2. Объём, удельный объём, масса и плотность нефтепродукта.
Объём газов V измеряют в кубических метрах (м3). Вследствие того, что объём газов сильно изменяется при нагревании, охлаждении и сжатии, за его единицу принимают 1 м3 газа при нормальных условиях (t=00C, P=101,3кПа). Т.к. любой газ способен расширяться, следовательно, знание объёма недостаточно для определения его массы (количества). В любом объёме, целиком заполненным газом, его количество (масса) может быть различным.
Масса (т, кг) – мера вещества какого-либо тела (жидкости, газа) в состоянии покоя; величина, характеризующая инерционные и гравитационные свойства тела.
Удельным объёмом называется объём, занимаемый 1 килограммом массы газа, пара или жидкости (м3/кг).
Плотностью ρ называется масса 1 м3 газа, паров, жидкости или твёрдого тела (величина, обратная удельному объёму). Для нефтей и их узких фракций плотность принято выражать абсолютной и относительной величиной.
Абсолютная плотность – масса единицы объема, измеряется в кг/м3 или г/см3 при стандартных условиях (t = 20°С и Р = 101,3 кПа).
Относительная плотность – величина безразмерная, представляет собой отношение плотностей нефтепродукта и воды при определенных температурах:
,
(4,1)
где
–
относительная плотность;
– плотность
нефтепродукта при температуре tН,
кг/м3
(г/см3);
– плотность
воды при температуре tВ,
кг/м3
(г/см3).
В России приняты
tН
= 20°С и tВ
= 4°С,
поэтому относительная плотность
обозначается
.
Численно абсолютная (в г/см3)
и относительная плотность в этом случае
совпадают, так как плотность воды при
4оС
равна единице.
Для углеводородных и других газов относительную плотность принимают при 20оС по отношению к плотности воздуха при той же температуре, т.е.:
(4,2)
Зная состав газовой смеси и плотность её компонентов, по правилу смешения можно определить среднюю плотность этой смеси по формуле:
(4,3)
где
– плотность углеводородных компонентов
газа;
– содержание компонентов, об.%.
Закон Авогадро позволяет определять плотность любого газа при нормальных условиях (0оС и 101,3 кПа) по его молекулярной массе:
(4,4)
и относительную плотность газа по отношению к воздуху:
(4,5)
где ρ – плотность данного газа, кг/м3; М – молекулярная масса газа, кг: VМ – молекулярный объём газа, м3/кмоль; d – относительная плотность по отношению к воздуху – безразмерная величина; 1,293 – плотность воздуха, кг/м3 при нормальных условиях.
Таблица 4.2.1Некоторые физические параметры углеводородных газов
|
Молекулярная масса М, кг/кмоль |
Молекулярный объём VМ, м3/кмоль |
ρ газовой фазы при 0оС и 101,3 кПа |
Относительная ρ газа по воздуху, d |
Метан СН4 |
16,04 |
22,38 |
0,717 |
0,554 |
Этан С2Н6 |
30,07 |
22,174 |
1,356 |
1,0487 |
Пропан С3Н8 |
44,097 |
21,997 |
2,0037 |
1,555 |
Н-Бутан С4Н10 |
58,124 |
21,50 |
2,7023 |
2,0905 |
I-Бутан С4Н10 |
58,124 |
21,743 |
2,685 |
2,0634 |
Н-Пентан С5Н12 |
72,146 |
20,87 |
3,457 |
2,6736 |
|
|
|
|
|
При повышении температуры плотность углеводородов газа, нефти и конденсата снижается.