Некоторые характерные температуры нефтепродуктов.

Под характерными понимают температуры, характеризующие те или иные физические свойства или фазовые переходы нефте­продуктов. К ним относятся температуры вспышки, воспламенения, самовоспламенения, помутнения, начала кристаллизации, застывания, плавления, размягчения, начала каплепадения, хрупкости, полного растворения в анилине (анилиновая точка). Все эти температуры являются показателями потребительских свойств тех или иных нефтепродуктов и входят в соответствую­щие стандарты.

Температура вспышки

Температурой вспышки называют ту минимальную температуру, при которой образующиеся над поверхностью нефтепродукта в стандартных условиях пары в смеси с воздухом образуют горю­чую смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени и гаснущую из-за недостатка горючей массы в этой смеси.

Для индивидуальных углеводородов существует определенная количественная связь температуры вспышки и температуры кипения, выражаемая соотношением:

где Т_ВСП и Т_КИП в ⁰К.

Для нефтепродуктов, выкипающих в широком интервале температур, такую зависимость установить нельзя, но наблю­дается зависимость их от испаряемости, являющейся функцией температур выкипания. Чем легче нефтяная фракция (меньше ее температура кипения), тем ниже ее температура вспышки (для бензиновых фракций она составляет, например, – 40 °С, для керосинов и дизельных топлив +35 – +60 °С, а для масел +130 – +250 °С).

Температура вспышки – параметр очень чувствительный к наличию летучих веществ. Примеси бензина или других низкокипящих фракций в более тяжёлых фракциях при нечёткой ректификации резко понижают температуру вспышки в полученном нефтепродукте (например в керосине).

Все вещества, имеющие температуру вспышки ниже 61°С, относят к легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ), которые в свою очередь подразделяются на особоопасные (t всп. ниже -18°С), постоянно опасные (t всп. от -18 до +23°С) и опасные при повышенной температуре (t всп. от +23 до +61°С).

По температуре вспышки судят о пожароопасности нефтепродукта, причем эта температура соответствует минимальной концентрации паров нефтепродукта в воздухе, при которой такая горючая смесь вспыхивает (взрывается).

В этой связи следует сказать и о том, что для каждого горючего вещества существуют пределы взрываемости его паров с воздухом – нижний и верхний.

Нижний предел взрываемости – это та минимальная концентрация паров горючего вещества в воздухе, при которой избыток воздуха, поглощая выделяющееся при загорании горючего тепло, не позволяет развиваться реакции горения.

Верхний предел взрываемости – это та максимальная концентрация паров горючего в воздухе, при которой недостаток кислорода не позволяет развиваться реакции горения.

Пределы взрываемости для углеводородов могут быть вычислены по формулам:

где N_H и N_B – концентрации, соответствующие нижнему и верхнему пределу взрываемости, % (об.); т – число атомов кислорода, необходимое для горения одной молекулы углеводорода.

С повышением температуры смеси интервал концентрат взрываемости несколько сужается [так, для пентана при 100 ^оС он соответственно равен 1,44% (об.) и 4,75% (об.)].

Увеличение давления смеси повышает верхний предел взрываемости (повышается парциальное давление кислорода).

 

Таблица 4.6.1Значения N_H и N_B для некоторых углеводородов и веществ при нормальных условиях (% об.)

Вещество	NH	NB	Вещество	NH	NB
Метан			Циклогексан	1,2	10,6
Этан	2,9		Бензол	1,4	7,1
Пропан	2,1	9,5	Толуол	1,3	6,7
Бутан	1,8	9,1	Оксид углерода	12,5	74,0
Пентан	1,4	7,8	Водород	4,0	75,0
Гексан	1,2	7,5	Этиловый спирт	3,6	19,0
Этилен	3,0	32,0	Ацетилен	2,5	81,0

Температура воспламенения. Температурой воспламенения называют минимально допустимой температурой, при которой смесь паров нефтепродукта с воздухом над его поверхностью при поднесении пламени вспыхивает и не гаснет в течение определенного времени, т.е. концентра­ция горючих паров такова, что даже при избытке воздуха горе­ние поддерживается.

Температура самовоспламенения Температурой самовоспламенения называют такую температуру, при которой соприкосновение нефтепродукта с воздухом вызывает его воспламенение и устойчивое горение без поднесения источника огня. Она на сотни градусов выше температур вспышки и воспламенения (бензины 400 – 450°С, керосины 360 – 380°С, дизельные топлива 320 – 380°С, мазуты 280 – 300°С).

Температура помутнения

Температурой помутнения считается та максимальная температу­ра, при которой в проходящем свете топливо меняет прозрач­ность (мутнеет) в сравнении с арбитражным (параллельным) образцом. Температурой помутнения чаще всего характеризуют низкотемпературные свойства дизельных топлив, для них она состав­ляет от 0°С до минус 35°С.

Температура застывания

Температура, при которой нефтепродукт теряет подвижность, называется температурой застывания. Она также является характеристикой низкотемпературных свойств топлив и масел и определяет транспортабельность их при низких температурах и обустройство топливных систем двигателей и других энергоустановок.

Потеря подвижности нефтепродукта связана с явлениями фа­зовых переходов вещества и переходом его из области обычной вязкости к структурной.

В продуктах, содержащих парафиновые углеводороды, такой переход вызван возникновением множества кристаллов, образующих по всему объему кристаллический каркас, внутри ячеек которого остается не застывшая часть продукта.

Нефтепродукты, не содержащие парафиновых углеводородов или содержащие их мало, теряют подвижность (застывают) вследствие перехода в коллоидное (стеклообразное) состояние, где резко возрастает их вязкость.