Характеристики нефтепродуктов

harakteristiki-nefteproduktovНедавно одним из читателей был задан вопрос о том, где найти данные для расчета по ЛВЖ, а именно параметры растворителя нефрас с-50/170. Нефтепродукты при расчете категорийности встречаются очень часто, вместе с этим, в справочных данных некоторые нужные показатели могут отсутствовать.

Предлагаю восполнить этот пробел и рассмотреть характеристики нефтепродуктов, которые могут понадобиться при расчете категории взрывопожарной и пожарной опасности. Для расчета категории А или Б необходимо знать, с какой скоростью будет испаряться тот или иной нефтепродукт из пролива.

Скорость испарения ЛВЖ из пролива зависит от табличного коэффициента, учитывающего скорость воздуха в помещении и температуру (см. СП 12.13130), молекулярной массы и давления насыщенных паров.
Для большинства нефтепродуктов указанные характеристики можно найти в справочной литературе. Однако, как и в данном случае, для нефраса с-50/170, да и для остальных нефтепродуктов с другими пределами кипения (нефрас с-80/120, нефрас с-155/200), требуемые для расчета пожарной категории характеристики в справочной литературе не обнаружены.

Характеристики нефтепродуктов для определения категории пожароопасности можно определить при помощи расчета по эмпирическим формулам. Давайте рассмотрим по порядку.

Молекулярная масса нефтепродуктов на практике может быть рассчитана с помощью формулы Б.П. Воинова:

harakteristiki-nefteproduktovгде a, b, c – коэффициенты, t – средняя молекулярная температура кипения нефтепродукта.

Для парафиновых углеводородов молекулярная масса по формуле Воинова:

molekuljarnaja-massa-nefteproduktovДля нефтяных фракций молекулярная масса по формуле:

molekuljarnaja_massa_nefteproduktovК – характеризующий фактор.

Формула дает результаты с 3-5% погрешностью, по сравнению с экспериментальными данными. Для узких нефтяных фракций более точной формулой, по сравнению с формулой Воинова является формула БашНИИНП:

harakteristiki_nefteproduktovДавление насыщенных паров ЛВЖ или ГЖ при расчете категорий обычно определяют по уравнению Антуана:

uravnenie-antuanaКоэффициенты уравнения Антуана для большинства жидкостей можно найти в справочной литературе.

Давление насыщенных паров нефтепродуктов на практике определяется с помощью формулы Ашворта:

formula-ashvorta

davlenie-nasyschennyh-parov

davlenie_parov_nefteproduktov

P – давление насыщенных паров, МПа, T – температура кипения при давлении P, К, T0 – температура кипения при давлении 105 кПа (для нефтяной фракции – средняя температура кипения), К.
Уточненная В.П. Антонченковым формула Ашворта имеет вид:

davlenie_nasyschenny_-parov

davlenie-uprugosti-parovdavlenie-parov-nefrasИтак, определим характеристики нефтепродукта: молекулярную массу и давление насыщенных паров нефраса с-50/170. Открываем ГОСТ 8505-80 «Нефрас-С 50/170» и находим, что пределы кипения, это в принципе понятно уже из названия, составляют 50 и 170 градусов Цельсия. Средняя температура кипения T0 составляет 105°С. Характеризующий фактор принимается равным 10,5. Определим давление насыщенных паров нефраса при температуре T, например, 30°С.

Молекулярная масса нефраса по формуле для нефтяных фракций составит:

molekuljarnaja-massa-nefrasДалее определяем давление насыщенных паров нефтяного растворителя по формуле Ашворта.

davlenie-parov-rastvoriteljaДавление насыщенных паров нефраса с-50/170 составит 59,51 кПа.

Данный пример не претендует на всю полноту, т.к. существует еще много различных формул, по которым можно определить характеристики нефтепродуктов для определения категории пожарной опасности. О них, по возможности, в следующих публикациях на блоге о пожарной безопасности.

К записи "Характеристики нефтепродуктов" 17 комментариев
  1. Сергей:

    Хороший пример, только вот не все формулы для расчета приведены.

    И если уж речь пошла про нефтепродукты, то почему не написали, как рассчитать теплоту сгорания?

    [Ответить]

    admin

    Дмитрий, теплоту сгорания можно рассчитать по формуле Басса, например. Нужно знать только плотность нефтепродукта. В примерах на блоге и в пособии к НПБ 105 она имеется.

    [Ответить]

  2. Сергей:

    Я всего лишь имел ввиду, что не лишним будет написать о том, как рассчитать теплоту сгорания нефтепродуктов, ведь для категорирования она тоже нужна.

    [Ответить]

  3. Олег:

    Отличный пример, только вот не могу понять как давление насыщенных паров из -1,225 получилось 59,51 кПа?

    Заранее благодарен.

    [Ответить]

    admin

    Олег, спасибо.

    Давление насыщенных паров по формуле Ашворта получается в МПа. 10 в степени -1,225 получается 0,05951 МПа, или 59,51 кПа.

    [Ответить]

  4. Алексей:

    добрый день! Спасибо за выложенный пример! Есть пара уточняющих вопросов:

    1. Табличное значение скорости воздушного потока принимать блажайшее большее от расчетного (исходя из принципа максимальных последствий аварии — ведь чем боольше скорость, тем больше масса испарившегося вещества, соответственно и избыточное давление)?

    2. Давление насыщенных паров для топлива ТС-1 можно определять по формуле Ашворта (поскольку данных по уровнению Антуана то же нет) или здесь другая формула.

    3. Избыточное давление для топлива ТС-1 определять по формуле А4 СП (поскольку там содержится до 22% ароматических углеводородов)или по А1 СП (ароматические углеводороды во всех веществах не считать за составную часть, то есть считать вещество индивидуальным. Либо при определеном процентном содержании).

    4. если в помещении есть вещества с температурой вспышки до 28 град. цельсия и массой достаточной для образования избыточного давления большее 5 кПа, то наверно не имеет значение по какому веществу будет произведен расчет. Категория «А» будет во всех случаях.(например помещение с нефрасом, топливом ТС-1, растворителем 646)

    [Ответить]

    admin

    Добрый!

    1. Да, совершенно верно. Коэффициенты выбираются большими из ближайших.

    2. Можно по формуле Ашворта. Однажды также не нашел по нему данных, расчет давления насыщенных паров вел по формуле Ашворта. Можно и другими способами, зная несколько экспериментальных точек «давление насыщенных паров — температура».

    3. Только А4, т.к. керосин — не индивидуальное вещество, а смесь. Если уж совсем быть точным до конца, то чистых веществ в природе не существует, так и или иначе будут какие-то примеси.

    4. Да, подход верный, если по одному из веществ получил категорию А и никакие мероприятия по снижению категории не предусматриваются (в плане размещения именно того вещества, по которому вышли на категорию А), то проводить расчеты по всем веществам и материалам нецелесообразно.

    [Ответить]

    Алексей

    по 4 вопросу наверно не корректно спросил — возможно вести расчет по тому веществу по которому есть больше данных? если рассчитывать по правилам, то надо выбирать вещество с наибольшим максимальным давлением взрыва?

    [Ответить]

    admin

    Ну да, можно и так. Выше категории А нет, как только на нее вышли, то смысла считать уже нет. Если категория А сразу по расчету не вышла, то следует по каждому веществу вести расчет, но целесообразнее делать в первую очередь расчет по тем материалам, по которым больше данных.

    Дело в том, что на расчетное избыточное давление взрыва влияет не только максимальное давление взрыва, но и другие параметры. Какие именно? Их легко увидеть, если провести анализ формул для расчета избыточного давления взрыва. Это молекулярная масса, давление насыщенных паров и стехиометрическая концентрация для чистых веществ. Для смесей вместо стехиометрической концентрации решающую роль играет теплота сгорания.

  5. Алексей:

    Спасибо понял! Есть вопрос с примением формул Приложения Д СП для расчета коэффициента Z — Д1 (Д2) и Д6.

    Если я правильно понял, то Д1 (Д2) применяется в случаях когда вещество применяется непосредственно в технологическом процессе с использованием каких либо установок или устройств.

    Д6 когда когда вещество по сути находится в покое, хранится.

    Например, есть установка расходные баки с топливом ТС-1 для которой находятся в одном помещении, а сама установка находится в другом помещении. Для помещения расходных баков — Д6, для помещения с установкой Д1 (Д2).

    В случаях отдельно стоящей установки с встроенным баком справедливо применять Д1 (Д2).

    И что это за уровень значимости Q?. откуда он берется?

    [Ответить]

  6. admin:

    Не совсем так, формулы из приложения Д СП 12.13130.2009 применимы для помещений прямоугольной формы с отношением длины к ширине не более 5, когда средняя концентрация горючего вещества менее 0,5 НКПР. Для складских помещений вполне подходят.

    Формула Д6 для случаев, когда имеется вентиляция внутри помещения, общеобменная или аварийная.

    Не совсем понял вопроса. Ведь формулы Д1 и Д2 для коэффициента участия горючего во взрыве, а Д6 рассчитывает предэкспоненциальный множитель в этих формулах для ЛВЖ при подвижной воздушной среде. Есть в помещении вентиляция — формула Д6, нет — Д5. Затем уже определяется Z, в зависимости от того, какие размеры имеет взрывоопасное облако.

    Уровень значимости — это параметр из теории вероятности. Точно не помню, но вроде бы уровень ошибки, которую мы готовы принять при вычислении случайной величины. Уровень значимости 0,05 — это значит, что в таком случае мы готовы допустить 5% отклонение концентрации в облаке от ее среднего значения. Кажется так.

    [Ответить]

    Алексей

    Да, сори! Не Д6, а Д8.В примерах пособия по СП — пример №5 через формулу д8 и дальше по рис. Д1. Пример №6 — по формуле Д2. В чем разница?

    [Ответить]

    admin

    Разница в том, что по формулам Д1 и Д2 — это расчетный метод, по графику — графический метод. Кому как больше нравится. Я не сравнивал, будет ли разница в результатах расчета в том и другом случае.

    [Ответить]

    Алексей

    выходит каким методом считать не имеет значения? кому какой нравится!

    admin

    Да, можно хоть по формулам, хоть по графику.

    Пожарюга

    Разница есть, но очень минимальная. Согласен полностью, что кому-как удобнее.

  7. Кирилл:

    Подскажите, какую брать среднюю температуру кипения для нефраса С2-80/120 для определения давления насыщенных паров при температуре 37 градусов?. Дело в том, что я взял среднюю температуру кипения 100. Получается давление насыщенных паров при 37 градусах 101 кПа. И это как-то много мне кажется.

    [Ответить]

Оставить свой комментарий

Подписка на блог
ВАШЕ ИМЯ
ВАШ E-MAIL:

Поиск
Наши партнеры
Вверх
© 2017    Копирование материалов запрещено