Химия нефти и газа (стр. 3 из 9)

- относительная плотность нефтяной фракции

Средняя молекулярная температура кипения смеси определяется:

- температура кипения компонентов в ⁰С

- молярные доли компонентов смеси

Для парафинистых нефтей и нефтепродуктов К изменяется в пределах 12,5-13. Для нафтеноароматических К = 10-11

2) Молекулярный вес. Важный показатель, так как используется при подсчете теплоты парообразования, объемом паров, порциального давления и т.д.

Так как нефть и нефтепродукты представляют собой смеси индивидуальных углеводородов и некоторых других соединений, они характеризуются средним молекулярным весом. Молекулярные веса фракции тем больше, чем выше их температура кипения.

Молекулярный вес определяется по формуле Войнова:

где

- постоянные, значения которых различны для каждой группы углеводородов.

- средняя молекулярная температура кипения продукта (⁰С)

Молекулярный вес смеси нескольких нефтяных фракций находится по формуле:

- массы нефтяных фракций

- соответственно их молекулярные веса

3) Давление насыщенных паров.

Под этим давлением понимают давление развиваемое парами при данной температуре в условиях равновесия с жидкостью. Температура при которой давление насыщенных паров становятся равной давлению в системе называется температура кипения вещества. ДНП в нефти характеризует их испаряемость, наличие в них легких компонентов. Оно резко увеличивается с повышением температуры. Для растворов и смесей общее давление насыщенных паров определяется по формуле:

- общее давление насыщенных паров

- давление насыщенных паров компонента при заданной температуре

- мольные концентрации компонентов

4) Вязкость.

Вязкость характеризует прокачиваемость нефти, при тронспартировании ее по трубопроводам, прокачиваемость топлив двигателя внутреннего сгорания.

Различают динамическую, кинематическую и условную вязкость

динамическая – η [пуаз]

В технологических расчетах чаще пользуются кинематической вязкостью – ν [см³/с]

Кинематическая вязкость равна:

Для высоковязких нефтей пользуются условной вязкостью – ВУ, под которой понимают отношение времени истечения из стандартного вискозиметра определенного объема испытуемой жидкости по времени истечения такого же количества дисцилированной воды при 20⁰С.

ВУ=[УЕ]

Вязкость жидких нефтей и нефтепродуктов определяют температурой их выкипания, т. е. химическим составом. Чем выше температура выкипания, тем больше ее вязкость. Наивысшей вязкостью обладают битуминозные нефти, остатки от перегонки и асфальто-смолистые вещества.

Для масел очень важен индекс вязкости (ИВ), который оценивает эксплуатационные свойства масел. Чем выше ИВ, тем лучше масло. Вязкость имеет свойство изменяться от температуры. Чем выше температура, тем ниже вязкость.

С повышением давления вязкость увеличивается.

Вязкость смеси определяется по формуле:

- количество взятых компонентов

Характерные температуры – это температуры, которые характеризуют те или иные физические переходы нефтепродуктов, к ним относятся:

- температура вспышки

- температура воспламенения

- температура самовоспламенения

- температура кристаллизации

- температура застывания

- температура плавления

- температура разложения

- температура хрупкости.

Температура вспышки - температура, при которой нефть и нефтепродукт, нагреваемый в стандартных условиях, выделяет такое количество паров, которое образует с окружающем воздухом горючую смесь, вспыхивающую, при поднесению к ней пламени.

Температура вспышки тесно связана с температурой кипения. Чем легче фракции нефти, тем ниже температура вспышки.

Температура вспышки бензиновой фракции отрицательна (- 40⁰С).

Температура вспышки керосиновой фракции (28-60⁰С)

Масляных (130-325⁰С)

Для масляных фракций температура вспышки показывает наличие легкоиспаряющихся углеводородов.

Температура воспламенения.

Температурой воспламенения называют минимально допустимую температуру, при которой смесь паров нефти или нефтепродуктов над его поверхностью при поднесении пламени вспыхивает и не гаснет в течение определенного времени, т. е. концентрация горючих паров такова, что даже при избытке воздуха горение поддерживается.

Температурой самовоспламенения называется температура, при которой при прикосновении нефти с воздухом вызывает его воспламенение и устойчивое горение без поднесения источника огня.

Температура застывания.

Большое значение при транспортировании и применении в зимних условиях имеет подвижность при низких температурах. Температура, при которой нефть в стандартных условиях теряет подвижность называется температурой застывания. Потеря подвижности может быть связана либо с повышением вязкости нефти или нефтепродукта либо образовывать множество кристаллов парафинов и загрязнение всей системы. Форма кристаллов зависит от химического состава углеводородной среды, скорости их роста, скорости охлаждения системы. Смолистые и некоторые другие поверхтностные активные вещества адсорбируясь на поверхности кристалла способны задерживать процесс кристаллизации парафинов, поэтому при определении температуры застывания проводится термическая обработка.

Важным показателем для масел является температура застывания. Существуют вещества, которые при добавлении к минеральным маслам понижают ее температуру вязкости, называют их диприсаторами.

Фракционный состав.

Фракционным составом называют зависимость количества выкипающего продукта от повышения температуры кипения. Такая зависимость имеет место для любых смесей разнокипящих веществ. Для индивидуальных веществ с определенной температурой кипения такой зависимости нет, так как вещество начинает кипеть и выкипает при одной и той же температуре, называемой температурой кипения.

В основе всех методов определения фракционного состава нефти лежит дисциляция – это тепловой процесс разделения сложной смеси углеводородов нефти на отдельные фракции с различными температурными интервалами кипения, путем испарения нефти.

Электрические свойства нефти и нефтепродуктов

Электрические свойства продукции нефтяных скважин являются характеристиками, которые необходимо учитывать для оценки возможностей накопления зарядов статического электричества, определения параметров электрообезвоживания и обессоливания нефтей, создание приборов и средств контроля и управления технологическими процессами, добычи, сбора, подготовки воды и нефти. Под электрическими свойствами обычно понимают явления, происходящие в них под действием электричества. Важнейшими показателями, характеризующими эти свойства, являются: электропроводимость, электровозбудимость, диэлектрическая прочность и тангенс угла диэлектрических потерь.

Электропроводимость

Величина обратная электрическому сопротивлению. Для нефти и нефтепродуктов это очень малая величина, т.е. нефти и нефтепродукты являются хорошими диэлектриками. Это дает основание применять их в качестве изолированной среды в самых различных электрических и электронных аппаратов высокого напряжения.

Электровозбудимость

Это свойство нефти и нефтепродуктов накапливать и удерживать статический электрический заряд, возникающий от трения при их движении. Величина такого заряда может достигать сотни вольт. Это может стать причиной взрывы или пожара, если от этого заряда возникнет искра паровоздушной среды. Предотвращают такую опасность двумя путями: заземлением коммуникаций, по которым перекачивается нефтепродукт или добавлением к нему антистатических присадок.

Диэлектрическая прочность или пробивное напряжение

Это минимальное напряжение электрического поля, при котором между двумя дисками электродов, помещенными в нефтепродукт на расстоянии 2,5мм друг от друга проскакивает электрическая искра. Этот показатель очень важен для всех электрических аппаратов высокого напряжения заполненных нефтью или нефтепродуктом, т.к. он определяет их безопасную и устойчивую работу.

Величина пробивного напряжения зависит от многих факторов, таких как

- химический состав

- содержание влаги