Расчетный метод определения плотности нефтей и нефтепродуктов

На основании линейной зависимости меду плотностью и показателем преломления выведено уравнение регрессии для вычисления плотности нефти или любой ее фракции:

ρ²⁰₄ = 2,0137 * n²⁰_D – 2,112 (для нефтей)

ρ²⁰₄ = 1,9851 * n²⁰_D – 2,066 (для дистиллятных фракций нефти)

Метод является экспрессным и является незаменимым при работе и исследовании малых количеств вещества. Однако по точности расчетный метод уступает определению плотности экспериментальным путем. Наименьшие погрешности в расчетах наблюдаются при анализе парафино - нафтеновых фракций и ароматических углеводородов невысокой степени цикличности (n²⁰_D = <1,50, ρ²⁰₄ =< 0,88).

Плотность ароматических фракций можно вычислять по уравнению регрессии:

ρ²⁰₄ = 1,1885 * n²⁰_D – 0,8775

Отклонения от экспериментального определения не превышает 4 – 5%.

Плотность нефти и нефтепродуктов

Поскольку основу нефти составляют углеводороды, то ее плотность обычно меньше единицы. Плотности нефтепродуктов существенно зависят от фракционного состава и изменяются в следующих пределах:

Нефть (плотность 0.800-0.950 г/см3)	Бензин (плотность 0.710-0.750 г/см3)
	Керосин (плотность 0.750-0.780 г/см3)
	Дизельное топливо (пл. 0.800-0.850 г/см3)
	Масляные погоны (пл. 0.910-0.980 г/см3)
	Мазут (плотность  0.950 г/см3)
	Гудрон (плотность 0.990-1.0 г/см3)
	Смолы (плотность > 1.0 г/см3)

Под плотностью обычно понимают массу вещества, заключенную в единице объема. Соответственно размерность этой величины – кг/м³ или г/см³.

Для характеристики нефти, как правило, используют величины относительной плотности.

Относительная плотность () – это безразмерная величина, численно равная отношению массы нефтепродукта (m_н^t) при температуре определения к массе дистиллированной воды при 4⁰С (m_в^t), взятой в том же объеме:

^t₄ = m_н^t / (m_в^t)

Поскольку плотность воды при 4⁰С равна единице, то численное значение абсолютной плотности и относительной совпадают.

Наряду с плотностью в нефтехимии существует понятие относительного удельного веса (). Относительным удельным весом () называется отношение веса нефтепродукта при температуре определения к весу дистиллированной воды при 4С в том же объеме.

Совершенно очевидно, что при одной и той же температуре плотность и удельный вес численно равны друг другу.

В соответствии с ГОСТом в нашей стране принято определять плотность и удельный вес при температурах 15 и 20⁰ С.

Зависимость плотности нефтепродуктов от температуры имеет линейный характер. Зная плотность нефти при температуре t градусов, можно найти ее плотность при 20⁰ С:

²⁰₄ = ^t₄ + t ( t - 20)

где t – температурная поправка к плотности на 1 град, находится по таблицам или может быть вычислены по формуле:

t = (18,310 – 13,233²⁰₄)10^-4

В ряде случаев эту формулу приводят в несколько измененном виде и называют формулой Д.И.Менделеева:

^t₄ = ²⁰₄ - t ( t - 20)

Таким образом, плотность нефтей и нефтепродуктов уменьшается с ростом температуры.

Все нефтепродукты представляют собой смеси углеводородов. Среднюю плотность нефтепродукта определяют по правилу смешения и аддитивности:

₁V₁ + ₂V₂ + … + ₃V₃ m₁ + m₂ + … + m₃

_ср. = ------------------------------------ или _ср. = ------------------------------------

V₁ + V₂ + … + V₃ m₁/₁ + m₂/₂ + … + m₃/₃

Определение плотности проводят с помощью ареометров или нефтеденсиметров, а также гидростатических весов Мора-Вестфаля или пикнометрическим методом. Последний метод определения считается наиболее точным.