Нефтепродукты

НЕФТЕПРОДУКТЫ, смеси разл. газообразных, жидких и твердых углеводородов, получаемые из нефти и нефтяных попутных газов. Разделяются на след. основные группы: топлива, нефтяные масла, нефтяные растворители к осветит. керосины, твердые углеводороды, битумы нефтяные, прочие нефтепродукты. К топливам относят углеводородные газы (см. Газы нефтепереработки, Газы нефтяные попутные, Газы природные горючие), бензины, топливо для воздушно-реактивных двигателей (см. Реактивные топлива и Газотурбинные топлива), дизельные топлива, котельные топлива и др.

Нефтяные масла-тяжелые дистиллятные и остаточные фракции нефти, подвергнутые спец. очистке. Подразделяются на смазочные масла и масла спец. назначения. Последние используют для технол. целей и при эксплуатации механизмов. К ним относят: электроизоляционные-трансформаторные, конденсаторные, кабельные; для гидравлич. систем; для технол. целей-закалочные и поглотит. жидкости, мягчители и т.п.; для фармакопеи и парфюмерии (белые масла).

В качестве р-рителей используют узкие бензиновые и керосиновые фракции, полученные прямой перегонкой нефти. Р-рители применяют в резиновой пром-сти, для приготовления клея, экстрагирования масел из семян и жмыхов, изготовления лаков и красок, при получении поливинил-хлорида и т.д. Осветит. керосины -прямогонные керосиновые фракции, применяемые в осветит. и калильных лампах и как бытовое топливо.

К твердым углеводородам относят парафин, церезин и озокерит и их смеси с маслами.

Битумы представляют собой твердые или вязкие жидкие в-ва, получаемые из остаточных продуктов нефтепереработки (из остатков после перегонки смолистых нефтей, из гудронов и др.).

Прочие нефтепродукты включают: кокс нефтяной, пластичные смазки, углерод технический, получаемые при пиролизе или катали-тич. риформинге ароматич. углеводороды (бензол, толуол, ксилолы и др.), а также асидол (в т.ч. мылонафт), разл. фракции перегонки нефти и продукты их переработки (в частности, алкилат, нефтяные смолы)и др.

Обычно различают светлые и темные нефтепродукты. К первым относят авиа- и автобензины, бензины-растворители, авиакеросин, осветит. керосины, дизельные топлива, к последним -мазут, а также получаемые в результате его перегонки дистиллятные масла и гудрон.

Часть товарных нефтепродуктов вырабатывают непосредственно из нефти или разл. нефтяных фракций и остатков; многие нефтепродукты (напр., авто- и авиабензины, котельные топлива, масла) получают смешением (компаундированием) отдельных компонентов-продуктов переработки нефти. Смешение компонентов позволяет производить товарный продукт необходимого качества и при этом рационально использовать св-ва каждого компонента.

Для оценки качества нефтепродуктов определяют ряд их физ.-хим. св-в.

К числу важнейших физ. св-в относят: вязкость (см. Вискозиметрия), плотность (см. Плотномеры)и фракционный состав. Для установления последнего нефтепродукты перегоняют со строго определенной скоростью из колбы стандартных форм и размеров. Фракционный состав представляют в виде зависимости между т-рой паров нефтепродуктов в колбе и кол-вом конденсата (нефтепродукты, сконденсировавшегося в холодильнике и собранного в приемнике). Для бензинов обычно приводят пять точек: т-ру начала кипения и т-ры выкипания 10%, 50%, 90% и 97,5% топлива. Для нек-рых других нефтепродуктов, напр. дизельных топлив, часто указывают кол-во в-ва, выкипающего до определенной заданной т-ры, напр. до 360 °С Фракционный состав масел обычно определяют при пониж. давлении (в вакууме) во избежание разложения высококипящих фракций при т-рах их кипения.

Измеряют также давление (упругость) паров (гл. обр. для бензинов) в стальной бомбе при соотношении объемов жидкой и паровой фаз 1:4 при 38 °С. Обычно в техн. условиях ограничивают верх. значение давления паров, как меру предотвращения образования "паровых пробок" в топливной системе двигателя.

Определяют т-ру помутнения (для моторных топлив), при к-рой из топлива начинают выделяться кристаллы высокоплавких углеводородов или воды; т-ру застывания (для масел, остаточных котельных топлив, дизельных и реактивных топлив и авиабензинов), при к-рой нефтепродукт в условиях опыта загустевает настолько, что уровень его в пробирке остается неподвижным в течение 1 мин при наклоне под углом 45^o; т-ру вспышки (см. Пожарная опасность); т-ру воспламенения (см. Воспламенение); т-ру плавления твердых нефтепродуктов (парафина, озокерита и др.), к-рая соответствует моменту полного затвердевания (кристаллизации) предварительно расплавленного продукта.

Цвет характеризует качество очистки нефтепродуктов от смолистых и др. окрашенных в-в; при этом цвет нефтепродуктов сравнивают с цветом спец. окрашенных стекол.

Дуктильность, или растяжимость, битумов характеризует их способность растягиваться, не обрываясь, в тонкие нити под влиянием приложенной силы; определяется в спец. приборе (дуктилометре) путем растягивания образца битума стандартной формы с определенной скоростью при 25 °С.

К важнейшим хим. св-вам нефтепродуктов относят: содержание серы, смол, парафина, орг. к-т и нек-рые др. показатели.

Содержание серы определяют неск. способами. Для светлых нефтепродуктов наиб. распространен т.наз. ламповый метод: навеска нефтепродукта сжигается в лампочке известной массы; продукты сгорания поглощаются титрованным р-ром NaHCO₃, избыток к-рого оттитровывают р-ром НСl. Метод иногда используют и для темных нефтепродуктов, к-рые предварительно разбавляют к.-л. легким нефтепродуктом с известным содержанием серы. Чаще навеску темного нефтепродукта сжигают в калориметрич. бомбе в атмосфере О₂ и кол-во образовавшихся ионов SO₄^2- определяют гравиметрически после осаждения их хлоридом Ва. Присутствие в нефтепродуктах агрессивных сернистых соед., в частности элементной серы и меркаптанов, обнаруживают по изменению цвета медной пластинки после контакта ее с испытуемым нефтепродуктом. Иногда пользуются т. наз. докторской пробой, когда наблюдают изменение цвета элементной серы под влиянием продуктов взаимод. с Na₂PbO₂ меркаптанов и H₂S, имеющихся в нефтепродукте.

Содержание смол устанавливают, выделяя их из нефтепродуктов адсорбцией на к.-л. твердом адсорбенте (чаще всего на силика-геле) с послед. десорбцией подходящим экстрагентом, напр. смесью этанола с бензолом. В нек-рых маслах и тяжелых остаточных топливах определяют т. наз. акцизные смолы-в-ва, способные реагировать с конц. H₂SO₄ в строго регла-ментир. условиях опыта. В бензинах, реактивных и дизельных топливах определяют кол-во т. наз. фактических смол, для чего навеску топлива испаряют в струе воздуха или водяного пара, а остаток взвешивают.

Содержание парафина устанавливают след. образом: навеску нефтепродукта растворяют в подходящем р-рителе, напр. в бензине, р-р охлаждают до т-ры от — 20 до — 40 °С и осаждают твердые углеводороды этанолом или пропанолом. Осадок отделяют на фильтре, охлаждаемом до заданной т-ры, промывают смесью этанола с бензином для удаления масла и растворяют в петролейном эфире. Последний отгоняют и остаток взвешивают.

О содержании орг. к-т судят по величине кислотного числа или кислотности-массе КОН (мг), необходимого для нейтрализации соотв. 1 г или 100 мл нефтепродукта.

Устойчивость к окислению бензинов и нек-рых др. продуктов характеризуют величиной индукц. периода-интервалом времени, в течение к-рого испытуемый нефтепродукт, находящийся в атмосфере О₂ под давлением 0,7 МПа при 100 °С, практически не окисляется. Устойчивость к окислению нек-рых реактивных топлив оценивают по кол-ву осадка, образующегося при жидкофазном окислении его в спец. приборе в течение 4 ч при 150°С, моторных масел-по изменению мех. св-в тонкой пленки масла, находящегося на металлич. пов-сти в контакте с воздухом при 260 °С.

Коррозионную активность масел оценивают по изменению массы (г/м²) металлич. пластинки при воздействии на нее в течение 50 ч нагретого до 140°С испытуемого масла, слой к-рого периодически соприкасается с кислородом воздуха. О коррозионных св-вах топлив судят обычно по наличию или отсутствию в них активных сернистых соед., что устанавливают с помощью медной пластинки.

Коксуемость-способность нефтепродукта образовывать углистый остаток (кокс) при испарении нефтепродукта в стандартном приборе и в строго определенных условиях нагрева; определяется гл. обр. для моторных и цилиндровых масел, тяжелых остаточных топлив, 10%-ного остатка от перегонки дизельных топлив, а также для сырья процессов каталитич. и термич. крекинга, произ-ва нефтяных коксов и битумов и др. (см. Коксовое число).

Высота некоптящего пламени характеризует осветит. и нагреват. способность светлых нефтепродуктов (осветит. керосинов, реактивных и дизельных топлив) при сжигании их в лампах, нагреват. приборах и т.д. Этот показатель зависит от группового хим. состава нефтепродуктов и прежде всего от содержания ароматич. углеводородов. Испытуемый образец сжигают в лампе спец. конструкции и измеряют макс. высоту некоптящего пламени.

Имеется также ряд показателей, определяющих потребит. св-ва нефтепродуктов. К ним относят, в частности, показатели детонац. стойкости бензинов (октановое число)и воспламеняемости дизельных топлив (цетановое число).

Лит.: Папок К. К., Рагозин Н. А., Словарь по топливам, маслам, смазкам, присадкам и специальным жидкостям, 4 изд., М., 1975; Товарные нефтепродукты, свойства и применение, 2 изд., М., 1978. M. Я. Конь.