Задание

1. Изучив правила отбора проб из резервуаров и табл. 1 рассчитайте точку отбора пробы с верхнего, среднего и нижнего уровня вертикального цилиндрического резервуара без сливной трубы и составьте среднюю пробу; высота резервуара 16 м; высота налива нефтепродукта 14 м.

2. Рассчитайте точки отбора проб и составьте среднюю пробу при высоте резервуара 20 м и высоте налива нефтепродукта 18 м.

Необходимые принадлежности

1. Простой карандаш, линейка, ластик.

2. Калькулятор.

Работа в аудитории

1. Рассчитайте точку отбора пробы с верхнего, среднего и нижнего уровня вертикальных цилиндрических резервуаров и составьте среднюю пробу, использовав габариты резервуара и высоту налива нефтепродукта в задании 1 и 2.

2. Нарисуйте приспособление для отбора проб маловязких жидкостей и опишите принцип его работы.

Содержание отчёта

1. Номер и название работы;

2. Цель работы;

3. Задание с исходными данными;

4. Необходимые принадлежности;

5. Выполненные расчёты и задания;

6. Заключение, ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Какие виды проб вы знаете ?

2. Как составляется средняя проба ?

3. Правила отбора проб с верхнего, среднего и нижнего уровня вертикальных цилиндрических резервуаров ?

4. Принцип работы пробоотборника.

5. Как идёт отбор проб из трубопроводов ?

Литература

1. Стуканов В.А. «Автомобильные эксплуатационные материала». Учебное пособие. Лабораторный практикум.-М.:ФОРУМ:ИНФРА-М,2007.-208с.

2. Коваленко В.П., Симоненко А.В.., Лоскутов В.С. «Эксплуатация и ремонт технологического оборудования топливозаправочных комплексов и нефтескладов». Учебное пособие. М.: МГАУ, 2006г.

3. Б. В. Белянин, В. Н. Эрих. Технический анализ нефтепродуктов и газа, издательство “Химия”, 1975. – 336 с.

Лабораторно-практическая работа № 1.1.2 Определение плотности нефтепродуктов

Цель занятия: ознакомление с видами плотности и методикой определения плотности нефтепродукта с помощью ареометров (нефтеденсиметров).

Пояснения

Плотность нефти и нефтепродуктов может быть от­носительной и абсолютной. Относительная плотность показывает отношение плотности нефтепродукта при температуре t ₂ к плотности дистиллированной воды при температуре t ₁. В Российской Федерации принято определять плотность нефтепродукта при 20° С, а во­ды — при 4° С. Так как плотность воды при 4° С равна единице, то численные значения относительной и абсолютной плотностей сов­падают.

Для определения абсолютной плотности ρ (кг/м³, г/см³) надо массу продукта разделить на его объем, т. е. ρ = m/v. Абсолютная плотность нефтей в РФ колеблется от 0,720 до 0,986 г/см³. Для большинства нефтей она составляет 0,845— 0,900 г/см³.

Плотность нефти и нефтепродуктов зависит от содержания и хи­мического состава легких низкокипящих (обладающих низкой плотностью) и тяжелых высококипящих составных частей (фракций). Действительно, одинаково высококипящие парафиновые угле­водороды имеют наименьшую плотность, ароматические — наи­большую, а нафтеновые — примерно среднюю. Вот почему плот­ность является одной из основных характеристик как нефти, так и нефтепродуктов. Ниже приведены примерные значения относитель­ной плотности нефтяных фракций d₄²⁰.

Бензиновая ……………………………..0,710—0,780 Керосиновая……………………………0,800—0,860

Дизельная………………………………0,840—0,890

М асляные дистилляты………………...0,870—0,940

С повышением температуры плотность нефтей и нефтепродук­тов уменьшается, а объем возрастает, и наоборот. Зависимость плотности от температуры выражается формулой Д. И. Менде­леева:

d ₄ ^t =d ₄ ²⁰ — а(t- 20) (1.1)

или d ₄ ²⁰ = d ₄ ^t + а(t — 20),

где— d₄^t относительная плотность нефтепродукта при температу­ре t; d₄²⁰ — относительная плотность нефтепродукта при 20° С; а — температурная поправка к плотности.

Д. И. Менделеев

Значения а приведены ниже:

а d ₄ ^t

0,700—0,710 0,000897

0,750—0,760 0,000831

0,800—0,810 0,000765

0,850—0,860 0,000699

0,900—0,910 0,000633

0,920—0,930 0,000607

0,950—0,960 0,000567

0,980—0,990 0,000528

0,990—1,000 0,000515

Рис. 1. Ареометр (нефтеденсиметр).

Плотность нефтепродуктов определяют при помощи ареометра, гидростатических весов или пикнометра. Ареометр — это стеклянный цилиндрический сосуд с шариком, заполнен­ным ртутью. Нижняя часть ареометра представляет собой термометр, а верхняя, гра­дуированная, служит для замера плотности. Отсчитывают ее по верхнему мениску. Для большей точности применяют ареометры с уз­кими пределами плотности (для бензинов, ке­росинов и т. д.).

Рис. 2. Гидростатические весы:

1 – коромысло, 2 – призма, 3 – колонка, 4 – винт в стойке, 5 – регулировочный винт, 6 – противовес, 7 – серьга, 8 – поплавок, 9 – цилиндр.

Более точно плотность определяют при по­мощи гидростатических весов, которые пред­ставляют собой коромысло, установленное по­средством конуса 4 (рис. 2) на штативе 2 с ос­нованием 1. Длинная часть коромысла 6 раз­делена на десять частей (десятая часть нахо­дится на конце коромысла — крючке). К кон­цу ее подвешен стеклянный цилиндрический поплавок 7 с термометром, помещенный в цилиндр 8. На другой части коромысла находится груз 5, уравновешиваю­щий поплавок. Горизон­тальное положение весов регулируется винтом 3. Работа весов основана на законе Архимеда. После погружения поплавка 7 в жидкость весы выходят из равновесия, и плечо с грузом опускается. Для приведения весов в рав­новесие на деления плеча с поплавком насаживают дужки — разновесы (обычно четыре). Масса самого большого разно­веса равна массе дистил­лированной воды при 4°С, вытесняемой поплавком и принимаемой за единицу; масса остальных трех разновесов соот­ветственно в 10, 100 и 1000 раз меньше, чем первого. Предположим, что при определении плотности для уравновешивания весов разно­весы размещены так: первый — на седьмом делении, второй — на четвертом, третий — на восьмом и четвертый — на пятом. Следо­вательно, плотность продукта равна 0,7485 г/см³.

Наиболее точно плотность нефтепродукта можно определить пикнометром. Для этого на аналитических весах взвешивают пустой пикнометр (массой а), пикнометр с водой (массой б) и пикнометр с испытуемым продуктом (массой с). Тогда плотность нефтепро­дукта равна (с—а) : (б—а). Во всех случаях определения плотно­сти вносят поправки на разницу температур: темпера­туру нефтепродукта приводят к 20, а воды — к 4° С.

Плотность высоковязкого нефтепродукта определяют так. Ис­следуемый нефтепродукт разбавляют равным объемом керосина известной плотности р_к и измеряют плотность смеси р_ом . Абсолют­ную плотность нефтепродукта ρ _н (г/см³) подсчитывают по форму­ле ρ_н =2 ρ_см — р_к . В некоторых случаях важно знать плотность смеси нефтепро­дуктов. Вследствие аддитивности (свойство ряда химических величин, соответствующее целому объекту, равно сумме значений величин, соответствующих его частям) этого показателя плотность подсчитывают как среднеарифметическую величину по формуле

(1.2)

где ρ₁ ρ₂,..., ρ_n — абсолютная плотность компонентов смеси, г/cм³; V ₁, V ₂,..., V_п — соответственно объемы этих компонентов (при одинаковых температурах), см³.

Для нахождения относительной плотности паро- и газообразных нефтепродуктов их массу сравнивают с массой того же объема воздуха при нормальных условиях — давлении 101,3 кПа (≈ 760 мм рт. ст.) и температуре 0°С. Плотность воздуха, при этих условиях равную 1,293 кг/м³, принимают равной единице.