требований, предъявляемых к трансмиссионным маслам, наиболее важным является наличие высоких противозадирных и противоизносных свойств. Обеспечение этого требования достигают путем добавок к трансмиссионным маслам специальных присадок.

Таблица 5.6

Группы трансмиссионных масел, их вязкость

 

Группа	Назначение	Условие работы	Наличие насадок	Класс вязкости
	Прямозубые, спирально-конические и червячные передачи	До 1600 МПа, до 90 0С	Без противозадирных присадок	18, 34
	То же	До 2100 МПа до 130 0С	С противозадирными присадками	9, 12 18, 34
	–	До 2500 МПа св. 150 0С	Со слабыми противозадирными присадками	9, 12 18, 34
	То же, и гипоидные передачи	До 3000 МПа до 150 0С	С сильными противо коррозийными присадками	То же
	Гипоидные передачи, работающие при высокой скорости, ударных нагрузках	До 3000 МПа до 150 0С	С сильными противозадирными и с повышающими термоокислительную стабильность многофункциональным присадкам	–

 

Трансмиссионные масла должны:

ü обладать вязкостно-температурными свойствами, обеспечивающими надежную смазку и малые потери мощности при больших нагрузках на всех температурных режимах;

ü обладать высокой несущей способностью смазочной пленки, предотвращающей износ, аварии и задир поверхностей зубьев шестерен (обладать высокими задирными и противоизносными свойствами);

ü уменьшать износ всех деталей трансмиссии;

ü не вызывать коррозию деталей и не разрушать уплотнительные материалы узлов трансмиссии;

ü быть стабильными при хранении и применении;

ü обеспечивать отвод тепла от трущихся деталей трансмиссии, вымывание и удаление продуктов износа из зоны трения;

ü обладать противопенной стойкостью.

Испарение

Обычно под испарением понимают парообразование, происходящее на свободной поверхности жидкости при температуре ниже точки кипения при данном давлении. Если давление насыщенного пара становится равным внешнему давлению или превышает его, то испарение переходит в кипение. Учитывая данное определение можно с уверенностью заметить, что склонность к испарению у таких многокомпонентных жидкостей как нефтепродукты, возрастает с увеличением содержания в них легких углеводородов.

По склонности к испарению и по изменению качества вследствие процессов испарения нефтепродукты располагаются в следующий убывающий ряд; бензин, реактивные топлива, дизельные топлива, газотурбинные топлива, котельные топлива, масла для реактивных двигателей, автомобильные масла, мазуты. Следует заметить, что испаряемость бензинов почти в 1000 раз выше, чем у темных нефтепродуктов, например, таких как дизельные масла, мазут.

В бензинах вследствие потерь легких фракций понижается октановое число, уменьшается содержание бромистого этила – выносителя свинца, повышается температура начала кипения. При этом ухудшаются пусковые свойства топлива и приемистость двигателей, увеличивается нагароотложение и происходит ускорение износа деталей двигателя.

В необходимости борьбы с испарением легких фракций можно проследить убедиться, анализируя результаты исследований А.С. Ирисова. Установлено, что увеличение температуры кипения головной 10% фракции с 50° до 65°С снижает легкий запуск двигателя с -20° до -10°С. Запуск становится затрудненным при температуре двигателя равной -25°С, а при более низкой - на этом бензине без подогрева двигатель запустить практически невозможно. Кроме того, например, при работе на бензине у которого в результате испарения потеряно 8% легких фракций, износ увеличивается в 2¸ 3 раза. Значительно увеличивается количество несгоревшего топлива, которое попадает в картер двигателя, разжижает масло, смывает смазку со стен цилиндров, увеличивается нагар, снижается мощность двигателя и т.д. По данным И.П. Бударова при правильном хранении авиационных и автомобильных бензинов потери не превышают 1, 5% веса, но и такие потери способны повысить температуру начала кипения на 3¸ 4°С. А вот только за счет выдувания паров через два отверстия площадью по 1 см²потери в районе Москвы за лето могут составить 5¸ 10% (в резервуаре 50¸ 100м3), при этом начало кипения увеличится на 15¸ 25°С, что делает бензин непригодным к использованию.

Значение количественных потерь от испарения можно проследить на примере резервуара емкостью 25м³(см. табл. 5.11).

Потери бензина от испарения, и соотношение их с другими потерями, имеющими место при сливо-наливных и заправочных операциях, представлены в табл. 5.12.

Очень большими могут быть потери от испарения при наличии газового сиропа, когда один конец трубы соединен с паровым пространством, а другой опущен до низа резервуара с внешней стороны и не закрыт, например, при применении пеногонной трубы. Потери опасны еще и тем, что создается видимость герметичного хранения.

Таблица 5.11

Потери бензина от испарения, кг

 

Оборудование резервуара	Малые дыхания	Большие дыхания	Обрат. выход	Выдува-ние	Абсолют-ные	Относи- тельные
лето	весны осены	зима
Неокраш. плохо оборудован.								4, 05
Окраш.оборуд. дых. клапаном, не герметичный								1, 22
Герметич. окраш. с клапаном ДК Р=0, 025МПа		-	-			-		0, 11
Р=0, 03 МПа	-	-	-			-		0, 03

 

Наличие свободного газового пространства в емкостях также приводит с существенным потерям. Так при заполнении резервуара на 90%, потери в средней климатической зоне составят 0, 3%, на 60% уже на 1, 6%, а заполнение всего на 20% способствует увеличению потерь до 10%, причем в южной зоне это значение потерь может составить до 15%.

Потери бензина при испарении в процессе налива железнодорожных и автомобильных цистерн (в % от объема отгрузки) по опубликованным данным распределяются следующим образом:

 

Верхний налив при помощи наружной трубы под слой продукта	0, 055
Тоже, открытой струей	0, 105
Нижний налив	0, 050

 

Объем потерь нефтепродуктов при хранении в результате малых и больших дыханий зависит от условий работы резервуарных парков. Например, в условиях длительного хранения потери происходят в основном при «малых дыханиях», при увеличении коэффициента сворачиваемости возрастает доля потерь от больших дыханий.

Таблица 5.12

Потери бензина при транспортировке, наливе-сливе, хранении и заправке

 

Источник потерь	величина потерь
кг	%
а) При транспортирокве заполнение автоцистерны (на одну ездку):
выше отметки	10¸ 12	0, 4¸ 0, 5
ниже отметки	3¸ 10	0, 1¸ 0, 4
неполное закрытие горловины автоцистерны (на ездку)	15¸ 40	0, 6¸ 1, 7
неплотности в топливопроводах и швах	2¸ 10	0, 1¸ 0, 4
неплотности в пробке бочки (на бочку)	0, 1¸ 1	0, 07¸ 0, 7
б) При наливе, сливе (приеме-отпуске)
налив открытой струей (не под уровень) на 1 м3	2¸ 3	0, 2¸ 0, 3
остаток в автоцистерне (на ездку)	20¸ 25	1¸ 1, 5
остаток в рукавах (на ездку)	5¸ 8	0, 1¸ 0, 2
остаток в бочках (на бочку)	0, 2¸ 0, 3	0, 6¸ 1
в) При хранении (резервуар 10м3)
неполное заполнение резервуара (20-60% в год)	70¸	8, 5¸ 15
неокрашенный резервуар (в светлый цвет), в год
неплотное закрывание резервуара (нет дыхательного клапана), в год
подтекание задвижки (одна капля в секунду), в течении года		-
микротрещины в сварочном шве длиной 1м, в сутки		-
неисправный дыхательный клапан (р-р 25м3)	-	0, 41

 

Таким образом, потери при наливе открытой струей в два раза выше потерь при нижнем наливе под уровнем. Здесь скорость испарения также зависит от ряда факторов: давления насыщенных паров, концентрации паров, метода налива и т.д.

Обводнение

Все нефтепродукты непосредственно после получения на заводах содержат очень незначительное количество воды. Причины обводнения многообразны: поглощение влаги из атмосферного воздуха, при хранении, сливо-наливочных операциях, нарушение герметичности систем охлаждения, конденсация паров, смешение нефтепродуктов с подтоварной водой и т.д. Особенно велика возможность обводнения на технологических операциях с применением пара и воды, например, при разогреве мазута острым паром.

Многочисленными исследованиями ряда отечественных ученых установлено, что концентрация воды в углеводородах зависит от парциального давления и давления насыщенных паров воды и прямо пропорционально относительной влажности воздуха. Так например, увеличение относительной влажности воздуха с 20% до 80% приводит к увеличению содержания воды в керосине при температуре 18°С с 0, 0015% до 0, 005%, а при температуре 34°С с 0, 003% до 0, 011.

Растворимость воды в нефтепродуктах при прочих равных условиях зависит от химического состава, причем максимальная растворимость наблюдается в бензинах. Например, в авиационных бензинах при температуре –10 – +30°С может быть растворено от 0, 007 до 0, 03% веса воды. В реактивных топливах растворимость воды меньше, еще меньше растворяется вода в дизельных топливах (примерно в 3 раза меньше чем у бензинов и 1, 5 раза чем в реактивных топливах). В маслах растворимость воды невелика и составляет около 0, 001% вес.

Скорость обводнения существенно зависит от толщины слоя нефтепродукта. При прочих равных условиях скорость насыщения водой уменьшается с увеличением высоты взлива нефтепродуктов. Это объясняется увеличением времени, необходимого для диффузии воды в глубине слоя.

Вода существенно ухудшает качество нефтепродуктов за счет того, что ухудшаются низкотемпературные свойства, повышается вязкость, снижается прокачиваемость и фильтруемость, повышается температура кристаллизации, ухудшаются процессы горения, снижается теплота сгорания и КПД, усиливаются процессы коррозии, увеличивается склонность нефтепродукта к накоплению загрязнений, ухудшаются диэлектрические свойства.

Обводнение масла М-10В2с 0 до 3% увеличивает скорость изнашивания пары «кольцо-втулка» в 2 раза. Износ поршневых колец с применением моторного масла М-20Г с присутствием воды может увеличиться в 4 раза, а износ вкладышей двигателя увеличивается на 80%. Эти данные более чем убедительно свидетельствуют о необходимости разработки средств и мероприятий по предотвращению обводнения нефтепродуктов на объектах хранения и транспорта.

Образование смол

Образование смолистых веществ и осадков лежит процесс, зависящий от химического состава нефтепродукта, примесей воды и механических примесей, а также от внешних условий, температуры, времени хранения, контакта с металлом и т.д.

Наиболее интенсивно протекают процессы образования смол в топливах, содержащих значительное количество непредельных углеводородов. Более быстрое образование смол в наземных резервуарах (по отношению к полуназемному хранению) объясняют действием солнечной радиации и более интенсивным дыханием резервуаров. Смолообразование ускоряет при увеличении поверхности соприкосновения топлива с воздухом и объема газовой фазы, т.е. степень заполнения резервуара.

По данным Г.Ф. Большакова изменения качества, которые происходят при хранении бензина на складах за длительное время, в заправочных баках машин происходят за несколько месяцев и даже недель. Даже в северной зоне через 3¸ 4 месяца хранения бензина в баке содержание смол увеличивается в десятки раз. Ускоренному окислению топлива способствует каталитическое действие металла бака (медь, свинец, припой), недостаточная герметичность, резкие колебания температуры. Помутнение нефтепродуктов и образование на дне резервуара белых и желтых осадков связывают обычно с разложением ТЭС и окислением мало стабильных компонентов.

В результате процессов окисления в топливах образуются смолы и осадки, ухудшающие эксплуатационные свойства. Смолистые вещества, содержащиеся в топливе, при работе двигателя накапливаются в виде отложений на клапанном механизме, поршневых пальцах, распылителях форсунок и других деталях топливной системы двигателя. Это снижает мощность и экономичность двигателя, приводит к повышенному расходу (угару) масла, преждевременному износу двигателя машины. Например, увеличение смол в бензине в количестве со 100г до 200г на 1 м³уменьшает возможный пробег автомобиля до появления неисправности вдвое, а увеличение смол до 500г сокращает безремонтный пробег в 6 раз.

При окислении снижается качества и ухудшаются эксплуатационные свойства масел. Присутствие смол снижает устойчивость масел к окислению, повышает вязкость и ухудшает низкотемпературные свойства.

Глава 5. Проблемы хранения нефтей и нефтепродуктов

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: