2.2.2. Вязкость, индекс вязкости. Лабораторные методы определения

Вязкость характеризует прокачиваемость нефти при транспортировке ее по трубопроводам и топлив в двигателях внутреннего сгорания, поведение смазочных масел.

Вязкость:

• динамическая;

• кинематическая;

• условная.

Динамическая обозначается , измеряется в пуазах (г/(смс).

Кинематическая - чаще используется в технологических расчетах. Обозначается . Размерность - стокс (см²/с).

где  - плотность нефтепродукта, г/см³.

Условная вязкость (ВУ) используется для сравнительной оценки высоковязких нефтепродуктов. Под ВУ понимают отношение времени истечения определенного объема испытуемой жидкости из стандартного вискозиметра ко времени истечения такого же объема воды при 20^оС. ВУ может быть также выражена временем истечения определенного объема жидкости из стандартных вискозиметров Сейболта, Редвуда.

Чем выше температура выкипания нефтяной фракции, тем больше ее вязкость. Наивысшая вязкость - у остатков перегонки и асфальтово-смолистых веществ. Вязкость парафинов < вязкость аренов < вязкость нафтенов. Изо- и н-парафины близки по вязкости. С увеличением числа циклов у аренов и нафтенов вязкость растет, то же - с удлинением их боковых цепей.

ИВ. Изменение вязкости смазочных масел в зависимости от их температуры имеет очень важное значение при эксплуатации в широком диапазоне температур. Зависимость характеризуется отношением ₅₀/₁₀₀, индексом вязкости и т.д. Система ИВ разработана Дином и Девисом.

Чем меньше меняется вязкость смазочного масла с изменением температуры, тем выше его индекс вязкости и тем выше его качество.

ИВ парафинов - наивысший. наименьший ИВ - у полициклических аренов с короткими боковыми цепями.

Д и Д приняли: ИВ масляных фракций пенсильванской нефти (парафинистой) - 100, высокосмолистой нефти Мексиканского побережья - 0. Находят вязкость испытуемого масла при 37.8 и 98.8^оС.

Рис. 2.1.

Определение индекса вязкости по Дину и Девису

ИВ = ((L - U) / (L - H))  100,

где L, U, H - вязкости масел при 37.8^оС.

Также существуют различные номограммы для определения ИВ.

2.2.3. Температура вспышки, воспламенения, самовоспламенения, застывания. Методы определения.

Температура вспышки - температура, до которой нужно нагреть нефтепродукт, чтобы его пары воспламенились при контакте с открытым пламенем. Чем ниже температура выкипания фракции, тем ниже температура вспышки.

Температуры вспышки для ряда нефтепродуктов таковы:

бензин - -40^оС и выше;

керосин - +28...+60^оС;

дизельное топливо - +35...+90^оС;

масла - +130...+300^оС.

Температура вспышки характеризует наличие в нефтепродуктах легких углеводородов.

Существует 2 метода определения Т_всп : в открытом и закрытом тигле.

Для одного и того же нефтепродукта (НП) Т_всп в открытом тигле выше, чем в закрытом, т.к. концентрация паров над слоем нефтепродуктов.

При наличии паров горючего вещества в воздухе говорят о верхнем и нижнем пределах взрываемости. При концентрации вещества меньше НПВ его слишком мало - велико расстояние между молекулами, невозможна цепная реакция. При концентрации выше ВПВ - мало кислорода.

Температура воспламенения - минимальная температура, при которой пары нефтепродукта вспыхивают и горят более 5 сек. при поднесении открытого пламени.

Температура самовоспламенения - минимальная температура, при которой пары нефтепродукта вспыхивают самопроизвольно без поднесения пламени.

Температура самовоспламенения максимальна для аренов и минимальна для парафинов.

Температуру самовоспламенения определяют в открытом тигле.

Температура застывания - наивысшая температура, при которой НП в стандартных условиях теряет свою подвижность.

Ее определяют, охлаждая НП в широкой пробирке. Пробирку наклоняют под углом 45^о и если верхняя граница НП в течение 1 мин. не изменится, считается, что температура застывания достигнута. Температура застывания определяет поведение НП в холодное время года. Температура застывания для дизельного топлива:

летнее < -10^оС;

зимнее < -45^оС;

арктическое < -60^оС.

Температура застывания зависит, главным образом, от содержания н-парафинов.

Температура застывания нормируется для:

дизельного топлива (ДТ) -10, -45, -60^оС;

мазутов -8...+42^оС;

масла для АМ -20...-45^оС.

Температура плавления - температура, при которой нефтепродукты из твердого состояния переходят в жидкое. При сохранении текучести нефтепродукты могут выделят кристаллы (льда и тв. у-дов), что приводит к забою топливных фильтров. Для реактивных топлив и авиационных бензинов нормируется температура начала кристаллизации, для дизельных топлив - температура помутнения.

Температура начала кристаллизации - наибольшая температура, при которой в топливе появляются кристаллы, отчетливо видимые невооруженным глазом. Для авиабензинов и реактивных топлив ТНК не выше -60^оС.

Температура помутнения - наивысшая температура, при которой топливо теряет прозрачность, мутнеет. Т.п. для дизельного топлива:

летнего не выше -5^оС;

зимнего не выше -35^оС.