Температура вспышки нефти и нефтепродуктов

Температурой вспышки называется температура, при которой нефтепродукт, нагреваемый в стандартных условиях, выделяет такое количество паров, которое образует с окружающим воздухом горючую смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени.

Для индивидуальных углеводородов существует определенная количественная связь температуры вспышки и температуры кипения, выражаемая соотношением:

Для нефтепродуктов, выкипающих в широком интервале температур, такую зависимость установить нельзя. В этом случае температура вспышки нефтепродуктов связана с их средней температурой кипения, т.е. с испаряемостью.

Чем легче фракция нефти, тем ниже ее температура вспышки. Так, бензиновые фракции имеют отрицательные (до минус 40 °С) температуры вспышки, керосиновые 28-60 °С, масляные 130-325 °С.

Присутствие влаги, продуктов распада в нефтепродукте заметно влияет на величину его температуры вспышки. Этим пользуются в производственных условиях для заключения о чистоте получаемых при перегонке керосиновых и дизельных фракций.

Для масляных фракций температура вспышки показывает наличие легкоиспаряющихся углеводородов. Из масляных фракций различного углеводородного состава наиболее высокую температуру вспышки имеют масла из парафинистых малосернистых нефтей. Масла той же вязкости из смолистых нафтено-ароматических нефтей характеризуются более низкой температурой вспышки.

Методы определения температуры вспышки

Стандартизованы два метода определения температуры вспышки нефтепродуктов:

• в открытом тигле (ГОСТ 4333-2021);
• в закрытом тигле (ГОСТ 6356-75).

Разница температур вспышки одних и тех же нефтепродуктов при определении в открытом и закрытом тиглях весьма велика. В последнем случае требуемое количество нефтяных паров накапливается раньше, чем в приборах открытого типа. Кроме того, в открытом тигле образовавшиеся пары свободно диффундируют в воздух. Указанная разность тем больше, чем выше температура вспышки нефтепродукта. Примесь бензина или других низкокипящих фракций в более тяжелых фракциях (при нечеткой ректификации) резко повышает различие в температурах их вспышки в открытом и закрытом тиглях.

Температура вспышки в открытом тигле

Последовательность проведения испытания следующая:

1. Нефтепродукт сначала обезвоживают с помощью хлорида натрия, сульфата или хлорида кальция, затем заливают в тигель до определенного уровня, в зависимости от вида нефтепродукта.

2. Нагрев тигля ведут с определенной скоростью, и при определенной температуре медленно проводят по краю тигля над поверхностью нефтепродукта пламенем горелки или другого зажигательного приспособления.

3. Поднесение источника зажигания начинают за 10 °С до предполагаемой температуры вспышки - если она ниже 50 °С, и за 17 °С - если она выше 50 °С.

4. Постепенный нагрев продолжается с постоянной скоростью (от 5 °С/мин до 6 °С/мин) и через каждые 2 °С повторно подносится источник открытого огня.

5. Результат фиксируется при воспламенении и горении паров анализируемой пробы в течении не менее 5 секунд.

Аппарат с открытым тиглем Кливленда: 1 - термометр; 2 - отверстие для поджига; 3 - тигель; 4 - нагревательная пластина; 5 - нагревательный прибор пламенного типа или резистивный электронагреватель; 6 - к источнику газа; 7 - шарик диаметром от 3,2 до 4,8 мм; 8 - зажигательное устройство; 9 - метка заполнения; 10 - металлическая пластина; 11 - теплостойкая пластина

Температура вспышки в закрытом тигле

Подготовка пробы к проведению испытания:

1. При содержании воды свыше 0,05% нефтепродукт подвергается осушению с использованием:

• свежепрокаленного и охлажденного хлорида кальция, сульфата или хлорида натрия;
• фильтровальной бумаги;
• отпаривания, если температура вспышки продукта выше 117 °С (на 17 °С выше температуры кипения воды).

2. Образец необходимо перемешивать и встряхивать в течение не менее 5 минут в склянке заполненной до 2/3.

3. Температура пробы должна быть ниже предполагаемой температуры вспышки на 17 °С и более, что достигается:

• охлаждением образца, если температура вспышки выше 50 °С;
• нагревом высоковязких и твердых продуктов.

4. Анализируемый продукт наливают в тигель до метки и погружают в нагревательную ванну, которая должна быть на 17 °С холоднее предполагаемой температуры вспышки.

5. Тигель закрывается крышкой, в него вставляется термометр.

6. Зажигается источник открытого огня в форме огненного шарика диаметром 3-4 мм на конце газовой горелки.

Прибор для определения температуры вспышки в закрытом тигле: 1 - зажигающая горелка; 2 - заслонка; 3 - термометр; 4 - пружинный механизм; 5 - крышка; 6 - мешалка; 7 - тигель; 8 - штифт-фиксатор крышки.

Методика проведения испытания:

1. Включается подогрев бани и мешалка.

2. Температура нагрева должна быть 5 - 6 °С, а частота вращения мешалки - 1,5 - 2 оборота в секунду.

3. Испытания начинают при нагреве образца до температуры на 17 °С ниже ожидаемого показателя вспышки.

4. После первого поднесения горелки, процедура повторяется:

• через каждый 1 °С, если вспышка ожидается при температуре ниже 104 °С;
• с интервалом 2 °С, при ожидаемой температуре вспышки свыше 104 °С.

5. Перемешивание перед поднесением источника огня прекращается.

6. Горелка опускается в отверстие в крышке тигля за 0,5 секунды и удерживается в паровой полости в течение 1 секунды.

Классификация веществ от температуры вспышки

Все вещества, имеющие температуру вспышки в закрытом тигле ниже 61 °С, относятся к легковоспламеняющимся жидкостям (ЛВЖ), которые, в свою очередь, подразделяются на:

• особо опасные (Tвсп ниже минус 18 °С);
• постоянно опасные (Tвсп от минус 18 до 23 °С);
• опасные при повышенной температуре (Tвсп от 23 до 61 °С).

Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите ежедневно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.