Расчетные методы определения молекулярной массы

Для определения молекулярной массы нефти и нефтепродуктов используют ряд эмпирических формул. В практических расчетах среднюю молекулярную массу (М_ср) определяют как функцию температуры кипения по уравнению Воинова:

M_cp = a + b . t_ср + c . t_ср ²

где: t_ср- средняя температура кипения фракции, нефтепродукта;

a, b, c– коэффициенты, имеют определенные значения для кон-

кретных фракций, нефтепродуктов (приведены в справочниках).

Уравнение Воинова для нефтяных фракций парафинового основания (алканов), циклоалканов, моторных топлив (бензинов, керосинов и т.п.) имеет вид:

М_ср= (7К-21,5)+ (0,76-0,04К) . t_ср+ (0,0003К-0,00245) .t_ср² где:К – фактор, учитывает влияние химической природы нефтей и нефтепродуктов на их физико-химические свойства.

Величина Кнаходится в пределах:

– для парафиновых нефтепродуктов 12,5–13,0;

– для нафтеновых и ароматических нефтепродуктов 10,0 – 11,0;

– для крекинг-бензинов 11,5 – 11,8.

В тех случаях, когда не требуется очень точных измерений М.М., можно использовать формулу Херша - Фенске, в которой молекулярная масса связана с температурой кипения и показателем преломления уравнением:

lg M = 1,939436+0,0019764 . t_ср + lg (2,1500 - n_D²⁰ )

где: t_ср– средняя температура кипения фракции (нефтепродукта);

n_D²⁰ – показатель преломления фракции.

Этим методом можно определять М.М. не только сырых фракций, но также парафино-нафтеновых и ароматических углеводородов, выделенных из фракции адсорбцией на силикагеле, т.к. допускается, что пределы кипения этих групп соединений одни и те же.

……………………………………………………………………..

ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННЫХ ПАРОВ НЕФТИ И Н/П

Нефть и н/п характеризуются определенным давлением насыщенных паров, или упругостью нефтяных паров. Давление насыщенных паров является нормируемым показателем для авиационных и автомобильных бензинов, косвенно характеризующим испаряемость топлива, его пусковые качества, склонность к образованию пробок в системе питания двигателя.

 

 

Аппарат для определе­ния давления насыщенных паров нефтепродуктов

 

1 - топливная камера; 2 - воздуш­ная камера; 3 — манометр

 

Рис.

 

Для жидкостей неоднородного состава, таких, как бензины, давление насыщенных паров необходимо проводить при стандартной температуре и постоянном соотношении паровой и жидкой фаз.

Температура, при которой давление насыщенных паров становится равным давлению в системе, называется температурой кипения вещества. Давление насыщенных паров резко увеличивается с повышением температуры.

В нефтепереработке широкое применение получил стандартный метод с использованием бомбы Рейда (ГОСТ 1756-2000). Бомба состоит из двух камер: топливной и воздушной с соотношением объемов 1:4, соединенных с помощью резьбы. Давление, создаваемое парами испытуемого топлива, фиксируется манометром, прикрепленным в верхней части воздушной камеры. Испытание проводят при температуре 38,8 ⁰С, обеспечиваемой термостатированной баней.

Давление насыщенных паров испытуемого н/п определяют формуле:

 

Р^о_ж = Р_м - Р_атм ∙ (t-t_o)/(t_o+273), (14)

 

где Р^о_ж - давление насыщенных паров испытуемой жидкости при температуре t, Р_м – показания манометра, Р_атм – атмосферное давление, t_o - температура окружающего воздуха, ⁰С.

Определение давления паров в бомбе Рейда дает приближенные результаты, служащие только для сравнительной оценки качества моторных топлив.

Более точные абсолютные значения давления насыщенных паров получаются при использовании аппарата НАТИ, с помощью которого давление насыщенных паров топлива можно определить в широком интервале температур и при различных соотношениях между объемами паровой и жидкой фаз.

Давление насыщенных паров смесей и растворов в отличие от индивидуальных углеводородов зависит не только от температуры, но и от состава жидкой и паровой фаз. Для растворов и смесей, подчиняющихся законам Рауля и Дальтона, обще давление насыщенных паров смеси (Р^о_см) может быть вычислено по формулам:

Р^о_см = Sр_i, (15)

р_i = P_i^o ∙ x^’_i, (16)

где р_i – парциальное давление компонента смеси при заданной температуре, P_i^o – давление насыщенных паров компонентов смеси,

x^’_i - мольная дольная компонентов смеси.

Однако в области высоких давлений реальные газы не подч

30