9. Базовые принципы переработки нефти.

Разделение сложных смесей на более простые называется фракционированием. Методы разделения базируются на различии физических, поверхностных и химических свойств разделяемых компонентов. Для разделения нефти на узкие однородные группы применяются следующие методы: дистилляционные (атмосферная перегонка и ректификация, перегонка под вакуумом и азеотропная перегонка); адбсорбционные (адсорбция и хроматография); абсорбционные (экстракция) и кристаллизационные.

Наиболее распространенные методы фракционирования – дистилляционные. К ним относятся перегонка и ректификация. Сущность атмосферной перегонки заключается в том, что смесь непрерывно нагревают, при этом постепенно отгоняются её компоненты от низкокипящих до высококипящих. По мере повышения температуры кипения компонентов повышают и температуру нагревания разделяемой смеси. Отбирая фракции в заранее заданных температурных интервалах и измеряя их количество, можно получить представление о фракционном составе нефти.

Атмосферная перегонка применяется для грубого разделения на широкие фракции. При заводской переработке нефти отбирают следующие фракции или дистилляты:

1. бензиновые (нач. кипения до 170-200⁰С);

2. лигроиновые (170-200⁰С);

3. керосиновые (200-270⁰С);

4. газойлевые (270-350⁰С).

Из этих дистиллятов в дальнейшем вырабатывают светлые нефтепродукты. Остаток после отбора фракций до 300-350⁰С называется мазутом.

10. Ректификация ув смесей и базовые фракции.

Для более точного разделения близкокипящих компонентов применяют перегонку с дефлегматором (ректификация). Сущность ректификации заключается в том, что жидкая и паровая фазы, стремясь к установлению теплового равновесия, обмениваются теплом. Пары жидкости из колбы поступают в дефлегматор-конденсатор, где конденсируются, и часть конденсата возвращается по дефлегматору вниз в колбу. Эта часть конденсата называется флегмой. В результате теплообмена нагретых паров с более холодной флегмой, из жидкой фазы испаряются наиболее летучие компоненты, а из паров конденсируются наименее летучие компоненты. Таким образом, происходит многократное повторение процессов испарения и конденсации на поверхностных выступах дефлегматоров, что обеспечивает высокую степень разделения компонентов исходной смеси.

При заводской переработке нефти отбирают следующие фракции или дистилляты:

5. бензиновые (нач. кипения до 170-200⁰С);

6. лигроиновые (170-200⁰С);

7. керосиновые (200-270⁰С);

8. газойлевые (270-350⁰С).

Из этих дистиллятов в дальнейшем вырабатывают светлые нефтепродукты. Остаток после отбора фракций до 300-350⁰С называется мазутом.

11. Основные свойства и характеристики топливных и масляных фракций

Свойства ТСМ: 1) физико-химические; 2) эксплуатационные; 3) технические.

К физико-химическим относятся свойства, характеризующие состояние ТСМ и их состав (плотность, вязкость, теплоемкость, эле­ментный, фракционный и групповой углеводородный составы и т.д.). Плотность (ρ) – величина, определяемая как отношение массы вещества к занимаемому объему (кг/м³). Вязкость - свойство жидкостей (газов) оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой. Эти методы позволяют косвенно судить о том или ином эксплуата­ционном свойстве. Например, по фракционному составу судят о пус­ковых свойствах бензинов, по плотности реактивного топлива – о дальности полета и т.д.Эксплуатационные свойства ТСМ призваны обеспечить на­дежность и экономичность эксплуатации двигателей, машин и механизмов, характеризуют полезный эффект от их использования по назначению и определяют область их применения (испаряемость, горючесть, воспламеняемость, детонационная стойкость, прокачиваемость, склонность к образованию отложений и т.д.). Детонация – особый ненормальный характер сгорания топлива в двигателе. Детонационная стойкость оценивается октановым числом – это условная единица измерения, численно равная процентному (по объёму) содержанию изооктана в его смеси с н-гептаном, эквивалентной по детонационной стойкости испытуемому топливу при стандартных условиях испытания. Температурой воспламенения называется минимальная температура, при которой пары испытуемого продукта при внесении внешнего источника воспламенения образуют устойчивое незатухающее пламя.

Для оценки эксплуатационных свойств ТСМ применяются:

-квалификационные (лабораторные) методы оценки. Они бази­руются на использовании различных модельных установок (в т.ч. одноцилиндровых ДВС) и специальных лабораторных приборов, позволяющих в заданных условиях (иногда в экстремальных) про­водить сравнительную оценку эксплуатационных свойств опытных и эталонных образцов ТСМ;

-стендовые методы испытания опытных образцов ТСМ, прово­димые на натурных двигателях и механизмах по специальным про­граммам;

-эксплуатационные испытания ТСМ, проводимые на натурной технике в реальных условиях ее эксплуатации по специальным про­граммам,

К разновидностям эксплуатационных испытаний ТСМ можно отнести: заводские, заводские ходовые, лабораторно-дорожные, по­лигонные, контрольно-летние испытания, опытная эксплуатация техники, эксплуатация под наблюдением и другие.

Технические свойства ТСМ проявляются в процессах хранения и транспортирования и длительной эксплуатации (иногда называют их как экологические свойства). К ним относятся:

- физическая и химическая стабильность, биологическая стойкость;

- токсичность, пожаро-взрывоопасность, склонность к электризации, коррозионная активность и т.д.

Принято наиболее важный показатель качества использовать при маркировке ТСМ. Например, для автомобильных бензинов наиболее важным эксплуатационным показателем качества является детонационная стойкость, поэтому она нашла отражение в марках бензинов в виде цифр, характеризующих октановое число. Для дизельных топлив определяющим свойством является температура застывания, которую указывают при их маркировке (летнее, зимнее или арктическое топливо) и т.д.