Свойства нефти, влияющие на технологию ее транспорта

На технологию транспорта и хранения нефти в той или иной мере влияют ее физические свойства (плотность, вязкость), испаряемость, пожаровзрывоопасность, электризация, токсичность.

Плотность нефти при 20 "С колеблется в пределах от 760 до 940 кг/м³ С увеличением температуры она уменьшается по закону пря­мой. От правильного определения плотности нефти в резервуарах за­висит точность ее учета, а в конечном счете — прибыль предприятия.

Глава 3. Транспортировка нефти, нефтепродуктов и газа 137

Вязкость — один из важнейших параметров нефти. От нее зависит выбор технологии перекачки, энергозатраты на транспортировку нефти и др. Вязкость нефти России при 20 °С в 1,3...310,3 раз превышает вязкость воды. Величина вязкости предопределяет способ транспорти­ровки нефти по трубопроводам. Маловязкие нефти перекачивают при температуре окружающей среды без предварительной обработки, а высоковязкие нефти перекачивают одним из следующих способов: в смеси с маловязкими разбавителями, после предварительной механической или термической обработки, с предварительным подогревом и др. (подробнее эти способы рассмотрены ниже).

Температура застывания имеет существенное значение для транс­портирования нефти, так как по мере приближения к ней фактиче­ской температуры жидкости затрудняется или становится невозмож­ным ее перемещение. Переход нефти из одного агрегатного состоя­ния в другое совершается не при одной постоянной температуре, а в некотором интервале их значений. Поэтому температура застыва­ния является условной величиной. Она зависит главным образом от химического состава нефти и от содержания в ней парафина и смол.

Температурой застывания нефти принято считать температуру, при которой нефть, налитая в пробирку стандартных размеров, ос­тается неподвижной в течение одной минуты при наклоне пробирки под углом 45°. Температура застывания маловязкой нефти составляет до — 25 °С и поэтому ее можно транспортировать при температуре окру­жающей среды. С увеличением содержания парафина температура застывания увеличивается. Для нефти полуострова Мангышлак она доходит до + 30 °С. Ее можно перекачивать только специальными ме­тодами.

Испаряемость — свойство нефти и нефтепродуктов переходить из жидкого состояния в газообразное при температуре меньшей, чем температура кипения. Испарение углеводородных жидкостей проис­ходит при любых температурах до тех пор, пока газовое пространст­во над ними не будет полностью насыщено углеводородами. Скорость испарения нефти и нефтепродуктов зависит, в основном, от содер­жания в них легких фракций (пропан, бутаны) и от температуры.

Пожаровзрывоопасность нефти и нефтепродуктов характеризу­ется способностью смесей их паров с воздухом воспламеняться и взрываться.

Пожароопасность нефти и нефтепродуктов определяется величи­нами температур вспышки, воспламенения и самовоспламенения. Под температурой вспышки паров понимают температуру, при которой пары жидкости, нагретой при определенных условиях, образуют с воз-

138 Часть I. Основы нефтегазового дела

духом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней открытого пламе­ни. Углеводородные жидкости с температурой вспышки 61 °С и ниже относятся к легковоспламеняющимся, выше 61 °С — к горючим. Под температурой воспламенения понимают температуру, при которой жидкость при поднесении открытого пламени горит. Обычно темпера­тура воспламенения на 10—50 °С выше температуры вспышки. Под температурой самовоспламенения понимают температуру нагрева жидкости, при которой ее пары воспламеняются без поднесения открытого огня. В зависимости от температуры воспламенения уста­новлено пять групп пожароопасных смесей:

Т, > 450 "С; Т₂ = 300—450 °С; Т₃ = 200—300 °С; Т₄ = 135—200 °С; Т₅ = 100—135 "С.

Взрывоопасность нефти 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. Для нефти и нефтепродуктов интервал взрываемости составляет от 2 до 10%.

Электризация углеводородных жидкостей обусловлена их высо­ким электрическим сопротивлением, т.е. диэлектрическими свойст­вами. При трении их частиц между собой, о стенки трубопроводов и емкостей, а также о воздух возникают заряды статического электри­чества величиной до нескольких десятков киловольт. Для воспламе­нения же достаточно разряда с энергией 4—8 кВт. От разрядов стати­ческого электричества применяют, в основном, два метода защиты: заземление токопроводящих элементов оборудования и ограничение скоростей перекачки (не более 10 м/с).

Токсичность нефти и нефтепродуктов заключается в том, что их пары оказывают отравляющее действие на организм человека. При этом наблюдается повышенная заболеваемость органов дыхания, функциональные изменения со стороны нервной системы, измене­ние кровяного давления и замедление пульса.