13. Изменение качества топлива и смазочных материалов. Влияние испарения, обводнения, образования смол и загрязнения топлива и смазочных материалов на качество нефтепродуктов

Нефтепродукты до использования проходят ряд технологических операций в товарных парках, транспорт по нефтепроводам и в цистернах, заправку топливных баков и т.д., при которых происходят различные физические и химические процессы, влияющие на показатели качества топлив и смазочных материалов. Интенсивность этих процессов и, следовательно, глубина изменения качества зависят от: состава нефтепродукта; внешних условий (температура, время, давление, влажность и запыленность атмосферы); конструкции и материалов технических средств (качество и соотношение поверхности, конструктивные особенности трубопроводов, резервуаров, насосов) и др.

Процессы, протекающие в топливах и смазочных материалах и ухудшающие их качества, разделяют на: физические: это испарение, расслоение, загрязнение мех. примесями, поглощение влаги, смешение с другими нефтепродуктами и веществами; химические: окисление, конденсация, полимеризация, разложен коррозия.

Под испарением понимают парообразование, происходящее на свободной поверхности жидкости при температуре ниже точки кипения при данном давлении. 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. В бензинах вследствие потерь легких фракций понижается октановое число, повышается температура начала кипения. При этом ухудшаются пусковые свойства топлива и приемистость двигателей, увеличивается нагароотложение и происходит ускорение износа деталей двигателя.

Наличие свободного газового пространства в емкостях также приводит с существенным потерям. Объем потерь нефтепродуктов при хранении в результате малых, больших дыханий зависит от условий работы резервуарных парк. Например, в условиях длительного хранения потери происходят основном при «малых дыханиях», при увеличении коэффициента оборачиваемости возрастает доля потерь от больших дыханий.

Все нефтепродукты непосредственно после получения на заводах содержат очень незначительное количество воды. Причины обводнения: 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.

Растворимость воды в нефтепродуктах при прочих равных условиях зависит от химического состава, причем максимальная растворимость наблюдается в бензинах. Скорость обводнения существенно зависит от толщины слоя нефтепродукта.

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.

Образование смолистых веществ и осадков лежит процесс, зависящий от химического состава нефтепродукта, примесей воды, 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 объясняют действием солнечной радиации и более интенсивным дыханием резервуаров.

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

Загрязнение топлива и смазочных материалов. Изменение качества нефтепродуктов из-за загрязнения мало зависит от свойств топлива и определяется в основном условиями хранения, транспортировки, заправки и загрязненностью внешней среды.

К основным причинам загрязнения рабочей жидкости также относятся: попадание загрязнений в резервуар с жидкостью при транспортировке и заправке бака машины, низкое качество фильтрации рабочей жидкости в гидравлической системе, образование продуктов износа трущихся деталей, попадание в бак пыли через сапун при дыхании гидросистемы, через зазоры манжет и уплотнений.

По агрегатному состоянию загрязнения нефтепродуктов подразделяются на твердые (продукты износа, коррозии металлов, уплотнения нестабильных углеводородов, атмосферная, дорожная и иные виды пыли, соли и др.); жидкие (вода, смолы и поверхностно-активные вещества) и газообразные (воздух и различные газы).

По химическому составу загрязнения нефтепродуктов делят на неорганические (минеральные вещества, вода и воздух) и органические (соединения с УВ строением). Микробиологические загрязнения (бактерий, грибков, пирогенных веществ), которому в большей степени подвергается дизельное топливо.

По признаку образования или проникновения в нефтепродукты загрязнения делятся на три группы:

1.Производственные загрязнения образуются и проникают в нефтепродукты при их производстве. К ним относятся нефтяные (оксиды металлов и кремния, асфальтосмолистые соединения), технологические (смолы), атмосферные (оксиды металлов и кремния, вода) и контактные (оксиды металлов) загрязнения.

2.Операционные загрязнения образуются и проникают в нефтепродукты при транспортировании, хранении и заправке, к ним относятся атмосферные, остаточные, контактные, износные, высокотемпературные, низкотемпературные, газовые, микробиологические загрязнения.

3.Эксплуатационные загрязнения образуются и проникают в нефтепродукты при эксплуатации двигателей, машин и механизмов, к этим загрязнениям относятся углеводородные, остаточные, атмосферные, контактные, износные и газовые.

Чистота нефтепродуктов оценивается несколькими обобщающими показателями (максимальный размер частиц загрязнений, содержание воды по массе). Существует 19 классов чистоты. Следует заметить, что характер загрязнений в летнее и зимнее время одинаков, хотя в зимнее время загрязненность на 20% меньше, что вполне объясняется меньшей запыленностью воздуха.