Светлые и темные нефтепродукты. Место мазута в классификации

В результате переработки нефти на современных заводах получают более 500 различных продуктов. Они могут быть жидкими, твердыми и газообразными, пригодными для использования в качестве топлива, смазки, растворителя.

Существует немало научных классификаций углеводородов по конкретным признакам. Например, согласно ИСО 8681-86, нефтепродукты разделяют на классы в зависимости от сферы применения:

• F — топливо.
• S — растворители и сырье для химической промышленности.
• L — смазочные материалы, индустриальные масла и родственные продукты.
• W — парафины.
• B — битумы.

Научная классификация еще более обширна и предполагает выделение углеводородов в зависимости от способа получения, свойств и области использования вещества. Существуют целые атласы нефтепродуктов, а отличать один продукт от другого предлагается с помощью спектрального анализа.

Упрощенно все нефтепродукты разделяют на темные и светлые. Это не официальная классификация, ее не встретишь в учебнике или нормативных документах. Она понятнее других для человека, мало знакомого с химией углеводородов и технологией обработки нефти.

На чем основана классификация?

1. Цвет и прозрачность. Очевидный признак, который легко заметить без специальных инструментов. Цвет обусловлен степенью очистки продукта от производных нефти, смол и других элементов, которые дают специфическую окраску.
2. Удельный вес. Темные нефтепродукты тяжелее. Это снова связано с повышенным содержанием производных нефти.
3. Температура воспламенения. Она ниже у светлых нефтепродуктов. Их относят к легковоспламеняющимся жидкостям.

Упрощенно можно представить, что в схеме переработки нефти с помощью ректификационной колонны темные нефтепродукты располагаются в нижней части, а светлые — в средней и верхней.

Светлые нефтепродукты

Это прозрачные жидкости светлых оттенков или бесцветные. Они качественно очищены от аморфных примесей и окрашенных веществ — на это направлена вся технология переработки. Такие продукты используются преимущественно в качестве топлива и растворителей, химического сырья.

Дизельное топливо

Основными потребителями этого продукта остаются тепловозы, грузовой автотранспорт, сельскохозяйственные и строительные машины, военная техника. Его нередко используют для питания электрогенераторов, а также в качестве котельного топлива (если речь идет об остаточном дизеле, так называемом соляровом масле).

Данный вид топлива классифицируют в зависимости от фильтруемости или вязкости. Эти параметры определяют температуру помутнения и застывания жидкости, после которых топливо становится сложно использовать в ДВС.

Существует несколько основных видов дизеля:

• Летний — подходит для использования при температуре выше -5 градусов Цельсия. Имеет вязкость от 3 до 6 сСт.
• Зимний — имеет предельную фильтруемость до -30 градусов. Его вязкость — от 1,8 до 5 сСт.
• Арктический — подходит для заправки моторов, эксплуатируемых при температуре до -50 градусов. Вязкость сырья — от 1,5 до 4 сСт.

Для современных дизелей, которые применяют в ДВС легковых машин, основной характеристикой является цетановое число. Чем оно выше, тем ровнее и спокойнее горит топливная смесь в цилиндрах. Если оно низкое, то между впрыском топлива и его воспламенением происходит большая задержка. Это негативно влияет на работу мотора.

Для качественного дизельного топлива температура перегонки определяется в диапазоне от 200 до 350 градусов Цельсия.

Керосин

Керосин получают перегонкой нефти при температуре от 100 до 320 градусов. Он представляет собой маслянистую прозрачную жидкость, оттенок которой варьируется от бесцветного до коричневатого.

Как и другие продукты нефтепереработки, керосин не имеет постоянного состава. Он содержит разные группы углеводородов: алифатические, нафтеновые, бициклические, непредельные. Пропорции компонентов меняются в зависимости от свойств исходного сырья и условий переработки.

Существует несколько основных видов керосина:

• Авиационный. Применяется в качестве топлива для дозвуковых и сверхзвуковых самолетов, а также в виде смазочной жидкости и хладагента. Как правило, речь идет о сырье с гидроочисткой и комплексными добавками.
• Ракетный. Применяется в качестве экологичного углеводородного горючего для летательных аппаратов.
• Технический. Используют в производственных процессах. Например, для получения этилена и пропилена, растворителей.
• Осветительный. Для бытовых целей используют очищенный керосин. Его свойства регламентированы ГОСТом.

В зависимости от марки плотность керосина составляет около 0,8 грамма на кубический сантиметр.

Лигроин, или нафта

Прозрачная желтая жидкость, которую ранее использовали в качестве моторного топлива для тракторов и другой спецтехники. Сегодня применяется в основном в качестве сырья для химической промышленности. Из нее получают олефины, высокооктановые присадки для бензина, растворители.

В отличие от бензина, лигроин имеет более высокую плотность. Он содержит больше серы, кислородосодержащих включений, ртути. Плотность нафты составляет около 0,8 грамма на кубический сантиметр.

Бензин

Бензин представляет собой горючую смесь легких углеводородов. В простой классификации светлых и темных нефтепродуктов это самый легкий жидкий продукт. Выше него по колонне ректификации поднимаются только газовые фракции.

Основная сфера использования бензина — это сжигание в качестве топлива. Жидкости с низким октановым числом получают путем прямой перегонки. Температура выкипания такого бензина составляет от 100 до 130 градусов Цельсия.

Для повышения качества и увеличения октанового числа топлива используют ряд технологий:

• термический и каталитический крекинг — переработка при высокой температуре под давлением;
• каталитический риформинг — обработка сырья в присутствии водорода и катализатора;
• гидроочистка — процесс повышения качества светлых дистиллятов при нагреве, под давлением и с участием катализаторов.

В России допускается использование автомобильных бензинов с октановым числом не ниже АИ-80. Этот показатель регламентируется ГОСТ 32513-2013.

Помимо октанового числа, важным параметром для современных бензинов является экологический класс. В нашей стране принята маркировка К2-К5, которая соответствует европейским классам «Евро». Наиболее безопасное топливо — с индексом К5 или «Евро-5».

Темные нефтепродукты

К ним относятся сравнительно плотные и тяжелые жидкости, вязкие продукты. Они имеют характерный коричневый или черный цвет. Такую окраску обеспечивают примеси, которые остаются после первичной или вторичной нефтепереработки и не попадают в светлые нефтепродукты.

Мазут

Мазут по сути является осадком, который образуется в ректификационной колонне после выделения из нефти всех фракций, которые выкипают при температуре до 360 градусов Цельсия. Его плотность достигает 1 грамма на кубический сантиметр.

В состав мазута могут входить тяжелые углеводороды, молекулярная масса которых составляет от 400 до 3000 г/моль:

• нефтяные смолы,
• асфальтены,
• карбоиды,
• карбены,
• органические соединения с металлами.

Товарный мазут может включать не только осадок атмосферной ректификации нефти. В этот продукт добавляют гудрон, битум, компоненты других фракций (в том числе керосин и газойль), отходы других процессов нефтепереработки (например, пиролизные смолы).

Мазут широко используется в сфере промышленности, транспорта, ЖКХ. Вот несколько примеров применения этого сырья:

• сжигание в паровых котлах, котельных, печах;
• производство специализированного моторного топлива для морских и речных судов;
• изготовление битума для дорожного строительства;
• производство смазочных составов, масел.

Выход мазута из сырой нефти самый большой. Его доля по массе составляет 50 % от исходного сырья. Поэтому переработку мазута постоянно углубляют, в том числе нагревают его под вакуумом, получая дистилляты с температурой выкипания до 500 градусов Цельсия.

В зависимости от вязкости выделяют несколько марок мазута:

• М-40. Используется в качестве стандартного печного и котельного топлива. Застывает при температуре ниже +10 градусов, если в него не добавлены более жидкие фракции. Такой мазут можно применять в различных теплогенераторах, в том числе сушилках сельскохозяйственного назначения.
• М-100. Более широко используется в качестве топлива, в том числе в отопительных печах, паровых системах, технологических установках. Имеет более высокую вязкость.
• Флотской. Применяется преимущественно на судах военного назначения. Существуют марки Ф5 и Ф12 (с меньшей и большей вязкостью соответственно). Является достаточно дорогим видом топлива из-за строгой регламентации характеристик, поэтому не находит коммерческого применения.

Битум

Битум получают при переработке нефти, каменного угля и сланцев. По составу и свойствам это сырье близко к природным битумам, имеет аналогичные сферы применения:

• в качестве гидроизоляции;
• при производстве асфальтобетона;
• в лакокрасочной промышленности;
• при изготовлении кабельной продукции, кровельных материалов, мастик.

Для битума характерна высокая вязкость, пластичность, гидрофобность, адгезивные свойства. Конкретные характеристики сырья зависят от преобладания тех или иных компонентов в составе. Так, при повышенном содержании асфальтенов битум имеет твердую структуру. Если в состав входит много смол и масел, сырье становится жидким.

Газойль

К темным нефтепродуктам можно условно отнести тяжелый газойль, который получают методом гидрокрекинга. Он выкипает при температуре от 360 до 500 градусов Цельсия.

Тяжелый газойль практически не используется в качестве самостоятельного продукта. В необлагороженном виде тяжелую фракцию применяют для разжижения топочного мазута. После облагораживания добавляют в дизельное топливо, используют в качестве теплоносителя в ядерных реакторах, как сырье для каталитического крекинга.

Нефтяные масла

Это общее название для ряда темных нефтепродуктов с температурой кипения от 300 до 600 градусов Цельсия. Их используют для смазывания различных узлов, деталей станков, производственного оборудования.

По способу получения нефтяные масла подразделяются на три основные категории:

• дистиллятные — добываются методом вакуумной перегонки мазута;
• остаточные — получены из гудрона;
• компаудинговые — представляют собой смесь дистиллятных и остаточных.

Чтобы полноценно использовать нефтяные масла для улучшения работы современного оборудования, сырье подвергают многоступенчатой очистке и обработке. Для удаления примесей используют методы адсорбции, селекции, кислотного и щелочного воздействия.

Из нефтяного масла получают компрессорные, турбинные, трансмиссионные, моторные и другие масла.

Список литературы

1. Геблер И. В., Смольянинов С. М. Попов Д. А. Зодбоев Д. Д., Индикаторная шкала для определения цветности темных нефтепродуктов [Электронный ресурс] – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/indikatornaya-shkala-dlya-opredeleniya-tsvetnosti-temnyh-nefteproduktov/viewer
2. Дементьев Ф. А., Красильников А. В., Метод парофазного газохроматографического анализа светлых нефтепродуктов [Электронный ресурс] – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metod-parofaznogo-gazohromatograficheskogo-analiza-svetlyh-nefteproduktov/viewer
3. Зверева Э. А., Присадки к топочным мазутам. [Электронный ресурс] – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/prisadki-k-topochnym-mazutam/viewer