1. Классификация нефтей по физическим свойствам.
К основным физическим свойствам, по которым классифицируют нефти, относятся плотность и вязкость.
Классификация нефтей:
В 1987 г. на XII Мировом нефтяном конгрессе в г. Хьюстон была принята общая схема классификации нефтей и природных битумов:
• легкие нефти – с плотностью менее 870,3 кг/м3;
• средние нефти – 870,3-920,0 кг/м3;
• тяжелые нефти – 920,0-1000 кг/м3;
• сверхтяжелые нефти – более 1000 кг/м3 при вязкости менее 10 000 мПа∙с;
• природные битумы – более 1000 кг/м3 при вязкости свыше 10 000 мПа∙с.
В легких нефтях содержится больше бензиновых фракций и относительно мало смол и серы. Из нефтей этого типа часто вырабатывают смазочные масла высокого качества.
Тяжелые нефти характеризуются высоким содержанием смол. Для того чтобы получать из них масла, необходимо применять специальные методы очистки — обработку избирательными растворителями, адсорбентами и др. Однако тяжелые нефти — наилучшее сырье для производства битумов.
Классификация нефтей по плотности довольно условна. Известны случаи, когда описанные выше закономерности не подтверждались. Вместе с тем в настоящее время этой классификацией пользуются при транспортировке нефтей, на узлах их приема и сдачи, для приблизительной оценки качества при приемке нефтей на нефтеперерабатывающих заводах.
Плотность (удельный вес) – величина, определяемая как отношение массы вещества к занимаемому им объему. Единица плотности в системе СИ – кг/м3. Плотность нефтей и нефтепродуктов уменьшается с повышением температуры. Эта зависимость имеет линейный характер и описывается формулой Д.И. Менделеева:
где t – температура, при которой определялась плотность, °С;
– относительная плотность нефтепродукта
при заданной температуре t;
– относительная плотность нефтепродукта
при стандартной температуре (20 °С);
α – коэффициент объемного расширения (его значение приводится в справочной литературе).
В среднем относительная плотность нефтей колеблется от 0,82 до 0,90 г/см3. Ароматические УВ обладают наибольшей плотностью, алкановые – наименьшей. Циклоалкановые занимают промежуточное положение. Т.о., плотность нефти в первом приближении может характеризовать химический состав легких фракций нефти: аналогичные фракции из парафинистых нефтей имеют меньшую плотность, чем из нефтей со значительным содержанием аренов.
С увеличением геологического возраста плотность нефти в основном уменьшается. С уменьшением глубины залегания, плотность увеличивается.
Вязкость – свойство жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой. Причиной вязкости являются межмолекулярные силы сцепления.
Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость нефти. Единица измерения в системе СИ – Па∙с.
Вязкость нефтяных фракций зависит как от молекулярной массы, так и от строения входящих в их состав УВ. Для всех основных компонентов нефти общим правилом является увеличение вязкости с ростом температуры кипения и молекулярной массы. Зависимость вязкости от температуры носит криволинейный характер.