ОСНОВНЫЕ ИЗМЕРЯЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО КОНТРОЛЮ КАЧЕСТВА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ. ЕЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
2НЕОБХОДИМОСТЬ...ВНЕДРЕНИЯ...ЭКОЛОГ ИЧЕСКИХ ЕВРОСТАНДАРТОВ ТОПЛИВА В РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКЕ
3ОСНОВНЫЕ ИЗМЕРЯЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
4ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ И ПОРЯДОК ИХ АККРЕДИТАЦИИ
5РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКТА ДОКУМЕНТОВ ДЛЯ АККРЕДИТАЦИИ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ ТОО ГАЗПРОМНЕФТЬ КАЗАХСТАН
5.1Заявка на аккредитацию испытательной лаборатории
5.2Область аккредитации испытательной лаборатории
5.3Положение об испытательной лаборатории
5.4Паспорт испытательной лаборатории
5.5Руководство по качеству испытательной лаборатории
6ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ АККРЕДИТОВАННОЙ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ ТОО ГАЗПРОМНЕФТЬ-КАЗАХСТАН
6.1 Подача заявки на проведение испытаний
6.2 Отбор проб (образцов) для проведения испытаний
6.3 Прием образцов на испытания
6.4 Проведение испытаний
6.5 Отчетность о результатах испытаний
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
3
5
10
15
31
36
36
36
36
43
43
69
69
70
71
72
73
75
76
ВВЕДЕНИЕ
Общая характеристика работы.
Диссертация посвящена подготовке к аккредитации испытательной лаборатории ТОО Газпромнефть-Казахстан.
Актуальность работы.
В условиях развивающейся рыночной экономики, когда рынок наполнен некачественным товаром, в Казахстане постепенно вводятся международные стандарты ИСО.
Европейские стандарты топлива, внедряемые в Казахстане, диктуют новые требования к качеству и экологическим показателям топлива. Казахстанские нефтеперерабатывающие заводы начали выпуск топлива, соответствующего стандарту Евро-2. За прошедшее время стало ясно, что производить качественные нефтепродукты - полдела, важно контролировать их поставку до потребителя, начиная с этапа отгрузки с завода, далее во время транспортировки, хранения на нефтебазах, отпуска на автозаправочные станции с нефтебаз и реализации потребителям.
Актуальность заключается в том, что в целях обеспечения эффективной системы контроля качества нефтепродуктов в ТОО Газпромнефть-Казахстан необходимо создать аккредитованную испытательную лабораторию нефтепродуктов, при помощи которой можно обеспечивать и контролировать качество топлива соответствующего экологическим требованиям Евро.
Цель исследования: подготовить к аккредитации испытательную лабораторию нефтепродуктов в ТОО Газпромнефть-Казахстан, при помощи которой можно обеспечивать и контролировать качество топлива соответствующего экологическим требованиям Евро.
Задачи исследования: Для достижения поставленной цели в диссертационном исследовании необходимо решить следующие задачи:
1) Определить общие требования к испытательной лаборатории по контролю качества нефти и нефтепродуктов ТОО Газпромнефть-Казахстан и порядок их аккредитации.
2) Обосновать необходимость внедрения Экологических Евростандартов топлива в рыночной экономике Республики Казахстан.
3) Определить основные измеряемые параметры нефти и нефтепродуктов, используемые в испытательной лаборатории ТОО Газпромнефть-Казахстан.
4) Разработать комплект документов для подготовки к аккредитации испытательной лаборатории по контролю качества нефти и нефтепродуктов ТОО Газпромнефть-Казахстан.
Объект исследования. Испытательная лаборатория по контролю качества нефти и нефтепродуктов ТОО Газпромнефть-Казахстан.
Методы исследования. Для решения поставленных задач и достижения целей были использованы следующие методы исследования:
oo изучение литературы в области аккредитации испытательных лабораторий по контролю качества нефти и нефтепродуктов;
oo изучение нормативно - правовой и технической документации в области аккредитации испытательных лабораторий по контролю качества нефти и нефтепродуктов;
oo изучение физико-химических свойств нефти;
oo подготовка комплекта документов, необходимых для аккредитации испытательных лабораторий по контролю качества нефти и нефтепродуктов;
Теоретическая и практическая значимость исследования заключается в том, что представленные в диссертационном исследовании выводы и рекомендации могут быть использованы при создании и подготовки к аккредитации испытательных лабораторий нефтепродуктов, а также для планирования деятельности и организации работы испытательных лабораторий в соответствии с международными требованиями.
1 ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО КОНТРОЛЮ КАЧЕСТВА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ. ЕЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
Лаборатория нефтепродуктов создается для осуществления контроля над качеством и безопасностью производимых продуктов на всех этапах жизненного цикла от поставки и переработки сырья, до хранения, транспортирования и реализации АЗС. Лаборатория нефтепродуктов - это специализированное исследовательское учреждение, в рамках которого проводится идентификация и оценка основных потребительских свойств нефти и нефтепродуктов.
Лаборатория нефтепродуктов может быть подразделением какой-либо нефтебазы или предприятия нефтеперерабатывающей отрасли, а может представлять собой самостоятельную организацию, созданную для оказания услуг предприятиям, чья производственная и коммерческая деятельность связана с переработкой, приемкой, реализацией продукции нефтехимической промышленности. Необходимо заметить, что лаборатория нефтепродуктов для осуществления исследовательской деятельности должна пройти аккредитацию в Системе сертификации в установленном порядке. Под аккредитованной лабораторией нефтепродуктов понимают исследовательскую организацию, техническая компетентность которой официально подтверждена. Только аккредитованная лаборатория нефтепродуктов может иметь статус экспертной, а значит предоставлять услуги по определению показателей качества нефтепродуктов на высоком уровне, соответствующим государственным стандартам.
Для проведения испытаний дизельных топлив, автомобильных бензинов и других видов нефтепродуктов лаборатория нефтепродуктов должна быть оснащена высокочувствительным оборудованием, которое позволяет установить соответствие контролируемых показателей требованиям нормативной документации. В профессиональной деятельности лаборатория нефтепродуктов должна руководствоваться техническими условиями и государственными стандартами. В качестве нормативной базы лаборатория нефтепродуктов может также использовать положения Инструкции по обеспечению и контролю качества нефтепродуктов в организациях нефтепродуктообеспечения. При необходимости лаборатория нефтепродуктов в качестве регламентирующего основания может применять требования внутренних нормативных документов.
Таким образом, лаборатория нефтепродуктов в качестве обязательного условия деятельности предполагает контроль и обеспечение сохранения качества нефтепродуктов по условной цепочке производитель - конечный потребитель. При этом лаборатория нефтепродуктов осуществляет контроль качества на всех этапах цикла нефтепродуктообеспечения конечных потребителей. Контроль распространяется как на соблюдение предприятиями требований надлежащего состояния технологического оборудования, так и в процессе реализации нефтепродуктов.
В данном ракурсе лаборатория нефтепродуктов осуществляет входной контроль, который производится на приеме нефтепродуктов по трубопроводу, на нефтебазу, жд транспорт и т.д. Деятельность лаборатории также предполагает контролирование этапов хранения и отпуска продукции с нефтебазы, а также проведение текущего контроля качества нефтепродуктов, которые находятся на этапе хранения на автозаправочных станциях. Лаборатория нефтепродуктов помимо лабораторных исследований, может проводить анализ нефтепродуктов в полевых условиях непосредственно на месте автозаправочной станции. Для этого используются передвижные лаборатории, полностью укомплектованные необходимым оборудованием для экспресс анализа качества нефтепродуктов.
По понятным причинам учреждение, которое носит название испытательная лаборатория нефтепродуктов - это предприятие, выполняющее гораздо более сложные задачи, нежели простые лаборатории нефтепродуктов. Тут следует сказать, что под последними как правило понимается учреждение, основным видом деятельности которого является ничто иное, как вычисление так называемого октанового числа нефтепродукта. Эта процедура осуществляется примерно следующим образом. Во-первых, берется сырье нефти. Точнее сказать нефть в том виде, в котором она поступает из скважины, то есть не подвергнутый никаким воздействиям продукт. В лаборатории его помещают в специальную емкость и начинают разогревать. После того, как нефть достигает определенных температур из нее начинают постепенно испаряться те соединения, которые имеют меньшую массу и более высокую температуру кипения. Их путем конденсации собирают в другие емкости и оставляют для дальнейшего исследования. На этом роль обыкновенной лаборатории нефтепродуктов заканчивается. Далее если эта организация не является просто подотделом испытательной лаборатории нефтепродуктов, их просто направляют туда для проведения дальнейших исследований. О последних следует рассказать несколько подробнее. Как известно, основной характеристикой любого нефтепродукта является так называемое октановое число. Это число соответствует тому, насколько данный образец нефтепродукта богат углеводородными соединениями. Если говорить о физической природе этих фракций, то они будут представлять собой маслянистые сгущения в составе нефти, которые слабо просматриваются даже при пристальном взгляде на емкость с нефтью. В испытательных лабораториях нефтепродуктов от нефти вышеописанным методом постепенно отделают те соединения, которые обладают большей маслянистостью и более высоким содержанием углеводородов и соответственно, большим октановым числом. Еще одним методом исследований, проводимых в испытательных лабораториях нефтепродуктов - это так называемые температурные кривые. Как уже было сказано, испытания в первую очередь состоят в том, что нефть разогревают в специальной емкости. При этом температуру повышают до тех пор, пока от состава не начнут отделяться фракции с большей температурой кипения. При этом для того, чтобы сразу, так сказать на месте определять октановое число каждого из этих отделяющихся веществ, используют в испытательной лаборатории нефтепродуктов так называемые температурные кривые. То есть перед тем, как проводить определенные исследования, как бы за точку отсчета работниками испытательной лаборатории нефтепродуктов берется кривая повышения температур образца, относительно фракций которого известно, при каких температурах нефтепродукты какого октанового числа начинают отделяться. Соответственно эту кривую температур, времени и отделившихся нефтепродуктов накладывают одну на другую, получая таким образом октановое число каждой отделенной фракции. Но тут следует сказать и о таком изобретении испытательных лабораторий нефтепродуктов, как портативные лаборатории. Так называемые портативные испытательные лаборатории нефтепродуктов, с помощью которых прямо на месте можно определить октановое число высококипящих нефтепродуктов. Однако испытательными их в полной мере считать все же нельзя. Во-первых, ограничен круг исследуемых соединений, во-вторых, точность измерений не высока.
Анализ бензина проводится с целью контроля над основными свойствами и требованиями, предъявляемыми к данному виду топлива. В качестве требований к бензину, как основного продукта нефтеперерабатывающих предприятий, выступают четыре группы требований. Это требования, обуславливающие оптимальную работу двигателя, необходимость и возможность массового производства, эксплуатацию, экологическую безопасность. Анализ бензина позволяет установить соответствие качества и потребительских свойств установленным основным требованиям. Кроме этого анализ бензина позволяет определить внутренний структурный состав и свойства бензина, которые определяют данное соответствие. Анализ бензина также проводится для определения количественных и качественных показателей его состава, на предмет обнаружения примесей и других компонентов. Таким образом, анализ бензина представляет собой комплексное исследование, которое осуществляется с использованием специального оборудования и других средств технического оснащения. Отметим, что анализ бензина, а также точные, объективные и достоверные результаты, немыслимы без оптимального выбора определенных методик аналитического исследования. Анализ бензина позволяет определить наиболее важные эксплуатационные качества этого одного из самых распространенных видов топлива. Ключевым фактором, определяющим эксплуатационные характеристики бензина, является показатель испаряемости. Анализ бензина позволяет установить показатель испаряемости. При этом во внимание аналитического исследования принимается фракционный состав, детонационная стойкость, которая выражается октановым числом и давлением насыщенных паров. На основании этих показателей проводится анализ бензина на предмет определения характеристик испаряемости, так как именно данные три составляющие обуславливают данный показатель, а как следствие эксплуатационные свойства топлива. Кроме этого, анализ бензина может проводиться в отношении определения параметров его экологической безопасности. Экологический контроль испарений бензина подразумевает проведение измерительного анализа содержания бензина на предмет соответствия установленным нормам сернистых соединений, ароматических углеводородов, а также антидетонаторов. Необходимо заметить, что исходя из требований экологического контроля, данный экологический мониторинг необходимо проводить систематически.
Анализ бензина, направленный на получение оценки его качества, предполагает установление элементного состава исследуемого объекта, который определяет качество топлива. Анализ бензина позволяет установить качественные характеристики смеси компонентов, которые изготавливаются различными технологическими способами. Известно, что состав бензина характеризуется углеводородным составом сырья, которое проходит обработку. Анализ бензина может выделить до 200 индивидуальных углеводородов, которые характеризуются различным строением, содержание и взаимодействие которых обуславливают эксплуатационные свойства бензина. Анализ бензина производится с использованием стандартных лабораторных методов исследования относительно физико-химических показателей, которые регламентируются соответствующими нормативными актами, среди которых государственные стандарты, технические условия, условия контрактов и т.д. В ходе анализа определяется фракционный состав, плотность, содержание ароматических соединений и др.
Услуги по анализу нефти предоставляются в целях контроля качества поставляемой и потребляемой нефти. Услуги по анализу нефти предполагают проведение исследовательских испытаний, на основании которых составляется отчет, в котором указываются результаты аналитического контроля. То есть услуги по анализу нефти позволяют определить структуру, состав и свойства нефти. В услуги по анализу нефти также входит установление соответствия показателей взятых на пробу образцов нефти установленным нормативной документацией стандартам. Услуги по анализу нефти предполагают проведение лабораторного исследования с использованием специального оборудования, реактивов и других средств технического оснащения. Все услуги по анализу нефти оказываются в рамках аккредитации лаборатории на проведение исследования тех или иных компонентов. Также услуги по анализу нефти проводятся с использованием различных методов аналитического контроля, выбор которых зависит от задач, поставленных перед лабораторией аналитической химии.
В услуги по анализу нефти входит определение ее состава, строения, свойств, а также механизмов и процессов превращения нефти и так называемых поверхностных явлений. В услуги по анализу нефти также может входить консультационная работа, направленная на формирование основ повышения уровня нефтеотдачи (на основании физико-химических методов) и способов переработки углеводородного сырья. Услуги по анализу нефти также предполагают установление соответствия представленных на аналитическое исследование образцов государственным стандартам. Услуги по анализу нефти предполагают использование различных аккредитованных методов анализа нефти. Необходимо заметить, что номенклатурный ряд методов аналитического исследования может исчисляться десятками самыми разных методов. Так в услуги по анализу нефти может входить определение кинематической вязкости, а также расчет кинематической вязкости. Расчет может производиться в широком диапазоне температур.
Также услуги по анализу нефти используют различные методы определения показателей зольности, содержания воды, плотности, содержания механической примеси. В рамках услуг по анализу нефти проводится определение кислотности, а также кислотного числа и щелочного числа. В ходе аналитического контроля состава, структуры и свойств нефти происходит установление коррозийной активности и термоокислительной стабильности. Не менее важным этапом анализа нефти является определение температуры вспышки и воспламенения в условиях открытого тигля. Кроме этого, в лабораторное аналитическое исследование может входить определение наличия водорастворимых щелочей и кислот. Для определения температур застывания и текучести также используются специальные методы аналитического контроля.
Услуги по анализу нефти - широкий комплекс услуг лабораторного аналитического исследования, которое может проводиться как в рамках повышения и контроля качества нефти (это может быть, например, полный качественный анализ сырой нефти), так и в целях арбитражного решения спорных ситуаций. Арбитражный анализ нефти представляет собой вид исследования, который предполагает проведение исследований, результаты которых будут иметь юридическую силу доказательной базы при решении конфликтных ситуаций, которые возникли по отношению к объекту исследования между поставщиком и потребителем нефти. Таким образом, данный вид услуг будет полезен как потребителям, так и производителям нефти[1],[2],[3].
2..НЕОБХОДИМОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЕВРОСТАНДАРТОВ ТОПЛИВА В РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКЕ
European Committee for Standardization (CEN) Европейский Комитет по Стандартизации был основан в 1961 г. национальными органами по стандартизации Европейского Экономического Сообщества и странами Европейской ассоциации свободной торговли.
Европейский стандарт EN - стандарт, принятый CEN, CENELEC или ETSI с правом применения в качестве идентичного национального стандарта с отменой противоречащих национальных стандартов.
Стандарты, издаваемые Европейским комитетом по стандартизации, имеют обозначение EN. Часто за основу этих стандартов принимают стандарты IEC (МЭК) или ISO (ИСО) без изменений или с незначительными изменениями. В этом случае используется двойное обозначение, например EN ISO. Если речь идет о Европейском стандарте, страны - участники должны принять его в качестве национального стандарта, при желании перевести его, но без внесения изменений или отклонений от смысла, и присоединить аббревиатуру EN в национальном обозначении, например: DIN EN 1234. Номер и техническое содержание стандарта остаются неизменными на всей территории Европы.
Европейские стандарты (EN) разрабатывает Европейский Комитет по стандартизации (СЕН). Членами этого Комитета являются национальные органы по стандартизации Австрии, Бельгии, Великобритании, Германии, Греции, Дании, Ирландии, Исландии, Испании, Италии, Люксембурга, Нидерландов, Норвегии, Португалии, Финляндии, Франции, Чехии, Швеции, Швейцарии. Если европейский стандарт принят, то перечисленные выше страны должны обеспечить его применение в качестве национального стандарта без какого-либо изменения. Такой статус европейских стандартов действительно снимает технические барьеры в торговле нефтепродуктами и выравнивает уровень развития технологии в странах Европы. Объединение усилий значительно снижает затраты на разработку стандартов. Проекты готовят небольшие рабочие группы специалистов из стран, которые заинтересованы в использовании требований национальных стандартов при разработке европейских стандартов. Система согласования проектов и голосования обеспечивает принятие в качестве стандарта проекта, одобряемого незначительным числом голосов при отсутствии возражений. Проект отклоняют, если против проголосовало четверть членов Комитета. Участие в работах по стандартизации для большинства стран сводится к согласованию проектов стандартов и корректировке национальных стандартов после принятия европейских стандартов. Благодаря такой организации, европейская стандартизация развивается очень быстро.
В начале 90-х годов экологи европейских стран забили тревогу о высокой концентрации загрязняющих веществ в городах Старого Света от перманентно увеличивающегося числа автомобильного транспорта. Со стороны ООН была создана комиссия по оценке воздействий такого количества транспорта в перспективе его приумножения, на дальнейшую жизнь и здоровье граждан. Обнаруженные в воздухе: углекислый газ и углеводороды, выбросы тяжелых металлов, оксиды азота и канцерогенных веществ, никак не контролируемые законом, могли привести к печальным последствиям.
С целью предотвращения экологической катастрофы, в 1992 году на территории Евросоюза был введен в действие экологический стандарт Евро-1, разработанный Европейской экономической комиссией ООН. В 1995 вступил в действие следующий стандарт -- Евро-2. Стандарт значительно ужесточил требования к топливу и к уровню выброса токсинов дизельными и бензиновыми двигателями. Евро-3 был введен в Евросоюзе в 1999 г, в 2005-м заменен на Евро-4. В соответствии со стандартом Евро-3 допустимые показатели выброса загрязняющих атмосферу веществ были снижены сразу на 30-40%. В отличие от своих предшественников, он регулирует выхлоп газов в атмосферу не только бензиновых двигателей, но и дизельных. По оценкам специалистов, требования Евро-4 жестче предыдущих на 65-70%. С 1 сентября 2009 года действует Евро-5. Нормы Евро - это требования по ограничению токсичности отработанных газов автотранспортных средств и характеристикам топлива для автотранспортной техники, предназначенные, прежде всего, для производителей автомобилей.
Основные требования к качеству автомобильных бензинов, выпускаемых в оборот и находящихся в обороте, на период до 2015 года определены специальным техническим регламентом (ТР) О требованиях к автомобильному и авиационному бензинам, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту. В таблице 1 представлены требования технического регламента к качеству автомобильных бензинов.
Таблица 1- Требования к характеристикам автомобильного бензина
Характеристики
автомобильного бензина
Нормы в отношении
Класса 2
Класса 3
Класса 4
Класса 5
Массовая доля серы, мгкг, не более
500
150
50
10
Объемная доля бензола, %, не более
5
1
1
1
Концентрация железа, мгдм[3], не более
отсутствие
отсутствие
отсутствие
отсутствие
Продолжение таблицы 1
Концентрация свинца, мгдм[3], не более
отсутствие
отсутствие
отсутствие
отсутствие
Массовая доля кислорода, %, не более
-
2,7
2,7
2,7
Объемная доля углеводородов, %,
не более:
ароматических
-
42
35
35
олефиновых
-
18
18
18
Октановое число:
по исследовательскому методу, не менее
92
95
95
95
по моторному методу, не менее
83
85
85
85
Давление паров, кПа, не более:
в летний период
-
45-80
45-80
45-80
в зимний период
-
50-100
50-100
50-100
Объемная доля оксигенатов, %, не более:
метанола
-
отсутствие
отсутствие
отсутствие
этанола
-
5
5
5
изопропанола
-
10
10
10
третбутанола
-
7
7
7
изобутанола
-
10
10
10
эфиров, содержащих 5 или более атомов углерода в молекуле
-
15
15
15
Требования экологического законодательства по уменьшению в топливах для автотранспорта содержания серы, ароматических углеводородов, бензола, при одновременном повышении их детонационной стойкости, вызывают серьезные изменения в технологии производства компонентов и балансах компаундирования автомобильных бензинов на НПЗ, что сопряжено со значительными капитальными затратами. Большую проблему представляет обеспечение требований стандарта по содержанию бензола и ароматических углеводородов, так как основным высокооктановым компонентом автомобильных бензинов, вырабатываемых на большинстве предприятий Казахстана, является бензин каталитического риформинга, содержание бензола в котором доходит до 7% . Доля риформата в составе бензинового фонда Казахстана превышает 50%, а его содержание в высокооктановых бензинах достигает 90%. В нефтепереработке развитых стран мира бензин каталитического риформинга, как компонент товарных автомобильных бензинов, постепенно утрачивает свое былое значение. В последние годы активность по созданию на НПЗ мира новых установок каталитического крекинга приобрела рекордно высокий уровень. Производство бензинов класса Евро-4 и выше без каталитического крекинга и сопряженных с ним процессов (алкилирование, получение оксигенатов, полимеризация и др.) вообще невозможно. По итогам реконструкции Атырауского нефтеперерабатывающего завода, Павлодарского нефтехимического завода и Шымкентского нефтеперерабатывающего завода, планируется, что объемы нефтепереработки должны выйти в пределы 17 млн. тонн нефти в год. Это должно покрыть все потребности Казахстана в нефтепродуктах с учетом даже и возможного роста, потому что на текущий момент наша страна перерабатывает порядка 13 млн. тонн нефти в год.
Качество моторных топлив и повышение их конкурентоспособности является важной проблемой нефтеперерабатывающей промышленности. Ассортимент и качество применяемых топлив, в частности автомобильных бензинов, с одной стороны определяется структурой автомобильного парка. С другой стороны законодательные инициативы, направленные на снижение токсичности транспортных средств, жестко ограничивают экологические показатели качества топлив. Сейчас перед казахстанской нефтепереработкой на ближайшую перспективу стоит задача, не только обеспечить изменение структуры производства моторных топлив в соответствии с прогнозируемым количественным и качественным изменением автомобильного парка. Наряду с прекращением производства низкооктановых бензинов следует наращивать выработку автомобильных бензинов АИ-95 и АИ-98 и это должно быть топливо класса Евро 4 и 5.
В Казахстане выбросы в атмосферу вредных веществ от стационарных источников составляют около 2,5 млн. тоннгод, транспортные выбросы превышают 1 млн. тоннгод.В большинстве крупных городов вклад автотранспорта в загрязнение воздушного бассейна достигает 60 % и более от общих объемов вредных выбросов. Наибольший объем выбросов вредных веществ от передвижных источников характерен для г. Алматы, выбросы транспорта составляют в среднем 507 тоннсутки, годовые 150-200 тыс. тонн или до 90 % от общих объемов выбросов. По областям годовые выбросы транспорта составляют: в Костанайской - 163,2 тыс. тонн, Алматинской - 131,0 тыс. тонн, Южно-Казахстанской - 106,0 тыс. тонн, Карагандинской - 100,0 тыс. тонн. Сжигание топлива в подкатегории "Транспорт" является шестым по значимости источником эмиссии парниковых газов в Казахстане, а доля его вклада в общие национальные эмиссии составляет около 4 %.
В Казахстане и странах СНГ к изменениям как в Европе готовы не были -- введение стандарта Евро-2 произошло только в 2009 году. Планировавшийся ранее поэтапный переход казахстанских нефтеперерабатывающих заводов на выпуск топлива по стандарту Евро-3 (2014 год), а затем по Евро-4 (2016 год) решено заменить форсированным прыжком сразу на Евро-5. Причем уже к 2014 году. Принятие такого неожиданного решения ускоренной модернизации в Министерстве нефти и газа объясняют тем, что последовательная модель несет дополнительные финансовые затраты и временные потери при переходе на новые технологические циклы производства топлива. Предполагается, что после завершения модернизации НПЗ автомобили, ввозимые в Казахстан, также должны будут соответствовать критериям стандарта Евро-5.
В Казахстане с 1 июля 2013 года вводится запрет на ввоз автотранспортных средств стандарта Евро-3 и ниже, сообщает КазТАГ со ссылкой на пресс-службу департамента таможенного контроля (ДТК) по г. Алматы. Постановлением правительства РК от 6 февраля 2013 года № 97 в Казахстане изменены сроки внедрения стандартов Евро в отношении ввозимых автотранспортных средств, - говорится в сообщении, распространенном в пятницу. Постановлением предусмотрено введение стандарта Евро-4 в отношении автотранспортных средств, ввозимых на территорию РК с 1 июля 2013 года, а для производимых в Казахстане - с 1 января 2014 года. В связи с этим, с 1 июля 2013 года запрещено ввозить (регистрировать) на территорию РК АТС, соответствующие экологическому стандарту Евро-3 и ниже, - отмечается в пресс-релизе.
Необходимо учесть, постановление правительства РК от 6 февраля 2013 года были внесены изменения в постановление правительства РК от 29 декабря 2007 года № 1372 Об утверждении технического регламента о требованиях к выбросам вредных (загрязняющих) веществ автотранспортных средств, выпускаемых в обращение на территории Республики Казахстан.
Реализация положений технического регламента по выбросам вредных веществ автотранспортом позволит ограничить ввоз в Казахстан и производство на территории республики автомобилей, которые не соответствуют стандартам Евро. Кроме того, данная мера позволит обеспечить повышение качества автомобильного топлива. В конечном счете, внедрение экологических стандартов создадут условия для обновления существующего парка автомашин, а также позволит решить экологические проблемы (особенно в больших городах) и проблемы повышения уровня безопасности на дорогах.
Поэтапное введение стандартов Евро позволит ограничить ввоз устаревших автомашин, повысить конкурентоспособность казахстанских автосборочных предприятий и качество выпускаемого и импортируемого топлива, а также снизить уровень вредных выбросов от автотранспорта в крупных городах Казахстана[4],[5,][6].
3 ОСНОВНЫЕ ИЗМЕРЯЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
3.1 Плотность нефти
Плотность является важнейшей характеристикой, позволяющей в совокупности с другими константами оценивать химический и фракционный состав нефти и нефтепродуктов (нп). Плотность принято выражать абсолютной и относительной величиной.
Абсолютной плотностью считается масса вещества, заключенная в единице объема, плотность имеет размерность кгм[3] или гсм[3].
В практике нефтепереработки принято использовать безразмерную величину относительной плотности нефти или нп, которая равна отношению плотности нп при 20 [0]С к плотности воды при 4 [0]С и относительная плотность обозначается ρ4[20], поскольку плотность воды при 4 [0]С равна единице, числовые значения относительной и абсолютной плотности совпадают. В некоторых зарубежных странах за стандартную принята одинаковая температура нп и воды, равная 60 [0]F, что соответствует 15,5 [0] и относительная плотность обозначается ρ15[15].
Взаимный пересчет ρ4[20] и ρ1515 производится по формулам:
ρ1515 = ρ4[20] + 0,0035 ρ4[20] (1)
или ρ1515 = ρ4[20] + 5, (2)
Взаимный пересчет ρ4[20] производится по формуле:
ρ1515 = ρ4[20] + 0,0035 ρ4[20] (3)
где - поправка на изменение плотности при изменении температуры на один градус и значения средней температурной поправки для нп приводятся в специальных таблицах.
Плотность нефтей и нп уменьшается с повышением температуры и эта зависимость имеет линейный характер и хорошо описывается формулой Д.И. Менделеева:
ρ4 t = ρ4[20] - (t-20) (4)
где ρ4 t - относительная плотность нп при заданной температуре t (кгм[3]),
ρ4[20] - относительная плотность нп при стандартной температуре (20 [0]С) (кгм[3]). Необходимо отметить, что уравнение Д.И. Менделеева справедливо для интервала температур от 0 [0]С до 150 [0]С и погрешность составляет 5-8 %.
В более широком интервале температур, т.е. до 300 [0]С и с меньшей погрешностью (до 3 %) зависимость плотности (кгм[3]) от температуры рассчитывается по уравнению А.К. Мановяна:
ρ4 t = 1000 ρ4[20] - 0,58 ρ4[20] ∙ (t-20) - [t-1200(ρ4[20] -0,68]1000 ∙ (t-20) (5)
Существует несколько методов определения плотности нп, выбор того или иного метода зависит от имеющегося количества нп, его вязкости, требуемой точности определения и времени анализа.
Простейшим прибором для определения плотности жидких нп является ареометр, градуировка ареометра отнесена к плотности воды при 4 [0]С и его показания соответствуют ρ4[20]. Точность определения плотности с помощью ареометра составляет 0,001 для маловязких и 0,005 - для вязких нп.
Для определения плотности высоковязкого (более 200 мм[2]с при 50 [0]С) нп (ρн) ареометром поступают следующим образом. Нп разбавляют равным объемом керосина известной плотности (ρк) и измеряют плотность смеси (ρсм) и рассчитывают плотность нп по формуле:
ρн = 2 ρсм - ρк . (6)
где ρн- плотность высоковязного нефтепродукта (кгм[3])
ρк- плотность керосина (кгм[3])
ρсм-плотность смеси (кгм[3])
Наиболее точный результат достигается при определении плотности пикнометром (до 0,00005), в зависимости от агрегатного состояния нп (газ, жидкость, твердое вещество) и его количества применяются пикнометры разной формы и емкости.
Пикнометрический метод основан на сравнении массы нефтепродукта, взятого в определенном объеме, с массой дистиллированной воды, взятой в том же объеме и при той же температуре. Единственным недостатком пикнометрического способа является продолжительность определения.
Плотность большинства нефтей и нп меньше единицы и в среднем колеблется от 0,80 до 0,90 гсм[3], высоковязкие смолистые нефти имеют плотность, близкую к единице, наоборот, нефти из газоконденсатных месторождений и конденсаты очень легкие (ρ4[20] = 0,75 - 0,77 гсм[3]).
На величину плотности нефти влияет много факторов: содержание растворенных газов и смол, фракционный, а для дистиллятов также и химический состав.
Плотность используется при расчете массы продукта, занимающего данный объем, и, наоборот, объема продукта, имеющего определенную массу. Вследствие этого, данный показатель имеет особое значение при проведении операций купли-продажи для определения количества продукта на всем пути следования нефти и нефтепродуктов от места добычи до места переработки и от места переработки до потребителей [7],[8].
3.2 Молекулярная масса нефти
Молекулярная масса нефтей и нефтепродуктов один из важных показателей, широко используемый при расчете теплоты парообразования, объема пара, парциального давления и других параметров.
Нефть и нефтепродукты представляют собой смеси индивидуальных углеводородов и некоторых других соединений, поэтому они характеризуются средней молекулярной массой. Молекулярная масса нефтепродуктов тем больше, чем выше их температура кипения.
Для определения молекулярной массы нефтепродуктов широкое применение получил криоскопический метод, основанный на изменении температуры замерзания растворителя (бензола или нафталина) при добавлении к нему навески нп. В редких случаях для определения молекулярной массы применяется эбулиоскопический метод, основанный на изменении приращения температуры кипения растворителя после ввода в него навески испытуемого нп.
В расчетной практике молекулярную массу часто определяют по по формуле Б.П. Воинова:
М = а + bt + ct[2], (7)
где a, b и c постоянные, значения которых различны для каждой группы углеводородов, t - средняя молекулярная температура кипения нп, [0]С.
Для парафиновых углеводородов:
М = 60 + 0,3t + 0,001t[2]. (8)
Для нефтяных фракций:
М = (7К-21,5) + (0,76 - 0,04К)t + (0,0003K - 0,00245)t[2] (9)
где К- характеризующий фактор и изменяется от 10 для 12 в зависимости от значений a, b, с.
В приведенных выше формулах в качестве параметра, характеризующего химический состав, выступает характеризующий фактор, зависящий от плотности.
В формуле, предложенной Р. Хершем, в качестве такого параметра использован коэффициент лучепреломления:
lg(M) = 1,939436 + 0,0019764t + lg(2,1500-nD[20]), (10)
где nD[20] - коэффициент рефракции.
Связь между молекулярной массой и относительной плотностью нп устанавливается формулой Крэга:
М = 44,29 ρ15[15](1,03- ρ15[15]) (11)
Молекулярный вес смеси нескольких нефтяных фракций находится по формуле:
(12)
- массы нефтяных фракций (г)
- соответственно их молекулярные веса (гмоль) [8],[9].
3.3 Давление насыщенных паров
Нефть и нп характеризуются определенным давлением насыщенных паров, или упругостью нефтяных паров. Давление насыщенных паров является нормируемым показателем для авиационных и автомобильных бензинов, косвенно характеризующим испаряемость топлива, его пусковые качества, склонность к образованию пробок в системе питания двигателя.
Рисунок 1- Аппарат для определе - ния давления насыщенных паров нефтепродуктов. 1 - топливная камера; 2 - воздуш - ная камера; 3 -- манометр
Для жидкостей неоднородного состава, таких, как бензины, давление насыщенных паров необходимо проводить при стандартной температуре и постоянном соотношении паровой и жидкой фаз.
Температура, при которой давление насыщенных паров становится равным давлению в системе, называется температурой кипения вещества. Давление насыщенных паров резко увеличивается с повышением температуры.
В нефтепереработке широкое применение получил стандартный метод с использованием бомбы Рейда (ГОСТ 1756-2000). Бомба состоит из двух камер: топливной и воздушной с соотношением объемов 1:4, соединенных с помощью резьбы. Давление, создаваемое парами испытуемого топлива, фиксируется манометром, прикрепленным в верхней части воздушной камеры. Испытание проводят при температуре 38,8 [0]С, обеспечиваемой термостатированной баней.
Давление насыщенных паров испытуемого нп определяют формуле:
Р[о]ж = Рм - Ратм ∙ (t-to)(to+273), (13)
где Р[о]ж - давление насыщенных паров испытуемой жидкости при температуре t (Па), Рм - показания манометра (Па), Ратм - атмосферное давление (Па), to - температура окружающего воздуха ( [0]С).
Определение давления паров в бомбе Рейда дает приближенные результаты, служащие только для сравнительной оценки качества моторных топлив.
Более точные абсолютные значения давления насыщенных паров получаются при использовании аппарата НАТИ, с помощью которого давление насыщенных паров топлива можно определить в широком интервале температур и при различных соотношениях между объемами паровой и жидкой фаз.
Давление насыщенных паров смесей и растворов в отличие от индивидуальных углеводородов зависит не только от температуры, но и от состава жидкой и паровой фаз. Для растворов и смесей, подчиняющихся законам Рауля и Дальтона, обще давление насыщенных паров смеси (Р[о]см) может быть вычислено по формулам:
Р[о]см = рi, (14)
рi = Pio ∙ x[']i, (15)
где рi -парциальное давление компонента смеси при заданной температуре (Па)
Pio- давление насыщенных паров компонентов смеси (Па),
x[']i - мольная дольная компонентов смеси[6],[7],[8].
3.4 Температуры вспышки, воспламенения и самовоспламенения
Температурой вспышки называется температура, при которой пары нефтепродукта, нагреваемого в определенных стандартных условиях, образуют с окружающим воздухом взрывчатую смесь и вспыхивают при поднесении к ней пламени.
Температура вспышки зависит от фракционного состава нефтепродуктов. Чем ниже пределы перегонки нефтепродукта, тем ниже и температура вспышки. В среднем температура вспышки бензинов находится в пределах от - 30 до - 40[0]С, керосинов 30-60[0]С, дизельных топлив 30-90[0]С и нефтяных масел 130-320[0]С.
Температурой воспламенения называется температура, при которой нагреваемый в определенных условиях нефтепродукт загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее 5 секунд. Температура воспламенения всегда выше температуры вспышки. Чем тяжелее нефтепродукт, тем больше эта разница.
Температурой самовоспламенения называется температура, при которой нагретый нефтепродукт в контакте с воздухом воспламеняется самопроизвольно без внешнего пламени. Тяжелые нефтяные остатки самовоспламеняются при 300-350[0]С, а бензины только при температуре выше 500[0]С [8].
3.5 Температуры застывания, помутнения и начала кристаллизации
Нефть и нефтепродукты не являются индивидуальными веществами, а представляют собой сложную смесь органических соединений. Поэтому они не имеют определенной температуры перехода из одного агрегатного состояния в другое. Влияние температуры на агрегатное состояние нефти и нефтепродуктов имеет важное значение при их транспортировке и эксплуатации. Чем больше в нефти твердых парафинов, тем выше температура ее застывания. Смолистые вещества оказывают противоположное влияние -- с повышением их содержания температура застывания понижается.
Температура застывания характеризует возможную потерю текучести нефтепродукта в зоне низких температур. Чем ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
ВВЕДЕНИЕ
1ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО КОНТРОЛЮ КАЧЕСТВА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ. ЕЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
2НЕОБХОДИМОСТЬ...ВНЕДРЕНИЯ...ЭКОЛОГ ИЧЕСКИХ ЕВРОСТАНДАРТОВ ТОПЛИВА В РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКЕ
3ОСНОВНЫЕ ИЗМЕРЯЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
4ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ И ПОРЯДОК ИХ АККРЕДИТАЦИИ
5РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКТА ДОКУМЕНТОВ ДЛЯ АККРЕДИТАЦИИ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ ТОО ГАЗПРОМНЕФТЬ КАЗАХСТАН
5.1Заявка на аккредитацию испытательной лаборатории
5.2Область аккредитации испытательной лаборатории
5.3Положение об испытательной лаборатории
5.4Паспорт испытательной лаборатории
5.5Руководство по качеству испытательной лаборатории
6ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ АККРЕДИТОВАННОЙ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ ТОО ГАЗПРОМНЕФТЬ-КАЗАХСТАН
6.1 Подача заявки на проведение испытаний
6.2 Отбор проб (образцов) для проведения испытаний
6.3 Прием образцов на испытания
6.4 Проведение испытаний
6.5 Отчетность о результатах испытаний
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
3
5
10
15
31
36
36
36
36
43
43
69
69
70
71
72
73
75
76
ВВЕДЕНИЕ
Общая характеристика работы.
Диссертация посвящена подготовке к аккредитации испытательной лаборатории ТОО Газпромнефть-Казахстан.
Актуальность работы.
В условиях развивающейся рыночной экономики, когда рынок наполнен некачественным товаром, в Казахстане постепенно вводятся международные стандарты ИСО.
Европейские стандарты топлива, внедряемые в Казахстане, диктуют новые требования к качеству и экологическим показателям топлива. Казахстанские нефтеперерабатывающие заводы начали выпуск топлива, соответствующего стандарту Евро-2. За прошедшее время стало ясно, что производить качественные нефтепродукты - полдела, важно контролировать их поставку до потребителя, начиная с этапа отгрузки с завода, далее во время транспортировки, хранения на нефтебазах, отпуска на автозаправочные станции с нефтебаз и реализации потребителям.
Актуальность заключается в том, что в целях обеспечения эффективной системы контроля качества нефтепродуктов в ТОО Газпромнефть-Казахстан необходимо создать аккредитованную испытательную лабораторию нефтепродуктов, при помощи которой можно обеспечивать и контролировать качество топлива соответствующего экологическим требованиям Евро.
Цель исследования: подготовить к аккредитации испытательную лабораторию нефтепродуктов в ТОО Газпромнефть-Казахстан, при помощи которой можно обеспечивать и контролировать качество топлива соответствующего экологическим требованиям Евро.
Задачи исследования: Для достижения поставленной цели в диссертационном исследовании необходимо решить следующие задачи:
1) Определить общие требования к испытательной лаборатории по контролю качества нефти и нефтепродуктов ТОО Газпромнефть-Казахстан и порядок их аккредитации.
2) Обосновать необходимость внедрения Экологических Евростандартов топлива в рыночной экономике Республики Казахстан.
3) Определить основные измеряемые параметры нефти и нефтепродуктов, используемые в испытательной лаборатории ТОО Газпромнефть-Казахстан.
4) Разработать комплект документов для подготовки к аккредитации испытательной лаборатории по контролю качества нефти и нефтепродуктов ТОО Газпромнефть-Казахстан.
Объект исследования. Испытательная лаборатория по контролю качества нефти и нефтепродуктов ТОО Газпромнефть-Казахстан.
Методы исследования. Для решения поставленных задач и достижения целей были использованы следующие методы исследования:
oo изучение литературы в области аккредитации испытательных лабораторий по контролю качества нефти и нефтепродуктов;
oo изучение нормативно - правовой и технической документации в области аккредитации испытательных лабораторий по контролю качества нефти и нефтепродуктов;
oo изучение физико-химических свойств нефти;
oo подготовка комплекта документов, необходимых для аккредитации испытательных лабораторий по контролю качества нефти и нефтепродуктов;
Теоретическая и практическая значимость исследования заключается в том, что представленные в диссертационном исследовании выводы и рекомендации могут быть использованы при создании и подготовки к аккредитации испытательных лабораторий нефтепродуктов, а также для планирования деятельности и организации работы испытательных лабораторий в соответствии с международными требованиями.
1 ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ ПО КОНТРОЛЮ КАЧЕСТВА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ. ЕЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
Лаборатория нефтепродуктов создается для осуществления контроля над качеством и безопасностью производимых продуктов на всех этапах жизненного цикла от поставки и переработки сырья, до хранения, транспортирования и реализации АЗС. Лаборатория нефтепродуктов - это специализированное исследовательское учреждение, в рамках которого проводится идентификация и оценка основных потребительских свойств нефти и нефтепродуктов.
Лаборатория нефтепродуктов может быть подразделением какой-либо нефтебазы или предприятия нефтеперерабатывающей отрасли, а может представлять собой самостоятельную организацию, созданную для оказания услуг предприятиям, чья производственная и коммерческая деятельность связана с переработкой, приемкой, реализацией продукции нефтехимической промышленности. Необходимо заметить, что лаборатория нефтепродуктов для осуществления исследовательской деятельности должна пройти аккредитацию в Системе сертификации в установленном порядке. Под аккредитованной лабораторией нефтепродуктов понимают исследовательскую организацию, техническая компетентность которой официально подтверждена. Только аккредитованная лаборатория нефтепродуктов может иметь статус экспертной, а значит предоставлять услуги по определению показателей качества нефтепродуктов на высоком уровне, соответствующим государственным стандартам.
Для проведения испытаний дизельных топлив, автомобильных бензинов и других видов нефтепродуктов лаборатория нефтепродуктов должна быть оснащена высокочувствительным оборудованием, которое позволяет установить соответствие контролируемых показателей требованиям нормативной документации. В профессиональной деятельности лаборатория нефтепродуктов должна руководствоваться техническими условиями и государственными стандартами. В качестве нормативной базы лаборатория нефтепродуктов может также использовать положения Инструкции по обеспечению и контролю качества нефтепродуктов в организациях нефтепродуктообеспечения. При необходимости лаборатория нефтепродуктов в качестве регламентирующего основания может применять требования внутренних нормативных документов.
Таким образом, лаборатория нефтепродуктов в качестве обязательного условия деятельности предполагает контроль и обеспечение сохранения качества нефтепродуктов по условной цепочке производитель - конечный потребитель. При этом лаборатория нефтепродуктов осуществляет контроль качества на всех этапах цикла нефтепродуктообеспечения конечных потребителей. Контроль распространяется как на соблюдение предприятиями требований надлежащего состояния технологического оборудования, так и в процессе реализации нефтепродуктов.
В данном ракурсе лаборатория нефтепродуктов осуществляет входной контроль, который производится на приеме нефтепродуктов по трубопроводу, на нефтебазу, жд транспорт и т.д. Деятельность лаборатории также предполагает контролирование этапов хранения и отпуска продукции с нефтебазы, а также проведение текущего контроля качества нефтепродуктов, которые находятся на этапе хранения на автозаправочных станциях. Лаборатория нефтепродуктов помимо лабораторных исследований, может проводить анализ нефтепродуктов в полевых условиях непосредственно на месте автозаправочной станции. Для этого используются передвижные лаборатории, полностью укомплектованные необходимым оборудованием для экспресс анализа качества нефтепродуктов.
По понятным причинам учреждение, которое носит название испытательная лаборатория нефтепродуктов - это предприятие, выполняющее гораздо более сложные задачи, нежели простые лаборатории нефтепродуктов. Тут следует сказать, что под последними как правило понимается учреждение, основным видом деятельности которого является ничто иное, как вычисление так называемого октанового числа нефтепродукта. Эта процедура осуществляется примерно следующим образом. Во-первых, берется сырье нефти. Точнее сказать нефть в том виде, в котором она поступает из скважины, то есть не подвергнутый никаким воздействиям продукт. В лаборатории его помещают в специальную емкость и начинают разогревать. После того, как нефть достигает определенных температур из нее начинают постепенно испаряться те соединения, которые имеют меньшую массу и более высокую температуру кипения. Их путем конденсации собирают в другие емкости и оставляют для дальнейшего исследования. На этом роль обыкновенной лаборатории нефтепродуктов заканчивается. Далее если эта организация не является просто подотделом испытательной лаборатории нефтепродуктов, их просто направляют туда для проведения дальнейших исследований. О последних следует рассказать несколько подробнее. Как известно, основной характеристикой любого нефтепродукта является так называемое октановое число. Это число соответствует тому, насколько данный образец нефтепродукта богат углеводородными соединениями. Если говорить о физической природе этих фракций, то они будут представлять собой маслянистые сгущения в составе нефти, которые слабо просматриваются даже при пристальном взгляде на емкость с нефтью. В испытательных лабораториях нефтепродуктов от нефти вышеописанным методом постепенно отделают те соединения, которые обладают большей маслянистостью и более высоким содержанием углеводородов и соответственно, большим октановым числом. Еще одним методом исследований, проводимых в испытательных лабораториях нефтепродуктов - это так называемые температурные кривые. Как уже было сказано, испытания в первую очередь состоят в том, что нефть разогревают в специальной емкости. При этом температуру повышают до тех пор, пока от состава не начнут отделяться фракции с большей температурой кипения. При этом для того, чтобы сразу, так сказать на месте определять октановое число каждого из этих отделяющихся веществ, используют в испытательной лаборатории нефтепродуктов так называемые температурные кривые. То есть перед тем, как проводить определенные исследования, как бы за точку отсчета работниками испытательной лаборатории нефтепродуктов берется кривая повышения температур образца, относительно фракций которого известно, при каких температурах нефтепродукты какого октанового числа начинают отделяться. Соответственно эту кривую температур, времени и отделившихся нефтепродуктов накладывают одну на другую, получая таким образом октановое число каждой отделенной фракции. Но тут следует сказать и о таком изобретении испытательных лабораторий нефтепродуктов, как портативные лаборатории. Так называемые портативные испытательные лаборатории нефтепродуктов, с помощью которых прямо на месте можно определить октановое число высококипящих нефтепродуктов. Однако испытательными их в полной мере считать все же нельзя. Во-первых, ограничен круг исследуемых соединений, во-вторых, точность измерений не высока.
Анализ бензина проводится с целью контроля над основными свойствами и требованиями, предъявляемыми к данному виду топлива. В качестве требований к бензину, как основного продукта нефтеперерабатывающих предприятий, выступают четыре группы требований. Это требования, обуславливающие оптимальную работу двигателя, необходимость и возможность массового производства, эксплуатацию, экологическую безопасность. Анализ бензина позволяет установить соответствие качества и потребительских свойств установленным основным требованиям. Кроме этого анализ бензина позволяет определить внутренний структурный состав и свойства бензина, которые определяют данное соответствие. Анализ бензина также проводится для определения количественных и качественных показателей его состава, на предмет обнаружения примесей и других компонентов. Таким образом, анализ бензина представляет собой комплексное исследование, которое осуществляется с использованием специального оборудования и других средств технического оснащения. Отметим, что анализ бензина, а также точные, объективные и достоверные результаты, немыслимы без оптимального выбора определенных методик аналитического исследования. Анализ бензина позволяет определить наиболее важные эксплуатационные качества этого одного из самых распространенных видов топлива. Ключевым фактором, определяющим эксплуатационные характеристики бензина, является показатель испаряемости. Анализ бензина позволяет установить показатель испаряемости. При этом во внимание аналитического исследования принимается фракционный состав, детонационная стойкость, которая выражается октановым числом и давлением насыщенных паров. На основании этих показателей проводится анализ бензина на предмет определения характеристик испаряемости, так как именно данные три составляющие обуславливают данный показатель, а как следствие эксплуатационные свойства топлива. Кроме этого, анализ бензина может проводиться в отношении определения параметров его экологической безопасности. Экологический контроль испарений бензина подразумевает проведение измерительного анализа содержания бензина на предмет соответствия установленным нормам сернистых соединений, ароматических углеводородов, а также антидетонаторов. Необходимо заметить, что исходя из требований экологического контроля, данный экологический мониторинг необходимо проводить систематически.
Анализ бензина, направленный на получение оценки его качества, предполагает установление элементного состава исследуемого объекта, который определяет качество топлива. Анализ бензина позволяет установить качественные характеристики смеси компонентов, которые изготавливаются различными технологическими способами. Известно, что состав бензина характеризуется углеводородным составом сырья, которое проходит обработку. Анализ бензина может выделить до 200 индивидуальных углеводородов, которые характеризуются различным строением, содержание и взаимодействие которых обуславливают эксплуатационные свойства бензина. Анализ бензина производится с использованием стандартных лабораторных методов исследования относительно физико-химических показателей, которые регламентируются соответствующими нормативными актами, среди которых государственные стандарты, технические условия, условия контрактов и т.д. В ходе анализа определяется фракционный состав, плотность, содержание ароматических соединений и др.
Услуги по анализу нефти предоставляются в целях контроля качества поставляемой и потребляемой нефти. Услуги по анализу нефти предполагают проведение исследовательских испытаний, на основании которых составляется отчет, в котором указываются результаты аналитического контроля. То есть услуги по анализу нефти позволяют определить структуру, состав и свойства нефти. В услуги по анализу нефти также входит установление соответствия показателей взятых на пробу образцов нефти установленным нормативной документацией стандартам. Услуги по анализу нефти предполагают проведение лабораторного исследования с использованием специального оборудования, реактивов и других средств технического оснащения. Все услуги по анализу нефти оказываются в рамках аккредитации лаборатории на проведение исследования тех или иных компонентов. Также услуги по анализу нефти проводятся с использованием различных методов аналитического контроля, выбор которых зависит от задач, поставленных перед лабораторией аналитической химии.
В услуги по анализу нефти входит определение ее состава, строения, свойств, а также механизмов и процессов превращения нефти и так называемых поверхностных явлений. В услуги по анализу нефти также может входить консультационная работа, направленная на формирование основ повышения уровня нефтеотдачи (на основании физико-химических методов) и способов переработки углеводородного сырья. Услуги по анализу нефти также предполагают установление соответствия представленных на аналитическое исследование образцов государственным стандартам. Услуги по анализу нефти предполагают использование различных аккредитованных методов анализа нефти. Необходимо заметить, что номенклатурный ряд методов аналитического исследования может исчисляться десятками самыми разных методов. Так в услуги по анализу нефти может входить определение кинематической вязкости, а также расчет кинематической вязкости. Расчет может производиться в широком диапазоне температур.
Также услуги по анализу нефти используют различные методы определения показателей зольности, содержания воды, плотности, содержания механической примеси. В рамках услуг по анализу нефти проводится определение кислотности, а также кислотного числа и щелочного числа. В ходе аналитического контроля состава, структуры и свойств нефти происходит установление коррозийной активности и термоокислительной стабильности. Не менее важным этапом анализа нефти является определение температуры вспышки и воспламенения в условиях открытого тигля. Кроме этого, в лабораторное аналитическое исследование может входить определение наличия водорастворимых щелочей и кислот. Для определения температур застывания и текучести также используются специальные методы аналитического контроля.
Услуги по анализу нефти - широкий комплекс услуг лабораторного аналитического исследования, которое может проводиться как в рамках повышения и контроля качества нефти (это может быть, например, полный качественный анализ сырой нефти), так и в целях арбитражного решения спорных ситуаций. Арбитражный анализ нефти представляет собой вид исследования, который предполагает проведение исследований, результаты которых будут иметь юридическую силу доказательной базы при решении конфликтных ситуаций, которые возникли по отношению к объекту исследования между поставщиком и потребителем нефти. Таким образом, данный вид услуг будет полезен как потребителям, так и производителям нефти[1],[2],[3].
2..НЕОБХОДИМОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЕВРОСТАНДАРТОВ ТОПЛИВА В РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКЕ
European Committee for Standardization (CEN) Европейский Комитет по Стандартизации был основан в 1961 г. национальными органами по стандартизации Европейского Экономического Сообщества и странами Европейской ассоциации свободной торговли.
Европейский стандарт EN - стандарт, принятый CEN, CENELEC или ETSI с правом применения в качестве идентичного национального стандарта с отменой противоречащих национальных стандартов.
Стандарты, издаваемые Европейским комитетом по стандартизации, имеют обозначение EN. Часто за основу этих стандартов принимают стандарты IEC (МЭК) или ISO (ИСО) без изменений или с незначительными изменениями. В этом случае используется двойное обозначение, например EN ISO. Если речь идет о Европейском стандарте, страны - участники должны принять его в качестве национального стандарта, при желании перевести его, но без внесения изменений или отклонений от смысла, и присоединить аббревиатуру EN в национальном обозначении, например: DIN EN 1234. Номер и техническое содержание стандарта остаются неизменными на всей территории Европы.
Европейские стандарты (EN) разрабатывает Европейский Комитет по стандартизации (СЕН). Членами этого Комитета являются национальные органы по стандартизации Австрии, Бельгии, Великобритании, Германии, Греции, Дании, Ирландии, Исландии, Испании, Италии, Люксембурга, Нидерландов, Норвегии, Португалии, Финляндии, Франции, Чехии, Швеции, Швейцарии. Если европейский стандарт принят, то перечисленные выше страны должны обеспечить его применение в качестве национального стандарта без какого-либо изменения. Такой статус европейских стандартов действительно снимает технические барьеры в торговле нефтепродуктами и выравнивает уровень развития технологии в странах Европы. Объединение усилий значительно снижает затраты на разработку стандартов. Проекты готовят небольшие рабочие группы специалистов из стран, которые заинтересованы в использовании требований национальных стандартов при разработке европейских стандартов. Система согласования проектов и голосования обеспечивает принятие в качестве стандарта проекта, одобряемого незначительным числом голосов при отсутствии возражений. Проект отклоняют, если против проголосовало четверть членов Комитета. Участие в работах по стандартизации для большинства стран сводится к согласованию проектов стандартов и корректировке национальных стандартов после принятия европейских стандартов. Благодаря такой организации, европейская стандартизация развивается очень быстро.
В начале 90-х годов экологи европейских стран забили тревогу о высокой концентрации загрязняющих веществ в городах Старого Света от перманентно увеличивающегося числа автомобильного транспорта. Со стороны ООН была создана комиссия по оценке воздействий такого количества транспорта в перспективе его приумножения, на дальнейшую жизнь и здоровье граждан. Обнаруженные в воздухе: углекислый газ и углеводороды, выбросы тяжелых металлов, оксиды азота и канцерогенных веществ, никак не контролируемые законом, могли привести к печальным последствиям.
С целью предотвращения экологической катастрофы, в 1992 году на территории Евросоюза был введен в действие экологический стандарт Евро-1, разработанный Европейской экономической комиссией ООН. В 1995 вступил в действие следующий стандарт -- Евро-2. Стандарт значительно ужесточил требования к топливу и к уровню выброса токсинов дизельными и бензиновыми двигателями. Евро-3 был введен в Евросоюзе в 1999 г, в 2005-м заменен на Евро-4. В соответствии со стандартом Евро-3 допустимые показатели выброса загрязняющих атмосферу веществ были снижены сразу на 30-40%. В отличие от своих предшественников, он регулирует выхлоп газов в атмосферу не только бензиновых двигателей, но и дизельных. По оценкам специалистов, требования Евро-4 жестче предыдущих на 65-70%. С 1 сентября 2009 года действует Евро-5. Нормы Евро - это требования по ограничению токсичности отработанных газов автотранспортных средств и характеристикам топлива для автотранспортной техники, предназначенные, прежде всего, для производителей автомобилей.
Основные требования к качеству автомобильных бензинов, выпускаемых в оборот и находящихся в обороте, на период до 2015 года определены специальным техническим регламентом (ТР) О требованиях к автомобильному и авиационному бензинам, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту. В таблице 1 представлены требования технического регламента к качеству автомобильных бензинов.
Таблица 1- Требования к характеристикам автомобильного бензина
Характеристики
автомобильного бензина
Нормы в отношении
Класса 2
Класса 3
Класса 4
Класса 5
Массовая доля серы, мгкг, не более
500
150
50
10
Объемная доля бензола, %, не более
5
1
1
1
Концентрация железа, мгдм[3], не более
отсутствие
отсутствие
отсутствие
отсутствие
Продолжение таблицы 1
Концентрация свинца, мгдм[3], не более
отсутствие
отсутствие
отсутствие
отсутствие
Массовая доля кислорода, %, не более
-
2,7
2,7
2,7
Объемная доля углеводородов, %,
не более:
ароматических
-
42
35
35
олефиновых
-
18
18
18
Октановое число:
по исследовательскому методу, не менее
92
95
95
95
по моторному методу, не менее
83
85
85
85
Давление паров, кПа, не более:
в летний период
-
45-80
45-80
45-80
в зимний период
-
50-100
50-100
50-100
Объемная доля оксигенатов, %, не более:
метанола
-
отсутствие
отсутствие
отсутствие
этанола
-
5
5
5
изопропанола
-
10
10
10
третбутанола
-
7
7
7
изобутанола
-
10
10
10
эфиров, содержащих 5 или более атомов углерода в молекуле
-
15
15
15
Требования экологического законодательства по уменьшению в топливах для автотранспорта содержания серы, ароматических углеводородов, бензола, при одновременном повышении их детонационной стойкости, вызывают серьезные изменения в технологии производства компонентов и балансах компаундирования автомобильных бензинов на НПЗ, что сопряжено со значительными капитальными затратами. Большую проблему представляет обеспечение требований стандарта по содержанию бензола и ароматических углеводородов, так как основным высокооктановым компонентом автомобильных бензинов, вырабатываемых на большинстве предприятий Казахстана, является бензин каталитического риформинга, содержание бензола в котором доходит до 7% . Доля риформата в составе бензинового фонда Казахстана превышает 50%, а его содержание в высокооктановых бензинах достигает 90%. В нефтепереработке развитых стран мира бензин каталитического риформинга, как компонент товарных автомобильных бензинов, постепенно утрачивает свое былое значение. В последние годы активность по созданию на НПЗ мира новых установок каталитического крекинга приобрела рекордно высокий уровень. Производство бензинов класса Евро-4 и выше без каталитического крекинга и сопряженных с ним процессов (алкилирование, получение оксигенатов, полимеризация и др.) вообще невозможно. По итогам реконструкции Атырауского нефтеперерабатывающего завода, Павлодарского нефтехимического завода и Шымкентского нефтеперерабатывающего завода, планируется, что объемы нефтепереработки должны выйти в пределы 17 млн. тонн нефти в год. Это должно покрыть все потребности Казахстана в нефтепродуктах с учетом даже и возможного роста, потому что на текущий момент наша страна перерабатывает порядка 13 млн. тонн нефти в год.
Качество моторных топлив и повышение их конкурентоспособности является важной проблемой нефтеперерабатывающей промышленности. Ассортимент и качество применяемых топлив, в частности автомобильных бензинов, с одной стороны определяется структурой автомобильного парка. С другой стороны законодательные инициативы, направленные на снижение токсичности транспортных средств, жестко ограничивают экологические показатели качества топлив. Сейчас перед казахстанской нефтепереработкой на ближайшую перспективу стоит задача, не только обеспечить изменение структуры производства моторных топлив в соответствии с прогнозируемым количественным и качественным изменением автомобильного парка. Наряду с прекращением производства низкооктановых бензинов следует наращивать выработку автомобильных бензинов АИ-95 и АИ-98 и это должно быть топливо класса Евро 4 и 5.
В Казахстане выбросы в атмосферу вредных веществ от стационарных источников составляют около 2,5 млн. тоннгод, транспортные выбросы превышают 1 млн. тоннгод.В большинстве крупных городов вклад автотранспорта в загрязнение воздушного бассейна достигает 60 % и более от общих объемов вредных выбросов. Наибольший объем выбросов вредных веществ от передвижных источников характерен для г. Алматы, выбросы транспорта составляют в среднем 507 тоннсутки, годовые 150-200 тыс. тонн или до 90 % от общих объемов выбросов. По областям годовые выбросы транспорта составляют: в Костанайской - 163,2 тыс. тонн, Алматинской - 131,0 тыс. тонн, Южно-Казахстанской - 106,0 тыс. тонн, Карагандинской - 100,0 тыс. тонн. Сжигание топлива в подкатегории "Транспорт" является шестым по значимости источником эмиссии парниковых газов в Казахстане, а доля его вклада в общие национальные эмиссии составляет около 4 %.
В Казахстане и странах СНГ к изменениям как в Европе готовы не были -- введение стандарта Евро-2 произошло только в 2009 году. Планировавшийся ранее поэтапный переход казахстанских нефтеперерабатывающих заводов на выпуск топлива по стандарту Евро-3 (2014 год), а затем по Евро-4 (2016 год) решено заменить форсированным прыжком сразу на Евро-5. Причем уже к 2014 году. Принятие такого неожиданного решения ускоренной модернизации в Министерстве нефти и газа объясняют тем, что последовательная модель несет дополнительные финансовые затраты и временные потери при переходе на новые технологические циклы производства топлива. Предполагается, что после завершения модернизации НПЗ автомобили, ввозимые в Казахстан, также должны будут соответствовать критериям стандарта Евро-5.
В Казахстане с 1 июля 2013 года вводится запрет на ввоз автотранспортных средств стандарта Евро-3 и ниже, сообщает КазТАГ со ссылкой на пресс-службу департамента таможенного контроля (ДТК) по г. Алматы. Постановлением правительства РК от 6 февраля 2013 года № 97 в Казахстане изменены сроки внедрения стандартов Евро в отношении ввозимых автотранспортных средств, - говорится в сообщении, распространенном в пятницу. Постановлением предусмотрено введение стандарта Евро-4 в отношении автотранспортных средств, ввозимых на территорию РК с 1 июля 2013 года, а для производимых в Казахстане - с 1 января 2014 года. В связи с этим, с 1 июля 2013 года запрещено ввозить (регистрировать) на территорию РК АТС, соответствующие экологическому стандарту Евро-3 и ниже, - отмечается в пресс-релизе.
Необходимо учесть, постановление правительства РК от 6 февраля 2013 года были внесены изменения в постановление правительства РК от 29 декабря 2007 года № 1372 Об утверждении технического регламента о требованиях к выбросам вредных (загрязняющих) веществ автотранспортных средств, выпускаемых в обращение на территории Республики Казахстан.
Реализация положений технического регламента по выбросам вредных веществ автотранспортом позволит ограничить ввоз в Казахстан и производство на территории республики автомобилей, которые не соответствуют стандартам Евро. Кроме того, данная мера позволит обеспечить повышение качества автомобильного топлива. В конечном счете, внедрение экологических стандартов создадут условия для обновления существующего парка автомашин, а также позволит решить экологические проблемы (особенно в больших городах) и проблемы повышения уровня безопасности на дорогах.
Поэтапное введение стандартов Евро позволит ограничить ввоз устаревших автомашин, повысить конкурентоспособность казахстанских автосборочных предприятий и качество выпускаемого и импортируемого топлива, а также снизить уровень вредных выбросов от автотранспорта в крупных городах Казахстана[4],[5,][6].
3 ОСНОВНЫЕ ИЗМЕРЯЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
3.1 Плотность нефти
Плотность является важнейшей характеристикой, позволяющей в совокупности с другими константами оценивать химический и фракционный состав нефти и нефтепродуктов (нп). Плотность принято выражать абсолютной и относительной величиной.
Абсолютной плотностью считается масса вещества, заключенная в единице объема, плотность имеет размерность кгм[3] или гсм[3].
В практике нефтепереработки принято использовать безразмерную величину относительной плотности нефти или нп, которая равна отношению плотности нп при 20 [0]С к плотности воды при 4 [0]С и относительная плотность обозначается ρ4[20], поскольку плотность воды при 4 [0]С равна единице, числовые значения относительной и абсолютной плотности совпадают. В некоторых зарубежных странах за стандартную принята одинаковая температура нп и воды, равная 60 [0]F, что соответствует 15,5 [0] и относительная плотность обозначается ρ15[15].
Взаимный пересчет ρ4[20] и ρ1515 производится по формулам:
ρ1515 = ρ4[20] + 0,0035 ρ4[20] (1)
или ρ1515 = ρ4[20] + 5, (2)
Взаимный пересчет ρ4[20] производится по формуле:
ρ1515 = ρ4[20] + 0,0035 ρ4[20] (3)
где - поправка на изменение плотности при изменении температуры на один градус и значения средней температурной поправки для нп приводятся в специальных таблицах.
Плотность нефтей и нп уменьшается с повышением температуры и эта зависимость имеет линейный характер и хорошо описывается формулой Д.И. Менделеева:
ρ4 t = ρ4[20] - (t-20) (4)
где ρ4 t - относительная плотность нп при заданной температуре t (кгм[3]),
ρ4[20] - относительная плотность нп при стандартной температуре (20 [0]С) (кгм[3]). Необходимо отметить, что уравнение Д.И. Менделеева справедливо для интервала температур от 0 [0]С до 150 [0]С и погрешность составляет 5-8 %.
В более широком интервале температур, т.е. до 300 [0]С и с меньшей погрешностью (до 3 %) зависимость плотности (кгм[3]) от температуры рассчитывается по уравнению А.К. Мановяна:
ρ4 t = 1000 ρ4[20] - 0,58 ρ4[20] ∙ (t-20) - [t-1200(ρ4[20] -0,68]1000 ∙ (t-20) (5)
Существует несколько методов определения плотности нп, выбор того или иного метода зависит от имеющегося количества нп, его вязкости, требуемой точности определения и времени анализа.
Простейшим прибором для определения плотности жидких нп является ареометр, градуировка ареометра отнесена к плотности воды при 4 [0]С и его показания соответствуют ρ4[20]. Точность определения плотности с помощью ареометра составляет 0,001 для маловязких и 0,005 - для вязких нп.
Для определения плотности высоковязкого (более 200 мм[2]с при 50 [0]С) нп (ρн) ареометром поступают следующим образом. Нп разбавляют равным объемом керосина известной плотности (ρк) и измеряют плотность смеси (ρсм) и рассчитывают плотность нп по формуле:
ρн = 2 ρсм - ρк . (6)
где ρн- плотность высоковязного нефтепродукта (кгм[3])
ρк- плотность керосина (кгм[3])
ρсм-плотность смеси (кгм[3])
Наиболее точный результат достигается при определении плотности пикнометром (до 0,00005), в зависимости от агрегатного состояния нп (газ, жидкость, твердое вещество) и его количества применяются пикнометры разной формы и емкости.
Пикнометрический метод основан на сравнении массы нефтепродукта, взятого в определенном объеме, с массой дистиллированной воды, взятой в том же объеме и при той же температуре. Единственным недостатком пикнометрического способа является продолжительность определения.
Плотность большинства нефтей и нп меньше единицы и в среднем колеблется от 0,80 до 0,90 гсм[3], высоковязкие смолистые нефти имеют плотность, близкую к единице, наоборот, нефти из газоконденсатных месторождений и конденсаты очень легкие (ρ4[20] = 0,75 - 0,77 гсм[3]).
На величину плотности нефти влияет много факторов: содержание растворенных газов и смол, фракционный, а для дистиллятов также и химический состав.
Плотность используется при расчете массы продукта, занимающего данный объем, и, наоборот, объема продукта, имеющего определенную массу. Вследствие этого, данный показатель имеет особое значение при проведении операций купли-продажи для определения количества продукта на всем пути следования нефти и нефтепродуктов от места добычи до места переработки и от места переработки до потребителей [7],[8].
3.2 Молекулярная масса нефти
Молекулярная масса нефтей и нефтепродуктов один из важных показателей, широко используемый при расчете теплоты парообразования, объема пара, парциального давления и других параметров.
Нефть и нефтепродукты представляют собой смеси индивидуальных углеводородов и некоторых других соединений, поэтому они характеризуются средней молекулярной массой. Молекулярная масса нефтепродуктов тем больше, чем выше их температура кипения.
Для определения молекулярной массы нефтепродуктов широкое применение получил криоскопический метод, основанный на изменении температуры замерзания растворителя (бензола или нафталина) при добавлении к нему навески нп. В редких случаях для определения молекулярной массы применяется эбулиоскопический метод, основанный на изменении приращения температуры кипения растворителя после ввода в него навески испытуемого нп.
В расчетной практике молекулярную массу часто определяют по по формуле Б.П. Воинова:
М = а + bt + ct[2], (7)
где a, b и c постоянные, значения которых различны для каждой группы углеводородов, t - средняя молекулярная температура кипения нп, [0]С.
Для парафиновых углеводородов:
М = 60 + 0,3t + 0,001t[2]. (8)
Для нефтяных фракций:
М = (7К-21,5) + (0,76 - 0,04К)t + (0,0003K - 0,00245)t[2] (9)
где К- характеризующий фактор и изменяется от 10 для 12 в зависимости от значений a, b, с.
В приведенных выше формулах в качестве параметра, характеризующего химический состав, выступает характеризующий фактор, зависящий от плотности.
В формуле, предложенной Р. Хершем, в качестве такого параметра использован коэффициент лучепреломления:
lg(M) = 1,939436 + 0,0019764t + lg(2,1500-nD[20]), (10)
где nD[20] - коэффициент рефракции.
Связь между молекулярной массой и относительной плотностью нп устанавливается формулой Крэга:
М = 44,29 ρ15[15](1,03- ρ15[15]) (11)
Молекулярный вес смеси нескольких нефтяных фракций находится по формуле:
(12)
- массы нефтяных фракций (г)
- соответственно их молекулярные веса (гмоль) [8],[9].
3.3 Давление насыщенных паров
Нефть и нп характеризуются определенным давлением насыщенных паров, или упругостью нефтяных паров. Давление насыщенных паров является нормируемым показателем для авиационных и автомобильных бензинов, косвенно характеризующим испаряемость топлива, его пусковые качества, склонность к образованию пробок в системе питания двигателя.
Рисунок 1- Аппарат для определе - ния давления насыщенных паров нефтепродуктов. 1 - топливная камера; 2 - воздуш - ная камера; 3 -- манометр
Для жидкостей неоднородного состава, таких, как бензины, давление насыщенных паров необходимо проводить при стандартной температуре и постоянном соотношении паровой и жидкой фаз.
Температура, при которой давление насыщенных паров становится равным давлению в системе, называется температурой кипения вещества. Давление насыщенных паров резко увеличивается с повышением температуры.
В нефтепереработке широкое применение получил стандартный метод с использованием бомбы Рейда (ГОСТ 1756-2000). Бомба состоит из двух камер: топливной и воздушной с соотношением объемов 1:4, соединенных с помощью резьбы. Давление, создаваемое парами испытуемого топлива, фиксируется манометром, прикрепленным в верхней части воздушной камеры. Испытание проводят при температуре 38,8 [0]С, обеспечиваемой термостатированной баней.
Давление насыщенных паров испытуемого нп определяют формуле:
Р[о]ж = Рм - Ратм ∙ (t-to)(to+273), (13)
где Р[о]ж - давление насыщенных паров испытуемой жидкости при температуре t (Па), Рм - показания манометра (Па), Ратм - атмосферное давление (Па), to - температура окружающего воздуха ( [0]С).
Определение давления паров в бомбе Рейда дает приближенные результаты, служащие только для сравнительной оценки качества моторных топлив.
Более точные абсолютные значения давления насыщенных паров получаются при использовании аппарата НАТИ, с помощью которого давление насыщенных паров топлива можно определить в широком интервале температур и при различных соотношениях между объемами паровой и жидкой фаз.
Давление насыщенных паров смесей и растворов в отличие от индивидуальных углеводородов зависит не только от температуры, но и от состава жидкой и паровой фаз. Для растворов и смесей, подчиняющихся законам Рауля и Дальтона, обще давление насыщенных паров смеси (Р[о]см) может быть вычислено по формулам:
Р[о]см = рi, (14)
рi = Pio ∙ x[']i, (15)
где рi -парциальное давление компонента смеси при заданной температуре (Па)
Pio- давление насыщенных паров компонентов смеси (Па),
x[']i - мольная дольная компонентов смеси[6],[7],[8].
3.4 Температуры вспышки, воспламенения и самовоспламенения
Температурой вспышки называется температура, при которой пары нефтепродукта, нагреваемого в определенных стандартных условиях, образуют с окружающим воздухом взрывчатую смесь и вспыхивают при поднесении к ней пламени.
Температура вспышки зависит от фракционного состава нефтепродуктов. Чем ниже пределы перегонки нефтепродукта, тем ниже и температура вспышки. В среднем температура вспышки бензинов находится в пределах от - 30 до - 40[0]С, керосинов 30-60[0]С, дизельных топлив 30-90[0]С и нефтяных масел 130-320[0]С.
Температурой воспламенения называется температура, при которой нагреваемый в определенных условиях нефтепродукт загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее 5 секунд. Температура воспламенения всегда выше температуры вспышки. Чем тяжелее нефтепродукт, тем больше эта разница.
Температурой самовоспламенения называется температура, при которой нагретый нефтепродукт в контакте с воздухом воспламеняется самопроизвольно без внешнего пламени. Тяжелые нефтяные остатки самовоспламеняются при 300-350[0]С, а бензины только при температуре выше 500[0]С [8].
3.5 Температуры застывания, помутнения и начала кристаллизации
Нефть и нефтепродукты не являются индивидуальными веществами, а представляют собой сложную смесь органических соединений. Поэтому они не имеют определенной температуры перехода из одного агрегатного состояния в другое. Влияние температуры на агрегатное состояние нефти и нефтепродуктов имеет важное значение при их транспортировке и эксплуатации. Чем больше в нефти твердых парафинов, тем выше температура ее застывания. Смолистые вещества оказывают противоположное влияние -- с повышением их содержания температура застывания понижается.
Температура застывания характеризует возможную потерю текучести нефтепродукта в зоне низких температур. Чем ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
