Подставив значения получим

Растворимость и растворяющая способность нефти. Нефть и жидкие углеводороды хорошо растворяют йод, серу, сернистые соединения, различные смолы, растительные и животные жиры. Это свойство нефтепродуктов широко используется в технике. Не случайно, на основе нефтепродуктов производят большое число высококачественных растворителей для лакокрасочной, резиновой и других отраслей промышленности.

Нефть также хорошо растворяет газы (воздух, оксид и диоксид углерода, сероводород, газообразные алканы и т.п.).

В воде ни нефть, ни углеводороды практически не растворимы. Из углеводородов худшая растворимость в воде у алканов, в несколько большей степени растворимы в воде ароматические углеводороды.

Следует помнить, что любая система растворитель - растворяемое вещество характеризуется критической температурой растворения (КТР), при которой и выше которой наступает полное растворение. Причем, если в смеси находятся вещества, растворяющиеся в данном растворителе при разных температурах, то появляется возможность их количественного разделения.

Электрические (диэлектрические) свойства нефти. Безводная нефть и нефтепродукты являются диэлектриками (диэлектрическая проницаемость нефти ~2; для сравнения у стекла она ~7-8). У безводных чистых нефтепродуктов электропроводность совершенно ничтожна, что имеет важное практическое значение и применение. Так, твердые парафины применяются в электротехнической промышленности в качестве изоляторов, а специальные нефтяные масла (конденсаторное, трансформаторное) – для заливки трансформаторов, конденсаторов и другой аппаратуры, например, для наполнения кабелей высокого давления (изоляционное масло С-220).

Высокие диэлектрические свойства нефтепродуктов способствуют накоплению на их поверхности зарядов статического электричества. Их разряд может вызвать искру, а следовательно и загорание нефтепродукта. Надежным методом борьбы с накоплением статического электричества является заземление всех металлических частей аппаратуры, насосов, трубопроводов и т.п.

Система заземления и снятия статического электричества должна предусматривать:

Ø - постоянно замкнутой системы заземления оборудования, которая через выводное устройство заземления должна соединяться с контуром заземления объекта;

Ø - шунтирующих перемычек на фланцевых соединениях трубопроводов, узлов и агрегатов;

Ø - троссиков выравнивания потенциалов;

Ø - барабанов с тросами заземления и выравнивания потенциалов.

Во время перекачки при интенсивном перемешивании и пропускании через слой н/п струи воздуха в н/п образуется заряд статического электричества, разряд которого может привести к воспламенению горючей смеси, а это в свою очередь приводит к взрыву и пожару.

Проведенные исследования и подробное изучение фактов возникновения взрывов и пожаров от статического электричества позволили установить ряд причин образования заряда статического электричества в н/п:

Ø трение жидкого н/п о твердую поверхность трубопровода, стенок резервуара и фильтра;

Ø трение частиц н/п между собой, при прохождении топлива через среду других жидкостей, например воды;

Ø прохождение капель мелкораспыленного н/п через воздух или паровоздушную смесь;

Ø осаждение из н/п твердых взвешенных частиц; осаждение из н/п жидких взвешенных частиц, например капель воды или других химических веществ, а также при прохож­дении сквозь слой жидкого н/п пузырьков воздуха, паров легких углеводородов и т. д.;

Ø прохождение сквозь паровоздушное пространство капель воды, снежинок и т. п.

Опытами установлено, что способность н/п подвергаться электризации при перекачке находится в зависимости от его электропроводности: чем меньше электропроводность н/п, тем легче накапливается заряд статического электричества и тем медленнее он рассеивается. Кроме этого, на скорость образования статического электричества влияют эксплуатационные факторы:

ü скорость перекачки,

ü присутствие в н/п механических примесей, воды, воздуха,

ü условия хранения, температура и др.

Чем больше скорость перекачки, тем сильнее электризуется н/п. Чем дольше перекачивать н/п, тем оно сильнее электризуется. Большое влияние на электризацию н/п оказывают также механические примеси и пузырьки воздуха: чем их больше, тем сильнее электризуется н/п. Растворенная или диспергированная в н/п вода значительно увеличивает образование статического электричества. Однако вода, находящаяся на дне емкости в виде отдельного слоя, или не оказывает никакого влияния на скорость образования статического электричества, или способствует уменьшению его.

Для снижения интенсивности накапливания электрических зарядов нефтепродукты должны закачиваться в резервуары, цистерны, тару без разбрызгивания, распыления или бурного перемешивания. В резервуары нефтепродукты должны поступать ниже уровня находящегося в нем остатка нефтепродукта. Налив светлых нефтепродуктов свободно падающей струей не допускается. Расстояние от конца загрузочной трубы до конца приемного сосуда не должно превышать 200 мм, а если это невозможно, то струя должна быть направлена вдоль стенки. Скорости движения нефтепродуктов по трубопроводам не должны превышать предельно допустимых значений, которые зависят от вида проводимых операций, свойств нефтепродуктов, содержания и размера нерастворимых примесей и свойств материала стенок трубопровода. Для нефтепродуктов с удельным электрическим сопротивлением не более 10⁹Ом×м скорости движения и истечения допускаются до 5м/с. При заполнении порожнего резервуара нефтепродукты должны подаваться в него со скоростью не более 1 м/с до момента затопления конца приемно-раздаточного патрубка.

Для обеспечения стекания возникшего электрического заряда все металлические части аппаратуры, насосов и трубопроводных коммуникаций заземляются и осуществляется постоянный электрический контакт тела человека с заземлением. Автоцистерны, находящийся под наливом и сливом пожароопасных нефтепродуктов, в течение всего времени заполнения и опорожнения должны быть присоединены к заземляющим устройствам.

Температуры вспышки, воспламенения и самовоспламенения. Продукты нефтепереработки относятся к числу пожароопасных веществ. Пожароопасность керосинов, масел, мазутов и других тяжелых нефтепродуктов оценивается температурами вспышки и воспламенения.

Температурой вспышки называется температура, при которой пары нефтепродукта, нагреваемого в определенных стандартных условиях, образуют с окружающим воздухом смесь, способную к кратковременному образованию пламени при внесении в нее внешнего источника воспламенения (пламени, искры).

Температура вспышки зависит от фракционного состава нефтепродуктов. Чем ниже пределы перегонки нефтепродукта, тем ниже и температура вспышки. В среднем температура вспышки бензинов находится в пределах от –30 до –40ºС, керосинов 30-60ºС, дизельных топлив 30-90ºС и нефтяных масел 130-320ºС. По температуре вспышке можно судить о наличии примесей более низкокипящих фракций в тех или иных товарных или промежуточных нефтепродуктах.

Температурой воспламененияназывается температура, при которой нагреваемый в определенных условиях нефтепродукт загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее 5 секунд. Температура воспламенения всегда выше температуры вспышки. Чем тяжелее нефтепродукт, тем больше эта разница. При наличии в маслах летучих примесей эти температуры сближаются.

Температурой самовоспламененияназывается температура, при которой нагретый нефтепродукт в контакте с воздухом воспламеняется самопроизвольно без внешнего пламени. Температура самовоспламенения нефтепродуктов зависит и от фракционного состава и от преобладания углеводородов того или иного класса. Чем ниже пределы кипения нефтяной фракции, тем она менее опасна с точки зрения самовоспламенения. Температура самовоспламенения уменьшается с увеличением среднего молекулярного веса нефтепродукта. Тяжелые нефтяные остатки самовоспламеняются при 300-350ºС, а бензины только при температуре выше 500ºС.

При появлении внешнего источника пламени (огня или икры) положение резко меняется, и легкие нефтепродукты становятся взрыво- и пожароопасными.

Из углеводородов самыми высокими температурами самовоспламенения характеризуются ароматические углеводороды.

В зависимости от температуры воспламенения установлено пять групп пожароопасных смесей:

Т1 > 450 °С,

Т2 = 300…450 °С;

Т3 = 200…300 °С;

Т4 = 135…200 °С;

Т5 = 100…135 °С.

Температура самовоспламенения некоторых нефтепродуктов такова (°С):

бензин — 528…747, дизельное топливо — 513…643, керосин — 489…533.

Пожаровзрывоопасность н/п нефтепродуктов характеризуется способностью смесей их паров с воздухом воспламеняться и взрываться. В связи с этим в условиях эксплуатации нефть (нефтепродукт) может явиться источником пожара при неправильном обращении с ним:

Ø при вспышке паров н/п от открытого пламени, раскаленного металла или от электрической искры;

Ø при самовоспламенении н/п в случае попадания его на нагретую поверхность, если температура ее будет выше температуры самовоспламенения н/п;

Ø при взрыве паров н/п в газовом пространстве баков или другом замкнутом пространстве при возникновении разряда статического электричества.

Оценка пожарной опасности н/п производится по следующим основным характеристикам:

ü температурным пределам образования взрывоопасных смесей паров н/п с воздухом;

ü концентрационным пределам взрывоопасных смесей;

ü температуре самовоспламенения;

ü температуре вспышки.

Пожароопасность нефтепродукта определяется также скоростью распространения пламени.

Пожароопасность нефтепродукта классифицируют по температуре вспышки, определяемой в закрытом тигле. В соответствии с этой классификацией н/п подразделяют на классы:

1 класс – температура вспышки до 28° С (бензины)

2 класс – температура вспышки от 28 до 45° С (керосины)

3 класс – температура вспышки от 45 до 120° С (дизельные топлива)

4 класс – температура вспышки выше 120° С (битум, асфальт)

Нефть и нефтепродукты с температурой вспышки до 61° С относятся к лекговоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ), а с температурой выше 61° С – к горючим жидкостям.

Очень важной характеристикой пожароопасности нефтепродукта является температура самовоспламенения.

С точки зрения пожарной безопасности очень важно знать, какая температура раскаленной металлической поверхности может вызвать воспламенение н/п, попадающего на такую поверхность :

С повышением давления температура самовоспламенения нефтепродукта понижается.

Некоторые горючие жидкости способны интенсивно окисляться на воздухе при сравнительно низких температурах (16—20° С). При определенных условиях, когда количество тепла, выделяющегося в процессе окисления, превысит теплоотдачу во внешнюю среду, может возникнуть самовозгорание окисляющейся жидкости. Такие жидкости называются самовозгорающимися.

Пожароопасностьнефтепродуктов определяют по температуре вспышки и по температуре самовоспламенения. За температуру вспышки принимают температуру, показываемую термометром при появлении первого синего пламени над поверхностью топлива. Она зависит от давления паров топлива: чем выше давление, тем ниже температура вспышки. Температура вспышки, определяемая в закрытом приборе, есть та температура, при которой давление паров данного топлива достигает 7— 10мм.рт.ст. Если, например, температура вспышки топлива равна 35° С, то это значит, что при 35° С давление паров этого топлива достигнет примерно 7—10 мм рт. ст.

Испаряемость н/п является одной из главных эксплуатационных характеристик, так как она влияет на процессы смесеобразования и горения, потери топлива, возможность образования паровых пробок в топливопроводах. О ней судят главным образом по двум показателям: фракционному составу и давлению насыщенных паров. Чем ниже температура начала кипения и давление насыщенных паров тем выше испаряемость.

Испаряемостью жидкости называется способность ее переходить в газообразное состояние при температуре меньшей, чем температура кипения. Испарение углеводородной жидкости происходит при любой температуре до тех пор, пока газовое пространство над ней не будет полностью насыщено углеводородами.

Нефтепродукты представляют собой жидкость сложного состава, состоящую из большого количества индивидуальных углеводородов. Такая жидкость не имеет определенной температуры кипения, процесс кипения происходит в некотором интервале температур. Характеризовать испаряемость жидкостей сложного состава можно фракционным составом, т. е. предельными температурами выкипания определенных объемных долей (фракций). При испарении жидкости в замкнутом сосуде одновременно идет противоположный испарению процесс конденсации. Чем выше давление паров над жидкостью, тем интенсивнее процесс конденсации. При достижении некоторого давления наступает динамическое равновесие: число молекул, покидающих поверхность жидкости, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость. Такое давление называется давлением насыщенного пара.

Склонность к испарению у нефтепродуктов возрастает с увеличением в них легких углеводородов.

По расположенности к испарению нефтепродукты располагаются в следующем порядке:

- бензин

- реактивное топливо

- сырая нефть

- дизельное топливо

- стабилизированная нефть

- газотурбинные топлива

- котельные топлива

- масла

- мазут

Для сокращения потерь от испарения нефтепродуктов используют газовые обвязки, дыхательные и предохранительные клапаны, диски-отражатели под клапанами, светлую окраску кровли и корпуса, резервуары с понтонами или плавающими крышами.

Взрывоопасные смеси нефтепродуктов. Нижний и верхний пределы взрываемости. Газовоздушные смеси могут воспламеняться (взрываться) только тогда, когда содержание газа в смеси находится в определенных пределах. В связи с этим различают нижний и верхний концентрационные пределы воспламеняемости (табл. 4;5). Нижний предел соответствует минимальному, а верхний — максимальному количеству газа в смеси, при котором происходят их воспламенение (при зажигании) и самопроизвольное (без притока тепла извне) распространение пламени (самовоспламенение). Эти же пределы соответствуют и условиям взрываемости газовоздушных смесей.

Если содержание газа в газовоздушной смеси меньше нижнего предела воспламеняемости, такая смесь гореть и взрываться не может, поскольку выделяющейся вблизи источника зажигания теплоты для подогрева смеси до температуры воспламенения недостаточно. Если содержание газа в смеси находится между нижним и верхним пределами воспламеняемости, подожженная смесь воспламеняется и горит как вблизи источника зажигания, так и при удалении его. Такая смесь является взрывоопасной. Чем шире будет диапазон пределов воспламеняемости (называемых также пределами взрываемости) и ниже нижний предел, тем более взрывоопасен газ. И наконец, если содержание газа в смеси превышает верхний предел воспламеняемости, то количества воздуха в смеси недостаточно для полного сгорания газа.

Таблица 4

Концентрационные пределы взрываемости паров некоторых жидкостей в воздухе % объемные.

Концентрацию паров нефтепродуктов в воздухе (внутри резервуара, технологического оборудования), не превышающую 50 % нижнего предела взрываемости или выше на 50% верхнего предела взрываемости, считают взрывобезопасной.

Концентрацию паров топлива в воздухе можно вычислить, если известны температура и давление его насыщенных паров при данной температуре по формуле:

где:

С – концентрация паров топлива в воздухе, % объемные;

Р_т – давление насыщенных паров, мм. рт. ст.;

Р_ат – давление смеси паров топлива с воздухом (приблизительно равно атмосферному), мм.рт.ст

Объемную концентрацию паров топлива в воздухе можно пере­считать в весовую по формуле: