Группы товарной нефти

Наименование показателя	Нормативная величина показателя для нефти группы
	1	2	3
Массовая доля воды, % (не более)	0,5	0,5	1,0
Концентрация хлористых солей, мг/л (не более)	100	300	900
Массовая доля механических примесей, % (не более)	0,05
Давление насыщенных паров, Па (не более)	66700

Вид товарной нефти зависит от содержания в ней углеводородов и легких меркаптанов (табл. 2.3).

Таблица 2.3.

Виды товарной нефти

Наименование показателя	Нормативная величина показателя для нефти вида
	1	2	3
Массовая доля сероводорода, г/т (не более)	20	50	100
Массовая доля метил- и этилмеркаптана, г/т (не более)	40	60	100

Прием нефти для транспортировки по магистральным нефтепроводам и сдача покупателю осуществляется партиями, под чем понимается её любое количество, сопровождаемое одним документом о качестве (паспортом качества). Нефть или смесь нефтей не должна содержать свободного газа, а каждая её партия, сдаваемая грузоотправителем для транспортировки, должна соответствовать требованиям к качеству, установленному ГОСТ Р51858-2002. Сравннение значений показателей качества нефти с нормативными производится на ПСП, при их соответствии составляется паспорт, в котором приводятся данные о физико-химических показателях нефти.

2.2. Физико-химические свойства и определение их расчётных значений

Физико-химические свойства и качественные характеристики нефтей зависят от преобладания в них отдельных углеводородов или их групп. Можно выделить три группы свойств, которые необходимо учитывать [1]:

• при товарно-учетных операциях (плотность, сжимаемость, коэффициент температурного расширения и др.);

• при ведении перекачки (вязкость, напряжение сдвига, температура застывания, теплоемкость, теплопроводность, давление насыщенных паров и др.),

• при переработке и использовании в качестве топлива (выход фракций, температура начала кипения, молекулярная масса и др.).

Способ трубопроводного транспорта выбирают в зависимости от свойств транспортируемого продукта, при этом выбранный способ будет определять технологию перекачки и необходимое для её ведения оборудование, а также в некоторых случаях конструктивные параметры МН.

Параметры режимов транспортировки нефти по трубопроводу определяются, главным образом, плотностью и вязкостью нефти, а также зависимостью этих ее характеристик от температуры и давления. Расчетные вязкость и плотность нефти согласно [7] должны приниматься при минимальной температуре нефти с учетом тепловыделения в нефтепроводе, обусловленного трением потока и теплоотдачи в грунт, при минимальной температуре грунта на глубине оси трубопровода.

2.2.1. Плотность, сжимаемость и температурное расширение

Плотность нефти ρ является важнейшей механической характеристикой нефти и показывает её массу в единице объема V, кг/м³:

. (2.1)

Плотность определяется физико-химическими свойствами. При изменении давления и температуры проявляются такие свойства нефти как сжимаемость и температурное расширение [9, 10], при этом плотность также изменяется, поэтому ρ есть функция от давления p и температуры T, т. е. ρ=f(p, T).

При колебании температуры нефти и нефтепродукты изменяют свой объем, а следовательно и плотность. Коэффициент объёмного (температурного) расширения ß_Т выражает относительное увеличение объема при повышении температуры на 1°С, 1/K

,

Принимая ß_Т постоянным, разделим переменные и проинтегрируем левую часть от T до 293 (т.к. расчётная температура нефти как правило меньше чем 293 K), а правую – от V(T) до V₂₉₃, получим

, откуда .

Учитывая равенство (2.1) получим следующую формулу

, (2.2)

или раскладывая функцию в ряд Маклорена и оставляя первые два слагаемых получим

. (2.3)

Довольно часто также пользуются зависимостью [18]

, (2.4)

где ξ – температурная поправка, ориентировочно рассчитываемая по формуле [18]

.

Приравняв уравнения (2.3) и (2.4) нетрудно определить формулу для ориентировочного определения коэффициента объёмного расширения

, (2.5)

Не смотря на то, что все нефти являются слабо сжимаемыми жидкостями, при изменении давления их плотность всё же изменяется. И хотя изменение плотности нефти мало по сравнению с номинальным значением его всё-таки необходимо учитывать при приёмосдаточных операциях и расчётах волновых процессов. Для учёта влияния давления на плотность вводится коэффициент объемного сжатия ß_V, который характеризует уменьшение объема жидкости под влиянием давления, 1/Па

. (2.6)

Знак минус в выражении (2.6) показывает, что приращению давления соответствует уменьшение объема жидкости. Рассуждая таким же образом, как и при определении влияния температуры, получим

или

, (2.7)

где K – модуль упругости жидкости, Па (для бензинов 10⁹ Па, для керосинов, дизельных топлив 1,510⁹ Па);

P, Р_атм – абсолютное давление нефти и атмосферное давление, Па.

Размерность давления обозначается как «Па» (паскаль), «кПа» (килопаскаль), «МПа» (мегапаскаль). В технике в настоящее время продолжают применять систему единиц МКГСС, в которой за единицу давления принимается 1 кгс/м² (1 Па=0,102 кгс/м² или 1 кгс/м²=9,81 Па ).

Обобщая сведения о сжимаемости и тепловом расширении можно записать:

. (2.8)