Нефть и нефтепродукты

НЕФТЬ И НЕФТЕПРОДУКТЫ. Нефть (далее – Н.) — это сложная смесь органических соединений (гл. обр. углеводородов), относящихся к следующим гомологическим рядам:

алканы общей формулы СnH2n+2;

циклоалканы общей формулы СnH2n (преимущественно циклопентан, циклогексан и их гомологи);

ароматические углеводороды – гомологи бензола, нафталина, антрацена, фенантрена и соединений с большим числом конденсированных циклов.

Кроме того, Н. содержит смолы и асфальтены, основной структурной единицей которых являются конденсированные ароматические и нафтеноароматические циклы, а также соединения серы, азота, кислорода и металлов. Нефти классифицируются: по содержанию в них углеводородов (химическая классификация); по содержанию серы, парафинов и качеству получаемых продуктов (технологическая классификация). По химическому составу делятся на парафиновые, нафтеновые и смешанные. Содержание ароматических углеводородов, как правило, не превышает 15%.

Процессы переработки Н. делятся на первичные и вторичные. Первичной является перегонка Н., в результате которой получают широкий ассортимент фракций и нефтепродуктов:

углеводородный газ (пропан-бутановая фракция);

бензиновая фракция;

керосиновые фракции;

дизельные фракции;

мазут;

широкая масляная фракция;

узкие масляные фракции;

гудрон.

Продукты перегонки Н. в большинстве случаев подлежат дальнейшей обработке и очистке. В этих процессах получают также ароматические углеводороды, нефтяные растворители (нефрас) и др. продукты. Остаток, полученный при перегонке, используется частично как котельное топливо, др. часть служит для получения битумов и нефтяного кокса. Вторичные процессы состоят в глубоком преобразовании углеводородов, полученных при перегонке фракций. Это термические (крекинг, пиролиз, коксование) и термокаталитические процессы, которые позволяют получать из высокомолекулярных соединений углеводороды меньшей молекулярной массы.

Сырая нефть. Содержание углерода в Н. колеблется от 82 до 87%, водорода – 11–14%, серы – 0,01–8%, кислорода – от 0,1 до 1,0%, азота – в пределах 0,01–0,3%. Общее содержание парафинов в Н. – 30–35% (однако в некоторых Н. может составлять 40–50%). В Н. различных типов содержится от 25 до 75% нафтенов, от 10 до 20% ароматических углеводородов, только в некоторых ароматизированных Н. оно достигает 35%. Сера в Н. частично находится в виде Н2S (до 0,03%), но гл. обр. в виде органических соединений 4 классов: тиолов (или меркаптанов), сульфидов, дисульфидов, тиофеновых производных.

Содержание нефти и нефтепродуктов в воздухе

рабочей зоны

Наименование вещества, № CAS ПДК, мг/м3 Характеристика вещества
Нефть сырая [8002—05—9] 10 а, «+», 3 класс
Бензин (растворитель, топливный) 100 п, 4 класс
Керосин (в пересчете на C) [8008—20—6] 300 п, 4 класс
Уайт—спирт (в пересчете на C) [8052—41—3] 300 п, 4 класс
Нефрас (в пересчете на C) [С150/200] 100 п, 4 класс
Масла минеральные нефтяные [8042—47—5] 5 а, «+», 3 класс

Сокращения и обозначения: ПДК – это предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны (по ГН 2.2.5.686–98); п – пары; а – аэрозоль; класс – класс опасности вещества согласно ГОСТ 12.1.007–76; «+» – требуется специальная защита кожи и глаз.

Бензины (Б.) представляют собой смесь жидких углеводородов всех классов и различаются по составу в зависимости от исходной Н. и способа получения. Б. прямой гонки состоят преимущественно из парафиновых и нафтеновых углеводородов. Б. термического крекинга и коксования содержат много непредельных углеводородов. Б. каталитического крекинга богаты изопарафинами (до 63%) и ароматическими углеводородами; Б. каталитического риформинга – ароматическими углеводородами. Содержание серы в авиабензинах не превышает 0,05%, в автомобильных Б. – 0,10–0,12%; содержание смол 2–4 и 2–10 мг/100 см3 соответственно.

Б. действуют на организм подобно парафинам и нафтенам, составляющим основную их массу. Острые отравления могут происходить при применении Б. в качестве моторного топлива (напр., в гаражах, на бензозаправочных и бензосмесительных станциях, при автомобильных авариях). Острые тяжелые и даже смертельные отравления имели место при чистке цистерн и баков на нефтеперерабатывающих заводах; при заполнении и очистке судовых танков и топливных баков в самолетах, при авариях с дистилляционными, маслоэкстракционными и др. аппаратами; при переливании Б. и чистке одежды в небольших помещениях.

Различают 3 степени острого отравления Б.: легкую, среднюю и тяжелую. Легкие формы интоксикации могут быть при постоянном контакте с Б. и случайном превышении концентрации (10 000 мг/м3 и выше). Они выражаются в головной боли, головокружении, тошноте, рвоте, сердцебиении, слабости, дрожи, психическом возбуждении, веселости; возможны состояние опьянения, истерикоподобные припадки (беспричинный смех, а потом плач); общее возбуждение сменяется сонливостью, адинамией. При отравлении средней тяжести все описанные симптомы выражены сильнее и являются более стойкими. Наблюдаются: потеря сознания, мелкие фибриллярные подергивания мышц, судороги в конечностях. Тяжелые отравления при высоких концентрациях Б. развиваются мгновенно; 35 000–40 000 мг/м3 опасны для жизни даже при вдыхании в течение 5–10 мин. Наступает потеря сознания, возникают судороги в конечностях, зрачки расширяются, не реагируют на свет; пульс нитевидный, редкое поверхностное дыхание; угнетение сухожильных рефлексов; АД колеблется, чаще бывает гипотония. При дальнейшем пребывании в загрязненной атмосфере наступает смерть от паралича дыхания. При выздоравливании после тяжелого отравления могут быть отдаленные последствия: заболевания ЦНС, эпилепсия, шизофреноподобные состояния, вегетативно-сосудистые расстройства.

Хронические отравления Б. характеризуются функциональными нервными расстройствами, сопровождаются мышечной слабостью, вялостью, утомляемостью, болями в конечностях, похудением, раздражительностью, некоторой атаксией, сонливостью или бессонницей. Отмечались явления неврита, плексита плечевого сплетения. Обычна также некоторая анемия; появление базофильной зернистости в эритроцитах, анизоцитоз, полихромазия, иногда тенденция к лейкопении или лимфоцитозу. Раздражающее действие Б. сказывается в развитии конъюнктивитов, учащении заболеваний дыхательных путей и т. д. У рабочих со стажем 1–5 лет регистрировали жалобы на расстройства пищеварения, болезненность в правом подреберье и функциональные расстройства печени. Рентгенологически и клинически выявлены воспалительные изменения в желудке и 12-перстной кишке, язвенная болезнь.

Керосин (К.). К жидким топливам из керосиновой фракции относятся реактивные топлива и керосины для др. целей. Действие К. на организм сходно с бензином. Сильнее раздражает слизистые оболочки и кожу. При контакте с К. у работающих развивались дерматит, пузырьковые (реже папулезные или пустулезные) экземы, фолликулиты с гиперкератозом.

Углеводородные растворители, получаемые из Н. (нефрас), в зависимости от состава углеводородов подразделяются на парафиновые, изопарафиновые, нафтеновые, ароматические и смешанные. Нефрасы применяются в различных отраслях промышленности, в основном как экстрагенты и растворители. По характеру вредного действия на организм нефрасы являются наркотиками. Обладают раздражающим действием на кожу и слизистые оболочки глаз. Токсичность нефрасов при различных путях поступления в организм невелика.

Парафиновые растворители (нефрас ПО 30/70, петролейный эфир, нефрас П165/75) умеренно опасны. Вызывают раздражение кожи у работающих при контакте в течение 10–30 мин. При хронической интоксикации отмечались мышечная слабость, боли в дистальных отделах конечностей, понижение мышечного тонуса, атрофия мышц, парестезии и гипостезии дистальных частей рук и ног.

Изопарафиновые растворители (нефрас И 2 180/200, нефрас И 2 210/320) умеренно токсичны и опасны. При хроническом воздействии в концентрациях 1830 и 5480 мг/м3 в течение 2 месяцев у подопытных животных (крыс-самцов) отмечали нарушения функции почек.

Ароматические растворители (сольвент-нафта, нефрас А 120/220, нефрас А 180/330) по характеру вредного действия на организм являются наркотиками. При хроническом воздействии способны поражать кроветворные органы. У работающих при остром отравлении преобладали симптомы нейротоксического действия, легкие желудочно-кишечные расстройства и раздражение верхних дыхательных путей. Хроническая интоксикация характеризуется расстройствами нервной системы, лейкопенией, относительным лимфоцитозом, тромбопенией.

Смешанные растворители (нефрас С 3 80/120, нефрас С 2 80/120, нефрас С 4 150/200, уайт-спирт) умеренно токсичны и опасны при различных путях поступления в организм. При остром и хроническом ингаляционном воздействии способны поражать нервную систему, нарушать кроветворение, функции печени и почек. Обладают кожно-резорбтивным действием. Оказывают раздражающее действие на кожу и слизистые оболочки глаз.

Масла и смазки способны вызывать кожные заболевания (фолликулиты, дерматиты, гиперкератоз и др.). Ингаляция аэрозолей масел, особенно используемых при обработке металла, может привести к развитию хронического отравления с преимущественным поражением легких (липоидная пневмония).