Товарные нефтепродукты и основы их использования.

При перегонке нефти, имеющей типичный состав, можно получить: 31% бензиновых фракции, 10% керосиновых, 51% дизельных, 20% базового масла и около 15% составит мазут. Эти фракции являются базовыми для получения товарных нефтепродуктов, ассортимент которых достаточно велик и весьма разнообразен. Отечественной промышленностью освоен выпуск свыше 500 наименований нефтепродуктов.

Условно товарные нефтепродукты делятся на светлые (бензины, керосины, топлива для реактивных двигателей, дизельные топлива), темные (масла и мазуты), пластичные смазки, бензины и нефтехимические продукты.

Каждый вид топлива характеризуется определенными свой­ствами, обусловленными условиями и способами их сжигания.

Промышленность выпускает бензины для автомобильных и авиационных двигателей и бензины-растворители.

Основные показатели качества бензинов как топлива для карбюраторных двигателей внутреннего сгорания – их детона­ционная стойкость, которая для автомобильных бензинов ха­рактеризуется октановым числом, а для авиационных бензи­нов – октановым числом при работе двигателя на относитель­но бедной смеси и сортностью при работе двигателя на бога­той смеси.

Для улучшения детонационной стойкости бензинов, т. е. по­вышения их октанового числа, в них вводят специальные при­садки.

Фракционный состав бензинов характеризуется температу­рами (точками) начала кипения и отгона па 10, 50, 95 и 97,5% (по объему). Эти температуры (точки) определяют условия запуска, время прогрева и условия форсирования двигателя, а также полноту сгорания топлива.

Автомобильные бензины предназначенные для карбюраторных двигателей, состоят из легких фракций, выкипающих при температурах 40¸250⁰С. Важнейшими показателями автомобильных бензинов является также давление насыщенных паров.

Авиационные бензины – нефтепродукты с температурой кипения 50¸150⁰С, являющиеся топливом самолетов и вертолетов, оборудованных карбюраторными двигателями.

Авиационные бензины выпускают марок Б-100/130, Б-95/130, Б-91/115 и Б-70. Марки авиационных бензинов обозначаются дробным числом, за исключением Б-70, причем в числителе указано октановое число по моторному методу, в знаменате­ле—сортность бензина на богатой смеси, буква «Б» означает «бензин авиационный».

Бензины растворители – узкие фракции бензина прямой перегонки с фракционным составом 70¸120°С. Обычно применяют в резиновой, лакокрасочной и других отраслях промышленности.

Дизельные топлива – топлива, содержащие бензиновые, лигроиновые, газойливые фракции и мазут, и используемые в быстроходных дизельных двигателях с частотой вращения коленчатого вала до 1000 об/мин и более, с воспламенением от сжатия.

По назначению дизельные топлива выпускают трех видов.

1. Дизельное топливо для быстроходных двигателей (с частотой вращения 800–1000 об/мин и более) и судовых газовых турбин марок:

ДЛ – летнее для быстроходных дизелей и судовых газовых турбин, работающих при температуре окружающего воздуха 0 °С и выше;

ДЗ – зимнее для быстроходных дизелей, работающих при температуре воздуха выше 30 °С;

ДА – арктическое, работающее, при температуре воздуха не ниже –50 °С;

ДС – дизельное специальное.

2. Дизельное топливо для мало- и среднеоборотных дизе­лей (до 700 об/мин) марок:

ДТ – для дизелей, не имеющих системы подогрева топлива;

ДМ – для дизелей, оборудованных системой подогрева топ­лива до 60—70 °С.

3. Дизельное топливо для автотракторных, тепловозных и судовых двигателей марок:

Л – летнее для работы при 0 °С и выше;

3 – зимнее для работы при температуре воздуха не ниже –20°С; -

ЗС – зимнее северное для работы при температуре –30 °С и выше;

А – арктическое для работы при температуре –50 °С и вы ше.

Основные показатели качества дизельного топлива – воспламеняемость, фракционный состав, вязкость и температура вспышки.

Самовоспламенение дизельных топлив оценивается цетановым числом и достаточно полно характеризует их моторные свойства.

Цетановое число показывает содержание цетана в смеси с α-метилнафталином (в % по объему), самовоспламеняемость которой эквивалентна самовоспламеняемости испытуемого топлива. Цетановое число принято равным 100, а число α-метилнафталина – нулю.

Газотурбинное топливо по условиям эксплуатации турбин подразделяется на топливо для воздушно-реактивных и топливо для транспортных и стационарных двигателей.

Топливо для воздушно-реактивных двигателей в зависимо­сти от их назначения разделяются на топлива для летательных аппаратов с дозвуковой скоростью (Т-1, ТС-1, ТС-2М, РТ) и па топлива для летательных аппаратов со сверхзвуковой ско­ростью (Т-5, Т-6, Т-8), отличающиеся повышенной плотно­стью. Топливо РТ можно применять для сверхзвуковых само­летов с ограниченной продолжительностью полета.

Для транспортных и стационарных газотурбинных устано­вок выпускают топлива двух марок: ТГВК – для газотурбин­ных установок высшей категории и ТГ – обычное.

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.

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 (КО-25, К0-22 и КО-20) – керосин осветительный, а цифра указывает высоту некоптящего пламени, в мм.

Смазочные материалы по своим свойствам условно делятся на две группы: жидкие продукты различной вязкости – масла и пластичные смазки, полученные загущением масел специаль­ными загустителями.

Смазочные материалы должны выполнять ряд функций: снижать износ соприкасаемых деталей за счет создания на трущихся поверхностях прочной масляной пленки, снижать потери энергии на трение, предохранять соприкасаемые поверхности от коррозии, хорошо прилипать к поверхностям деталей, отводить от них тепло, уносить продукты износа, а в необходимых случаях обеспечивать уплотнение зазоров. В процессе хранения и работы они не должны изменять своих свойств и подвергаться разрушению под воздействием температур.

Обязательными показателями для всех видов масел являются: вязкость, содержание водорастворимых кислот и щелочей, содержание механических примесей и воды, температуры застывания и вспышки. Специфические показатели обязательны для отдельных видов смазочных масел. Большинство масел, применяемых для смазки деталей в уз­лах трения, называются смазочными.

Основные требования, предъявляемые к смазочным маслам:

- работоспособность при возможно более низких температурах застывания;

- определенные вязкостные свойства и высокая маслянистость (для обеспечения жидкостного трения при нормальных условиях работы);

- физическая и химическая стабильность;

минимальное коррозийное воздействие на контактируемые металлические сборочные единицы и детали машин;

- отсутствие механических примесей и воды;

- отсутствие образования смолисто-липковых отложений и нагаров, ухудшающих теплопередачу.

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

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

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

Масла автотракторные (моторные) – нефтяные дистилятные масла малосернистых нефтей с присадками, предназначенные главным образом для смазки карбюраторных и дизельных двигателей.

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. 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, 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.

В значительно меньшем количестве и ассортименте выраба­тывают масла специального назначения, которые обычно от­носятся к несмазочным. К этому классу нефтяных масел относятся электроизоляционные, гидравлические и вакуумные, технологические и белые масла, а также масла для резиновой промышленности и др.

Пластичные смазки включают группу нефтепродук­тов, предназначенных для смазки узлов трения, когда смазоч­ные масла не обеспечивают жидкостного трения из-за негер­метичности узла или трудности заполнения, для уплотнения; подвижных и неподвижных соединений, создания защитных покрытий на металлических поверхностях от атмосферной коррозии.

В большинстве случаев пластичные смазки представляют собой мазеобразные, иногда почти твердые, пластичные вещества коллоидной структуры с неньютоновскими свойствами в диапазоне рабочих температур.

По техническому назначению смазки разделены на три основные группы: антифрикционные, защитные и уплотнительные.

В качестве топлива для транспортных и стационарных ко­тельных, промышленных печей и технологических установок используют остаточные высокосмолистые продукты переработ­ки нефти, например, мазуты прямой гонки, крекинг-мазуты и их смеси, а также в небольших количествах продукты перера­ботки сланца и угля.

Товарные мазуты объединяют в две группы по области при­менения: мазут флотский – для котлов морских и речных су­дов и нефтяное топливо (мазут) для стационарных котлов и промышленных установок. Мазуты, маркируемые в зависимо­сти от вязкости, выпускают следующих марок: флотский Ф-5, флотский Ф-12, топочный 40, 40В, 100 и 100В, МП – топливо. Для мартеновских печей малосернистое, МПС – сернистое.

Наряду с приведенными котельными топливами производят экспортные мазуты трех марок М-0,8; М-2,0 и М-2,5, которые в основном различаются содержанием серы.

Топливом для коммунально-бытовых целей снабжается на­селение, мелкие коммунально-бытовые предприятия и сельское хозяйство, для коммунально бытовых топливо печное бытовое (ТПБ).

Растворители применяют для приготовления клея, экстра­гирования масел из семян, изготовления лаков и красок, про­изводства искусственных кож, химической чистки тканей и различных технических целей.

Битумы нефтяные – твердые или жидкие водонерастворимые органические материалы, представляющие собой смесь углеводородов с остатками от перегонки нефтей. Различают битумы вязкие и жидкие. Битумы вязкие (БНД 130/200 и др.) используются для дорожных щебеночных покрытий. Битумы жидкие: СГ – густеющие со средней скоростью, МГ – медленно густеющие со средней скоростью и БГ – быстро густеющие, используются в гидротехнических сооружениях и для гидроизоляции. Кроме перечисленных битумов выпускают еще битумы кислотно-упорные (для аккумуляторов), кровельные БНК и изоляционные марки БНИ.

Асфальт – смесь битума с минеральными материалами, придающими битуму повышенную устойчивость воздействию температуры.

Газойль – нефтяная фракция с пределами кипения от 230 до 360°С. Занимает промежуточное положение между керосином и маслом.

Лигроин – нефтяная фракция, занимающая по t_кип промежуточное положение между бензином и керосином, выкипает при температуре 120¸140 °С.

Гудрон – черная смолистая масса разной консистенции, остающаяся после отгонки нефти легкой фракции и большей части масляных фракций. Обычно гудрон составляет 10¸20% от нефти.

Кокс – пористая твердая масса (от серого до черного цвета) высокомолекулярных тугоплавких и высокоамортизированных углеводородов с незначительным содержанием солей. Основная ценность кокса – низкая зольность, позволяющая применять его для изготовления электродов.

Нефть искуственная – нефть полученная из угля, горючих сланцев и др. веществ. (Из 1000кг каменного угля можно получить 640 литров нефти).

Парафин – смесь твердых углеводородов метанового ряда нормального строения с 18-35 атомами углерода в молекуле. Используется для получения вазелина, смазок присадок. Область применения – парфюмерная промышленность, бумажная, кожевенная, текстильная, а также медицина.

Пенообразователь – жидкость темно- коричневого цвета, применяемая для получения воздушной механической пены при тушении пожаров.

Эфир – легкий бензин, выкипающий в пределах 60¸95оС, получаемый отгонкой легкой фракции (крекинга) из бензинов прямой перегонки. (Крекинг – процесс переработки нефти и ее фракций, проводимый для улучшения вывода легких фракций и повышения их качества, разработал метод В.Г. Шухов). Крекинг ведется при повышенном давлении и температуре в присутствии специальных катализаторов. Эфиры обычно используются в медицине.

Насосные станции нефтебаз.

Насосные станции являются один из важнейших объектов нефтебазы и предназначены для внутрибазовых перекачек нефти и нефтепродуктов из одной группы резервуаров в другую, для налива и слива железнодорожных и автомобильных цистерн и наливных судов.

НС нефтебаз классифицируются по следующим признакам:

1. по расположению и мобильности (стационарные и передвижные);

2. по виду перекачиваемого продукта (станции светлых нефтепродуктов; станции темных нефтепродуктов);

3. по инженерному исполнению. Под инженерным исполнением НС подразумевают: защищенность в пожаро- и взрывоопасном исполнении; защищенность от негативных воздействий окружающей среды.

Стационарные НС присущи практически всем базам. Они возводятся на стационарных фундаментах, расположенное в них технологическое оборудование также имеет стационарные фундаменты. Для обеспечения насосам НС благоприятных условий всасывания станции стремятся устанавливать по возможности ближе к резервуарам и сливным эстакадам, а также в наиболее низких местах территории баз. Если отмеченные подходы не обеспечивают насосам НС благоприятных условий всасывания, то насосы и НС заглубляют. В результате станционные НС подразделяются на следующие разновидности: надземные; полуподземные; подземные.

Оборудование стационарных насосных станций, включающих насосы с трубопроводной обвязкой, задвижки, обратные клапаны, перепускные устройства, двигатели для привода насосов с пусковыми и защитными устройствами, КИП и систему управления размещаются, как правило, в зданиях, сооружаемых в соответствии с требованиями СНиП и оборудованных средствами противопожарной защиты, вентиляцией, освещением и отоплением.

Конструктивно здания стационарных насосных станций выполняют с раздельной или совместной установкой насосов и электродвигателей. Совместную установку применяют при взрывозащищенном исполнении электродвигателей. Во всех остальных случаях помещения насосов и электродвигателей разделяются капитальной стеной с исковыми устройствами для промежуточных валов.

К передвижным НС можно отнести плавучие НС и передвижные насосные установки. Плавучие НС встречаются на нефтебазах, расположенных на берегах рек, озер и прочих водоемов в которых уровень воды подвержен значительным колебаниям (4м и более).

Баржи или понтоны с установленными насосами называются плавучими НС. Они соединяются с береговыми трубопроводами с помощью гибких шлангов или специальных шарнирных трубопроводов. Помимо технологических насосов, называемых грузовыми, на плавучих НС установлен целый ряд других насосов – это зачистные насосы, балластные насосы и пожарные насосы. Балластные насосы служат для закачки и выкачки воды в судно (балластные танки) с целью сохранения устойчивости судна при его разгрузке.

Передвижные насосные установки – это, как правило, насосы, установленные на шасси автомобиля или прицепа. Такие насосы могут приводится от двигателя автомобиля или от специально установленного двигателя, которым чаще бывает ДВС, иногда электродвигатель.

НС светлых нефтепродуктов перекачивают горючее (бензин, керосин, дизельное топливо и т. д.), которые отличаются низкой вязкостью, малой плотностью, но высоким давлением насыщенных паров. НС темных нефтепродуктов – перекачивают мазуты, масла, отличающиеся высокой вязкостью и плотностью и малым давлением насыщенных паров. Исходя из вышеперечисленного, НС светлых нефтепродуктов оснащаются в основном центробежными насосами, а НС темных нефтепродуктов – объемными насосами (поршневыми, винтовыми и шестеренчатыми).

По инженерно-строительному исполнению НС еще подразделяются на закрытые и открытые. Закрытые – это капитальные здания или блок. Открытые – это площадка с установленным на ней насосно-силовым оборудованием, расположенная под навесом или без него.

Основным оборудованием насосных станций являются насосы и привод к ним. К вспомогательному оборудованию относятся системы для подачи масла к узлам трения, охлаждения, пожаротушения, вентиляции, подачи сжатого воздуха к приборам и устройствам управления.