3.2. Молекулярная масса.

Если для индивидуальных веществ молярную массу подсчитывают по их химическим формулам и атомным массам элементов, входящих в состав молекулы, то в случае нефтей, нефтяных фракций и нефтепродуктов молярную массу рассчитывают по эмпирическим формулам. Результатом расчета является их средняя молярная масса. Чаще всего для определения молярной массы нефтяной фракции используют формулу Воинова. Ниже представлена упрощенная формула Воинова

М = 60+0,3t_ср+0,001где t_ср – средняя объемная температура кипения фракции,⁰С.

Средняя объемная температура кипения узкой фракции может быть взята как температура 50% ее отгона по ГОСТ или подсчитана по формуле

,

где t_н.к и t_к.к - температура начала и конца кипения узкой фракции, ⁰С.

Зная относительную плотность нефтяной фракции, ее молярную массу можно определить по формуле Крэга

Если известен состав смеси, то ее средняя молярная масса может быть определена по формуле

где М_ср – средняя молярная масса смеси компонентов;

Х_i,  – соответственно молярные и массовые доли компонентов смеси;

М_i – молярные массы компонентов смеси.

Средняя молярная масса нефти находится примерно в пределах 210-250. Чем выше температура кипения нефтяных фракций, тем выше их молекулярная масса, также она зависит от химического состава фракции.

Молярная масса используется при расчете плотностей газов, молярных объемов жидких нефтепродуктов и их паров, при расчете размеров различных аппаратов и т.д.

В лабораторной практике молекулярный вес определяют криоскопическим методом, основанном на снижении температуры застывания растворителя от прибавления к нему нефтепродукта. Редко используется эбуллиоскопический метод – основан на изменении температуры кипения растворителя при прибавлении нефтепродукта.

3.3. Давление насыщенных паров.

Пар, находящийся в равновесии с жидкостью, является насыщенным. В состоянии насыщения пары обладают наибольшим давлением (упругостью), возможным при данной температуре. Давление насыщенных паров – давление, развиваемое парами при данной температуре в условиях равновесия с жидкостью. Температура, при которой ДНП становится равным давлению в системе – температура кипения вещества.

Давление насыщенных паров - важная характеристика нефтей и нефтепродуктов. По величине давления насыщенных паров судят о количестве в них растворенных газов и низкокипящих фракций и их склонности к испарению.

Знание давления насыщенных паров позволяет обеспечить безопасность транспорта нефти и нефтепродуктов и снизить их потери при хранении. Давление насыщенных паров обеспечивает поведение, например, бензина в двигателе.

Для определения давления насыщенных паров существуют аналитические и графические методы. Наиболее распространенными являются график Кокса и сетка Максвелла. Эти методы используются, когда надо найти ДНП фракции при какой-либо температуре, когда известно ДНП при любой другой температуре.

Давление насыщенных паров измеряется в кПа (Па) и мм рт. ст. (1 мм рт. ст. = 133,3 Па = 0,133 кПа).

Определение давления насыщенных паров моторных топлив проводится в герметичной стандартной металлической бомбе Рейда путем замера давления по манометру при 38 ⁰С. Прибор для определения давления насыщенных паров состоит из металлической бомбы, манометра и водяной бани (рис. 2.3). Металлическая бомба имеет топливную и воздушную камеры, которые соединяются между собой. Отношение объема воздушной камеры к объему топливной находится в пределах 3,8 : 4,2. На верху воздушной камеры находится манометр. Водяная баня снабжена нагревательным приспособлением с терморегулятором для поддержания постоянной температуры 38±0,3 ⁰С.

 

Рис. 2.3 Схема прибора для определения давления насыщенных паров нефтепродуктов:

1 – нижняя (топливная) камера; 2 – верхняя (воздушная) камера; 3 - манометр; 4- термометр;

5 – баня водяная; 6 – термостат.