30 Янв

ВЗАИМОСВЯЗЬ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КАЧЕСТВА ТВЕРДЫХ ПАРАФИНОВЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Твердые парафиновые нефтепродукты (парафины, церезины, воски и их композиции) необходимы для развития многочисленных отраслей экономики, в том числе радиоэлектронной, машиностроительной, тароупаковочной и пищевой. Чаще всего применяют композиции парафинов с церезинами и восками, так как товарные парафины не всегда удовлетворяют  требованиям потребителей из-за повышенной хрупкости структуры. Для научного подбора  промышленных марок парафинсодержащих нефтепродуктов и соотношения их в композициях требуется знание взаимосвязи температурных характеристик  их качества.

Процесс  структурообразования в расплавах и растворах парафинов при понижении их температуры начинается с появления первых кристаллов твердой фазы и заканчивается формированием пространственной дисперсной структуры, обладающей определенными механическими свойствами. При этом процесс  структурообразования можно разделить на 5 этапов. Первый этап – образование зародышей кристаллов – определяется температурой начала кристаллизации  tk. Второй этап – накопление твердой фазы с одновременным структурообразованием. Максимальная температура, при которой  происходит образование пространственной дисперсной структуры, иммобилизующей жидкую фазу – дисперсионную среду соответствует температуре застывания t3. Третий этап – продолжение структурообразования от t3 до конца кристаллизации (tkk), когда вся жидкая фаза переходит в твердое состояние.  В связи с этим задачей данного исследования явилось выяснение взаимосвязи температурных характеристик качества парафинсодержащих нефтепродуктов.

Нами исследованы температуры начала кристаллизации tk и структурного застывания t3 для расплавов парафинов и других парафиновых нефтепродуктов во взаимосвязи со стандартными температурными показателями их качества  (для парафинов — температурой плавления ГОСТ 4255-75  и для церезинов — температурой каплепадения ГОСТ 6793-74). Температура застывания t3 оценивалась по потере текучести на шарике термометра  (ГОСТ 2287-74).

Объектами исследования служили промышленные образцы твердых нефтяных парафинов Озексуатской нефтесмеси марок П-1(пищевой), Т (технический), Нс (спичечный), опытные образцы мягких парафинов Озексуатской (МП-1) и Ромашкинской (МП-2)  нефтей, нефтяных церезинов Волгоградского НПЗ марок Ц-65, Ц-75, Ц-80, Ц-85, а также нефтяных восков Волгоградского НПЗ марок Омск-7, Омск-10 и  защитного воска ЗВ-1 Ярославского НПЗ. Наличие н-алканов в них оценивалось по процентному содержанию комплексообразующих (КО). Результаты исследования группового углеводородного состава парафиновых нефтепродуктов даны нами в работе [2, с. 40]. Исследованные  опытные образцы на 50 % и белее состоят из изо- и циклоалканов. Содержание углеводородов, образующих комплекс с карбамидом (КО), в восках ЗВ-1, Омск-7,  Омск-10 и Ц-67 – 40 масс.%,  в  Ц-75,  Ц-80  и Ц-85-60 масс.%. Количество ароматических углеводородов в промышленных товарных образцах церезинов и восков составляет 0,15÷1,78 масс.%. Молекулярные массы исследованных нефтяных восков находятся в пределах 420÷500, а церезинов 532÷651, что соответствует фракциям н-С20Н42+н-С37Н76  и  н-С37Н76+н-С47Н96. Полученные экспериментальные данные обобщены в таблице 1. Температура плавления парафинов по методу Жукова ts соответствует температуре застывания t3 их расплавов, что определяет физический смысл ts как максимальной температуры, при которой происходит формирование пространственной дисперсной структуры и система теряет свою подвижность.

Температура каплепадения – минимальная температура, при которой нагреваемая структурированная парафинсодержащая система разрушается и начинает течь. Процесс разрушения и течения, сопровождающийся каплепадением, является обратным затвердеванию или застыванию. При создании условий медленного нагревания и охлаждения, близких к равновесным, температуры каплепадения и застывания должны быть равны по величине. Это наблюдалось для всех изученных парафиновых нефтепродуктов. Температура каплепадения соответствовала температуре застывания или превышала ее величину t3 не более чем на 1 градус. При сравнении парафинов, церезинов и их сплавов между собой можно оценивать их единой температурной характеристикой плавления по каплепадению или застыванию. Последняя определяется наиболее просто и быстро, в связи, с чем может быть использована для экспресс-оценки способности к плавлению парафиновых нефтепродуктов и определения начальной температуры границы структурообразования; Температура размягчения для парафинов в большинстве случаев практически совпадает с температурой конца их кристаллизации или начала плавления, что позволяет их считать взаимозаменяемыми характеристиками для данных продуктов. Значения температур начала кристаллизации во всех случаях очень близки к точкам затвердевания и выше последних всего на 0,3÷1 град для парафинов и 0,5÷3 град для церезинов и восков. Температурный интервал от начала до конца кристаллизации (∆tk = tktkk) для большинства товарных сортов нефтяных парафинов составляет 5÷8 градусов. Величина ∆tk может служить критерием оценки ширины фракционного состава парафинов.

Литература

  1. А.С. Абубакакрова, Ж.Т. Хадисова, Э.А. Александрова. Исследование структурно-механических свойств парафинсодержащих нефтепродуктов. ХТТМ. –2014, №2.– С.40–

Температурные характеристики качества твердых парафиновых нефтепродуктов

Таблица 1

Т  е  м  п  е  р  а  т  у  р  а,      ºС

 

 

 

Марка

нефтепродукта

начала кристаллизации

tk

плавления по методу Жукова ГОСТ

4255-75

ts

застывания

на шарике термометра

tз

конца кристал-лизации или начала плавления по методу ТА и ДТА

tkk

размягчения

ГОСТ 6793-74

tp

каплепадения

ГОСТ

6793-74

tkaпл

ГОСТ

5066-56

метод

ТА и ДТА

1 2 3 4 5 6 7 8

Парафины

П-I 55,4 55,6 55,5 55,5 50,0 50,0 55,5
T 52,8 52,8 52,6 52,5 47,5 48,0 52,5
Hc 50,4 50,5 50,0 49,5 45,0 44,0 50,0
В4 57,1 57,5 57,0 56,8 52,2 52,0 57,1
МП 40,2 40,5 39,4 39,5 35,0 35,0 40,5

Церезины

Ц-65 69,5 69,0 68,0 65,0 69,0
Ц-80 80,0 80,0 80,0 78,5 80,5
Ц-85 85,5 85,0   84,5   80,0 115,5
Синтетический

Ц-100

103 102,0 100,0 85,3

Воски

нефтяной ЗВ-1 54,4 54,0 54,0 50,0 54,5
Пчелиный воск 66,0 66,0 64,0 59,5 65,0
Очищенный петролатум 70,0 70,3 68,0 65,0 70,0
ВЗАИМОСВЯЗЬ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КАЧЕСТВА ТВЕРДЫХ ПАРАФИНОВЫХ НЕФТЕПРОДУКТОВ
Written by: Абубакарова Асет Сулеймановна, Хадисова Жанати Турпалиевна, Александрова Эльвира Алекандровна
Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
Date Published: 05/26/2017
Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.01.2015_01(10)
Available in: Ebook