Транспортная характеристика нефтепродуктов

Нефтепродукты обладают большим количеством специфических свойств, существенно влияющих на все этапы перевозочного процесса и конструкцию подвижного состава. К таким свойствам относятся плотность, вязкость, температурные характеристики, испаряемость, упругость насыщенных паров, электризация, коррозионность, токсичность и другие.

Плотность нефтепродуктов зависит от содержания легких (светлых) фракций, изменяется в пределах от 0.65 до 1.06 т/м^з и является качественной и количественной характеристикой продуктов переработки нефти. Плотность влияет на использование цистерн по грузоподъемности, на скорость истечения нефти при выполнении операций по наливу и сливу, возможность разогрева вязких нефтепродуктов открытым паром, на продолжительность обезвоживания (отстоя) нефтепродуктов после разогрева и другие процессы, связанные с перевозкой и подготовкой подвижного состава к перевозке.

Плотность нефтепродуктов в значительной степени меняется при изменении температуры окружающей среды, поэтому в перевозочных документах указывается плотность, определенная при температуре 20^оС (паспортная характеристика). Зависимость плотности от температуры (температурное расширение) приводит к изменению объема груза в цистерне. Поэтому для исключения потерь (от выплесков) в пути следования и оптимального использования грузоподъемности цистерн установлены следующие нормы заполнения объема: в теплый период – 98 % от полезного объема цистерны, в холодный период – 99 %.

Массу нефтепродуктов в цистерне определяет грузовладелец взвешиванием на вагонных весах, а при их отсутствии расчетным путем на основе замера высоты груза в цистерне по формуле

, (5.1)

где m_гр- масса груза в цистерне в кг;

- объем груза в цистерне, дм^з, который определяется по Таблицам калибровки железнодорожных цистерн в зависимости от высоты налива, измеренной метрштоком, и калибровочного типа цистерны, согласно ее трафарету:

- плотность нефтепродукта при температуре 20 ⁰С в г/дм³;

t_ф - фактическая температура груза, определенная одновременно с замером высоты налива в ^оС:

 - температурная поправка плотности на 1^оС, г/дм^з, зависящая от стандартной плотности при температуре 20^оС.

Вязкость определяет текучесть нефтепродуктов и оказывает существенное влияние на условия выполнения операций по их сливу и наливу из железнодорожных цистерн. Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость (см. п.2.4, С.65), каждая из которых имеет свои сферы применения. При определении времени на слив и налив нефтепродуктов пользуются понятием условной вязкости, которая определяется в условных единицах – градусах Энглера (условная вязкость ^оВУ). Эта величина показывает отношение времени истечения нефтепродукта в объеме 200 см³ при температуре 50^оС ко времени истечения дистиллированной воды того же объема при температуре 20^оС. По условной вязкости нефтепродукты делятся на 4 группы; в холодное время года продолжительность слива каждой из последующих групп по сравнению с предыдущей увеличивается на два часа, при норме для первой группы – слабовязких – четыре часа.

Температурные характеристики включают следующие показатели:

- температура плавления (застывания) для нефтепродуктов изменяется от – 80^оС (для некоторых бензинов) до +150^оС (для битумов и пека); характеризует температурные пределы применения топлива без предварительного подогрева, которые должны быть выше температуры плавления на 10^оС;

- температура вспышки зависит от химического состава нефтепродуктов и характеризует его пожарную опасность. По температуре вспышки нефтепродукты делятся на две группы: легковоспламеняющиеся (до 45^оС) и горючие (более 45^оС); температура вспышки определяет предельно допустимую температуру разогрева нефтепродуктов перед производством операций по их сливу и наливу, которая должна быть не менее чем на 10^оС ниже температуры вспышки;

- пределы взрываемости определяют минимальное (нижний предел) и максимальное (верхний предел) содержание паров нефтепродуктов в воздухе, способных взорваться при воздействии открытого огня; зона взрываемости лежит в пределах от 1…10 %. Пределы взрываемости могут определяться также температурой, при которой произойдет взрыв, при этом нижний предел взрываемости соответствует температуре вспышки.

Испаряемость – способность жидкости переходить в газообразное состояние; наибольшая испаряемость характерна для бензинов. Это свойство определяет размеры потерь при хранении, транспортировке, при наливе и сливе. При этом теряется количество и качество нефтепродуктов.

Упругость насыщенных паров – особо важное свойство, которое необходимо учитывать при перекачке нефтепродуктов насосами и при самотечном сливе (на сифонных участках). При высокой упругости паров происходит вскипание жидкости. Образующиеся при этом газовые пробки нарушают непрерывность потока (разрыв струи) и препятствует сливу.

Электризация – способность нефти и нефтепродуктов, являющихся диэлектриками, накапливать электрические заряды. Наиболее часто такое явление наблюдается при движении нефтепродуктов по трубопроводам, резиновым наливным шлангам, а также при трении капель или струи нефтепродуктов о воздух. Заряды статического электричества выносятся вместе с нефтепродуктами в цистерну и там накапливаются; появляется возможность искрового разряда. Для предупреждения возможных взрывов и пожаров необходимо обязательное заземление наливной эстакады.

Коррозионность – способность оказывать разрушающее действие на металлы, обуславливается наличием в нефти и нефтепродуктах сернистых соединений, водорастворимых минеральных кислот, щелочей, воды и других агрессивных веществ.

Токсичность характеризуется вредным воздействием нефтепродуктов на организм человека, приводит к необходимости ограничения допустимого содержания паров в воздухе рабочей зоны. Превышение нормативной концентрации может привести к острым и хроническим отравлениям.