- •И. В. Мозговой, г. М. Давидан, л.Н. Олейник
- •Предисловие
- •Тема 1.
- •1.1. Краткая история нефтепереработки
- •1.2. Происхождение нефти
- •1.3. Мировые запасы нефти
- •1.4. Добыча нефти
- •1.5. Добыча природных газов
- •Контрольные вопросы
- •2.2. Химический состав нефти
- •2.3. Классификация нефтей
- •Контрольные вопросы
- •Тема 3.
- •3.1. Фракционный состав нефтей
- •3.2. Плотность
- •3.3. Молекулярная масса
- •3.4. Вязкость
- •3.5. Низкотемпературные свойства нефти и нефтепродуктов
- •3.6. Пожароопасные и взрывоопасные свойства нефтепродуктов
- •3.7. Оптические свойства нефти и нефтепродуктов
- •3.8. Электрические свойства нефтепродуктов
- •3.9. Тепловые свойства нефтепродуктов
- •Контрольные вопросы
- •Тема 4.
- •4.1. Газообразные алканы
- •4.2. Жидкие алканы
- •4.3. Твердые алканы
- •4.4. Физические свойства алканов
- •4.5. Химические свойства алканов
- •Контрольные вопросы
- •Тема 5.
- •5.1. Физические свойства циклоалканов
- •5.2. Химические свойства циклоалканов
- •5.3. Получение циклоалканов
- •5.3.2. Получение циклогептана
- •5.3.4. Получение циклододекана
- •Контрольные вопросы
- •Тема 6.
- •6.1. Типы аренов и концентрация их в нефтях и их фракциях
- •6.2. Физические свойства аренов
- •6.3. Химические свойства
- •6.3.3. Окисление
- •6.4. Применение аренов в нефтехимии
- •Контрольные вопросы
- •Тема 7.
- •7.1. Сернистые соединения
- •7.2. Азотистые соединения
- •7.3. Кислородсодержащие соединения
- •7.4. Асфальто-смолистые вещества
- •7.5. Микроэлементы
- •Контрольные вопросы
- •Тема 8.
- •8.1. Введение в теорию
- •8.2. Кинетика и механизм термических процессов
- •8.3. Термические превращения углеводородов в газовой фазе
- •8.4. Пиролиз (высокотемпературный крекинг)
- •8.5. Коксование
- •8.6. Промышленные термические процессы
- •Контрольные вопросы
- •Тема 9.
- •9.1. Основные понятия о катализе и катализаторах
- •9.2. Реакции карбкатионов
- •9.3. Каталитический крекинг
- •9.4. Катализаторы каталитического крекинга
- •9.5. Макрокинетика процесса
- •9.6. Промышленный каталитический крекинг
- •Контрольные вопросы
- •Тема 10.
- •10.1. Химизм процесса
- •10.2. Катализаторы процесса
- •10.3. Промышленная реализация процесса
- •Контрольные вопросы
- •Тема 11.
- •11.1. Алкилирование изоалканов алкенами
- •2,2,3-Триметилпентан
- •11.2. Изомеризация алканов с4 – с5
- •11.3. Полимеризация алкенов
- •11.4. Применение сжиженных газов и кислородсодержащих органических веществ в получении карбюраторных топлив
- •Контрольные вопросы
- •Тема 12.
- •12.1. Гидроочистка
- •12.1.3. Реакции кислородных соединений
- •12.2. Гидрокрекинг
- •Контрольные вопросы
- •Тема 13.
- •13.1. Нефтяные топлива
- •13.2. Нефтяные масла
- •13.3. Присадки к маслам
- •13.3. Пластичные смазки
- •13.5. Консервационно-смазочные материалы
- •13.6. Смазочно-охлаждающие технологические жидкости
- •13.7. Нефтяные растворители, ареновые углеводороды, керосины осветительные
- •13.8. Масла белые, вакуумные, технологические, теплоносители
- •13.9. Разные продукты
- •Контрольные вопросы
- •Тема 14.
- •14.1. Автомобильный бензин
- •14.2. Дизельное топливо
- •14.3. Авиационное топливо
- •Контрольные вопросы
- •Тема 15.
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Содержание
3.5. 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.
3.6. 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 |
14 |
0,94 |
3,2 |
ЛВЖ |
|
|
н-Пентан |
– 44 |
1,47 |
7,8 |
ЛВЖ |
- |
- |
Бензол |
– 11 |
1,43 |
6,7 |
ЛВЖ |
5 |
2 |
Толуол |
4 |
1,25 |
6,7 |
ЛВЖ |
50 |
3 |
о-Ксилол |
32 |
1,0 |
6,0 |
ЛВЖ |
50 |
3 |
Изопропил-бензол |
30 |
0,93 |
4,2 |
ЛВЖ |
50 |
4 |
Этилен |
- |
3,0 |
32,0 |
Г Г |
- |
- |
Пропилен |
- |
2,2 |
10,3 |
Г Г |
- |
- |
Ацетилен |
- |
2,5 |
81 |
Г Г |
- |
- |
Циклогексан |
- |
1,2 |
10,6 |
ЛВЖ |
- |
- |
Бензин А-76 |
– 36 |
0,80 |
5,16 |
ЛВЖ |
100 |
4 |
Бензин АИ-93 |
– 36 |
1,06 |
5,13 |
ЛВЖ |
100 |
4 |
Бензин авиационный |
– 34 |
0,79 |
5,16 |
ЛВЖ |
100 |
4 |
Керосин осветительный |
>40 |
0,64 |
- |
ЛВЖ |
300 |
4 |
Дизельное топливо зимнее, летнее |
> 35 >40 |
0,61 0,52 |
- - |
ЛВЖ ЛВЖ |
- - |
- - |
Масло трансформа-торное |
150 |
0,29 |
- |
ГЖ |
- |
- |
Анилин |
73 |
1,32 |
8,3 |
ГЖ |
0,1 |
2 |
Пиридин |
20 |
1,86 |
12,4 |
ЛВЖ |
30 |
4 |
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.