Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

справочник устройства нефтебаз

Плотностью р нефти (нефтепродукта) называют ее массу, содержащуюся в единице объема. Плотность -один из основных параметров вещества. В системе МКГСС (ГОСТ 7664-61 «Механические единицы») плотность измеряют в килограммах-силы - секундах в квадрате на метр в четвертой степени (кгсХ Хсек/лг). В Международной системе единиц (04) (ГОСТ9867-61) плотность выражают в килограммах на кубический метр (кг/м). Слотношения между единицами плотности, а также и других величин в разных системах приведены в прил. 1.

При операциях с нефтепродуктами часто пользуются безразмерной величиной «относительная плотность», выражающей отношение массы какого-либо объема нефтепродукта при температуре / к массе такого же объема воды с температурой 4° С (р). Обычно для характеристики нефтепродуктов пользуются относительной плотностью прн 20°.С (pf).

Pf = Р4 + «(<-20). (1.1)

где а - температурная поправка на 1°С (табл. 1.1).

Понятие «Плотность» часто подменяют понятием «удельный вес», что является ошибкой, так как удельный вес у - это вес (а не масса) единицы объема вещества. В системе МКГСС удельный вес выражают в килограммах-силы на кубический метр (кгс/м*), в СИ - в ньютонах на кубический метр (Н/м).

y = pg.

где g - ускорение свободного падения, м/сек*.

(1.2)

Таблица 1.1

Температурная поправка а в зависимости от относительной плотности нефти (нефтепродуктов)

0,6900-0,6999 0,7000-0,7099 0,7100-0,7199 0,7200-0.7299 0,7300-0,7399 0,7400-0,7499 0,7500-0,7599 0,7600-0,7699 0,7700- 0,7799 0,7800-0,7899 0,7900-0,7999 0,8000-0,8099 0.8100-0,8199 0,8200-0,8299 0,8300-0,8399 0,8400-0,8499

0,000910 0,000897 0,000884 0.000870 0,000857 0,000844 0,000831 0,000818 0,000805 0.000792 0,000778 0,000765 0,000752 0,000738 0,000725 0.000712

0,8500-0.8599 0,8600- 0,8699 0,8700-0,8799 0,8800-0,8899 0,8900-0,8999 0,9000-0,9099 0,9100-0,9199 0,9200-0,9299 0,9300-0,9399 0,9400-0,9499 0,9500-0,9599 0,9600-0,9699 0,9700-0,9799 0.9800-0,9899 0,9900-1,0000

0,000699

0,000686

0,000673

0,000660

0,000647

0,0006.33

0,000620

0,000607

0.000594

0,000581

0,000567

0,000554

0,000541

0,000528

0.000515

1.3, Вязкость

Вязкость - свойство нефти (нефтепродукта) оказывать сопротивление перемещению под влиянием действующих на нее сил. Вязкость нефтепродуктов является одним из основных качественных показателей, который необходимо учитывать при перекачке нефти и нефтепродуктов по трубам, сливе, наливе и других технологических операциях. Различают вязкость динамическую г\ и кинематическую V. В системе МКГСС динамическую вязкость выражают в кнлограммах-силы - секундах на квадратный метр (кгс -сек/м), а кинематическую - в квадратных метрах в секунду (м/сек); в СИ соответственно в ньютонах - секундах на квадратный метр (Н -с/м) и в квадратных метрах на секунду (м/с). Существует еще одна применяемая практически единица кинематической вязкости - стоке (1 ст) (система СГС, ГОСТ 7664-61), равная сантиметру квадратному на секунду. При измерениях и вычислениях удобнее пользоваться более мелкой единицей - сантистоксом (1 ест). Кроме того, кинематическую вязкость определяют так называемой условной вязкостью (ВУ), измеряемой в условных градусах.

V = 0,0731 ВУ - 0,0631/ВУ.

(1.3)

1.4. Испаряемость и давление паров нефтепродуктов

Испаряемость - способ1юсть нефти (нефтепродукта) переходить из жидкой фазы (масляной фракции) в паровую. Скорость испарения зависит от состава н температуры нефтепродукта, площади испарения, типа емкости, в которой находится нефтепродукт, скорости движения воздуха, давления насыщенных паров нефтепродукта и ряда других условий.

Давление насыщенных паров - это давление, которое имеют пары, находящиеся в равновесии с жидкой фазой при данной температуре. Каждой температуре соответствует свое давление насыщенных паров, причем чем выше температура, тем больше давление насьпценных паров, и наоборот. Давление насыщенных

паров наиболее распространенных нефтепродуктов (по ГОСТ 1756--52) колеблется в следующих пределах, мм рт. ст.: автобензины - до 700, авиабензины - не выше 360, керосин тракторный - 40-60, керосин осветительный - 20-30, дизельное топливо - 6-10.

Парциальным давлением называется давление каждого компонента газовой смеси, оказываемое на стенки сосуда, содержащего эту смесь. Парциальное давление равно давлению, которое оказывала бы каждая составляющая паров газовой смеси, если бы она находилась одна в сосуде. Давление газовой смеси, ее насыщенных паров или давление в жидкой фазе равно сумме парциальных давлений всех компонентов.

Испарение нефтепродуктов в открытом резервуаре происходит непрерывно, а в закрытом - до тех пор, пока парциальное давление паровой фазы в газовом пространстве не повысится и не станет равным давлению насыщен1Юго пара при температуре масляной фракции. Наоборот, когда давление насыщенного пара достигнет или несколько превысит давление в газовом пространстве емкости, возникает кипение - интенсивЕюе испарение жидкости не только со свобод1ЮЙ поверхности, но и во всем ее объеме.

Любое индивидуальное вещество кнпит при определенной температуре, называемой температурой кипения, которая зависит от химической природы вещества и внешнего давления. Испарение нефти и нефтепродуктов в значительной степени зависит от давления насыщенных паров. Маловязкие нефтепродукты кипят при температурах, значительно более низких, чем высоковязкне, и поэтому они отличаются высокой испаряемостью. Особенно велика она у авиа- и автобензинов.

1.5. Тепловое расширение и теплоемкость

Свойства нефтепродуктов, подвергающихся нагреванию, характеризуют тепловое расширение и теплоемкость. При нагревании нефтепродукта происходит увеличение его объема - тепловое расширение, которое необходимо учитывать при транспортировании нефтепродуктов, наливе вагонов-цистерн н танкеров, заполнении резервуаров. Тепловое расширение характеризуется коэффициентом объемного расширения р (табл. 1.2), т. е. тем добавочным объемом, на который происходит расширение при нагревании нефтепродукта на 1° С. Объем нефтепродукта при нагревании, м.

(1.4)

где V - первоначальный объем нефтепродукта, м; Д / - разность температур, °С. Таблица 1.2

Зависимость коэффициента объемного расширения Р от плотности р

0,73 0,74 0,75 0,76 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0.82

0.001151 0,001130 0,001108 0,000997 0.000974 0.000953 0.000931 0.000910 0,000888 0.000868

0.83 0.84 0.85 0,86 0.87 0.88 0,89 0.90 0,91 0,92

0,000845 0,000824 0,000803 0,000782 0,000760 0.000739 0,000718 0.000696 0,000674 0.000653

0,93 0.94 0,95 0.96 0,97 0,98 0,99 1,00 1,01 1,02

0.000632 0,000612 0.000.592 0,000572 0.000553 0,000534 0,000516 0,000497 0,000479 0,000462

. При тепловых расчетах необходимо учитывать теплоемкость с - количество теплоты, необходимое для повышения температуры единицы массы нефтепродукта на ГС. По эмпирической формуле Караваева, ккал/(кг-°С),

с = 0,4825 + 0,000385 (t - 100),

(1.5)

где / - температура, при которой определяется теплоемкость, "С.

Для интервала температур, в пределах которого практически подогревают нефтепродукты, теплоемкость можно принимать равной 0,5 ккал/(кг-°С).

1,6, Взрыво- и пожароопасность

Одним из характерных для нефтепродуктов является свойство в определенном соотношении с воздухом образовывать взрывоопасную смесь. Наименьшее и наибольшее содержание паров нефтепродукта в смеси с воздухом, при которых возможен взрыв при внесении в эту смесь высокотемпературного источника, называют соответственно нижним и верхним пределами взрываемости (табл. 1.3),

Таблица1.3

Характеристики взрыво- и пожароопасности нефти и нефтепродуктов

Нефть, нефтепродукты

Температура. С

самовоспламенения

Предел взрываемости паров в смеси с воздухом (по лабораторным данным), об. %

нижний

верхний

Бензин:

автомобильный А-66

авиационный Б-70

то же, Б-91/115

то же, Б-95/130

то же, Б-100/130 Керосин:

осветительный

тракторный Нефть туймазинская Дизельное топливо:

Уайт-спирит (бензин-растворитель для лакокрасочной промышленности)

-39 -34 -38 -37 -34

48 28 21

78 64 92 71 35

255 300 435 380 474

265 260 320

240 330 345 310 270

0,76 0,79

0,98 0,98

5,03 5,16

5,48 5,48

а интервал между ними - зоной взрываемости. При концентрации паров нефтепродуктов в воздухе менее нижнего предела взрываемости смесь не взрывается и не горит, более верхнего предела взрываемости - смесь горит, а изменение ее состава в процессе горения (выгорание горючей части и снижение ее концентрации до предела взрываемости) может привести к взрыву.

При оценке взрывоопасности большое значение имеет температура вспышки нефтепродукта (см. табл. 1.3). т. е. температура, при которой пары нефтепродукта, нагретого в установленных стандартом условиях (ГОСТ 4333-48). образуют

с окружающим воздухом смесь, впыхивающую при поднесении к ней пламени. По температуре вспышки нефтепродукта определяют степень его опасности. НеЛтепродукты с температурой вспышки 45" С и ниже относятся к взрывоопасным (легковоспламеняющимся), выше 45" С - к пожароопасным (горючим). Пожароопас1юсть наряду с взрывоопасностью является одним из специфических свойств нефтепродуктов. Все нефгй и нефтепродукты в зависимости от температуры вспышки делят на классы (табл. 1.4).

Таблица 1.4

Классификация нефти и нефтепродуктов в зависимости от температуры вспышки

Пары нефтепродуктов могут воспламеняться (при соприкосновении с огием)., ~ но могут и самовоспламеняться, если горение возникает в результате нагревания смеси паров нефтепродуктов с воздухом за счет быстрого выделения тепла и разогрева всего объема. Температурой самовоспламенения называют наименьшую температуру, прн которой смесь паров нефтепродукта с воздухом воспламеняется при нагревании без внесения пламени в смесь, лишь за счет превышения тепловыделений над теплоотводом (см. табл. 1.3). Температура самовоспламенения зависит от объема нагреваемого нефтепродукта, концентрации паров нефтепродуктов в смеси, давления смеси и ряда других факторов. Наименьшую температуру нефтепродукта, при которой смесь паров с воздухом загорается от открытого огня, называют температурой воспламенения.

В зависимости от температуры самовоспламенения по «Правилам изготовления взрывозащищенного и рудничного электрооборудования» (ПИВРЭ) уста1юв-лены пять групп взрывоопасных смесей:

Группа

Т2 ТЗ Т4 Т5

Температура самовоспламеневия, "С

Более 450 300-450 200-300 135-200 100-135

В зависимости от способшсти передачи взрыва через фланцевые зазоры из обалочки электрооборудования установлены четыре категории взрывоопасных смесей:

Зазор между поверхностями фланцев ширииойТ25 мм, прн которой Категория частота передачи взрывов состав-

ляет 50% общего числа взрывов при объеме оболочки 2.S л, мм

1 Более 1

2 0.65-1

3 0,35-0,65

4 0,35 и менее