Вязкость нефти/нефтепродуктов

Вязкость – это свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой или внутреннее трение жидкости между отдельными ее слоями при их перемещении под действием внешней силы. Вязкость обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия.

Вязкость – важное свойство нефти/нефтепродуктов. Она характеризует прокачиваемость их в трубопроводах и двигателях. Ее значение используют для контроля метрологических характеристик узла учета и расчета оптимальных режимов работы МТ.

Вязкость зависит от фракционного и химического состава нефти/нефтепродукта: парафиновые углеводороды имеют наименьшую вязкость, нафтеновые – наибольшую, ароматические- промежуточную.

Вязкость нефти/нефтепродукта зависит от температуры нагрева: чем она выше, тем ниже вязкость продукта. Поэтому для значения вязкости обязательно указывают температуру, при которой ее определяют.

С ростом давления вязкость растет.

Определение кинематической вязкости заключается в измерении времени свободного истечения определенного объема нефти/нефтепродукта при определенной температуре через узкую цилиндрическую трубку (капилляр) вискозиметра, для которого заранее установлена его постоянная. Чем больше вязкость жидкости, тем дольше длится ее истечение. С учетом диаметра капилляра производится пересчет времени истечения жидкости в кинематическую вязкость:

ν = τ * С,                                                               (7)

где    ν – кинематическая вязкость, единицами измерения которой являются м²/с, см²/с (Ст - стокс),мм²/с (сСт – сантистокс);

τ – время истечения жидкости, с;

С – постоянная вискозиметра, мм²/с².

Температура застывания

Температура застывания является технической характеристикой продукта, по которой судят об егоэксплуатационных свойствах и которая имеет практическое значение для транспортировки нефти/нефтепродукта при низких температурах. Например, по этому показателю определяют время безопасной остановки «горячего» МТ для проведения ремонтных работ. Температура застывания – это наивысшая температура, при которой продукт в стандартных условиях испытания теряет свою подвижность. В соответствии с ГОСТ 20287 – 74 температурой застывания считается температура, при которой охлаждаемые в пробирке стандартных размеров нефть/нефтепродукт остается неподвижной в течение одной минуты при наклоне пробирки под углом 45 ⁰. На температуру застывания сильное влияние оказывают содержащиеся в нефти/нефтепродукте парафины и асфальто-смолистые вещества.

Температура застывания нефти/нефтепродуктов находится в интервале от – 60 до
+ 30⁰С.

Тепловые свойства

Т.к. часто процессы транспортировки нефти/нефтепродукта протекают при подогреве, знание тепловых свойств нефти/нефтепродукта особенно необходимо еще на стадии проектирования при технологических расчетах.

Теплоемкость нефти/нефтепродукта является особенно важной характеристикой для тех сортов, которые можно транспортировать по трубопроводам только с предварительным подогревом. Повышение температуры снижает вязкость нефти/нефтепродукта и позволяет сделать пригодным для перекачки. Количество энергии, которое необходимо затратить для нагревания нефти/нефтепродукта, зависит от теплоемкости. Теплоемкостью вещества называется количество теплоты, которое необходимо передать единице массы этого вещества, чтобы повысить его температуру на 1 град.

Теплопроводность нефти/нефтепродукта определяет перенос энергии от более нагретых участков нефти/нефтепродукта к менее нагретым. Коэффициент теплопроводности – это количество тепла, которое проходит через единичную площадь слоя толщиной 1 м при разности температур в один градус Вт/(м _* град).

Давление насыщенных паров

Давление насыщенных паров (ДНП)является важным показателем содержания легких углеводородов в нефти/нефтепродукте и их испаряемости. ДНП оказывает влияние на образование паровых пробок в трубопроводах, на значение потерь от испарения при закачке нефти/нефтепродуктов в резервуары и хранении в них, на глубину переработки и выход фракций.

ДНП – это давление насыщенных паров транспортируемыхнефти/нефтепродуктов над их поверхностью в замкнутом объеме, находящихся в термодинамическом равновесии с жидкостью при данной температуре, т.е. жидкость не испаряется, пары не конденсируются.

При изменении температуры термодинамическое равновесие нарушается: при повышении температуры ДНП увеличивается, а при понижении – уменьшается.

ДНП измеряется по методу Рейда в соответствии с требованиями ГОСТ 1756 – 2000. В паспорте качества на нефть/нефтепродукт записывается значение ДНП, измеренное при строго определенной температуре 37,8 ⁰С (100 ⁰F), что позволяет сравнивать различные нефти/нефтепродукты по этому показателю.

Электризация нефти

Нефти/нефтепродукты обладают высоким электрическим сопротивлением и относятся к диэлектрикам. При движении по трубопроводам, насосам и арматуре от трения на стенках труб и оборудования могут образовываться заряды статического электричества. В случае разряда статического электричества возникают искры, которые могут привести к воспламенению или взрыву. Чаще всего для защиты от статического электричества применяют заземление резервуаров, насосов, арматуры и трубопроводов.

Токсичность нефти/нефтепродуктов.

Нефть/нефтепродуктыявляются жидкими токсичными продуктами. Токсичность– свойство нефти/нефтепродуктов и их паров оказывать отравляющее действие на организм человека.

Контакт с нефтью/нефтепродуктом вызывает сухость кожи, пигментацию, покраснения. Острые отравления парами нефти/нефтепродукта вызывают повышение возбудимости центральной нервной системы, снижение кровяного давления и обоняния. По характеру воздействия на организм человека нефть/нефтепродукт и их пары относятся к наркотическим веществам, вызывающим головокружение, сухость во рту, головную боль, тошноту, повышенное сердцебиение, общую слабость, а в больших дозах – удушье.

Отравление парами может происходить от вдыхания их при зачистке и ремонтных работах в резервуарах, в плохо вентилируемых помещениях, где возможно выделение паров углеводородов, в насосном цехе, в колодцах и т.д.

Одной из основных характеристик токсичности различных веществ является их предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе. ПДК – это максимальная концентрация данного вещества в воздухе, которая в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.

При перекачке и отборе проб нефть/нефтепродукт относят к 3-му классу опасности (ПДК аэрозоля нефти/нефтепродукта в воздухе рабочей зоны - не более 10 мг/м³), при хранении и лабораторных испытаниях - к 4-му классу опасности (ПДК по легким углеводородам в пересчете на углерод - не более 300 мг/м³). Нефть/нефтепродукт, содержащие сероводород с массовой долей более 200 ppm, считают сероводородсодержащей и относят ко 2-му классу опасности. Пары сернистых нефтей особенно токсичны.