Особенности экспертизы некоторых видов нефтепродуктов и их характеристика

Нефть - маслянистая жидкость, чаще темного цвета, редко светло-желтая или бесцветная, с характерным запахом. Представляет собой смесь жидких углеводородов, в которой растворены газообразные и твердые углеводороды. В нефти в небольшом количестве содержатся сернистые, азотистые соединения, органические кислоты и минеральные примеси. В состав нефти входят парафиновые, нафтеновые и в меньшей степени ароматические углеводороды.

Плотность нефти колеблется в пределах 0,73-1,05 г/см³. Нефть плотностью ниже 0,85 г/см³ считают легкой, 0,851-0,885 г/см³ - средней, а выше 0,885 г/см³ - тяжелой. В зависимости от содержания серы нефть делят на малосернистую (до 0,6%), сернистую (0,61-1,8%) и высокосернистую (выше 1,8 %).

Методы переработки нефти. Среди методов переработки нефти выделяют первичные процессы (атмосферно-вакуумная перегонка - углеводороды нефти не подвергаются химическим превращениям) и вторичные (протекают химические реакции, приводящие к изменению структуры природных углеводородов, содержащихся в нефти).

При атмосферно-вакуумной перегонке на установках из нефти выделяют ее составные части путем последовательного или одновременного их испарения с последующим разделением паров на фракции.

К вторичным процессам относят термический и каталитический крекинг (от англ. раскалывать), риформинг (гидроформинг, платформинг), пиролиз, коксование, а также алкилирование, изомеризацию и др.

Термический крекинг протекает при высоких температурах и давлении. Сырьем служат нефтяные фракции от керосиновых до гудрона. В результате процесса получают более легкие по сравнению с исходными углеводороды - газы, компоненты бензина, керосина, бензол, толуол и др.

Каталитический крекинг - процесс, способствующий образованию в составе получаемого бензина наиболее желательных углеводородов. Сырьем служат дизельные фракции, вакуумный дистиллят, газойли коксования и др.

Риформинг - процесс переработки преимущественно прямогонного бензина и лигроиновых фракций нефти с целью получения высокооктанового бензина, ароматических углеводородов и технического водорода.

Алкилирование и изомеризацию применяют для получения высокооктановых компонентов авиационного и автомобильного бензина.

Товарный автомобильный и авиационный бензин представляет собой смесь компонентов, полученных в результате многих процессов. Содержание прямогонных бензиновых фракций в высокооктановом бензине невелико либо они отсутствуют вовсе.

Нефтяные минеральные масла самого разного назначения получают из остатков атмосферной перегонки мазутов. Процесс производства любых масел состоит из трех этапов: подготовки сырья - получения исходных масляных фракций; получения компонентов из исходных масляных фракций; смешения компонентов и специальных добавок (присадок) для придания маслам нужных эксплуатационных свойств.

В основе производства компонентов масел из исходных масляных фракций лежат методы избирательного удаления нежелательных компонентов: кислотных соединений, нестабильных углеводородов, сернистых и смолистых соединений, твердых парафинов и др.

Требования к качеству нефти. Смеси различных типов нефти, поставляемые российскими предприятиями для экспорта, условно подразделяют на четыре типа. Требования к качеству российской экспортной нефти изложены в ТУ 39-1623-93.

Таблица 6.3.1. Технические требования к физико-химическим свойствам нефти, поставляемой для экспорта

Нефть типов 1 и 2 должна содержать воды не более 1% и иметь концентрацию хлористых солей не более 100 мг/дм³.

Экспертизу нефти проводят для подтверждения ее качества. Нефть контролируется при ее перевалке в морских (речных) портах, пограничных пунктах сдачи, в прямой железнодорожной заадресовке на приемо-сдаточных пунктах, которые должны быть оснащены основными и резервными средствами измерений и другим технологическим оборудованием, обеспечивающим возможность контроля нефти по количеству и качеству, табл. 6.3.1.

Массу нефти измеряют, руководствуясь требованиями ГОСТ 26976-86 и инструкциями по учету нефти, утвержденными в установленном порядке (РД 39-0147103-343-89 и др.). При измерении массы нефти на узлах учета должно быть обеспечено одновременное измерение ее объема, температуры, плотности и давления.

Растворители (нефрасы) применяют в различных отраслях промышленности для достижения необходимой вязкости органических высококонсистентных соединений. В обозначение растворителя входят следующие данные: сокращенное название растворителя, обозначение группы, номер подгруппы, пределы выкипания, табл. 6.3.2.

За нижний предел выкипания принимают температуру начала кипения, за верхний - конечную температуру, установленную техническими требованиями на соответствующий продукт.

Таблица 6.3.2. Характеристика нефтяных растворителей по составу

Дизельное топливо. Предназначено для быстроходных дизельных и газотурбинных двигателей автомобильной и судовой техники. Промышленностью вырабатывается дизельное топливо по ГОСТ 305-82 трех марок: Л - летнее, применяемое при температуре окружающего воздуха 0⁰С и выше; 3 - зимнее - до минус 20 ⁰С (в этом случае зимнее дизельное топливо должно иметь температуру застывания не выше минус 45 ⁰С и помутнения не выше минус 35 °С); А - арктическое - до минус 50 ⁰С. Содержание серы в дизельном топливе марок Л и 3 не превышает 0,5%, марки А - 0,4%, для топлива высшей категории качества - 0,2%. В летний период разрешаются выработка и применение топлива температурой застывания 0⁰С.

Топочные мазуты. В зависимости от содержания серы топочные мазуты подразделяют на малосернистые (до 1%), сернистые (от 1 до 2%) и высокосернистые (от 2 до 3,5%).

Топочные мазуты марок 40 и 100 изготовляют из остатков переработки нефти. Флотские мазуты Ф-5 и Ф-12 предназначены для сжигания в судовых энергетических установках.

Выпускается также экспортный мазут (ТУ 38 001 164-78) марок М-1,0; М-2,5 (цифры показывают содержание серы в процентах).

Смазочные масла. По назначению, ассортименту, типам и маркам они являются самой многочисленной группой товарной продукции нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий.

По происхождению все смазочные масла делят на нефтяные или минеральные, синтетические и смешанные, содержащие в своем составе в разных соотношениях нефтяные и синтетические компоненты. В зависимости от назначения нефтяные, синтетические и смешанные масла разделяют на группы и подгруппы представленные в табл. 6.3.3.

Таблица 6.3.3 Общая характеристика применения смазочных масел

Кроме указанных выделяют также масла-теплоносители, вакуумные, консервационные, технологические масла и др.

При определении различных показателей нефтепродуктов проводят ряд характерных испытаний, которые приведены ниже.

Идентификационная экспертиза нефтепродуктов определяется их назначением и при ее проведении исследуется свойства характерные для данной продукции: плотность, фракционный состав и температура вспышки, а также свойства, определяющие функцию. Для бензинов - это октановое число и детонационная стойкость, для автомобильных моторных и трансмиссионных масел исследуется изменение вязкости масел в интервале рабочих температур автомобильных двигателей и трансмиссий.

Фракционный состав определяют выпариванием предварительно охлажденного продукта, 100 см³ которого помещают в колбу, последнюю нагревают постепенно по контролируемому режиму. Конденсат (отгон) сливается в мерный цилиндр. Во время испытания фиксируют температуры начала и конца кипения, а также температуры, соответствующие объемам отгона, кратным 10% отгона в интервале от 10 до 90%, наличие и объем остатка. По результатам измерения рассчитываются поправки.

Температуру вспышки определяют постепенным нагреванием пробы в тигле (закрытом в случае, если предполагаемая температура вспышки ниже температуры, при которой проводится испытание). К поверхности жидкости периодически подводится разрядник, дающий искру. При достижении определенной температуры количество испаряющихся с поверхности паров испытуемого продукта становится достаточным для того, чтобы в смеси с воздухом дать вспышку. При появлении вспышки фиксируется температура продукта.