ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ При определении качества

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ При определении качества нефти и продуктов нефтепереработки используют определение физикохимических и эксплуатационных свойств нефтепродуктов. Физико-химические показатели нефти и нефтепродуктов дают определенную характеристику ее товарных качеств: – плотность; – пределы выкипания фракций; – температура застывания; – вязкость. Некоторые из них входят в ГОСТы на товарные нефтепродукты, характеризуют их эксплуатационные свойства, используются при расчете и проектировании нефтепроводов, нефтеперерабатывающей аппаратуры.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ Одним из важных физико-химических показателей является плотность. Является важным показателем для конструктивно-расчетных исследований; для практической работы на местах производства, транспортировки и потребления нефтепродуктов. Плотность нефтепродуктов нормируется для осуществления приемо-сдаточных операций, прием топлива осуществляется в единицах объема, а товарные операции осуществляются в единицах массы. Ошибка при определении плотности во втором знаке может привести к неоправданным потерям (10 % и более). Плотность топлива влияет на эксплуатационные характеристики двигателя, на его экономичность и устойчивость в работе. В ГОСТах на моторные топлива она является нормируемым показателем.

ПЛОТНОСТЬ

ПЛОТНОСТЬ В практике используют значения относительной плотности, т. е. отношение плотности нефтепродукта к плотности дистиллированной воды при определенных стандартных условиях. В качестве стандартных условий в Российской Федерации приняты: температура для нефтепродуктов t = 20ºС, для воды t = 4ºС, давление 0, 1 МПа. Плотность дистиллированной воды при t = 4ºC и нормальном атмосферном давлении равна 1 г/см 3, тогда относительная плотность нефтепродукта численно равна его плотности.

ПЛОТНОСТЬ Относительная плотность обозначается – верхний индекс указывает температуру, при которой определялась плотность нефтепродукта, а нижний – температуру, при которой определялась плотность относительной плотности на 1000 получаем плотность в кг/м 3. воды. Умножив значение

ПЛОТНОСТЬ

ПЛОТНОСТЬ

ПЛОТНОСТЬ

ПЛОТНОСТЬ

ХАРАКТЕРИЗУЮЩИЙ ФАКТОР

ПЛОТНОСТЬ

МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА

ВЯЗКОСТЬ Вязкость – одна из важнейших характеристик нефтей и нефтепродуктов, определяющая эксплуатационные свойства топлив и масел. Определяет подвижность нефтепродуктов, позволяет судить о возможности распыления и прокачиваемости через трубки топливной системы двигателей, вязкость нефти существенно влияет на расход энергии при транспортировании через нефтепроводы.

ВЯЗКОСТЬ Вязкость – это свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению ее под действием внешних сил. Это сопротивление возникает благодаря межмолекулярным силам и зависит от химического состава и температуры. При одной и той же температуре и при одном и том же количестве углеродных атомов наибольшая вязкость у нафтеновых углеводородов, а наименьшая – у парафиновых углеводородов. Чем выше температура кипения нефтяной фракции, тем больше ее вязкость.

ВЯЗКОСТЬ Для моторных топлив вязкость характеризует процессы испарения и смесеобразования, определяет дальнобойность струи при распылении топлива. Чем ниже вязкость, тем лучше распыление топлива. С повышением вязкости ухудшается испарение и распыление топлива, что приводит к неполному сгоранию, снижению теплоты сгорания, увеличению расхода топлива и повышению дымности выхлопа.

ВЯЗКОСТЬ Вязкость бывает: динамическая, кинематическая, условная. Динамической (абсолютной) вязкостью ( ), или внутренним трением называют свойства реальных жидкостей оказывать сопротивление сдвигающим касательным усилиям, мера сопротивления истечению или деформации жидкости. Единица измерения пуаз. Для определения динамической вязкости требуется источник постоянного давления на жидкость, это технически сложно.

ВЯЗКОСТЬ

ВЯЗКОСТЬ

ВЯЗКОСТЬ Зависимость вязкости от температуры очень важно для смазочных масел. Важно чтобы вязкость как можно меньше зависела от температуры. Вязкость масел зависит от химического состава, пологую зависимость вязкости от температуры дают парафиновые углеводороды, крутую зависимость дают ароматические полициклические углеводороды, которые являются нежелательными в составе масла, их очищают от масляных фракций.

ВЯЗКОСТЬ В мировой практике для оценки вязкостно-температурных свойств масел используется индекс вязкости ИВ. Индекс вязкости зависит от химического состава масла и структуры углеводородов. Чем меньше меняется вязкость масла с изменением температуры, тем выше его ИВ. Чем выше ИВ масла, тем масло качественнее.

ВЯЗКОСТЬ В России ИВ определяют по кинематическим вязкостям при 50ºС и при 100ºС по специальной таблице Госкомитета стандартов. Проще определять ИВ по номограммам. По осям координат откладываются вязкости масел при 50ºС и при 100ºС. Наклонные линии соответствуют значениям ИВ в пределах от -40 до 120. Определение ИВ сводится к восстановлению перпендикуляров до пересечения с наклонными линиями, точка пересечения дает величину ИВ. 50 ИВ = -40 ИВ = 120 100

ВЯЗКОСТЬ

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА На практике, чтобы охарактеризовать состав нефтепродуктов, контролировать качество получаемых продуктов используют оптические свойства – коэффициент преломления, молекулярная рефракция, дисперсия. Эти показатели внесены во многие ГОСТы на нефтепродукты и приводятся в справочниках. При переходе световых лучей из одной среды в другую их скорость и направление меняются, это явление называется рефракцией.

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Показатель преломления является важной константой для нефтепродуктов. Чем больше в углеводородах содержание водорода, тем меньше показатель преломления. Наибольшим показателем преломления обладают ароматические углеводороды, затем нафтеновые, наименьшими – парафиновые углеводороды. В гомологических рядах показатель преломления возрастает с удлинением цепи.

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА