- •Минобрнауки россии
- •(Угту) химия нефти и газа
- •Оглавление
- •Введение
- •Лабораторная работа №1 «Изучение физико-химических свойств нефтей. Построение тригонограмм»
- •Основные физико-химические свойства нефти
- •Классификация нефтей по физико-химическим свойствам
- •Применение тригонограмм
- •Ход лабораторной работы № 1
- •Лабораторная работа №2 «Выявление закономерностей изменения свойств нефтей по разрезу месторождения»
- •Ход лабораторной работы №2
- •«Классификация нафтидов»
- •Ход лабораторной работы №3
Основные физико-химические свойства нефти
Плотность – масса вещества в единице объема. Обычно определяют абсолютную плотность. Единица измерения плотности в системе СИ – кг/м3 или г/см3.
Плотность нефти определяется либо пикнометрическим методом, либо ареометрическим. Для нефтей и нефтяных фракций принято пользоваться относительной плотностью, выражающей отношение массы нефти (фракции) к массе чистой воды при 40С (при этой температуре вода имеет наивысшую плотность), взятой в том же объеме. Численные значения абсолютной и относительной плотности отличаются незначительно, но относительная плотность – величина безразмерная и обозначается либо d420, либо р420. Для большинства нефтей плотность измеряется при 200С, для вязких – высокосмолистых или высокопарафинистых нефтей – при 70 0С.
Вязкость – это свойство молекул текучих тел сопротивляться их взаимному перемещению, которое зависит от размера перемещающихся поверхностей, температуры и скорости их перемещения.
Вязкость нефти определяется структурой слагающих нефть УВ и гетероатомных соединений.
Наиболее распространенной для характеристики нефтей и нефтяных фракций является кинематическая вязкость, это отношение абсолютной вязкости к плотности жидкости при температуре определения.
Абсолютная вязкость представляет собой скорость истечения жидкости из определенного объема и измеряется в пуазах (г/см*сек), в системе СИ – паскаль в сек (Па*сек) – это сопротивление, оказываемое жидкостью при перемещении относительно друг друга со скоростью 1 м/сек двух ее слоев площадью 1 м2 каждый, находящихся на расстоянии 1 м, под действием приложенной силы в 1 Н.
За единицу кинематической вязкости принят 1 стокс – это кинематическая вязкость жидкости с абсолютной вязкостью в 1 Па*сек и плотностью 1 кг/м3.
1 стокс=1*10-4 м2/сек; 1 сСт=1мм2/сек (сантистокс).
Молекулярная масса (М) нефти и фракций – масса усредненной (гипотетической) молекулы. Молекулярная масса (вес) большинства нефтей изменяется от 180 до 250, для тяжелых нефтей достигая величины 450 и более. Самую высокую молекулярную массу из нефтяных компонентов имеют асфальтены – до 10000.
Температура застывания нефти или потеря подвижности может быть выше нуля (до +160С) и ниже (до -200С). Зависит от содержания высокомолекулярных соединений – твердых парафинов и смолисто-асфальтовых веществ (САВ).
Фракционный состав нефтей основан на разделении их на фракции с определенными интервалами температур кипения. Принцип фракционной разгонки заключается в том, что углеводородные растворы разделяются на фракции по температурам кипения, входящих в эти фракции соединений.
Предварительно нефть дегазируют и освобождают от механических примесей и воды. В аналитической практике нефти часто разгоняют на 10-градусные фракции - так называемая разгонка по Энглеру.
В геохимической практике часто используют стандартный метод фракционной разгонки (разработанный Грозненским нефтяным институтом), при котором нефть разгоняют на стандартные температурные фракции:
Начало кипения (н.к.) – 600С «метановая»
60-95 0С – «бензольная»
95-122 0С – «толуольная»
122-150 0С – «ксилольная»
150-200 0С - «цимольная»
200-250 0С
250- 300 0С
300-350 0С
350 – 400 0С
400 – 450 0С
450 – 500 0С
500-550 0С
В геохимической практике фракции, выкипающие в пределах от н.к. до 200 0С относят к бензиновым, от 200 до 300 0С – к керосиновым, все остальные высококипящие фракции к масляным. Остаток, выкипающий выше 300 0С называют мазутом, а все, что остается после отбора до 550 0С – гудроном.
Групповой (компонентный) состав – под ним понимают выделение групп компонентов, входящих в состав нефти, близких по свойствам и составу.
Выделяемые группы компонентов являются аналитическими и могут в разных нефтях иметь неодинаковый состав. Анализ ведут в следующей последовательности: сначала петролейным эфиром выделяют асфальтены, наиболее высокомолекулярные соединения сложного строения, содержащие гетероатомные соединения. По свойствам они близки к кристаллическим телам. Нефть, лишенная асфальтенов, называется мальтеновой. Мальтены содержат масла и смолы. Затем мальтены разделяют на силикагеле, который адсорбирует смолы, вещества с меньшим, по сравнению с асфальтенами, молекулярным весом. Масла – это углеводородная часть нефти.
Масла, смолы и асфальтены составляют в сумме 100 %.