Большое количество нефти и основное количество нефтепродуктов перевозятся железнодорожным транспортом. Система грузовых железнодорожных перевозок нефти и нефтепродуктов по железным дорогам включает вагоны-цистерны, наливные и сливные эстакады с соответствующим насосным оборудованием и резерву-арным парком. При необходимости предусматривается также подогрев содержимого в цистернах для слива высоковязких нефтепродуктов (мазут, битум) или высокозастывающих вязких сортов нефти и парафинистых газовых конденсатов. Вагоны-цистерны представляют собой 4-осную или 8-осную колесную тележку с установленной на ней цистерной с полным объемом от 60 и 137 м3 и более на условное давление 0,15 МПа.
Цистерны бывают обычного исполнения для легких нефтей и светлых нефтепродуктов и специального исполнения для вязких или высокозастывающих нефтей и нефтепродуктов с теплоизоляцией, «рубашками» для подогрева водяным паром или другими теплоносителями. На наливную эстакаду подается состав из 20-40 и более цистерн для их заполнения, длина маршрута цистерн обычно не превышает 720 м. Вдоль железнодорожного пути проложен коллектор-трубопровод с вертикальными стояками, число которых равно количеству заполняемых цистерн.
Каждый стояк имеет запорную арматуру и Г-образный «хобот» с гибким шлангом на конце, который опускается через открытый люк-лаз внутрь цистерны; производительность одного стояка 100-150 м3/ч. Наливные эстакады всегда специализированы, т. е. предназначены для налива только нефти или какого-либо одного вида нефтепродукта. Перед наливом цистерна проходит промывочно-пропарочную подготовку - комплекс операций по удалению остатков нефтепродуктов, пропарке внутренней поверхности цистерны, промывке, осушке и т.п. Промывочно-пропарочная станция может обрабатывать обычно до 400-600 цистерн в сутки.
Сливная эстакада служит для приема из цистерн нефти и нефтепродуктов. Слив нефти и нефтепродуктов может быть верхним, когда через Г-образный «хобот» стояка из цистерны жидкость откачивается насосом, и нижним, откуда через нижние спускные клапаны (арматуру) цистерн в приемный лоток (или приемные поворотные трубы) жидкость самотеком поступает в промежуточный подземный приемник для дальнейшей насосной откачки в основные резервуары. Некоторые технические характеристики цистерн для перевозки нефти и нефтепродуктов приведены в табл. 1.4.
Состав (эшелон) цистерн нефти или нефтепродуктов состоит обычно из 50-60 цистерн со средней массой продукта 57 т.
Для перевозки сжиженных углеводородных газов (этилена, пропана, пропилена, ШФЛУ и бутанов) используют в основном железнодорожный транспорт. В настоящее время жидкий пропан перевозят в цистернах емкостью до 51 или 54 м3, а жидкий бутан - в цистернах емкостью до 60 или 100 м3, при этом максимальный полезный объем составляет 85 % от емкости цистерны. Цистерна имеет четырехосную колесную платформу, люклаз, запорную сливно-наливную и контрольную арматуру (вентили), предохранительный клапан, манометр. Применяется верхний налив и слив; остаточное давление паров сжиженных газов в цистерне после слива не должно быть менее 0,05 МПа; не допускается присутствие воды или иной жидкости. Цистерна перевозит только один вид продукции. В цистернах для пропана, пропилена и ШФЛУ при максимальной рабочей температуре 50 °С наибольшее допустимое давление должно быть не более 2 МПа, а в цистернах для бутанов при 50 °С - не более 0,8 МПа. Для перевозки нефтепродуктов и сжиженных газов используются также автомобильные цистерны.
Железнодорожный транспорт отличается от трубопроводного большей универсальностью - возможностью доставки нефти и нефтепродуктов на любую железнодорожную станцию, имеющую приемную эстакаду. Автомобильные цистерны дополняют железнодорожный транспорт по доставке нефтепродуктов в любой пункт назначения. К недостаткам железнодорожного транспорта нефти относятся высокая стоимость провоза, большие затраты времени, труда и энергии на наливные и сливные операции, на подготовку цистерн, потери нефти и нефтепродуктов, загрязнение окружающей среды.