2 Специфические свойства нефтепродуктов

Нефтепродукты обладают целым рядом особенностей, которые существенным образом влияют на организацию нефтескладского хозяйства. Главнейшими из них являются: огнеопасность, взрывоопасность способность электризоваться при движении, высокая испаряемость и вязкость некоторых нефтепродуктов, а также вредность нефтепродуктов для здоровья.

1. Огнеопасность. Нефтепродукты являются легковоспламеняющимися и горючими жидкостями.

Критерием, разделяющим нефтепродукты по степени огнеопасности, является температура вспышки 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.

По степени огнеопасности нефтепродукты разделяются на 4 класса (табл. 11).

Таблица 11

Классы нефтепродуктов	Температура вспышки, °С	Наименование нефтепро­дуктов	Примечание
I	Ниже + 28	Бензины, лигроины и т. д.	Лесковоспламеняющиеся нефтепродукты
II	28-45	Керосины тракторный и осветительный и т. д.
III	45-120	Мазуты, моторное, дизельное топливо и т. д.	Горючие нефтепродукты
IV	Выше 120	Масла, битумы, асфальты, парафин и т. д.

 

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 табл. 12 приведены температуры самовоспламенения паров некоторых нефтепродуктов. 

Таблица 12

Наименование нефтепродуктов	Температура самовоспламенения, °С
Бензины	510—530
Керосины	290—430
Дизельное топливо	300-330
Бензол	720
Толуол	730

 

2. 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 горючего в воздухе при обыкновенной температуре и атмосферном давлении, при котором возможен взрыв, называется низшим пределом взрываемости горючего.

Наибольшее же процентное содержание паров горючего в воздухе при обыкновенной температуре и атмосферном давлении, при котором также еще возможен взрыв, называется верхним пределом взрываемости.

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

В табл. 13 приведены пределы взрываемости наиболее взрывоопасных жидкостей.

Таблица 13

Наименование нефтепродуктов	Низший предел	Высший предел
	объем. %
Бензины	1,1	6,0
Лигроины	1,5	4,5
Керосины	2,0	3,0
Бензол	1,4	7,4

 

3. 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.

4. Испаряемость. Светлые легкие нефтепродукты (газовые, пусковые, авиационные и автомобильные бензины) 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 табл. 14, иллюстрирующей результаты испарения бензина из открытого сосуда.

Насыщение воздуха парами бензина 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 (табл. 15). Поэтому в целях предотвращения потерь наиболее ценных, легко испаряющихся фракций такие нефтепродукты необходимо хранить и транспортировать в герметизированных резервуарах.

Таблица 14

Фракционныйсоставпродукта	Сроки от начала опыта
	0 час.	1час	3часа	5 час.	24часа
Выкипает от—до °С	Изменения состава, %
70- 80	5,8	-	-	-	-
80— 90	14,6	8,7	2,0	-	-
90—100	16,9	19,1	13,2	1,2	-
100—110	15,8	19,0	21,4	19,0	-
110—120	13,2	16,4	19,5	25,6	13,2
120—130	11,4	11,4	15,2	18,8	30,2

 

Таблица 15

Время от начала испарения	Бензиновые пары в газовой смеси, объем. %
	у поверхности продукта	в середине газового пространства	вверху газового пространства
Через 10 мин.	11,9	5,9	2,9
» 30 »	16,2	12,9	10,5
» 60 »	17,6	17,6	16,2

 

5. 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) застывает 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 и путем подогрева обратить в жидкое состояние. Подогрев нефтепродуктов резко снижает их вязкость, особенно в области низких температур, и позволяет транспортировать такие нефтепродукты без особых затруднений.

6. Вредность паров нефтепродуктов. Пары нефтепродуктов и нефтей вредны для здоровья человека, а пары сернистых нефтепродуктов обладают сильными отравляющими свойствами. Особенно вредны тяжелые бензины, содержащие бензол, и этилированные бензины (с присадкой тетраэтилсвинца — ТЭС).

Отравление людей нефтяными парами может произойти при ремонте и очистке резервуаров и цистерн, недостаточно очищенных от бензина и в недостаточно вентилируемых помещениях. Опасный для здоровья предел содержания паров в воздухе считается равным для бензина, лигроина, уайтспирита и керосина—0,3 мг/л и для сероводородного газа—0,01 мг/л.

Учитывая это, нефтескладские помещения необходимо проектировать с усиленной вентиляцией, а работы в опасной для здоровья атмосфере производить в специальных противогазах с соблюдением соответствующих мероприятий по технике безопасности и охране труда.