2015-04-01
1539
Наименее устойчивыми, разлагающимися при повышении температуры, являются алканы с n=1÷16, причем жидкие алканы (n=5÷16) разрушаются с образованием газообразных алканов (n=l÷4) и менее сложных жидких составляющих.
Поэтому в танках даже при нормальных условиях образуются пары легких жидких фракций и газообразных алканов.
Циклоаланы и ароматические углеводороды более устойчивы, но при повышении температуры и они частично разлагаются на более простые составляющие.
Таким образом, в закрытых танках с нефтью образуются насыщенные пары различных углеводородов, состав которых (по специальным измерениям) примерно следующий:
воздух - 8-24%;
метан - около 10%;
этан - 14-18%;
пропан - 27-36%;
бутан - 14-17%;
пентан - 6-8%;
гексан - 1-4%,
остальные углеводороды - до 2%.
Однако, чаще всего пары в танках состоят из смеси пропана, бутана и воздуха (до 90% смеси). Нефтепродукты (бензин, керосин, лигроин, мазуты, масла), являющиеся продуктами перегонки сырых нефтей, состоят из тех же углеводородов, но фракционный их состав различен, что отражается и в составе паров нефтепродуктов в танках. Так, при перевозке бензинов в парах преобладают алканы n=1-4, этилен, пропилен, а при перевозке мазутов -более тяжелые фракции (бутан, изобутан, бутилен).
Из сказанного следует, что чем больше n в формулах Cn Н2n+2 и др., тем больше плотность нефтепродуктов (и, следовательно, вязкость).
Для характеристики плотности нефтепродуктов в практике чаще используется относительная плотность - плотность массы единицы объема нефтепродукта при 20°С,
отнесенная к массе такого же объема дистиллированной воды при 4°С.
Так, относительная плотность
легких (метановых) нефтей равна 0,8-0,83,
тяжелых (ароматических) - 0,93 -0,95,
бензинов - 0,71 -0,76,
керосинов - 0,8 -0,83,
мазутов - 0,96 -1,015.
Вязкость измеряется в сСт (1 сСт = 10-6 м³/с). Так, вязкость сырых нефтей при 50°С колеблется в пределах 7÷75 сСт, дизельного топлива при 20°С – 2÷8 сСт. Для оценки вязкости тяжелых нефтепродуктов (прежде всего мазутов) чаще используется условный градус вязкости (°ВУ), равный
Время истечения 200 куб. см. нефтепродуктов при 50°С
1°ВУ = ---------------------------------------------------------.
Время истечения 200 куб. см., дистиллированной воды при 20°С
Для мазутов при 80°С вязкость равна 8-16°ВУ.
За рубежом используют (кроме сСт) несколько шкал вязкости:
• Редвуда №1,
• Сейболта-Фурола,
• Сейболта универсальная и др.
Существуют переводные таблицы.
Пример: 40°ВУ = 1200R = 280 сСт = 800 Су.
Давление насыщенных паров нефтепродуктов определяется парциальными давлениями отдельных газообразных составляющих (метан, бутан и т.д.), которые суммируются в соответствии с законом Дальтона.
Следующей важной характеристикой нефтепродуктов является температура вспышки, определяющая степень пожароопасности нефтегруза.
Температура вспышки (tвсп) - это температура, при которой над поверхностью топлива образуются пары с такой скоростью, что после воспламенения их от открытого источника зажигания они тут же гаснут, если убрать источник.
По этому показателю все жидкие грузы делятся на 3 разряда:
I. - tвсп < 28°C (бензин, керосин, сырая нефть);
II. - tвсп = 28÷65°С (керосин осветительный, дизельное топливо и др.);
III. - tвсп > 65°С (моторное топливо, мазуты, минеральные масла и др.).
Второй характеристикой пожарной опасности нефтепродуктов является
Температура воспламенения, при которой выделяется такое количество паров, что после зажигания от открытого источника продолжается устойчивое горение, если источник удалить.
Обычно температура воспламенения на 10-30°С выше температуры вспышки.
Наконец,
Температурой самовоспламенения называется предельная температура нефтепродукта, при которой пары их воспламеняются без поднесения открытого огня.
Именно поэтому даже без открытого пламени капающее на горячие поверхности механизмов топливо может самовоспламеняться, вызывая пожары в МО и насосных отделениях.
Практически важными (используемыми при контроле) показателями пожарной опасности являются:
• область воспламенения - это область концентраций паров в воздухе, внутри которой пламя смеси после воспламенения распространяется сколь угодно далеко от источника;
• концентрационные пределы воспламенения - минимальные и максимальные концентрации паров в воздухе, соответствующие области воспламенения;
• температурные пределы – это температуры, при которых насыщенные пары вещества (при атмосферном давлении) образуют в воздухе концентрации, соответствующие верхнему и нижнему концентрационным пределам воспламенения.
Для большинства нефтепродуктов, перевозимых на танкерах, определены температурные пределы воспламенения и сведены в таблицы (см. справочники). Например, нижний и верхний температурные пределы взрываемости насыщенных паров в воздухе:
для бензина авиационного [-34 ÷ -4° С],
для сырой нефти [(-30 ÷ +20) ÷ (-10 ÷ +50° С];
для мазута +(106÷170)° С,
для дизельного топлива +(60÷125)° С и т.д.
