Температура воспламенения и самовоспламенения

 

Если в условиях определения температуры вспышки (в открытом тигле) нефтепродукт нагревать и далее, то можно наблюдать, как пары вспыхивают, но нефтепродукт продолжает гореть еще в течение некоторого времени. Наименьшая температура, соответствующая такому горению называется температурой воспламенения. Ее определяют в том же приборе, что и температуру вспышки (в открытом тигле).

Температура воспламенения на десятки градусов выше температуры вспышки в открытом тигле.

Если нефтепродукт нагреть достаточно сильно, а затем привести в соприкосновение с воздухом, то он может самовоспламениться. Температура самовоспламенения – это та температура, при которой соприкосновение нефтепродукта с воздухом вызывает его воспламенение и устойчивое горение без поднесения источника огня.

Температура самовоспламенения зависит от химсостава. Максимальной температурой самовоспламенения обладают ароматические углеводороды, минимальной – н-парафины.

Самовоспламенение нефтепродуктов часто является причиной пожаров при нарушении герметичности соединений аппаратуры и трубопроводов.

 

Температура застывания

 

При использовании нефтепродуктов и их транспортировке в зимних условиях большое значение приобретает их подвижность. Температура, при которой нефтепродукт в стандартных условиях теряет свою подвижность, называется температурой застывания.

Потеря подвижности нефтепродукта связана с явлениями фазовых переходов вещества и переходом его из области обычной вязкости к структурной. Потеря подвижности нефтепродукта может быть вызвана либо повышением вязкости нефтепродукта (он переходит в коллоидное, стеклообразное состояние), либо образованием твердой фазы в объеме жидкости (кристаллизации). Последнее характерно, как правило, для фракций с большим содержанием парафина или церезина. Причем, по мере понижения температуры, кристаллы могут образовывать пространственную структуру (сетку), внутри которой находится жидкая фаза нефтепродукта. В этом случае нефтепродукт полностью теряет свою подвижность, хотя большая его часть остается жидкой.

Методика определения температуры застывания нефтепродукта обязательно включает в себя стадию термической подготовки, при которой образовавшиеся кристаллы полностью растворяются или расплавляются в жидком нефтепродукте. После термической обработки нефтепродукт охлаждают до предполагаемой температуры застывания, при достижении которой пробирку с нефтепродуктом наклоняют под углом 45° и наблюдают за ее уровнем. Вне зависимости изменения уровня нефтепродукта всю процедуру повторяют, начиная с термообработки. За температуру застывания нефтепродукта принимают ту наивысшую температуру, при которой уровень нефтепродукта в пробирке, наклоненной под углом 45°, остается неизменным в течение определенного времени.

 

Температура плавления

 

Практическая ценность твердых нефтепродуктов, таких как парафин, церезин и др., определяется главным образом их температурой плавления – температурой перехода из твердого кристаллического состояния в жидкое.

Температуру плавления твердых нефтепродуктов определяют по методу Жукова. В стандартный прибор заливают расплавленный парафин и охлаждают, записывая температуру через каждую минуту. По данным замеров строят график в координатах время – температура. Температура, которой соответствует горизонтальный участок на кривой охлаждения (когда температура поддерживается постоянной за счет выделения тепла при кристаллизации), принимается за температуру плавления. Горизонтальный участок на кривой охлаждения может наблюдаться только для нефтепродуктов, содержащих кристаллизующиеся компоненты (как правило, н-парафины), соответственно, нефтепродукты, не содержащих таких веществ не имеют температуры плавления (однако теряют подвижность при температуре застывания за счет повышения вязкости). Поэтому температуру плавления нельзя отождествлять с температурой застывания.

 

Температура каплепадения

 

Для мазеобразных нефтепродуктов (консистентных смазок, петролатума, и др.) вместо температуры плавления нормируется температура каплепадения. Температуру каплепадения также нельзя отождествлять с температурой плавления, т.к. падение первой капли не означает, что при данной температуре вся смазка обязательно потеряла пластичность и начала течь. Иногда это происходит из-за плохой термической стабильности смазки: она выделяет некоторое количество масла, но сохраняет еще какой-то предел текучести. Таким образом, температура каплепадения характеризует не только термостойкость смазки, но и ее стабильность против расслоения (важно для консистентных смазок, состоящих из масла и загустителя).

Определение температуры каплепадения проводят при помощи стандартного термометра Уббеллоде, в нижнюю часть которого вделана металлическая гильза. В гильзу ввинчивается металлическая трубка с отверстием, в которую вставляется капсуль стандартных размеров с испытуемой смазкой. Подготовленный термометр вставляют в пробирку и нагревают на водяной или глицериновой бане.

За температуру каплепадения испытуемого нефтепродукта принимают ту температуру, при которой упадет первая капля, или дна пробирки, куда вставлен термометр, коснется столбик нефтепродукта, выступившего из отверстия капсуля.