О САЙТЕ
Добро пожаловать!

Теперь вы можете поделиться своей работой!

Просто нажмите на значок
O2 Design Template

ФИМ / Инженерная графика / Ответы на экзамен по Проектированию газовых и нефтяных хранилищ

(автор - student, добавлено - 7-11-2013, 15:25)
СКАЧАТЬ: otvety_k_ekzamenuy.zip [1,26 Mb] (cкачиваний: 25)



Ответы на экзамен по Проектированию газовых и нефтяных хранилищ


1. Компоненты нефти и нефтепродуктов
Нефть и нефтепродукты представляют собой сложную жидкую смесь близкокипящих углеводородов и высокомолекулярных углеводородных соединений с гетероатомами кислорода, серы, азота, некоторых металлов и органических кислот.
Основными структурными элементами нефти являются углерод и водород, а элементарный состав колеблется в небольших пределах: углерод 83÷87%, водород 11÷14%.
На долю других элементов, объединяемых группой, смолисто-асфальтеновые вещества представляют собой высокомолекулярные органические соединения, содержащие углерод, водород, серу, азот и металлы. К ним относятся: нейтральные смолы, растворимые в бензинах; асфальтены, не растворимые в петролейном эфире, но растворимые в горячем бензоле; карбены, растворимые в сероуглероде; карбониты, ни в чем не растворимые. При сгорании нефти получается зола (сотые доли процента), состоящая из окислов кальция, магния, железа, алюминия, кремния, натрия и ванадия. Кстати, соединения последнего являются переносчиками кислорода и способствуют активной коррозии.
Углеводороды, различающиеся содержанием углерода и водорода в молекуле, а также строением, являются основным компонентом нефти. Углеводороды принято разделять на парафиновые (насыщенные алканы), нафтеновые и ароматические.
Преобладание той или иной группы углеводородов придает этим продуктам специфические свойства. В зависимости от преобладания в нефти одного из трех представителей углеводородов (более 50%) нефти именуются метановые, нафтеновые или ароматические. В случае, когда к доминирующему присоединяется другой углеводород в количестве не менее 25%, то им дают комбинированное название, например, метанонафтеновые.

2. Фракционный состав, способы определения. Зависимость выхода фракции от температуры кипения нефтепродукта

Разделение таких сложных смесей, как нефть и конденсат, на более простые называют фракционированием.
Нефтепродукты и конденсаты, получаемые из нефти, являются фракциями, вскипающими в достаточно узких температурных пределах (см. рис. 1.1), определяемых техническими условиями. При перегонке нефти, имеющей типичный состав, можно получить: 31 бензиновых фракций, 10 керосиновых, 51 дизельных, 20 базового масла и около 15 составит мазут.
Условно товарные нефтепродукты делятся на светлые, темные, пластичные смазки и нефтехимические продукты. К светлым нефтепродуктам относят и бензины, керосины, топлива для реактивных двигателей, дизельные топлива. Темные нефтепродукты – это различные масла и мазуты.
В процессе перегонки составляющие его компоненты отгоняются в порядке возрастания их температур кипения. При определении фракционного состава по ГОСТ 2177-82 перегонку ведут до 300°С. При этом отмечают температуру начала перегонки (н. к.) и объемы дистиллятов при 100, 120, 150, 160°С, а далее через каждые 20°С до 300°С. Обычно бензиновые фракции выкипают в пределах 35205С, керосиновые – 150315С, дизельные – 180420С, тяжелые масляные дистилляты – 420490С, остаточные масла – выше 490С.
Перегонку нефтепродуктов с температурами кипения до 370С ведут при атмосферном давлении, а с более высокими – в вакууме или с применением водяного пара (для предупреждения их разложения). Кстати, автомобильные бензины А-72, А-76, АИ-93 имеют практически один и тот же фракционный состав. Авиационные бензины отличаются повышенным содержанием легких фракций. Содержание в продукте тех или иных фракций определяется техническими условиями на данный нефтепродукт и зависит от его назначения. Нефти классифицируются по содержанию в них бензиновых, керосиновых и масляных фракций.
Фракционный состав нефтяных смесей определяется обычно простой перегонкой с дефлегмацией или ректификацией; разгонку легких фракций проводят при низких температурах и повышенных давлениях, средних фракций – при атмосферном давлении, тяжелых фракций – в вакууме
При обработке данных о свойствах нефтей для определения фракций Фр

где КГ – коэффициент, учитывающий глубину стабилизации нефти на промысле или потерю нефти в резервуарных парках; n – показатель вязкости, для Башкортостана и Куйбышевской области n = 0,680, Татарстана – 0,685, Саратовской области, Западной и Восточной Сибири – 0,66, Сахалинской области – 0,655, Пермской области и Удмуртии – 0,675, для туркменских, узбекских и таджикских нефтей n = 0,64, Казахстана – 0,675, η 20 и η 50 – динамическая вязкость нефти, соответственно, при температурах 20 и 50С, Па.
По содержанию серы нефти классифицируются на три класса: малосернистые (до 0,2% серы), сернистые (0,2÷3,0% серы) и высокосернистые (более 3,0%). Сера в нефти находится в виде сероводорода, меркаптанов и сульфидов до 6%, иногда – в свободном виде. Сера и ее соединения активно взаимодействуют с металлами, также вызывая сильную коррозию

3. Физико-химические свойства нефти и нефтепродуктов: плотность и молекулярная масса, вязкость, давление насыщенных паров, вязкость

Плотностью называется количество покоящейся массы в единице объема.
На практике часто имеют дело с относительной плотностью нефти и нефтепродукта, которая определяется отношением их массы при температуре определения к массе чистой воды при +4С, взятой в том же объема. Плотность воды при +4С имеет наибольшее значение и равна 1000 кг/м3. Относительную плотность принято определять при +20С, что обозначается символом ρот. Относительная плотность нефтей и нефтепродуктов при +20С колеблется в пределах от 0,7 до 1,07.



Нефть
(плотность 0.800-0.950 г/см3) Бензин (плотность 0.710-0.750 г/см3)
Керосин (плотность 0.750-0.780 г/см3)
Дизельное топливо (пл. 0.800-0.850 г/см3)
Масляные погоны (пл. 0.910-0.980 г/см3)
Мазут (плотность  0.950 г/см3)
Гудрон (плотность 0.990-1.0 г/см3)
Смолы (плотность > 1.0 г/см3)

Существует также понятие относительного удельного веса, численная величина которого равна численной величине относительной плотности. Плотность и удельный вес нефти и нефтепродуктов зависят от температуры. Для пересчета плотности при одной температуре на плотность при другой может служить следующая формула
где  – поправка на изменение плотности при изменении температуры на 1С; 20 – плотность нефти или нефтепродукта при t = +20С.
Плотность нефтей и нефтепродуктов для практических измерений считается аддитивной величиной.

Плотность газа можно определить из соотношения молекулярной массы, выраженной в килограмм-молекулах (кмоль), к общему объему одной килограмм-молекулы, который согласно закону Авогадро составляет 22,412 м3:

Относительная плотность ОТН – отношение плотностей газа Г к плотности стандартного вещества (например воздуха В =1,293кг/м3) при определенных физических условиях.

Значения ρ и ρОТН некоторых простых углеводородов приведены в табл. 1.4. Важность данной характеристики особенно подчеркивается в условиях эксплуатации различного оборудования. Так, например, при утечках в помещениях газы с ОТН 1 (например сжиженные) попадают в каналы, подвалы и т.п. Плотность смеси газов также подчиняется закону аддитивности.

Удельным весом называется вес единицы объема, т.е. сила притяжения к земле единицы объема вещества.
где –  плотность вещества, кг/м; g – ускорение силы тяжести.

Давления насыщенных паров – это давление пара, находящегося в равновесии с жидкостью при данных термодинамических условиях и соотношении объемов фаз. Такая характеристика позволяет судить о склонности нефтей и нефтепродуктов к образованию паровых пробок, например в трубопроводе, потерях при испарении и хранении в резервуарах и т.д., и является основным показателем испаряемости и стабильности товарных нефтепродуктов.
Давление насыщенных паров рS химически однородных жидкостей и азеотропных (не изменяющих свой состав в процессе испарения) веществ изучено достаточно хорошо. Установлено, что рS зависит от температуры и может быть определено с помощью простой формулы:

где рST – давление насыщенных паров при температуре Т; рSTo – давление насыщенных паров при известной температуре То; k – эмпирический коэффициент.
Парциальное давление рi любого компонента в жидкой смеси равно произведению давления насыщенного пара рSi чистого компонента на его мольную концентрацию хi в чистом виде
хiрSi = рSyi. (1.23)
Уравнение (1.23) известно под названием объединенного закона Дальтона – Рауля, согласно которому можно сделать важный вывод – в состоянии равновесия парциальное давление любого компонента смеси в паровой фазе равно парциальному давлению того же компонента в жидкости.
Давление насыщенных паров Рs для нефтепродуктов в интервале температур (-30÷100) 0С при температуре t с достаточной точностью определяется по формуле Рыбакова
Рst = Р38 · 10 (4,6 – 1430/t), (11.1.6)
где Р38 – давление насыщенных паров нефтепродукта по Рейду.

Вязкостью называют свойство жидкости сопротивляться взаимному перемещению ее частиц, вызываемому действием приложенной к жидкости силы.
(1.39)
где  – напряжение внутреннего трения; dv/dR – градиент скорости по радиусу трубы или относительное изменение скорости по направлению, перпендикулярному к направлению течения, т.е. приращением скорости на единицу длины нормали; η – коэффициент (касательное усилие на единицу площади, приложенное к слоям жидкости, отстоящим друг от друга на расстоянии, равном единице длины, при единичной разности скоростей между ними).
Динамической вязкость - абсолютная вязкости, т.к. эта величина выражается в абсолютных единицах
Формула Пуазейля в современной редакции выглядит следующим образом:

где η – коэффициент внутреннего трения (динамическая вязкость); Р – давление, при котором происходило истечение жидкости; τ – время истечения жидкости в объеме V, L – длина капилляра; r – радиус капилляра.
Единицей динамической вязкости является сила, необходимая для поддержания разности скоростей, равной 1 м/с, между двумя параллельными слоями жидкости площадью 1 м2 находящимися друг от друга на расстоянии 1 м, т.е. единицей измерения динамической вязкости в системе СИ является
Н  с/м2 или Па  с.
Единица динамической вязкости, выраженная в физической системе измерения СГС, в честь Пуазейля называется Пуазом, т.е. за единицу динамической вязкости принимают сопротивление, которое оказывает жидкость при относительном перемещении двух ее слоев площадью 1 см2, отстоящих друг от друга на 1 см, под влиянием внешней силы в 1 дн при скорости перемещения в 1 см 1 с. Динамическую вязкость при температуре t обозначают ηt.
Приближенное совпадение численного значения динамической вязкости воды при 20°С с 1 сантиПуазом (сП) дало повод Бингаму предложить построить систему единиц вязкости, в которой исходной единицей является динамическая вязкость воды при 20°С, принимаемая по Бингаму за 1 сП (точнее η20 воды равна 1,0087 сП). Таким образом, для большинства практических измерений с достаточной точностью можно считать, что η20 воды соответствует 1 сП. Это представляет большое удобство в практической вискозиметрии, для которой большое значение имеют жидкости с постоянными физико-химическими константами, имеющие точно известную вязкость при данной температуре. Из числа относительных обозначений наибольшим распространением пользуется так называемая удельная вязкость, показывающая, во сколько раз динамическая вязкость данной жидкости больше или меньше динамической вязкости воды при какой-то условно выбранной температуре. Таким образом, удельная вязкость представляет собой отвлеченное число.
коэффициент кинематической вязкости, который представляет собой отношение коэффициента динамической вязкости  к плотности жидкости при той же температуре



В физической системе единиц широкое применение имеет единица кинематической вязкости в см2/с (Стокс – Ст.) и мм2/с (сантиСтокс – сСт). Таким образом, 1 Ст представляет собой вязкость жидкости, плотность которой равна 1г/1мл и сила сопротивления которой взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью 1 см2, находящихся на расстоянии 1 см один от другого и перемещающихся один относительно другого со скоростью 1 см/с, равна 1 дн.
Вязкость нефтей и нефтепродуктов зависит от температуры, увеличиваясь с ее понижением. Наибольшее применение для практических расчетов подучила формула Рейнольдса-Филонова





где u – коэффициент крутизны вискограммы, 1/К; *,  – кинематическая вязкость при известной температуре Тж и при температуре Т; e – основание натурального логарифма.
Для нахождения коэффициента крутизны вискограммы для данного продукта достаточно знать значения вязкостей при двух температурах Т1 и Т2..
Динамическая и кинематическая вязкости – это вполне определенные физические характеристики, которые, как и все другие величины, выражены в абсолютных единицах и могут быть подставлены в те или другие расчетные формулы. В случаях, когда вязкость применяется не как расчетная величина, а как практическая характеристика нефтепродукта, ее принято выражать не в абсолютных, а в относительных, или условных, единицах.

5) Пожаровзрывоопасность нефтепродуктов ( температура вспышки, воспламенения, самовоспламенения).

Проукты нефтепереработки относятся к числу пожароопасных веществ. Пожароопасность керосинов, масел, мазутов и других тяжелых нефтепродуктов оценивается температурами вспышки и воспламенения.
Температурой вспышки называется температура, при которой пары нефтепродукта, нагреваемого в определенных стандартных условиях, образуют с окружающим воздухом взрывчатую смесь и вспыхивают при поднесении к ней пламени. Следует отметить, что при определении температуры вспышки бензинов и легких нефтей определяют верхний предел взрываемости, а для остальных нефтепродуктов – нижний.
Температура вспышки зависит от фракционного состава нефтепродуктов. Чем ниже пределы перегонки нефтепродукта, тем ниже и температура вспышки. В среднем температура вспышки бензинов находится в пределах от –30 до –400С, керосинов 30-600С, дизельных топлив 30-900С и нефтяных масел 130-3200С. По температуре вспышке можно судить о наличии примесей более низкокипящих фракций в тех или иных товарных или промежуточных нефтепродуктах.
Температурой воспламенения называется температура, при которой нагреваемый в определенных условиях нефтепродукт загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее 5 секунд. Температура воспламенения всегда выше температуры вспышки. Чем тяжелее нефтепродукт, тем больше эта разница. При наличии в маслах летучих примесей эти температуры сближаются.
Температурой самовоспламенения называется температура, при которой нагретый нефтепродукт в контакте с воздухом воспламеняется самопроизвольно без внешнего пламени. Температура самовоспламенения нефтепродуктов зависит и от фракционного состава и от преобладания углеводородов того или иного класса. Чем ниже пределы кипения нефтяной фракции, тем она менее опасна с точки зрения самовоспламенения. Температура самовоспламенения уменьшается с увеличением среднего молекулярного веса нефтепродукта. Тяжелые нефтяные остатки самовоспламеняются при 300-3500С, а бензины только при температуре выше 5000С. При появлении внешнего источника пламени (огня или икры) положение резко меняется, и легкие нефтепродукты становятся взрыво- и пожароопасными.
Из углеводородов самыми высокими температурами самовоспламенения характеризуются ароматические углеводороды
6.Теплофизические свойства нефти и нефтепродуктов (теплоемкость, теплосодержание, излучение, конвекция, теплопроводность)

Удельная теплоёмкость. Удельная теплоёмкость нефти – количество тепла, которое необходимо затратить для нагревания 1г нефти на 1С. Удельная теплоёмкость колеблется в пределах 0,4 – 0,5 кал (г*С)-1¬¬¬¬. С повышением плотности нефти она уменьшается.

Теплосодержание При сжигании углеводорода происходят два процесса — идет химическая реакция и выделяется теплота. Хими¬ческая реакция обычно представляет собой превращение углеводорода и кислорода в диоксид углерода и воду:
2 С6Н6 + 15 02 12 С02 + 6 Н20 + тепло.
Количество теплоты, выделяющееся в процессе реак¬ции, различно для разных углеводородов. В нефтеперера¬батывающей промышленности количество теплоты обыч¬но измеряют в Британских тепловых единицах (1 BTU = 1054,8 Дж = 252 кал).
Под удельным теплосодержанием жидких нефтепродуктов ( энтальпией) при данной температуре понимают количество тепла, которое требуется для нагревания 1 кг жидкости от 0 С до данной температуры

Конвекция Конвекция возникает при механическом перемешивании растворов или вследствие различий в плотности внутри раствора, вызванных градиентами концентрации или температуры. Конвекция может быть свободная ( естественная), появляющаяся в поле действия гравитационных сил при наличии неоднородности плотности во флюиде, возникшей в результате действия градиентов температуры или химического потенциала. Вынужденная конвекция вызывается внешним механическим воздействием на среду. Капиллярная конвекция появляется в объемах жидкости со свободной поверхностью при наличии перепадов поверхностного натяжения, вызванных действием градиентов температуры ( термокапиллярная конвекция) или химического потенциала поверхностно-активного вещества

Теплопроводность Теплопроводность нефтей зависит от их химического и фракционного состава. Теплопроводность нефти по мере перегонки и деструкции возрастает. Теплопроводность нефтей определяет перенос энергии от более нагретых участков неподвижной нефти к более холодным. Коэфициент теплопроводности нефти в среднем равен 0 1 ккал / м час С, теплоемкость 0 4 ккал / кг С, уд.

7.Технические харастеристики нефтепродуктов (электропроводность,взрывоопасность, релаксация, старение, стабильность)

Взрывоопасность Взрывоопасность, самовозгораемость и ядовитость транспортируемых грузов учитывается по специальным техническим условиям, которые необходимо обязательно выполнять при проектировании машины. Взрывоопасность представляет выделяющийся в процессе заряда аккумуляторных батарей водород, который образует с кислородом воздуха гремучий газ, легко взрывающийся при наличии искры. Взрывоопасность при любых режимах обеспечивается искро-безопасностью при любом количестве повреждений в нормальном и аварийном режимах, за исключением повреждений в искробезопасных защитных элементах схемы. Взрывоопасность жидкостей и горючих газов характеризуется температурой вспышки паров данной жидкости и температурой сВзрывоопасность нефтей и нефтепродуктов характеризуется величинами нижнего и верхнего пределов взрываемости. Нижний предел взрываемости - это концентрация паров жидкости в воздухе, ниже которой не происходит вспышки смеси из-за избытка воздуха и недостатка паров при внесении в эту смесь горящего предмета. Верхний предел взрываемости соответствует такой концентрации паров нефти и нефтепродуктов в воздухе, выше которой смесь не взрывается, а горит. Значения концентрации паров между нижним и верхним пределами взрываемости называют интервалом взрываемости.амовоспламенения взрывоопасной смеси горючих паров и газов с воздухом
.
Старение Старение нефтяных эмульсий имеет большое практическое значение для подготовки нефти к переработке, так как свежие эмульсии разрушаются значительно легче и при меньших затратах, чем после старения. Старение нефтяных эмульсий имеет большое практическое значение, так как свежие эмульсии разрушаются значительно легче и быстрее, чем постаревшие. Для прекращения процесса старения необходимо как можно быстрее смешивать свежеполученные эмульсии с деэмульгатором, если невозможно предупредить их образование, деэмульхадор -, с высокой поверхностной активностью, адсорби-руясь на поверхности глобул воды, не только способствует вытеснению и разрушению образовавшегося гелеобразного слоя, но и препятствует дальнейшему его упрочнению. Поэтому процесс старения эмульсии, оставшейся в нефти после смешения ее с деэмульгатором, должен полностью прекратиться. Процесс старения нефтяных эмульсий в начальный период происходит весьма интенсивно, затем постепенно замедляется и часто уже через сутки прекращается. Объясняется это старением нефтяных эмульсий: при перемешивании нефти в насосных агрегатах и магистральных нефтепроводах эмульсия дополнительно диспергируется, становится более прочной, поэтому разрушить ее и удалить из нефти остаточные соли весьма трудно.

Стабильность стабильность нефти обеспечивается поддержанием давления насыщенных паров стабильной нефти Ps2 на заданном уровне. Стабильность нефти обеспечивается давлением насыщенных паров стабильной нефти PS. Стабильность нефти обеспечивается поддержанием давления насыщенных паров стабильной нефти Ря. Стабильность нефти обеспечивается поддержанием давления насыщенных паров стабильной нефти Рч: на заданном уровне. Наблюдения за стабильностью нефти при условии взбалтывания ее с водой, когда нефть находилась не только в пленке, но также во взвешенном и эмульгированном состоянии, показали, что степень разрушения нефти и в этом случае лежит ла том же уровне, что и пленочной нефти. Поэтому понятие о стабильности нефтей условно и зависит от конкретных условий: летучести нефти, схемы ее сбора, транспортирования я хранения, степени герметизации промысловых, транспортных и заводских сооружений, возможности реализации продуктов стабилизации, экономической целесообразности проведения тех или иных мероприятий по стабилизации, а также влияния стабилизации на потенциальное содержание бензиновых фракций в нефти, направляемых на переработку. По ГОСТ 1756 - 52 стабильность нефти характеризуется давлением насыщенных паров по Рейду. Различные технологические приемы позволяют получить одно и то же значение ДНП, но количество стабильной нефти при этом бывает разным. Примером может служить одно - и многоступенчатая сепарация.


8. Классификация нефтебаз
Нефтебазы являются комплексом сложных многофункциональных инженерно-технических сооружений с различными объектами производственно-хозяйственного назначения. Эти объекты обеспечивают необходимые условия приема и отпуска нефтепродуктов, сбор, отгрузку и регенерацию отработанных масел, тем самым отвечая за бесперебойное и надежное снабжение потребителей нефтью и нефтепродуктами.
Обычно нефтебазы классифицируются по:
• назначению: оперативные, хранения и гражданского запаса;
• основному виду транспорта: трубопроводные, железнодорожные, водные, глубинные;
• виду проводимых операций: перевалочные, распределительные и перевалочно-распределительные;
• объему резервуарного парка:
нефтебазы первой группы подразделяются на три категории: нефтебазы с общим объемом резервуаров более 100 тыс.м3 (РВС-100), общим объемом резервуаров от 20 до 100 тыс.м3(РВС-20 — РВС-100), общим объемом резервуаров до 20 тыс.м3 включительно (РВС-20);
на складах второй группы допускается хранение в наземных хранилищах 2000 м3 легко воспламеняющихся продуктов и 10000 м3 горючих продуктов, в подземных – 4000 м3 и 20000 м3 соответственно. виду хранимого продукта: для темных и светлых нефтепродуктов.
9.Основные сооружения нефтебаз, зоны и участки.
На территории нефтебазы сооружения и объекты должны быть расположены рационально. Этот вопрос принципиален, так как от этого зависит благоприятность условий, обеспечивающих бесперебойность проведения всех операций, соблюдение санитарно – гигиенических и противопожарных требований. В конечном счете, рациональность расположения определяет экономическую эффективность работы всего комплекса сооружений в целом. Наиболее целесообразным представляется объединение объектов нефтебазы по их технологической или функциональной принадлежности и расположение на территории по зонам.
Обычно выделяют шесть – семь таких зон:
• зона железнодорожного приема и отпуска. Включает железнодорожные сливо-наливные устройства, насосные и компрессорные станции, хранилища жидкостей в таре, погрузочно-разгрузочные площадки, лаборатории, технологические трубопроводы различного назначения, операторные помещения и другие объекты, связанные с проводимыми операциями; зона водного приема и отпуска. Определяется морскими или речными пирсами и причалами, насосными станциями, технологическими трубопроводами, операторными, манифольдами и другими сооружениями, обеспечивающими сливо-наливные операции в транспортные емкости;
• зона резервуарного хранения. Включает резервуары, технологические трубопроводы, газосборники, газовые обвязки, насосные, операторные, манифольды и др.;
• зона розничного отпуска. Представляет собой автоэстакады, устройства для налива нефтепродуктов в автоцистерны, разливочные, хранилища для нефтепродуктов в таре, цеха затаривания нефтепродуктов, цеха регенерации отработанных масел, маслоосветительные установки, насосные, оперативные площадки чистой и грязной тары, автовесы, погрузочные площадки, лаборатории и т.д.;
• зона очистных сооружений. Содержит буферные резервуары, песколовки, нефтеловушки, флотары, фильтры, биофильтры, хлораторные, азонаторные, пруды-отстойники, пруды-испарители, шлаконакопители (иловые площадки);
• зона подсобных зданий и сооружений. В нее входят ремонтно-механические мастерские, пропарочные установки, котельные, малярные цеха, электростанции и трансформаторные подстанции, распределительные пункты, водопроводы, склады для тары и материалов, цеха по ремонту оборудования;
• зона административно-хозяйственная. Включает объекты противопожарной службы, административные здания, столовые, проходные, гаражи, объекты охраны и т.д.
Стоит отметить, что разделение нефтебазы на зоны достаточно условно. К примеру, на нефтебазах, где хранятся только светлые нефтепродукты, не производится никаких подогревательных операций. Далеко не на всех нефтебазах, в случае необходимости значительного количества пара и сжатого воздуха, возможно проведение обезвоживания нефтепродуктов и очистка масел. Также ремонт и изготовление бочковой тары выгоднее выполнять централизованно на крупных нефтебазах, имеющих необходимое оборудование. На многих нефтебазах не сооружают тепловых котельных. Таким образом, в разных случаях возможно отсутствие одной или нескольких зон, при этом, некоторые зоны иногда совмещаются, могут выделяться дополнительно новые зоны, обоснованные либо экономическими показателями, либо технологией проводимых операций.

10. Основные и вспомогательные операции, проводимые на нефтебазах
Все производственные операции, проводимые на нефтебазах, разделяют на основные и вспомогательные. К основным операциям относятся:

- прием нефтепродуктов, доставляемых на нефтебазу железнодорожным, водным, автомобильным транспортом и по трубопроводам или отводам от них;

- хранение нефтепродуктов в резервуарах и тарных хранилищах;

- отпуск нефтепродуктов в железнодорожные и автомобильные цистерны, нефтеналивные суда или по трубопроводам;

- замер и учет нефтепродуктов.

^ К вспомогательным операциям относятся:

- очистка и обезвоживание масел и других вязких нефтепродуктов;

- смешение масел и топлив;

- регенерация отработанных масел;

- изготовление и ремонт тары;

- ремонт технологического оборудования, зданий и сооружений;

- эксплуатация котельных, транспорта и энергетических устройств.

Количество вспомогательных операций на различных нефтебазах неодинаково.

11. Классификация нефтепродуктов
Существует много различных классификаций нефтепродуктов - продуктов, получаемых в результате переработки нефти. Например, по назначению нефтепродукты обычно подразделяются на моторные топлива, нефтяные масла, энергетические топлива, нефтехимическое сырье и т.д. Однако для упрощения классификации нефтепродукты иногда разделяют на светлые и тёмные.
Тёмными нефтепродуктами (black products - англ. «тёмные продукты») считаются все виды мазутов, газотурбинные топлива, дистиллятные масла, а также вакуумные газойли, гудроны и битумы. Такие продукты, как правило, содержат тяжёлые остатки первичной и вторичной переработки нефти и непрозрачны.
Светлые нефтепродукты (white products - англ. «прозрачные продукты») включают в себя бензины, нафту (используется как компонент товарных бензинов), керосины, дизельные топлива. Светлые нефтепродукты прозрачны и обычно не содержат тяжелых нефтяных фракций.


Вопрос12.ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ АВТОМОБИЛЬНЫХ БЕНЗИНОВ

Бензины. Основными показателями качества бензинов являются: детонационная. стойкость, фракционный состав и химическая стабильность. Детонационные свойства характеризуют способность бензина быстро и равномерно сгорать. Детонационное сгорание – сверхбыстрое, в виде взрыва, сгорание рабочей смеси. Если скорость нормального сгорания смеси составляет 20… 40 м/с, то при детонационном сгорании она может достигать 2000 м/с и более. Признаком детонационного сгорания являются характерные металлические стуки, появляющиеся в цилиндрах двигателя.
Антидетонационная стойкость бензина оценивается октановым числом, которое определяют на специальной установке, сравнивая бензин с эталонным топливом (изооктан – 100 единиц и гептан – нуль).
Чем выше степень сжатия для двигателя, тем более высокое октановое число должен иметь применяемый бензин. В целях повышения октанового числа к бензину добавляют антидетонатор -тетраэтилсвинец (ТЭС).
Такой бензин называется этилированным. Бензин, содержащий в своем составе тетраэтилсвинец, ядовит и требует осторожности в обращении с ним. Такой бензин, попав в жидком или парообразном виде на кожу или в дыхательные пути человека, может вызвать тяжелые отравления.
Поэтому применять этилированный бензин для мытья рук и деталей категорически запрещается. Для отличия обыкновенных бензинов от этилированных последние окрашивают в зеленый, оранжевый, желтый и синий цвета.
Фракционный состав характеризует испаряемость бензина (дизельного топлива) и определяется по ГОСТ 2177-82. При этом отмечаются температуры начала и конца кипения. Об испаряемости бензина судят по температурам выпаривания при отгоне.
Химическая стабильность бензина характеризует его стойкость против образования смол и нагара. Бензин ее должен содержать серы или сернистых соединений и воды, так как присутствие их приводит к коррозии деталей, а наличие воды, кроме того, затрудняет пуск двигателя

Требования, предъявляемые к качеству современных автомобильных бензинов, подразделяют на четыре
группы:
1. От производителей автомобилей для обеспечения нормальной работы двигателя;
2. От производителей бензинов, обусловленные возможностями нефтеперерабатывающей
промышленности;
3. Связанные с транспортированием и хранением автомобильных бензинов;
4. Экологические.
Требования, которые предъявляют производители двигателей с искровым зажиганием к качеству
применяемых бензинов: сжигание бензина в смеси с воздухом в камере сгорания должно происходить с
нормальной скоростью без возникновения детонации на всех режимах работы двигателя в любых
климатических условиях. Это требование устанавливает нормы на детонационную стойкость бензина.
Необходимо, чтобы бензин имел высокую теплоту сгорания, минимальную склонность к образованию
4
отложений в топливной и впускной системах, а также нагара в камере сгорания. Продукты сгорания не должны
быть токсичными и коррозионно-агрессив-ными.
Испаряемость бензинов должна обеспечивать приготовление горючей смеси при любых температурах
эксплуатации двигателей.
Это требование регламентирует такие свойства и показатели качества бензина, как фракционный состав,
давление насыщенных паров, склонность к образованию паровых пробок.
Производство автомобильных бензинов осуществляется на сложном комплексе различных технологических
процессов переработки нефти.
Требования к качеству вырабатываемых автобензинов, обусловленные техническими возможностями
отечественной нефтепереработки, накладывают ограничения на показатели фракционного и
углеводородного состава, содержание серы и различных антидетонаторов.
Условия массового производства требуют обеспечения возможности использования нефтяного сырья с
возможно более широким варьированием по углеводородному и фракционному составам и содержанию
различных сернистых соединений, что определенным образом влияет на установление норм в спецификациях
на соответствующие показатели качества бензинов.
В целях увеличения выхода бензина из перерабатываемого нефтяного сырья производство заинтересовано в
повышении температуры конца кипения, а эффективное использование бензина в двигателе возможно при
определенном ограничении содержания высококипящих фракций.
Нормы на показатель детонационной стойкости устанавливаются на уровне, достижимом с использованием
имеющихся технологических процессов, компонентов и присадок, допущенных к применению в составе
бензинов.
Требования производителей автомобилей очень часто идут вразрез с требованиями нефтепереработчиков, и
в этих случаях необходимо определить оптимальный экономически целесообразный уровень этих требований.
Примером такого компромисса является октановый индекс, характеризующий детонационную стойкость
американских автобензинов.
Автомобилестроители США предлагали внести в спецификации оценку октанового числа бензина по
исследовательскому методу, а нефтепереработчики — по моторному методу.
В результате в спецификацию был внесен показатель, равный полусумме октановых чисел по
исследовательскому и моторному методам.
Требования, связанные с транспортированием и хранением бензинов, обусловлены необходимостью
сохранения их качества в течение нескольких лет.
Автомобильный бензин с завода-изготовителя по существующим продуктопроводам, железнодорожным,
водным и автомобильным транспортом подается на крупные региональные перевалочные нефтебазы. С этих
баз хранения бензин поступает на нефтебазы, снабжающие автозаправочные станции (АЗС), а далее
автомобильными цистернами на АЗС.
Транспортирование, хранение и применение бензина непосредственно на автомобилях осуществляются в
различных климатических условиях при температуре окружающего воздуха от - 50 до + 45 "С, при этом
необходимо обеспечить нормальную работу двигателя.
Требования, связанные с транспортированием и хранением, регламентируют такие свойства автобензина,
как физическая и химическая стабильность, склонность к потерям от испарения и образованию паровых
пробок, растворимость воды, содержание коррозионно-агрессивных соединений и т. д.
На длительное хранение, как правило, поступают бензины летнего вида с высокой химической
стабильностью (индукционный период не менее 1200 мин).
Воздействие бензинов на окружающую среду при применении их на автомобильной технике связано с
токсичностью соединений, попадающих в атмосферный воздух, воду, почву непосредственно из топлива
(испарения, утечки) или с продуктами его сгорания.
Источниками токсичных выбросов автомобилей являются отработавшие газы, картерные газы и пары
топлива из впускной системы и топливного бака. Отработавшие газы содержат оксид углерода, оксиды азота,
серы, несгоревшие углеводороды и продукты их неполного окисления, элементарный углерод (сажа), продукты
сгорания различных присадок, например оксиды свинца и галогениды свинца при использовании
этилированных бензинов, а также азот и неизрасходованный на сгорание топлива кислород воздуха.
Для уменьшения выбросов вредных веществ современные автомобили оснащают каталитическими
системами нейтрализации отработавших газов, позволяющими дожигать несгоревшие углеводороды и оксид
углерода до СО2, а оксиды азота — восстанавливать до азота.
Экологические свойства бензинов обеспечиваются ограничениями по содержанию отдельных токсичных
веществ по групповому углеводородному составу по содержанию низкокипящих углеводородов, а также серы и
бензола.
Эти ограничения позволяют обеспечить надежную работу каталитической системы нейтрализации ОГ и
способствуют уменьшению воздействия автомобильного парка на загрязнение окружающей среды.
В табл. 1 приведены требования к автобензинам в странах Европейского Экономического Сообщества.
В связи с присоединением России к европейским экологическим программам возникла острая
необходимость в организации промышленного производства автомобильных бензинов, соответствующих

Вопрос 13.Дизельные топлива
Дизельное топливо предназначено для быстроходных дизельных и газотурбинных двигателей наземной и судовой техники. Условия смесеобразования и воспламенения топлива в дизелях отличаются от таковых в карбюраторных двигателях. Преимуществом первых является возможность осуществления высокой степени сжатия (до 18 в быстроходных дизелях), вследствие чего удельный расход топлива в них на 25–30 % ниже, чем в карбюраторных двигателях. В то же время дизели отличаются большей сложностью в изготовлении, большими габаритами. По экономичности и надежности работы дизели успешно конкурируют с карбюраторными двигателями.
Основные эксплуатационные показатели дизельного топлива:
цетановое число, определяющее высокие мощностные и экономические показатели работы двигателя;
фракционный состав, определяющий полноту сгорания, дымность и токсичность отработавших газов двигателя;
вязкость и плотность, обеспечивающие нормальную подачу топлива, распыливание в камере сгорания и работоспособность системы фильтрования;
низкотемпературные свойства, определяющие функционирование системы питания при отрицательных температурах окружающей среды и условия хранения топлива;
степень чистоты, характеризующая надежность работы фильтров грубой и тонкой очистки и цилиндро-поршневой группы двигателя;
температура вспышки, определяющая условия безопасности применения топлива в дизелях;
наличие сернистых соединений, непредельных углеводородов и металлов, характеризующее нагарообразование, коррозию и износ.

Виды дизтоплива и их характеристика.
Дизельное топливо можно характеризовать по его основным показателям таким как:
В зависимости от того, для каких целей вы применяете дизтопливо, различают следующие характеристики: дистиллятное маловязкое для быстроходных и остаточное, высоковязкое дизельное топливо для тихоходных двигателей. Если маловязкое состоит из керосино-газойлевых фракций прямой перегонки и до 1/5 из газойлей каткрекинга, то вязкое – это смесь керосиново-газойлевых фракций с мазутами
После перегноки нефти получают дизтопливо трех марок:
• А – арктическое.
• З – зимнее.
• Л – летнее.
Их различают по сезонным характеристикам.
А – арктическое дизельное топливо. Применяется при температуре воздуха окружающей среды до – 50 градусов по Цельсию. Его цетановое число – 40, плотность при 20 градусах по Цельсию – не более 830 кг/куб.м, вязкость при 20 градусах по Цельсию – от 1,4 до 4 кв.мм/с, температура застывания составляет – 55 градусов по Цельсию.
З – зимнее дизельное топливо. Применяется зимнее топливо при температуре воздуха окружающей среды до – 30 градусов по Цельсию. Цетановое число зимнего топлива – 45, плотность при 20 градусах по Цельсию – не более 840 кг/куб.м, вязкость при 20 градусах по Цельсию – от 1,8 до 5 кв.мм/с, температура застывания составляет – 35 градусов по Цельсию.
Л – летнее дизельное топливо. Применяется при температуре воздуха окружающей среды до 0 градусов по Цельсию и выше. Его цетановое число – не ниже 45, плотность при 20 градусах по Цельсию – не более 860 кг/куб.м, вязкость при 20 градусах по Цельсию – от 3 до 6 кв.мм/с, температура застывания составляет – 10 градусов по Цельсию.
Качественные показатели дизельного топлива.

Дизельное топливо характеризуют по следующим основным показателям:
• цетановое число;
• вязкость;
• содержание серы;
• содержание воды;
• плотность топлива;
• температура помутнения;
• возгонка;
• несгораемые шлаки;
• смазывающая способность.

Дизельному двигателю не нужна система зажигания, так как топливно-воздушная смесь воспламеняется от сжатия. В таком случае главным показателем дизельного топлива является цетановое число Л-45. Цетановое число показывает, с какой скоростью дизтопливо воспламеняется в камере сгорания и через, сколько времени оно поступит в цилиндры. Чем меньше данный период протекает, тем меньше сгорает дизтоплива и плавне нарастает давления газа в цилиндрах. Исходя из этого можно с уверенностью сказать, что с увеличением цетановго числа уменьшаются затраты топлива и двигатель работает более плавно и мягко, а так же двигатель завести намного проще. Правильная температура, при которой сгорает дизтопливо не должно превышать 70 градусов по Цельсию, а температура перегонки по ASTM D86, должна быть не ниже чем 200 градусов, но не выше чем 350.

Еще один из наиболее важных факторов для качественного дизельного топлива – это вязкость. Если дизтопливо будет жидкое, то оно не сможет достаточно смазывать все необходимые детали топливного насоса, что может привести к поломке системы питания. Если же оно будет слишком вязкое, то не сможет достаточно разлетаться. Европейский стандарт вязкости, которому должно соответствовать дизтопливо, – ISO 3104.
С экологической стороны наиболее главным показателем дизтоплива является содержание серы. Большое содержание серы в дизельном топливе, после переработки может привести к глобальному потеплению, в связи с этим необходимо четко нормировать содержание серы в дизтопливе. Под серой подразумевается содержащиеся в дизтопливе сернистые соединения, которые при сгорании и взаимодействии с водой образуют кислоты. Мало того, что это ухудшает экологическое состояние планеты, так еще и существенно вредит двигателю. Большое содержание серы в двигателе может провоцировать коррозию металла и привести к закоксовыванию двигателя. Содержание серы в топливе регулируется европейским стандартом ISO 4260. При низком содержании серы в двигателе необходимо воспользоваться специальными противоизносными присадками.
Для того, что бы предотвратить образование серной кислоты и другой нежелательной агрессивной среды необходимо при заливке топлива в бак обеспечить хорошую фильтрацию. Так же необходимо своевременно заменять топливные фильтры и следить за работоспособностью сажевых фильтров, катализаторов и масла.

Плотность дизельного топлива характеризует его энергоотдачу. Чем выше плотность – тем большее вырабатывается энергии. Европейский стандарт – ISO 3675.
При низкой температуре очень важно для окружающей среды поддерживать необходимую температуру помутнения кристаллов парафина. Этот показатель регулирует европейский стандарт ISO 3015.
Возгонка, несгораемые шлаки и смазывающие характеристики дизельного топлива d2 регулируются европейскими стандартами ISO 3405, ISO 6245 и ISO



14.Требования, предъявляемые к маслам

Масло должно покрывать трущиеся поверхности прочной плен¬кой, не разрушающейся и не стирающейся при достаточно больших нагрузках и скоростях перемещения трущихся поверхностей. Это свойство масла называется маслянистостью.
Масло, нагнетаемое в зазор между трущимися поверхностями, не должно слишком быстро вытекать из него и не должно создавать чрезмерно большое сопротивление в каналах и зазоре. Текучесть или вязкость масла определяютсясилами внутреннего (молекулярного) трения. Вязкость маслане должна резко изменяться в широком диапазоне температур, т. е. от температуры окружающей среды до 110—120°С.
Способность масла вызывать коррозию омываемых им деталей двигателя зависит от количества содержащихся в нем кислот и определяется кислотным числом, которое должно быть минималь¬ным.
Попадая в камеру сгорания или соприкасаясь с раскаленными деталями двигателя, масло окисляется с образованием различных твердых или смолистых веществ, количество которых определяется зольностьюи коксуемостьюего.
Масло должно обладать способностью выносить из зазоров между трущимися поверхностями продукты износа и другие твер¬дые частицы. Это свойство масла называют моющей способностью.
В процессе длительной работы в двигателе масло подвергается воздействию высоких температур, кислорода воздуха и других агрессивных газов, содержащихся в продуктах сгорания, которые прорываются в картер через уплотнения. Масло разжижается топливом, загрязняется продуктами износа и окисления и т. д.
Способность масла сохранять основные эксплуатационные свойствавтечение длительного времени при воздействии всех упомянутых факторов характеризует его стабильность.
Чистые минеральные масла не обладают всеми перечисленными требованиями. Поэтому к ним добавляются вещества, называемые присадками,которые существенно улучшают эксплуатационные свойства масел.
Присадки могут быть антиокислительными, повышающими ста¬бильность масла; антикоррозионными, предотвращающими корро¬зию металлов, особенно подшипников из свинцовистой бронзы; моющие присадки, способствующие растворению твердых продуктов сгорания и окисления масла и выносу из зазоров между трущимися поверхностями продуктов износа; присадки, снижающие темпера¬туру загустения или повышающие вязкость масла при высоких температурах,— так называемые загущающие присадки.
В настоящее время для масел применяют присадки с терми¬ческими свойствами, которые повышают стабильность его при высо¬ких температурах (например, на стенках поршней).
Присадки, влияющие на ряд свойств масла, называются ком¬плексными.
Антиокислительные присадкисодержат щелочные сульфокаты (например, присадка ПМС). Термические присадки представляют собой фосфатные соединения, в частности трибутилфосфат и дитиофосфат цинка. Эти компоненты входят в присадки марок НГ-183; АН-22К; ВНИИ НП-353 и др. Моющие присадкисодержат соли органических кислот (кальциевые, бариевые, магниевые соли стеари¬новой, салициловой, сульфонафтеновой и других кислот). Моющими свойствами обладают и тиофосфорные соединения. Наиболее рас-пространены моющие присадки MACKи АСК, содержащие алькилсалицилат кальция, СБ-3 и СК-3, содержащие сульфонаты бария и кальция.
Комплексные присадки содержат, как правило, компоненты моющих присадок, а также антиокислительных (термических) и антикоррозионных присадок.Присадки добавляют к маслам в количестве не более 3÷6%.
Сорт применяемого для смазки масла зависит от типа двигателя, условий его работы и материалов, применяемых для подшипников кривошипно-шатунного механизма.
Для дизелей, работающихс большими нагрузками на кривошипно-шатунный механизм и имеющих подшипники из свинцови¬стой бронзы, применяют масла с большей маслянистостью и вяз¬костью и высокими антикоррозионными свойствами.
Для смазки двухтактных автомобильных карбюраторных двига¬телей применяются масла с повышенной маслянистостью и вязко¬стью и малой склонностью к нагарообразованию.

15. Топливо печное бытовое(смотри в тетради есть)
Топливо печное бытовое производится из углеводородного сырья: дизельных фракций прямой перегонки и вторичного происхождения - дистиллятов термического, каталитического крекинга и коксования.
Показатели качества топлива нормируются техническими условиями (ТУ)
38.101656-87.

Состав и свойства:
По фракционному составу печное бытовое топливо может быть несколько тяжелее дизельного топлива по ГОСТ 305-82 (до 360 °С перегоняется до 90 % вместо 96 %, вязкость печного топлива до 8,0 мм2/с при 20 °С против 3,0-6,0 мм2/с дизельного).

От производителей печного бытового топлива не требуется нормировать цетановое (количественная характеристика самовоспламеняемости дизельных топлив в цилиндре двигателя) и йодное число (показатель цвета продукта), температура помутнения. Допускается массовая доля серы в топливе печном бытовом до 1,1 %.

В период с 1 апреля по 1 сентября производится топливо с температурой застывания не выше - 5 °С.

Для улучшения низкотемпературных свойств печного бытового топлива при его производстве применяются депрессорные присадки, синтезированные на основе сополимера этилена с винилацетатом.

Особенности:
В связи с тем, что топливо бытовое печное топливо не является подакцизным товаром цена не него ниже, чем на дизельное топливо. Этим пользуются некоторые производители и недобросовестные владельцы автозаправочных станций.

Применение:
Печное бытовое топливо используется для сжигания в отопительных установках небольшой мощности, расположенных в жилых помещениях, в теплогенераторах средней мощности, используемых в сельском хозяйстве для сушки зерна, фруктов и приготовления кормов, а также как моторное топливо для судовых двигателей.

Осветительный керосин
Осветительный керосин применяют в основном в керосиновых и калильных лампах и, кроме того, в качестве топлива в аппаратах для резки металлов и в бытовых нагревательных приборах, как растворитель в производствах пленок и лаков, при пропитке кож и промывке деталей в электроремонтных и механических мастерских. В случае использования по главному назначению, качество этого керосина определяется преимущественно высотой некоптящего пламени (ВНП), а также температурами вспышки и помутнения (температура выпадения кристаллов твердых углеводородов из керосина; характеризует его работоспособность при сравнительно низкой температуре окружающего воздуха), минимальным содержанием S (керосин должен сгорать без выделения вредных для человека продуктов) и цветом.
ВНП определяет способность керосина гореть в стандартной фитильной лампе (диаметр фитиля 6 мм) ровным белым пламенем без нагара и копоти; численные значения этого показателя входят (в мм) в обозначения марок керосина (табл. 1). Существенное влияние на ВНП оказывают фракционный и химический состав керосина. Для предотвращения обугливания фитиля и засорения его пор смолами, нафтеновыми кислотами и др. (вследствие чего уменьшаются подача керосина по фитилю и сила света) в высококачественном керосине должно быть максимальное количество легких фракций. Поэтому в составеосветительного керосина предпочтительны повышенное содержание предельных алифатических углеводородов и пониженное ароматических, что приводит к уменьшению нагара и копоти и увеличению ВНП. Повышению последней и улучшению иных эксплуатационных свойств керосина способствует также его гидроочистка.



Характеристики осветительного керосина
Нормы характеристик осветительных керосинов в России задаются стандартами ГОСТ 11128-65 "Керосин осветительный из сернистых нефтей" и ГОСТ 4753-68 "Керосин осветительный", по последнему стандарту показатели следущие:

Показатель KO-30 KO-25 KO-22 KO-20
Плотн., (при 20 °C), г/см3, не более 0,790 0,805 0,805 0,830
20 200 - - -
25 200 - 200 -
80 - - - 270
Конец кипения, не выше 280 300 280 310
Т. вспышки, °С, не ниже 48 40 40 40
Т. помутнения, °С, не выше -15 -15 -15 -12
Содержание S, % по массе, не более 0,003 0,003 0,003 0,003
Кислотное число, не более 1,3 1,3 1,3 1,3
• авиационный керосин
• ракетное топливо
• технический керосин
• осветительный керосин

• Вопрос 16. Мазут – основные виды ( смотри в тетради)

Мазут М-100

Мазут – как и битум является остаточным продуктом переработки нефти. В основном он используется в качестве котельного топлива для различных отопительных систем, печей, систем парового отопления и т.д. Так же некоторые виды мазута (флотский ф5 и ф12) используются в виде основного топлива для судовых агрегатов. Помимо применения его в виде топлива, мазут выступает в качестве исходного сырья для получения машинных масел, гудронов, полугудронов и т.п.
Мазуты подразделются на несколько основных марок. Все марки мазута производятся в соответствии с требованиями ГОСТ 10585-99 и в свою очередь подразделяются на виды, обозначаемые римскими цифрами I-VII. Цифры марки обозначают расчётную вязкость состава при определённой температуре. ГОСТом нормируется вязкость на флотский мазут при температуре 50 градусов, на мазут м 100 и м40 – при температуре 80 градусов. И отдельно нормирована вязкость мазута 100 при температуре 100 градусов. Мы не будем приводить здесь точные цифры. Для этого достаточно в сети посмотреть ГОСТ 10585-99.
Виды мазута отличаются процентным содержанием серы и теплотой сгорания. Условные обозначения: если Вам предлагают купить мазут м-100 вид III, цифра III говорит о том, что массовая доля серы в составе не превышает 1.5%. Наиболее распространёнными марками можно назвать следующие: топочный мазут 100 и м40, флотский ф12 и ф5. Как можно догадаться из названий – топочный мазут 100 предназначен для использования в отопительных системах и печах, а флотский – для применения в качестве топлива для двигателей различных плавсредств.
Интересно, а что же имел ввиду герой к/ф «Особенности национальной охоты», когда кричал: «Да что вы понимаете в военно-морском юморе? Мазуты береговые….»
Основные отличия вышеуказанных видов – вязкость мазута и наличие в его составе различных видов добавок: дизельного топлива (солярки), депрессорных присадок, керосиновых фракций и т.д. Немаловажное значение имеют следующие параметры: зольность, процентное присутствие серы, температура вспышки, наличие воды и т.д. Наличием воды в большинстве своём страдает так называемый мазут с хранения. Впрочем, это тема для отдельного разговора.
Топочный мазут
Топочный мазут подразделяется на две основные марки: мазут м100 и м40. Основное их отличие – вязкость и наличие в составе топочного мазута м40 средне дистиллятных фракций (дизтопливо), добавляемых в качестве присадки понижающей температуру застывания.
Топочный вид может применяться как котельное топливо для различных тепловых генераторов, как в основной источник тепловой энергии в отопительных системах, котельных и т.д. Мазут топочный м100, как наиболее используемый вид в подобных системах, пользуется наибольшим спросом и популярностью.
Мазут м100 поставляется либо специальными вагонами-цистернами, либо полуприцепами битумовозами. Некоторые производители растаривают его в металлические бочки. Подобная тара довольно удобна при небольших потреблениях и вряд ли будет оправдана в промышленных условиях.
Топочный мазут м-100 имеет несколько основных технических параметров, учитываемых при его покупке. Приведем основные параметры:
Условная вязкость. Нормируется при определённой температуре. Для флотских мазутов ф-5 и ф-12 при 50 гр. Для топочного м-40 при 80 градусах. Для топочного м-100 – при 80 и 100 градусах цельсия.
Зольность – ограничена в диапазоне от 0,05 до 0,14%. Флотские мазуты отличаются меньшей зольностью. Впрочем, существует мазут малозольный, не отличающийся по зольности от флотского ф5.
Массовая доля механических примесей – от 0.10 до 1%. Лидерами по минимальному содержанию механических примесей опять выступают мазуты флотские. Топочный м-100 – здесь явный аутсайдер.
Массовая доля воды – от 0.3 до 1%. Лидеры и аутсайдеры, как и в предыдущем параметре.
Массовая доля серы – один из важнейших параметров. Диапазон от 0.5 до 3,5%. Самое большое содержание серы у топочного мазута м 100 вида VII
Температура вспышки – в диапазоне от 80 до 110 градусов. Рассчитывается при воспламенении в закрытом тигле для флотских и в открытом для топочных мазутов.
Температура застывания – от -5 до 25 градусов. Флотский мазут ф5 лидер по «незамерзанию», топочный марки 100 – самый «теплолюбивый». Для понижения температуры застывания в мазуты добавляется солярка, керосиново-газойлевые фракции и т.д.
Теплота сгорания – незначительно различается у разных марок мазутов. Меньшей теплотой сгорания отличается мазут 100 вид VII. Большей – флотский ф5. Мазут, как и дорожный битум являются продукцией сезонного спроса. И если битум используется в основном летом, учитывая специфику дорожного строительства, то продажа мазута топочного – наиболее оживленно идёт осенью и зимой. Причины подобного зимнего спроса вполне ясны и объяснять их вряд ли стоит. Отопление – всё же актуально зимой.
Хотя, учитывая сезонные колебания цены мазута, многие предприятия имеют многолетнюю привычку готовить сани летом. Действительно, почему бы не купить мазут впрок, если летом цена на него ощутимо ниже, чем осенью, а тем более зимой. Однако, мазут, цена на который постоянно меняется – не может храниться долго. Основная проблема – снижение его потребительских характеристик. Как правило, “мазутоподобные составы” с хранения обладают большей процентной долей воды, хуже воспламеняются, обладают большим количеством механических примесей и т.д.



Вопрос 17.СМАЗОЧНЫЕ МАСЛА

Классификация смазочных масел

Прежде, чем перейти к изучению смазочных масел, необходимо напомнить, что существуют трение покоя и трение движения. Последнее подразделяется на трение скольжения и трение качения. Каждый вид трения может осуществляться без смазки (сухое трение) и со смазкой. В зависимости от толщины слоя смазки различают граничное трение и жидкостное или гидродинамическое. Наиболее неблагоприятным является граничный режим трения. Вид жидкостного трения зависит от скорости перемещения контактируемых деталей, толщины зазора или слоя смазочного материала и нагрузки.
Любое смазочное масло представляет собой масляную основу – базовое масло, в которую вводят присадки разного функционального назначения. Существуют два признака классификации смазочных масел:
1) по происхождению (способу получения) масляной основы:
• нефтяные или минеральные;
• синтетические;
• смешанные (в составе в разных соотношениях имеются нефтяные и синтетические компоненты);
2) по назначению (способу применения) товарного масла:
• моторные;
• газотурбинные (реактивные);
• трансмиссионные;
• индустриальные;
• другого назначения.
Моторные масла предназначены для поршневых двигателей внутреннего сгорания, газотурбинные – для двигателей внешнего сгорания, трансмиссионные – для цилиндрических, конических, спирально-конических, гипоидных передач, зубчатых редукторов и других трущихся соединений (шарниры и т.д.). Трансмиссионные в свою очередь подразделяют на механические, гидромеханические, гидростатические. Индустриальные масла используют для станков, направляющих скольжения, промышленных редукторов и т.д. Масла другого назначения – это специальные масла, например, компрессорные, холодильные и т.д.
Независимо от области применения все масла выполняют следующие основные функции:
1) уменьшают трение между сопряжёнными деталями;
2) снижают их износ и предотвращают задир;
3) отводят от них тепло;
4) защищают трущиеся детали и другие неизолированные детали от коррозионного воздействия внешней среды.

Требования к эксплуатационным свойствам смазочных масел

С учётом выполняемых функций требования к маслу определяется его назначением, особенностями его применения и условиями работы машины и механизма. Масло должно обладать:
1. Оптимальными вязкостно-температурными свойствами для облегчения запуска механизма при низких температурах, для снижения износа деталей и уменьшения потерь на трение.
2. Хорошими смазывающими свойствами для обеспечения надёжной смазки на всех режимах работы.
3. Достаточной антиокислительной стойкостью, препятствующей изменению химического состава масла в процессе работы.
4. Хорошими моющими свойствами с целью снижения склонности к образованию отложений.
5. Высокими противокоррозионными свойствами по отношению к конструкционным материалам.
6. Удовлетворительными защитными свойствами для предохранения металлов от атмосферной коррозии.
Кроме того, масло должно: обладать низкой испаряемостью, малой пенообразующей способностью; не оказывать отрицательное воздействие на уплотнительные материалы; быть нетоксичным; не подвергаться биоповреждениям; не изменять своих свойств при хранении и транспортировке; легко транспортироваться и перекачиваться.
Из перечисленных свойств общими для всех групп масел являются смазочные, вязкостно-температурные, антиокислительные. В то же время другие, например, моющие, противопенные, характерны для масел определённого назначения. Ряд свойств являются основными только в определённых условиях применения, например, биостойкость важна при использовании масел во влажной атмосфере тропического климата.

Моторное масло
Требования к качеству масел

Требования, предъявляемые к качеству масел, определяются спецификой рабочего процесса и конструкцией двигателя. Считается, что условия работы в поршневых двигателях наиболее тяжёлые по сравнению с другими двигателями. Это объясняется температурным режимом работы масла в ДВС. Например, в камере сгорания температура достигает 25000С. Температура газов, прорывающихся в картер на такте сжатия в бензиновом двигателе 150…4500С, в дизеле – 500…700 0С.
Для современных двигателей температура первой поршневой канавки достигает 270…2800С, а при наддуве – 300…3500С, рабочая температура масла в картере находится пределах 50…1000С.
Дополнительные требования к качеству масел объясняются тем, что двигатели эксплуатируются в широких пределах изменения температуры окружающего воздуха, например, в нашей климатической зоне от + 30…35 и даже 400С летом до – 30 …35 и даже 400С. На Севере этот разброс температур ещё шире. Исходя из этого, рабочий диапазон моторного масла по температуре очень широк – от температуры окружающего воздуха до рабочей температуры масла.
Кроме общих требований к моторным маслам предъявляются и дополнительные. Например, уплотнять зазор в сопряжённых деталях и прежде всего в цилиндропоршневой группе, обладать нейтрализующими свойствами.
Многие функции и требования, предъявляемые к моторным маслам, взаимосвязаны. Например, отвод тепла от деталей и уплотнение зазоров в их сопряжении. При плохом уплотнении газы прорываются в картер, нарушая сплошность масляной плёнки, что приводит к перегреву деталей цилиндропоршневой группы.
Исходя из вышесказанного, можно сформулировать следующие требования к моторному маслу, оно должно:
1. иметь вязкость, обеспечивающую надёжную смазку двигателя при всех рабочих температурах с наименьшими потерями на трение;
2. обладать низкотемпературными свойствами для облегчения пуска двигателя в зимнее время;
3. иметь хорошие моющие и диспергирующие свойства для необходимой чистоты цилиндро-поршневой группы и других деталей;
4. обладать высокими противоокислительными свойствами для торможения процессов окисления масла в двигателе и уменьшения накопления продуктов окисления в масле, составляющих основу для нагара и отложений;
5. защищать от коррозии подшипники из цветных металлов и от ржавления остальные детали;
6. уменьшать износ деталей;
7. препятствовать прорыву газов из камеры сгорания в картер путём заполнения зазоров между поршневыми кольцами и зеркалом цилиндра. При пуске это улучшает компрессию, при работе уменьшает попадание продуктов сгорания;
8. не содержать токсичных компонентов.
Вязкостно-температурные свойства. Вязкость (внутреннее трение) – свойство жидкости оказывать сопротивление относительному перемещению слоёв.
Величина вязкости выражается в единицах кинематической вязкости сСт (мм2/с) или динамической вязкости сПз (Па*с). Перевод одних единиц в другие осуществляется по формуле:

где n – кинематическая вязкость;
h – динамическая вязкость;
d – плотность масла.
С повышение давления между трущимися деталями вязкость масла возрастает. С понижением температуры вязкость масла возрастает вплоть до потери текучести.
Для характеристики вязкостных свойств масла иногда используют индекс вязкости (ИВ), характеризующий степень изменения вязкости масла в зависимости от температуры.
Для определения ИВ необходимо знать вязкость масла при 500С и 1000С.
Требования к вязкостно-температурным свойствам моторных масел противоречивы. С одной стороны, для обеспечения надёжного запуска двигателя при низких температурах масло должно иметь невысокую вязкость, т.е. обладать высокой подвижностью. Это позволяет добиться хороших пусковых свойств и прокачиваемости, обеспечить надёжную сма

Ключевые слова -


ФНГ ФИМ ФЭА ФЭУ
Copyright 2018. Для правильного отображения сайта рекомендуем обновить Ваш браузер до последней версии!