Товарные нефтепродукты и основы их использования.

При перегонке нефти, имеющей типичный состав, можно получить: 31% бензиновых фракции, 10% керосиновых, 51% дизельных, 20% базового масла и около 15% составит мазут. Эти фракции являются базовыми для получения товарных нефтепродуктов, ассортимент которых достаточно велик и весьма разнообразен. Отечественной промышленностью освоен выпуск свыше 500 наименований нефтепродуктов.

Условно товарные нефтепродукты делятся на светлые (бензины, керосины, топлива для реактивных двигателей, дизельные топлива), темные (масла и мазуты), пластичные смазки, бензины и нефтехимические продукты.

Каждый вид топлива характеризуется определенными свой­ствами, обусловленными условиями и способами их сжигания.

Промышленность выпускает бензины для автомобильных и авиационных двигателей и бензины-растворители.

Основные показатели качества бензинов как топлива для карбюраторных двигателей внутреннего сгорания – их детона­ционная стойкость, которая для автомобильных бензинов ха­рактеризуется октановым числом, а для авиационных бензи­нов – октановым числом при работе двигателя на относитель­но бедной смеси и сортностью при работе двигателя на бога­той смеси.

Для улучшения детонационной стойкости бензинов, т. е. по­вышения их октанового числа, в них вводят специальные при­садки.

Фракционный состав бензинов характеризуется температу­рами (точками) начала кипения и отгона па 10, 50, 95 и 97,5% (по объему). Эти температуры (точки) определяют условия запуска, время прогрева и условия форсирования двигателя, а также полноту сгорания топлива.

Автомобильные бензины предназначенные для карбюраторных двигателей, состоят из легких фракций, выкипающих при температурах 40¸250⁰С. Важнейшими показателями автомобильных бензинов является также давление насыщенных паров.

Авиационные бензины – нефтепродукты с температурой кипения 50¸150⁰С, являющиеся топливом самолетов и вертолетов, оборудованных карбюраторными двигателями.

Авиационные бензины выпускают марок Б-100/130, Б-95/130, Б-91/115 и Б-70. Марки авиационных бензинов обозначаются дробным числом, за исключением Б-70, причем в числителе указано октановое число по моторному методу, в знаменате­ле—сортность бензина на богатой смеси, буква «Б» означает «бензин авиационный».

Бензины растворители – узкие фракции бензина прямой перегонки с фракционным составом 70¸120°С. Обычно применяют в резиновой, лакокрасочной и других отраслях промышленности.

Дизельные топлива – топлива, содержащие бензиновые, лигроиновые, газойливые фракции и мазут, и используемые в быстроходных дизельных двигателях с частотой вращения коленчатого вала до 1000 об/мин и более, с воспламенением от сжатия.

По назначению дизельные топлива выпускают трех видов.

1. Дизельное топливо для быстроходных двигателей (с частотой вращения 800–1000 об/мин и более) и судовых газовых турбин марок:

ДЛ – летнее для быстроходных дизелей и судовых газовых турбин, работающих при температуре окружающего воздуха 0 °С и выше;

ДЗ – зимнее для быстроходных дизелей, работающих при температуре воздуха выше 30 °С;

ДА – арктическое, работающее, при температуре воздуха не ниже –50 °С;

ДС – дизельное специальное.

2. Дизельное топливо для мало- и среднеоборотных дизе­лей (до 700 об/мин) марок:

ДТ – для дизелей, не имеющих системы подогрева топлива;

ДМ – для дизелей, оборудованных системой подогрева топ­лива до 60—70 °С.

3. Дизельное топливо для автотракторных, тепловозных и судовых двигателей марок:

Л – летнее для работы при 0 °С и выше;

3 – зимнее для работы при температуре воздуха не ниже –20°С; -

ЗС – зимнее северное для работы при температуре –30 °С и выше;

А – арктическое для работы при температуре –50 °С и вы ше.

Основные показатели качества дизельного топлива – воспламеняемость, фракционный состав, вязкость и температура вспышки.

Самовоспламенение дизельных топлив оценивается цетановым числом и достаточно полно характеризует их моторные свойства.

Цетановое число показывает содержание цетана в смеси с α-метилнафталином (в % по объему), самовоспламеняемость которой эквивалентна самовоспламеняемости испытуемого топлива. Цетановое число принято равным 100, а число α-метилнафталина – нулю.

Газотурбинное топливо по условиям эксплуатации турбин подразделяется на топливо для воздушно-реактивных и топливо для транспортных и стационарных двигателей.

Топливо для воздушно-реактивных двигателей в зависимо­сти от их назначения разделяются на топлива для летательных аппаратов с дозвуковой скоростью (Т-1, ТС-1, ТС-2М, РТ) и па топлива для летательных аппаратов со сверхзвуковой ско­ростью (Т-5, Т-6, Т-8), отличающиеся повышенной плотно­стью. Топливо РТ можно применять для сверхзвуковых само­летов с ограниченной продолжительностью полета.

Для транспортных и стационарных газотурбинных устано­вок выпускают топлива двух марок: ТГВК – для газотурбин­ных установок высшей категории и ТГ –обычное.

Реактивные топлива (авиационные керосины) представляют собой керосиновые фракции первичной перегонки с температурой начала кипения 150¸195 ⁰С. Такие топлива должны иметь хорошую испаряемость, высокую теплоту сгорания, быть термически стабильными.

Керосин осветительный – фракции нефти вскипающие в основном в интервале 200¸280⁰С, используемые в качестве растворителей, топлива, для промывки деталей и стрелкового оружия. Маркировка следующая: КО-30 (КО-25, К0-22 и КО-20) – керосин осветительный, а цифра указывает высоту некоптящего пламени, в мм.

Смазочные материалы по своим свойствам условно делятся на две группы: жидкие продукты различной вязкости – масла и пластичные смазки, полученные загущением масел специаль­ными загустителями.

Смазочные материалы должны выполнять ряд функций: снижать износ соприкасаемых деталей за счет создания на трущихся поверхностях прочной масляной пленки, снижать потери энергии на трение, предохранять соприкасаемые поверхности от коррозии, хорошо прилипать к поверхностям деталей, отводить от них тепло, уносить продукты износа, а в необходимых случаях обеспечивать уплотнение зазоров. В процессе хранения и работы они не должны изменять своих свойств и подвергаться разрушению под воздействием температур.

Обязательными показателями для всех видов масел являются: вязкость, содержание водорастворимых кислот и щелочей, содержание механических примесей и воды, температуры застывания и вспышки. Специфические показатели обязательны для отдельных видов смазочных масел. Большинство масел, применяемых для смазки деталей в уз­лах трения, называются смазочными.

Основные требования, предъявляемые к смазочным маслам:

- работоспособность при возможно более низких температурах застывания;

- определенные вязкостные свойства и высокая маслянистость (для обеспечения жидкостного трения при нормальных условиях работы);

- физическая и химическая стабильность;

минимальное коррозийное воздействие на контактируемые металлические сборочные единицы и детали машин;

- отсутствие механических примесей и воды;

- отсутствие образования смолисто-липковых отложений и нагаров, ухудшающих теплопередачу.

В товарном ассортименте имеется более 400 марок масел различного назначения, однако широко распространено ограниченное их число.

Смазочные масла по применению согласно ГОСТ 4.24-84 и ГОСТ 26191-84 подразделяют на моторные, трансмиссионные, специальные и различного назначения.

Базовое масло – масла, применявшиеся в прошлом для смазки автомобильных и тракторных двигателей. Сейчас используется как базовое масло и для изготовления масел.

Масла автотракторные (моторные) – нефтяные дистилятные масла малосернистых нефтей с присадками, предназначенные главным образом для смазки карбюраторных и дизельных двигателей.

Дизельные масла – нефтяные масла с присадками для смазки автомобильных, тракторных и судов двигателей.

Авиационные масла – высоковязкие масла, подвергнутые специальной обработке, имеют высокую смазочную способность, обладают высокой стабильностью.

Индустриальные масла – масла без присадок и с присадками предназначенные для смазки узлов и механизмов различных установок.

Турбинные масла – масла, предназначенные для смазывания и охлаждения паровых и газовых турбин, насосов и др. агрегатов. Основные требования к маслам в связи с этим следующие: продолжительность работы, стойскость против окисления (т.к. есть контакт с воздухом), способность полностью отделяться от воды и работать под высоким давлением.

Трансформаторные масла – масла с низкой температурой застывания, с высокими диэлектрическими свойствами и маловязкие.

Конденсаторные масла – предназначены для заливки и пропитки бумажных конденсаторов.

Кабельные масла – высоковязкие жидкости, служащие в качестве пропитки и изоляционной среды в маслонаполнительных кабелях. Являются хорошими диэлектриками.

Реактивные масла – общее название масел предназначенных для смазки турбовинтовых и турбореактивных двигателей. Это обычно прозрачные жидкости от светло-желтого до коричневого цвета, легкоподвижные, с довольно низкой окислительной способностью.

Трансмиссионные масла – масла, предназначенные для смазывания деталей узлов машин и механизмов и способные обеспечить: хорошую смазку трущихся деталей; вынос продуктов износа; отвод пара и тепла; снижение вибрации; уменьшение шума и т.д. Такие масла обычно высоковязкие.

В значительно меньшем количестве и ассортименте выраба­тывают масла специального назначения, которые обычно от­носятся к несмазочным. К этому классу нефтяных масел относятся электроизоляционные, гидравлические и вакуумные, технологические и белые масла, а также масла для резиновой промышленности и др.

Пластичные смазки включают группу нефтепродук­тов, предназначенных для смазки узлов трения, когда смазоч­ные масла не обеспечивают жидкостного трения из-за негер­метичности узла или трудности заполнения, для уплотнения; подвижных и неподвижных соединений, создания защитных покрытий на металлических поверхностях от атмосферной коррозии.

В большинстве случаев пластичные смазки представляют собой мазеобразные, иногда почти твердые, пластичные вещества коллоидной структуры с неньютоновскими свойствами в диапазоне рабочих температур.

По техническому назначению смазки разделены на три основные группы: антифрикционные, защитные и уплотнительные.

В качестве топлива для транспортных и стационарных ко­тельных, промышленных печей и технологических установок используют остаточные высокосмолистые продукты переработ­ки нефти, например, мазуты прямой гонки, крекинг-мазуты и их смеси, а также в небольших количествах продукты перера­ботки сланца и угля.

Товарные мазуты объединяют в две группы по области при­менения: мазут флотский – для котлов морских и речных су­дов и нефтяное топливо (мазут) для стационарных котлов и промышленных установок. Мазуты, маркируемые в зависимо­сти от вязкости, выпускают следующих марок: флотский Ф-5, флотский Ф-12, топочный 40, 40В, 100 и 100В, МП – топливо. Для мартеновских печей малосернистое, МПС – сернистое.

Наряду с приведенными котельными топливами производят экспортные мазуты трех марок М-0,8; М-2,0 и М-2,5, которые в основном различаются содержанием серы.

Топливом для коммунально-бытовых целей снабжается на­селение, мелкие коммунально-бытовые предприятия и сельское хозяйство, для коммунально бытовых топливо печное бытовое (ТПБ).

Растворители применяют для приготовления клея, экстра­гирования масел из семян, изготовления лаков и красок, про­изводства искусственных кож, химической чистки тканей и различных технических целей.

Битумы нефтяные – твердые или жидкие водонерастворимые органические материалы, представляющие собой смесь углеводородов с остатками от перегонки нефтей. Различают битумы вязкие и жидкие. Битумы вязкие (БНД 130/200 и др.) используются для дорожных щебеночных покрытий. Битумы жидкие: СГ – густеющие со средней скоростью, МГ – медленно густеющие со средней скоростью и БГ – быстро густеющие, используются в гидротехнических сооружениях и для гидроизоляции. Кроме перечисленных битумов выпускают еще битумы кислотно-упорные (для аккумуляторов), кровельные БНК и изоляционные марки БНИ.

Асфальт – смесь битума с минеральными материалами, придающими битуму повышенную устойчивость воздействию температуры.

Газойль – нефтяная фракция с пределами кипения от 230 до 360°С. Занимает промежуточное положение между керосином и маслом.

Лигроин – нефтяная фракция, занимающая по t_кип промежуточное положение между бензином и керосином, выкипает при температуре 120¸140 °С.

Гудрон – черная смолистая масса разной консистенции, остающаяся после отгонки нефти легкой фракции и большей части масляных фракций. Обычно гудрон составляет 10¸20% от нефти.

Кокс – пористая твердая масса (от серого до черного цвета) высокомолекулярных тугоплавких и высокоамортизированных углеводородов с незначительным содержанием солей. Основная ценность кокса – низкая зольность, позволяющая применять его для изготовления электродов.

Нефть искуственная – нефть полученная из угля, горючих сланцев и др. веществ. (Из 1000кг каменного угля можно получить 640 литров нефти).

Парафин – смесь твердых углеводородов метанового ряда нормального строения с 18-35 атомами углерода в молекуле. Используется для получения вазелина, смазок присадок. Область применения – парфюмерная промышленность, бумажная, кожевенная, текстильная, а также медицина.

Пенообразователь – жидкость темно- коричневого цвета, применяемая для получения воздушной механической пены при тушении пожаров.

Эфир – легкий бензин, выкипающий в пределах 60¸95оС, получаемый отгонкой легкой фракции (крекинга) из бензинов прямой перегонки. (Крекинг – процесс переработки нефти и ее фракций, проводимый для улучшения вывода легких фракций и повышения их качества, разработал метод В.Г. Шухов). Крекинг ведется при повышенном давлении и температуре в присутствии специальных катализаторов. Эфиры обычно используются в медицине.