Специфические свойства нефтепродуктов

Большинство нефтепродуктов являются опасными веществами, что определяет требования к устройствам их хранения, транспортировки и отпуска. С этих позиций наиболее важными специфическими свойствами нефтепродуктов являются: огнеопасность, взрывоопасность способность электризоваться при движении, высокая испаряемость и вязкость некоторых нефтепродуктов, а также вредность нефтепродуктов для здоровья.

Огнеопасность

Нефтепродукты являются легковоспламеняющимися и горючими жидкостями.

Критерием, разделяющим нефтепродукты по степени огнеопасности, являются температуры вспышки, воспламенения и самовоспламенения паров нефтепродуктов.

Температурой вспышки называется та наинизшая температура, при которой смесь их паров с воздухом при атмосферном давлении при поднесении к ней пламени вспыхивает и затем затухает.

Температурой воспламенения называется та наинизшая температура, при которой смесь паров этих жидкостей с воздухом при атмосферном давлении при поднесении к ней пламени воспламеняется и горит.

Согласно ГОСТ 12.1.017-80 «Пожаровзрывобезопасность нефтепродуктов и химических органических веществ. Номенклатура показателей» все нефтепродукты по температуре вспышки подразделяются на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ), и горючие жидкости (ГЖ). К ЛВЖ относятся нефтепродукты с температурой вспышки не выше 45⁰С в закрытом тигле и не выше 66⁰С в открытом тигле. Нефтепродукты с температурой вспышки выше указанных величин относятся к горючим жидкостям (ГЖ). В свою очередь ЛВЖ подразделяются на следующие виды: особо опасные, постоянно опасные и опасные при повышенной температуре (табл.1). Бензиновые фракции имеют температуры вспышки от минус 40 до минус 30⁰С, керосиновые от 28 до 60⁰С, а масляные от 130 до 325⁰С.

Таблица 1 Классификация ЛВЖ по температуре вспышки

По степени огнеопасности основные нефтепродукты разделяются на IV класса (табл. 2).

Таблица 2 Классы огнеопасности основных видов нефтепродуктов

Нефтепродукты могут воспламениться и без наличия пламени - при нагревании их до определенной температуры. Температура, при которой воспламеняются пары горючих жидкостей без поднесения к ним открытого огня, называется температурой самовоспламенения. В таблице 3 приведены температуры самовоспламенения паров некоторых нефтепродуктов.

Таблица 3 Температура самовоспламенения некоторых нефтепродуктов

Взрывоопасность

Взрыв паров нефтепродуктов, даже при поднесении к газовому пространству открытого огня, возможен лишь при определенном процентном содержании этих паров в воздухе.

Наименьшее содержание паров нефтепродуктов в воздухе при обыкновенной температуре и атмосферном давлении, при котором возможен взрыв, называется низшим пределом взрываемости (НПВ).

Наибольшее же процентное содержание паров нефтепродуктов в воздухе при обыкновенной температуре и атмосферном давлении, при котором также еще возможен взрыв, называется верхним пределом (ВПВ).

Промежуток между верхним и низшим пределами взрываемости называется областью или зоной взрываемости.

В таблице 4 приведены пределы взрываемости наиболее взрывоопасных жидкостей.

Таблица 4 Пределы взрываемости некоторых нефтепродуктов

Электризация

При движении нефтепродуктов по трубам и при прохождении их через слой воздуха в виде капель (например, при наливе в железнодорожные цистерны, танкеры и т. д.) возникает статическое электричество. Оно образуется вследствие трения нефтепродуктов в первом случае о стенки труб, а во втором - о воздух (эффект Ленарда). Нефтепродукт получает заряды электричества одного знака, трубопроводы и воздух - другого. Являясь хорошими диэлектриками, нефтепродукты сохраняют электрические заряды в течение длительного времени. Разряды статического электричества между изолированными трубопроводами, автоцистернами на шинах и т. д. и заземленными предметами могут повлечь за собой загорание или взрыв паров нефтепродуктов.

Для предупреждения скопления статического электричества необходимо, чтобы трубопроводные сети, соединяющие различные объекты нефтебаз, представляли электрически непрерывную заземленную цепь.

Испаряемость

Светлые легкие нефтепродукты (бензины и керосины) содержат значительное количество легко испаряющихся углеводородов. При испарении легких фракций нефтепродукт теряется количественно и ухудшается также его качество. В результате потери легких фракций нефтепродукт из-за значительного изменения физико-технических констант часто не может быть непосредственно использован и подлежит «исправлению». Насколько быстро происходит в некоторых случаях изменение фракционного состава нефтепродуктов и обесценение их, можно судить по данным таблицы 5, иллюстрирующей результаты испарения бензина из открытого сосуда при постоянной температуре 35⁰С.

Таблица 5 Потери от испарения фракций бензина

Насыщение воздуха парами легкоиспаряющихся нефтепродуктов в паровом пространстве резервуаров происходит чрезвычайно быстро, причем вследствие наличия конвективных токов расслоения паров не наблюдается и концентрация паров во всех точках газового пространства остается примерно одинаковой (см. табл.6). Поэтому в целях предотвращения потерь наиболее ценных, легко испаряющихся фракций такие нефтепродукты необходимо хранить и транспортировать в герметизированных резервуарах.

Таблица 6 Концентрация бензиновых паров в газовой смеси, образующихся над поверхностью нефтепродукта

Вязкость

Многие темные нефтепродукты и масла при низких температурах обладают значительной вязкостью. Потери на трение при перекачке таких нефтепродуктов по трубопроводам и при истечении из железнодорожных цистерн бывают настолько большими, что процессы перекачки и выгрузки часто становятся невозможными без проведения специальных мероприятий. Часть нефтепродуктов (главным образом парафинистые нефтепродукты) застывают при сравнительно высоких температурах. Перекачка таких нефтепродуктов и выполнение других нефтескладских операций также часто оказываются затруднительными и даже неосуществимыми. Поэтому для приведения вязких и застывающих нефтепродуктов в транспортабельное, подвижное состояние необходимо понизить их вязкость путем подогрева.