Физико-химические свойства нефти и её фракций

1. Плотность

Абсолютная плотность – масса единицы объема при нормальной t (t=20 °C) [кг/м³ или г/см³];

Относительная плотность – величина безразмерная, представляет собой отношение плотностей нефтепродукта и воды при определенных t: .

В России приняты t_н=20 °C, t_в=4 °C (ρ_воды = 1 при 4 °C) поэтому относительная плотность обозначается , в США - t_н, t_в= 60 °F (15,6 °C) – там она обозначается , а связь между ними выражается формулой: .

Абсолютную плотность любого газа при стандартных условиях (р=0.1 МПа=760 мм.рт.ст., t=0 °C) определяют как частное от деления его молекулярной массы на объем 1 кмоля : .

Для УВ и др. газов относительную плотность принимают при 20 °C по отношению к плотности воздуха при той же t, т.е. : .

Экспериментальные методы определения плотности:

• С помощью ареометра (гидростатический);

• С помощью пикнометра (является более точным, но в то же время и более трудоемким);

• Пикнометрический стандартный метод (для определения плотностей газа).

С учетом связи плотности с химическим составом, в нефтепереработке введена величина, называемая фактором парафинистости нефтепродукта:

, где среднемолекулярная температура кипения нефтепродукта или узкой фракции, К.

Чем больше содержание парафинов (и меньше – ароматических), тем больше значение этого фактора, оно обычно варьируется в пределах 12-13 для парафинистых нефтепродуктов, и 10-11 для нафтеноароматических.

2. Мольная масса

Под этим термином подразумевается средняя мольная масса, т.к. фракции нефти и тем более нефть состоят из сотен тысяч УВ и других соединений.

Зависит от средней t кипения фракций (при ↑ t_ср.кип, ↑М) и её группового химического состава.

Экспериментальные методы определения мольной массы:

• Криоскопия ( основан на измерении температуры замерзания растворителя – бензола или нафталина при добавлении к нему навески нефтепродукта);

• Эбуллиоскопия (основан на измерении температуры кипения  растворителя при добавлении к нему навески нефтепродукта)

Из-за достаточной трудности экспериментальных методов определения мольной массы, чаще используют расчетную формулу Воинова.

3. Давление насыщенных паров (днп)

ДНП- давление, создаваемое парами данного вещества, находящимися в равновесном с жидком фазой состоянии при определенной, постоянной t. Если это давление равно давлению системы, то соответствующая t, при которой это равенство имеет место, называется температурой кипения вещества. Если ДНП равно нормальному атмосферному давлению, то t, при которой это достигается, называют нормальной температурой кипения.

Зависит от:

1) Нормальной t кипения вещества (с ↑ tкип, ДНП ↓);

2) От t, при которой определяется ДНП (рабочая температура).

Экспериментальные методы определения:

• Абсолютный метод с тензиметром;

• Абсолютный метод с бомбой;

• Стандартный метод с бомбой Рейда.

Расчетные методы определения ДНП:

Уравнение Антуана; Формула Ашворта;	Метод Кокса; Метод Максвелла.