Плотность

Это один из важнейших и широко используемых показателей качества нефти и нефтепродуктов. На практике часто имеют дело с относительной плотностью. Относительной плотностью (ρ^tопр_tст) нефти или нефтепродукта называется отношение их массы при температуре определения (t_опр) к массе чистой воды при стандартной температуре (t_ст), взятой в том же объёме. В качестве стандартных температур для воды и нефтепродукта в США и Англии приняты t_ст=15,6ºС (60ºF), в России принята стандартная температура t_ст=+4ºС, а температура определения t_опр=20ºС. Относительная плотность обозначается . Для большинства нефтей и нефтяных фракций в небольших интервалах температур (от 0 до 50ºС) для нефтепродуктов, содержащих небольшие количества твёрдых парафинов и аренов, зависимость плотности от температуры имеет линейный характер и выражается формулой:

ρ₂ = ρ₁ – γ(t₂ – t₁),

где t₁ – начальная температура измерения, ºС; t₂ – конечная температура измерения, ºС; γ – температурная поправка изменения плотности на 1ºС при t₂ – t₁= 1; ρ₁ и ρ₂ - плотность вещества при температуре t₁ и t₂ соответственно.

Относительные плотности углеводородов возрастают в ряду:

алканы < олефины < нафтены < арены

Плотность большинства нефтей меньше единицы и колеблется, в среднем, от 0,80 до 0,90 г/см³. Высоковязкие смолистые нефти имеют плотность, близкую к единице. Нефти из газоконденсатных месторождения очень лёгкие ( = 0,75-0,77г/см³).

Главные факторы, влияющие на величину плотности нефти – это содержание растворённых газов и смол, фракционный состав, а для дистиллятов – и химический состав. Дистилляты – смесь жидких углеводородов нефти, полученных при её перегонке и выкипающих в определённых температурных пределах. Плотность нефтяных фракций (дистиллятов) увеличивается с возрастанием температурных пределов их выкипания (табл.5).

Таблица 5. Плотность фракций нефти из Ишимбаевского месторождения

Пределы выкипания,ºС	Плотность , г/см3	Пределы выкипания,ºС	Плотность , г/см3
50-95	0,7017	300-350	0,8832
95-122	0,7328	350-400	0,8932
122-150	0,7577	400-450	0,9043
150-200	0,7842	450-500	0,9111
200-250	0,8255	500-550	0,9310
250-300	0,8610	Сырая нефть	0,8680

Плотность жидкостей определяют с помощью ареометров и пикнометров.

Плотность газа при стандартных условиях ρ_г (кг/нм³) вычисляют по формуле:

ρ_г =

где М – молекулярная масса газа, кг/кмоль, 22,4 – объём 1 кмоля газа при стандартных условиях, нм³. Для газов стандартными условиями являются давление в 0,101МПа и температура 273К (0ºС).

Молекулярная масса

Нефть и нефтепродукты представляют собой смеси индивидуальных углеводородов и других соединений, поэтому они характеризуются средней молекулярной массой. Молекулярная масса тем выше, чем больше средняя температура кипения фракции.

Молекулярные массы фракций с одинаковыми пределами кипения, но выделенные из разных нефтей, близки между собой. Поэтому во многих случаях можно пользоваться табличными данными для узких пятидесятиградусных фракций, представленных в справочниках, либо определять молекулярную массу по формуле Б.П.Воинова:

М_ср = 60 + 0,3Т_ср.м. + 0,001Т ,

где М_ср - средняя молекулярная масса фракции; Т_ср.м. – средняя молярная температура кипения светлых нефтяных дистиллятов, определённая экспериментально и по специальным графикам, К.