Изменение физико-химических свойств нефтепродуктов при их смешении. Восстановление качества нефтепродуктов
Смешение нефтепродуктов является одной из самых распространенных операций. На нефтеперерабатывающих заводах путем смешения базовых продуктов с компонентами готовят товарные топлива и масла. На нефтебазах и складах горючего очень часто исправляют некондиционные продукты добавлением к ним продуктов, имеющие запас качества.
Иногда, например, при ошибках персонала происходит вынужденное смешение. В этом случае приходиться решать две основные задачи:
- какое максимальное количество одного топлива можно подмешать к другому без потери его кондиции;
- какой продукт, и в каком количестве нужно добавить к образовавшейся некондиционной смеси, чтобы исправить ее качество.
При решении этих задач необходимо учитывать следующие обстоятельства. Во-первых – хотя предельные величины физико-химических показателей качества устанавливаются техническими условиями или стандартами по каждой марке топлива, но это еще не означает, что любое топливо, качество которого соответствует утвержденному стандарту, может быть использовано по прямому назначению. Дело в том, что предельные значения показателей устанавливаются на основании эксплуатационных моторных испытаний промышленных образцов топлив, изготовленных из строго определенных компонентов по установленной технологии. Иногда топливо, полностью удовлетворяющее требованиям стандарта, но полученное из других компонентов по другой технологии, не выдерживает моторных испытаний.
Поэтому для исправления некондиционных продуктов необходимо добавлять однородные продукты (лучше всего той же марки), имеющие запас качества.
Каждый конкретный образец топлива имеет определенные физико-химические свойства, которые меняются не только в зависимости от марки, но и от сырья, технологии и партии изготовления, срока хранения и других параметров. Топливо может иметь большой или малый запас качества или вовсе не иметь его и находиться на пределе кондиции. Поэтому при смешении продуктов разных марок, например автобензина и керосина, не может быть заранее установленного постоянного соотношения, при котором сохраняется кондиция одного из смешиваемых топлив. Это соотношение будет меняться в зависимости от запаса качества конкретно взятых образцов. Поэтому для нахождения физико-химических свойств смесей нефтепродуктов необходимо сделать анализ смешиваемых образцов.
Так как запас качества одного топлива по разным показателям различен, то контроль за смешением необходимо вести по тому показателю, который имеет наименьший запас качества.
Как правило, показателем качества бензинов служит температура Ткк конца кипения, т.е. температура выкипания при стандартных условиях определенной порции бензина. Для летних сортов бензина Ткк составляет 195 оС, для зимних сортов она ниже и равна 185 оС. Чем ниже Ткк бензина, тем больше в нем летучих углеводородных фракций, тем больший запас качества он имеет по этому параметру. Например, если Ткк зимнего бензина составляет 180 оС при установленной ГОСТ – 185 оС, это означает, что запас качества такого бензина составляет 5 оС. От добавления к нему примеси дизельного топлива, состоящего, как известно, из более тяжелых углеводородных фракций, Ткк бензина увеличивается.
Для дизельных топлив одним из показателей качества является так называемая температура Тв вспышки, при которой дизельное топливо в закрытом тигле начинает вспыхивать при нормальном атмосферном давлении. Согласно ГОСТ, Тв различных дизельных топлив может составлять 35,40 и 62 оС. Если Тв дизельного топлива выше установленной ГОСТ, то говорят, что дизельное топливо имеет запас качества по температуре вспышки. При добавлении к дизельному топливу примеси бензина, состоящего из более летучих углеводородных фракций Тв дизельного топлива снижается. Воспроизводимость опытов по измерению Ткк бензинов и Тв дизельных топлив установлена в 3 оС.
Если бензин (или ДТ) располагает запасом качества по Ткк (Тв), то к нему можно добавить некоторое количество смеси с ДТ (или АБ) и, т.о. довести его Ткк (Тв), до значения, предусмотренного ГОСТ.
При минимальном запасе качества допустимо ориентироваться на следующие величины:
- предельно допустимая концентрация ДТ в АБ – 0,17 %;
- предельно допустимая концентрация АБ в ДТ – 0,2 %.
Ориентировочные значения максимально допустимых концентраций для одноименных нефтепродуктов таковы:
- для бензинов АИ-93 в А-76 - 0,6 %;
- для бензинов А-76 в А-72 - 2,5 %;
- для дизельных топлив Л-62 в Л-40 - 12 %.
Каждый физико-химический показатель изменяется при смешении топлив по строго определенным закономерностям. При этом всегда следует иметь в виду, что эти закономерности справедливы в том случае, когда какое-либо свойство обоих компонентов определено по одной и той же методике и в одинаковых условиях. Например, если к автобензину будет добавлено небольшое количество керосина и требуется проверить, будет ли полученная смесь соответствовать автобензину по содержанию фактических смол, то перед смешением нужно будет определить фактические смолы в керосине при температуре, установленной стандартом для бензинов.
Исправленные продукты должны обладать высокой физической и химической стабильностью или иметь необходимый запас качества. Рекомендуется исправленные продукты использовать немедленно после их получения и на менее ответственные цели.
Рассчитывать ожидаемые физико-химические показатели смеси бензинов следует с учетом зависимости их от потерь легких фракций в процессе самого смешения, характер которой для каждого показателя различен. Он зависит от фракционного и химического состава бензинов. Заранее предсказать его для большинства показателей невозможно.
Ориентировочно можно принять, что 1 % потерянных легких фракций в самом худшем случае может вызвать:
- снижение октанового числа автобензина на 0,5 ; 1,0 пункта;
- повышение температуры начала и конца кипения и выкипания 10 и 50 % на 3 оС;
- снижение давления насыщенных паров на 25 мм рт.ст.;
- снижение испаряемости на 0,5 %.
Остальные показатели практически не изменяются или изменяются в лучшую сторону.
После окончания процесса смешения необходимо провести полный анализ смеси согласно действующим техническим условиям или стандартам.
Таким образом, при эксплуатации технологического оборудования объектов нефтепродуктообеспечения важно не допустить смешения нефтепродуктов. Если же по какой-либо причине произошло их смешение, важно не допустить попадания смеси в резервуары с товарными нефтепродуктами в количествах, которые могут привести к порче последних.