2 Технологиялық бөлім

2.1 Мұнай өнімдерінің физика - химиялық қасиеттерін анықтау

Бұл мұнай және мұнай өнімдерінің сапасының маңызды және кеңінен қолданылатын көрсеткіштерінің бірі. Тығыздық белгілі бір температурада көлем бірлігі массасы ретінде анықталады және кг/м³, г/см³ немесе г/мл өлшенеді. Іс жүзінде көбінесе өлшемсіз шама – салыстырмалы тығыздық та бар.

Тығыздық. Заттың сумен салыстырғандағы тығыздығы деп заттың белгілі көлемі массасының көлемі дәл сондай судың массасына қатынасын айтады. Көбінесе заттың массасын 4⁰С температурадағы судың массасымен салыстырады.

Кейде салыстырмалы тығыздықпен бірге немесе оның орнына

Американың Мұнай институты (API) ұсынған шартты градус (АPI⁰) өлшемі қолданылады.

Мұнайдың тығыздығы төмен болған сайын оны өңдеу оңай және одан алынатын мұнай өнімдерінің сапасы жоғары болады.

Мұнайдың салыстырмалы тығыздығын () 20°С температурада анықтау қалыптасқан. Басқа температурада анықталған тығыздық шамасын 20°С температурадағы мәніне аудару үшін Д.И.Менделеевтің теңдеуін пайдаланады. Ол 0 - 50⁰С аралығында тығыздықтың біршама дәл мәнін береді:

₄^t =  ₄²⁰ - a (t - 20) (2.1)

мұндағы ₄²⁰ - мұнай өнімінің 20⁰С температурадағы салыстырмалы тығыздығы; ₄^t - мұнай өнімінің t температурадағы салыстырмалы тығыздығы; а – 1⁰С температураға түзету коэффициенті;

Мұнайдың тығыздығын ареомет­рмен, Мор-Вестфаль таразысының көмегімен немесе дәлдігі біршама жоғары пикнометрлік әдіспен анықтауға болады.

Молекулалық массасы. Көптеген мұнайлардың молекулалық массасы 250-300 аралығында жатпады, ал шайырлы-асфальтендік заттардікі- 1500-2000 аралығында болады.

Мұнай фракцияларының қайнау температурасы артқан сайын олардың молекулалық массасы 90-нан (60-100°С қайнайтын фракция) 480-ге (550—600°С қайнайтын фракция) дейін өседі. Осы тәуелдікті ескере отырып Б.М.Воинов мұнай фракцияларының молекулалық массасын (М) анықтауға қажетті мынадай теңдеуді ұсынды:

М = a + bt + ct² (2.2)

мұндағы t – фракцияның орташа молекулалық қайнау температурасы; а, в және с - коэффициенттер.

Парафиндер үшін:

М = 60 + 0,3 t + 0,001 t²

М = 52,63 +0,246 Т +0,001Т² _,

мұндағы t мен Т – ⁰С-пен және К-мен алынған температура

Динамикалық тұтқырлық деп ауданы 1 м² сұйық бетіне 1Н күш түсірілгенде 1 м/с жылдамдықпен қозғалатын сұйық қабаттарының бір-біріне түсіретін кедергісінің (Па) шамасын айтады.

Мұнайдың динамикалық тұтқырлығын біле отырып, мұнай ұңғысының рационалды дебитін есептеп шығарады.

Кинематикалық тұтқырлық  деп берілген сұйықтың (газдың) динамикалық тұтқырлығының оның тығыздығына қатынасын айтады:

 = /  (2.3)

 - динамикалық тұтқырлық, кг/(м сек);  - абсолюттік тығыздық, кг/м³.

Кинематикалық тұтқырлықтың СИ системасындағы өлшем бірлігі м ²/сек , СГС системасында– стокс (ст) - 1 см²/сек

Кинематикалық тұтқырлық мұнай негізіндегі майлардың физика-механикалық сипаттамасының негізі болып саналады.

Сонымен бірге шартты тұтқырлық деген ұғым бар.

Шартты тұтқырлық деп көлемі 200 мл мұнай өнімінің берілген температурадағы вискозиметрден ағып өткен уақытының дәл сол температурада көлемі сондай судың вискозиметрден ағып өткен уақытына қатынасын айтады. Шартты тұтқырлық салыстырмалы шама, сондықтан өлшем бірлігі болмайды. Оны шартты градуспен (ВУ⁰) өрнектейді.

Шартты тұтқырлық мәнін мұнай өнімдерін практика тұрғысынан сипаттау үшін қолданады.

Динамикалық және кинематикалық тұтқырлықтарды капиллярмен жабдықталған арнайы шыныдан жасалған вискозимерлерде анықтайды. Көптеген мұнай өнімдерінің шартты тұтқырлықтарын металдан жасалған вискозиметрлерде анықтайды. Шартты тұтқырлықты кинематикалық тұтқырлыққа номограмма көмегімен ауыстырады:

_t = 0,0731ВУ_t - 0,0631/ВУ_t (2.4)

мұндағы _t - температурадағы кинематикалық тұтқырлық; ВУ_t – t температурадағы шартты тұтқырлық.

Лап ету температурасы (температура вспышки) деп белгілі бір стандартты жағдайда мұнай өнімдері буының ауамен қоспасы қопарылғыш зат болып келетін және отты жақындатқанда лап ете түсетін температураны айтады. Ол мұнай өнімдерінің фракциялық құрамына байланысты. Айдау температурасы төмен болған сайын мұнай өнімінің лап ету температурасы да төмен болып келеді.

Тұтану температурасы (температура воспламенения) деп мұнай өнімін қыздырып, сонан соң оған отты жақындатқанда 5 сек. кем емес уақыт бойы жанатын температураны айтады. Тұтану температурасы әрқашан жарқылдау температурасынан жоғары болады. Өнім ауыр болған сайын жарқылдау және тұтану температуралары арасындағы айырмашылық өсе түседі.

Өздігінен тұтану температурасы (температура самовоспламене-ния) деп мұнай өнімін қыздырғанда оның ауамен қоспасы отты жақындатпаса да өздігінен тұтана алатын температураны айтады. Ол мұнайдың фракциялық құрамына байланысты. Мұнайдың ауыр фракциялары 300-350⁰С температурада өздігінен тұтанады, ал бензиндер 500⁰С-тан жоғары температурада ғана өздігінен тұтанады .

Қату температурасы деп мұнайдың құраушы бөліктерінің тұтқырлығы жоғарылап, ағу қасиетін жоғалтатын немесе қозғалғыштығы күрт төмендейтін, тіпті кейде құрамындағы кейбір көмірсутектер кристалл және тұнба түрінде бөлінетін температураны айтады. Ол мұнайдың төменгі температурада ағу қабілетін жоғалту қасиетін сипаттайды.

Сусыздандырылған мұнай мен мұнай өнімдері диэлектриктер болып саналады. Жоғары диэлектрлік қасиетінің нәтижесінде мұнай өнімдері мен мұнайдың беттінде статикалық электр зарядтары жиналады. Статикалық электр заряды жарқыл тудырып, нәтижесінде мұнай өнімдерінің қопарылуы немесе өртенуі мүмкін.

Мұнай мен мұнай өнімдеріне флуоресценсия мен оппаласценсия (жарықтың шашырау) құбылыстары тән.

Мұнайда йод, күкірт, күкіртті сутек, күкіртті қосылыстар, шайырлар, өсімдіктер мен жануарлар майлары, ауа, көміртек оксидтері, газды алкандар және т.б. жақсы ериді. Мұнай мен мұнай өнімдері суда іс жүзінде ерімейді.

Мұнайдың жылуөткізгіштік, жылусыйымдылық және басқа да жылулық-физикалық қасиеттері оның құрамындағы көмірсутектердің молекулалық массасына және молекулалық құрамына байланысты. Жылуөткізгіштік температураға да байланысты. Жоғары жылуөткізгіштік алкандарға, би- және үшциклдік тармақталған құрылымдарға тән [18].

Жылусыйымдылық тығыздық пен температураға да тәуелді. Алкандардың жылу өткізгіштігі ең жоғары, ал ароматты көмірсутектердікі - ең төмен болып саналады.