Закономерности изменения физико-химических свойств бензинов при их эксплуатации и хранении в подземных хранилищах Сирийской Арабской Республики (27.09.2010)

Автор: Осман Бурхан Абд Аль Мажид

Это уравнение адекватно опытной кривой.

Содержание осадка следует кривой 3 на рис. 8, которая может отражать экспоненциальный вид формулы. Содержание осадка в бензине приблизительно в 2 раза меньше, чем содержание в нем смол. Это позволяет утверждать, что осадки появляются в бензине за счет уплотнения смол под воздействием молекул О2. Молекулы кислорода в триплетном и синглетном состоянии могут способствовать превращению молекул УВ в ГПУВ (гидропероксид углеводорода), которые являются источником возникновения смол в составе бензина, как неоднократно это подтверждалось ранее опытными данными. В начальной стадии хранения бензина смолы по линейным размерам не превышают размера мицелл. Бензины с частицами смол таких размеров обладают повышенной агрегативной устойчивостью. С увеличением продолжительности хранения бензинов в резервуаре, частицы смол дополнительно подвергаются окислению, с повышением их полярности. При столкновении таких полярных частиц смол образуются уже сложные структурные единицы (ССЕ) в форме глобул, которые и оседают на дно резервуара, что связано со снижением кинетической усточивости дисперсной системы.

Плотность бензинов при хранении может возрастать по нескольким причинам:

– увеличение содержания в нем смол;

– повышение содержания высококонденсированных соединений, растворимых в бензине;

– удаление некоторого количества легколетучих фракций.

Снижение скорости изменения плотности (кривая 1) с повышением времени хранения бензина связана с тем, что смолы ингибируют процесс окисления углеводородов с образованием гидропероксидов, а, следовательно, снижается возможность образования высококонденсированных продуктов при участии в этом процессе гидропероксидов углеводородов.

Образование нерастворимого в бензине осадка в ходе его хранения, связано с тем, что гидропероксиды взаимодействуют с ароматическими и парафиновыми углеводородами, которые превращаются в органические кислородсодержащие соединения и фенольные продукты, которые преобразуются вначале в продукты конденсации соединений в форме смол, а затем уплотняются в нерастворимые осадки, которые аккумулируются на дне хранилища.

Полученные результаты позволяют отметить, что наиболее существенные изменения в товарном бензине проходит в течение 180 суток, а затем качество бензина меняется значительно медленнее, но повышаются изменения качества товарного бензина после 470 суток их хранения.

С целью сравнения закономерностей накопления смол в резервуарах 4-х регионов САР приведены данные на рис. 9.

Рисунок 9 – Зависимость накопления смол в бензинах от времени их хранения в подземных хранилищах САР в пяти регионах: Ю-Южный, Ц-Центральный, С-Северный, В-Восточный.

По уровню накопления смол в бензинах, хранящихся в подземных резервуарах, регионы располагаются в ряду: Ю>Ц>В>С. Этот ряд совпадает с уровнем средней температуры окружающей среды в этих регионах.

В заключение этого раздела можно сформулировать следующий механизм образования осадков в бензинах, который представлен на рис. 10.

Рисунок 10 – Принципиальная схема образования смол и осадков в бензине

Из этой схемы следует, что наиболее существенной стадией в создании смол и осадков является стадия образования гидропероксидов (ГПУВ). Следует отметить, что рыхлые осадки легко можно удалить циркуляцией бензина насосами, после выгрузки бензина из резервуара. Рыхлые осадки содержат зернистые сферолитные и глобулярные структуры. Они легко разрушаются потоками циркулирующего бензина. Плотные осадки можно удалить уже с помощью только паровой их обработкой. В подземных резервуарах Ю, Ц, С и В плотность бензинов растет со временем хранения по закономерностям, которые показаны на рис. 11.

Рисунок 11 – Зависимость накопления смол в бензинах от времени их хранения в подземных хранилищах САР в пяти регионах:

Ю – Южный, Ц – Центральный, С – Северный, В – Восточный

Эти кривые отражают логарифмически-степенную функцию. Для этой зависимости было получено уравнение для изменения плотности бензина в подземных резервуарах, которое представлено в форме уравнения (39 в дссертации). Это уравнение универсально для бензинов резервуаров Северного, Центрального и Восточного регионов.

В заключение можно отметить, что хранение бензинов в подземных хранилищах в разных регионах страны определяет одинаковые по форме закономерности изменения параметров бензина, но наиболее значительные изменения в ИОЧ и плотности, а также во фракционном составе бензинов, получены в Центральном и Южном регионах страны.

При хранении товарных бензинов в пяти регионах САР со временем меняются температуры выкипания узких фракций, как показано на рис. 12 и 13 для Центрального и Восточного регионов. Подобные же закономерности получены для бензинов, хранящихся в резервуарах Южного, Северного и Западного регионов.

,0С выкипания фракций товарного бензина: 1 – н.к.; 2 – 10%-ная; 3 – 50%-ная, 4 – к.к. (Центральный регион)

При длительном хранении бензинов в подземных резервуарах происходит изменение углеводородного состава узких фракций. Эти изменения проявляются в температурах выкипания этих узких фракций, как показано на рис. 12 для Центрального региона и на рис. 13 для Восточного региона.

Рисунок 13 – Влияние времени хранения на температуру

?tмах , 0С, выкипания фракции товарного бензина:

1-н.к.; 2 – 10%-ная; 3-50%-ная; 4 – к.к.

(Восточный регион)

Из рис. 12 и 13 следует, что ?tкип узких фракций бензина со временем его хранения проходит через экстремумы. Такие же графики получены для Северного, Южного и Западного регионов.

Из проведенного анализа природных условий следует, что в регионах среднегодовая температура 0С имеет следующие значения:

Ю (40,5) Ц (39,6) > В (32,2) > З (30,5) > С (24,0). Для этих регионов численные значения температур н.к. и температур кипения 10%-ных фракций в зависимости от среднегодовой температуры приведены на рис. 14.

Рисунок 14 – Влияние среднегодовой температуры региона на ?tмах , 0С – повышение температуры выкипания товарного бензина, хранимого в подземных резервуарах в течение 670 суток: 1 – н.к.; 2 – 10%-ная фракция

Закономерности, приведенные на рис. 12 и 13, отражают сложное влияние природно-климатических условий на изменение ?t оС со временем. Это связано, с одной стороны, с удалением легких фракций бензинов из резервуаров, а с другой стороны в них протекают химические реакции и диффузионные процессы, которые меняют распределение классов углеводородов во фракциях.

Между тем величины ?t оС со временем хранения бензинов по регионам имеет плавное изменение (см. рис. 14) с изменением средней температуры по регионам. Это отражает одинаковый механизм старения бензинов в резервуарах, независимо от региона их расположения.

Свойства бензинов значительно меняются при хранении их в резервуарах не только во времени, но и по глубине расположения слоёв в подземных хранилищах.

Так, для Южного региона физико-химические свойства исходного бензина и загруженного в подземное хранилище в Южном регионе САР, приведены в таблице 7.

Таблица 7 – Зависимость физико-химических свойств бензина от глубины отбора проб из резервуара Южного региона

Наименование Ед. изм. Бензины

Исходный Верх Средний Низ Дно Общий

Плотность при 15 оС кг/м3

(усл.) 709 712 712 713 714 713

Содерж. Смол мг/100


загрузка...