Низкотемпературные свойства нефти и нефтепродуктов
К низкотемпературным свойствам относят температуры кристалллизации, застывания и помутнения. Для сырой нефти, дизельных и котельных топлив, а также нефтяных масел используется показатель температуры застывания.
Выпадение в осадок отдельных компонентов при охлаждении нефтепродуктов крайне нежелательно (например, кристаллизация твердых парафинов в дизтопливе или смазочном масле). Это явление создает трудности в эксплуатации двигателей. Максимальная температура, при которой в топливе начинают выпадать кристаллы осадка при охлаждении нефтепродукта, и есть температура начала кристаллизации.
Кристаллизация парафинов вызывает помутнение нефтепродуктов. Помутнение топлив может быть вызвано также выпадением кристаллов льда, если топливо поглощает влагу из воздуха. Показатель «температура помутнения» применяют для карбюраторных, реактивных и дизельных топлив. Его определяют визуально, сопоставляя исследуемый нефтепродукт с прозрачным эталонным нефтепродуктом по ГОСТ 5066 – 56. К примеру, температура начала кристаллизации для бензинов и реактивных топлив не должна превышать 60 оС. Этот показатель применяют для топлив, содержащих значительные количества ароматических углеводородов. Бензол и некоторые его гомологи являются высокоплавкими веществами и могут выпадать из массы топлива в виде кристаллических осадков.
Пожароопасные и взрывоопасные свойства
Нефтепродуктов
К этим свойствам относят температуры вспышки, воспламенения и самовоспламенения, а также пределы взрываемости.
Температура вспышки – это минимальная температура, при которой пары нефтепродукта образуют с воздухом смесь, способную к кратковременному возникновению пламени при внесении в нее источника воспламенения (пламени, искры и т. д.). Ее определяют по ГОСТ 12.1.044 – 84. Вспышка – это слабый взрыв, возможный в строго определенных концентрациях паров нефтепродуктов при данной температуре и давлении.
Различают верхний и нижний концентрационные пределы взрываемости.
Верхний предел – это максимальная концентрация, выше которой воспламенение и горение паров вещества в смеси с воздухом невозможны из-за недостатка кислорода. Нижний предел – это минимальная концентрация, ниже которой количество теплоты, выделившееся в месте локального воспламенения, недостаточно для протекания реакции горения во всем объеме.
Таблица 3.1
Опасные свойства некоторых органических веществ
| Вещество | Температура вспышки, оС | Концентрационные пределы воспламенения, % | Горючесть, воспламеняемость, взрывоопасность | Предельно допустимая концентрация (ПДК), мг/м3 | Класс опас-ности | |
| нижний | верхний | |||||
| Водород | - | 4,0 | 75,0 | Г Г | - | |
| Метан | - | 5,28 | 15,0 | Г Г | - | - |
| Этан | - | 2,9 | 15,0 | Г Г | - | - |
| Пропан | - | 2,31 | 9,5 | Г Г | - | - |
| н-Бутан | - | 1,8 | 9,1 | Г Г | - | - |
| н-Октан | 0,94 | 3,2 | ЛВЖ | |||
| н-Пентан | – 44 | 1,47 | 7,8 | ЛВЖ | - | - |
| Бензол | – 11 | 1,43 | 6,7 | ЛВЖ | ||
| Толуол | 1,25 | 6,7 | ЛВЖ | |||
| о-Ксилол | 1,0 | 6,0 | ЛВЖ | |||
| Изопропил-бензол | 0,93 | 4,2 | ЛВЖ | |||
| Этилен | - | 3,0 | 32,0 | Г Г | - | - |
| Пропилен | - | 2,2 | 10,3 | Г Г | - | - |
| Ацетилен | - | 2,5 | Г Г | - | - | |
| Циклогексан | - | 1,2 | 10,6 | ЛВЖ | - | - |
| Бензин А-76 | – 36 | 0,80 | 5,16 | ЛВЖ | ||
| Бензин АИ-93 | – 36 | 1,06 | 5,13 | ЛВЖ | ||
| Бензин авиационный | – 34 | 0,79 | 5,16 | ЛВЖ | ||
| Керосин осветительный | >40 | 0,64 | - | ЛВЖ | ||
| Дизельное топливо зимнее, летнее | > 35 >40 | 0,61 0,52 | - - | ЛВЖ ЛВЖ | - - | - - |
| Масло трансформа-торное | 0,29 | - | ГЖ | - | - | |
| Анилин | 1,32 | 8,3 | ГЖ | 0,1 | ||
| Пиридин | 1,86 | 12,4 | ЛВЖ |
Температура воспламенения – это минимальная температура, при которой пары горючего вещества при внесении источника воспламенения образуют устойчивое незатухающее пламя. Поэтому температура воспламенения всегда выше температуры вспышки, иногда на несколько десятков градусов.
Температура самовоспламенения– минимальная температура, при которой пары горючего вещества в смеси с воздухом воспламеняются без внешнего источника воспламенения. На этом свойстве топлив работают дизельные двигатели. Температура самовоспламенения намного выше температур вспышки и воспламенения, нередко на несколько сот градусов.
Из всех температур, характеризующих огнеопасность нефтепродуктов, наибольшее значение имеет температура вспышки. По температуре вспышки нефтепродукты делятся на легковоспламеняющиеся и горючие вещества. К легковоспламеняющимся веществам относят вещества с температурой вспышки не более 61 оС(в закрытом тигле) и не более 66 оС (в открытом тигле). Остальные продукты – это горючие вещества.
Среди легковоспламеняющихся веществ отметим прежде всего бензины. Автомобильный бензин имеет температуру вспышки минус 50 оС, а авиационный – минус 30 оС (в закрытом тигле).
Температуру вспышки нефти и бензиновых фракций определяют по ГОСТ 6356 – 75 в закрытом тигле. Температуру вспышки в закрытом тигле по ГОСТ 4333 - 48 применяют для масел и темных нефтепродуктов по методам Бренкена и Кливленда.
Температуры вспышки, воспламенения, самовоспламенения имеют важнейшее значение при оценке пожароопасности и взрывоопасности, как самих нефтепродуктов, так и помещений, где с ними обращаются.
Данные об опасных свойствах некоторых индивидуальных углеводородов и нефтепродуктов приведены в табл. 3.1.