Особенности и виды нефтепродуктов

Что такое нефтепродукты

Мы живем в окружении нефтепродуктов (НП). До 80% вещей, предметов, изделий, приборов, устройств либо созданы из них, либо покрыты ими, либо работают с их помощью.

ГОСТ 26098-84 трактует этот термин как «готовый продукт, полученный при переработке нефти, газоконденсатного, углеводородного и химического сырья». А это значит, что к группе присоединяется всё, что сделано с помощью или при участии газов.

Отличить нефтепродукт от любого другого вещества довольно просто.

Перед вами НП, если он:

• неорганическая смазка, топливо или горючее;
• пахнет бензином, резиной;
• горит синим пламенем;
• является любым видом пластика, резины.

Последняя категория — косвенный нефтепродукт. Пластики и их производные получают из углеводородов, которые получают из нефти. То есть это продукт более глубокой переработки нефти. А нефтепродуктами называют то, что получается после первичной обработки.

Как получают нефтепродукты

В цикл первичной переработки входят такие процессы и операции:

1. Нагревание сырой нефти.
2. Сбор газов.
3. Конденсирование и сбор паров.
4. Фильтрация.

При нагревании нефть распадается на пары разных фракций — по температуре кипения. Тот, кто в свое время додумался кипятить нефть, наверняка не подозревал, что через сотню лет из этих паров и осадков будет буквально собрана половина окружающих предметов.

Сам процесс распада исходного сырья на нефтепродукты называется крекингом — от английского cracking, «раскалывание». Молекулы сложных углеводородных соединений буквально раскалываются, рассыпаются на легкие и летучие и на более тяжелые.

Происходит это в специальном месте при определенных условиях. Чтобы чудо крекинга произошло, нужна ректификационная колонна. В реальных условиях нефтеперерабатывающего предприятия это огромная конструкция высотой от 20 метров и 3 и более метра в диаметре. В более компактном виде ее можно встретить в некоторых видах самогонных аппаратов.

Ректификационная колонна, по сути, это огромный чайник, а точнее — автоклав в форме стальной колбы. Снизу подается сильно разогретая сырая нефть, которая испаряется внутри колбы. Легкие соединения стремятся вверх, где их поджидают специальные полочки с каналами для сбора конденсата. Этот конденсат с разных полочек и есть нефтепродукты — светлые и темные, легкие и тяжелые.

Разновидности нефтепродуктов

ГОСТ 26098-84 «Нефтепродукты. Термины и определения» выделяет 47 их разновидностей, среди которых:

• 15 видов масел,
• 8 видов смазки,
• 4 вида мазута,
• 3 вида бензина,
• 3 вида керосина,
• 6 видов жидкостей,
• 5 видов составов.

Каждый из 47 нефтепродуктов — довольно обширная подгруппа, база для производства составов с измененными свойствами. Так, например, охлаждающая жидкость с одним пакетом присадок становится пригодной для легковых автомобилей, а с другим — для турбин мини-ТЭС.

Самое интересное происходит внутри ректификационной колонны, где сырая нефть распадается на составляющие, которые, в свою очередь, собираются на разных уровнях высоты.

Чем более летучее соединение, тем ниже его температура кипения и тем выше к куполу колонны оно взлетит. И тем больше в нем взрывной энергии. Обитатели дна ректификационной колонны, напротив, горят весьма неохотно.

Температура кипения:

• < 25 °С — нефтяные газы (пропан, бутан);
• 25-60 °С — бензин;
• 60-180 °С — лигроин/нафта;
• 180-220 °С — керосин/парафин;
• 220-250 °С — газойль/дизельное топливо.
• 250-300 °С — мазут;
• 300-350 °С — вакуумные дистилляты/масла;
• 350-500 °С — битум;
• > 500 °С — асфальт.

Классификация нефтепродуктов

Четыре категории по применению:

1. Топлива — бензин, керосин, дизельное.
2. Смазочные материалы — масла, смазки, эмульсии.
3. Растворители — ацетоны.
4. Нефтехимическое сырье — битум, асфальт.

Две категории по прозрачности:

1. Светлые нефтепродукты — от газойля включительно и выше к куполу.
2. Темные нефтепродукты — от мазута включительно и ниже ко дну.

Две категории по относительной массе:

1. Легкие — с температурой кипения 220 °С и ниже.
2. Тяжелые — с температурой кипения 220 °С и выше.

Нетрудно догадаться, что легкие НП — светлые, а тяжелые — темные. Крупные фракции примесей черного углерода оседают на дне, увеличивая объемный вес продукта.

Из чего состоят нефтепродукты

Наиболее популярные, известные и распространенные НП, которые часто встречаются в ежедневном обиходе, — светлые. В частности, это топливные жидкости и газ.

Дизельное топливо:

• состав: углерод, водород, сера, азот, водород;
• t кипения: 170-360 °С;
• применение: дизельные ДВС легкового и грузового транспорта, спецтехники.

Бензин:

• состав: углеводороды с примесью азота, кислорода;
• t кипения: 30-200 °С;
• применение: топливо для поршневых ДВС и реактивных двигателей, растворитель.

Керосин:

• состав: углеводороды с примесью азотистых, кислородных соединений;
• t кипения: 150-250 °С;
• применение: авиационное и ракетное топливо, сырье для нефтехимии.

СУГ — сжиженные углеводородные газы:

• состав: пропилен, бутан, изобутан, пропан, бутилен, изобутилен;
• t кипения: от -50 до 0 °С;
• применение: топливо для ДВС, котельных.

Качества и свойства нефтепродуктов

НП имеют ряд характеристик, которые влияют на их дальнейшее применение в промышленности и в быту. Нефтеперерабатывающие заводы изменяют эти качества путем очистки, дистилляции, смешивания исходного сырья, добавления к нему других химически активных веществ.

• Прокачиваемость.

Эксплуатационное свойство. Показывает, насколько легко НП проходит через фильтры, сепараторы, трубы, проходы. Ключевой показатель при расчете насосного оборудования НПЗ, АЗС.

• Летучесть.

Показывает давление насыщенных паров НП — насколько быстро он испаряется.

• Высокотемпературные показатели.

Полезная и опасная категория одновременно. Чем более нефтепродукт пожаро- и взрывоопасен, чем выше у него температура вспышки, чем ниже у него температура самовоспламенения — тем лучше он будет работать в качестве топлива в ДВС и котлах.

• Детонационная стойкость

Касается только жидкого моторного топлива (ЖМТ). Это ценный информативный показатель для всех, кто имеет дело с двигателями внутреннего сгорания. Для дизельного топлива на стойкость к детонации указывает цетановое число, для бензина — октановое. Это те самые цифры, которые идут после букв «АИ» на табло АЗС. Чем выше число — тем безопаснее бензин для двигателя.

Еще 32 свойства, описанные в ГОСТ 26098-84, — экзотика для обывателя, но исключительно важные показатели для инженеров и химиков.

Это такие позиции, как:

• люминометрическое число;
• термоокисляемость;
• индукционный период;
• коксуемость и зольность;
• конструктивная и функциональная совместимость;
• коррозионное, консервационное, противоизносное, антифрикционное свойства;
• динамическая, кинематическая, эффективная вязкость, индекс вязкости;
• токсичность, сохраняемость, охлаждающие свойства;
• детергентность, пенетрация, тиксотропность, синерезис.

Нефтепродукты, а точнее то, что от них осталось после множества ступеней переработки, встречаются в удобрениях лекарствах и даже пищевых продуктах. Чаще всего это молекулы углерода, углеводородов и их соединений.