По вполне понятным причинам свойства нефтепродуктов зависят от температуры окружающей среды. Помимо увеличения вязкости, понижение температуры нефтепродуктов сопровождается образование в них кристаллов льда, парафинов и бензола. Все это приводит к ряду нежелательных последствий, а именно:
- уменьшение подвижности и, соответственно, прокачиваемости
- образование пробок в топливопроводах
- забивание фильтров
Основными низкотемпературными характеристиками нефтепродуктов являются:
- температура помутнения (Cloud Point)
- температура начала кристаллизации
- предельная температура фильтруемости (Cold Filter Plugging Point)
- температура потери текучести (Pour Point)
- температура застывания (Solidification Point)
Рассмотрим более подробно процессы, происходящие с нефтепродуктами при понижении температуры. Итак, при уменьшении температуры начинают образовываться кристаллики углеводородов, главным образом, парафинов и их частным случаем – церезинов. При этом нарушается фазовая однородность и прозрачность нефтепродукта, появляются хлопья и «облака», но наблюдать отдельные кристаллики пока невозможно. Этот момент называют температурой помутнения, ее определяют визуально, сравнивая охлаждаемый образец с прозрачным эталоном (ГОСТ 5066-91). При помутнении топливо, как правило, не теряет текучести, но образовавшиеся микрокристаллики мешают ему проходить через небольшие отверстия, например, фильтры тонкой очистки.
При дальнейшем охлаждении становится возможным визуальное наблюдение надмолекулярных структур – небольших кристаллов углеводородов. Этот момент принято считать температурой начала (точки) кристаллизации. В некоторых случаях жидкость при охлаждении может проскочить точку начала кристаллизации, вследствие отсутствия центров кристаллизации, и находится в таком переохлажденном состоянии некоторое время. Кристаллы могут начать появляться в любой момент, при этом центром кристаллизации может послужить какая-либо неоднородность, соринка или флуктуация. В данном случае этот локальный минимум и будет точкой начала кристаллизации. В связи с образованием кристаллов температура начнет подниматься, достигнет локального максимума и на некоторое время станет постоянной в связи с достижением термодинамического равновесия, после чего опять начнется снижение температуры. Такой локальный максимум принято считать температурой кристаллизации, которую называют также температурой замерзания (Freezing Point). Разница между температурой начала кристаллизации и температурой кристаллизации составляет 1- 3 °С.
При дальнейшем охлаждении нефтепродукта выделившиеся микрокристаллы начинают образовывать сетчатые каркасные структуры, при этом субстанция теряет подвижность. Этот момент называется температурой потери текучести. После этого субстанция застывает, что характеризуется температурой застывания. В зарубежных стандартах температуру потери текучести определяют путем прибавления 3 °С к температуре застывания.
Важной низкотемпературной эксплуатационной характеристикой является так называемая предельная температура фильтруемости – температура, при которой нефтепродукт еще способен проходить через фильтр с установленной скоростью. Предельная температура фильтруемости (ПТФ), как правило, ниже температуры помутнения, но выше температуры застывания.
Таким образом, низкотемпературные свойства являются чрезвычайно важными характеристиками нефтепродуктов, позволяющими не только судить об их физических свойствах, но также косвенно оценивать содержание в них воды и наличие некоторых групп углеводородов (например, чем ниже температура помутнения, тем меньше содержание растворенных парафинов и воды).
Для улучшения низкотемпературных характеристик нефтепродуктов как правило используют специальные депрессорнодиспергирующие присадки (более известное название – антигель).
