![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Основные физические свойства нефтей и нефтяных фракций.
Товарные качества нефтей и нефтяных фракций характеризуются помимо фракционного и химического состава также многими физико-химическими показателями: плотность, фракционный состав и температура кипения, давление паров, молярная масса, вязкость, тепловые свойства, низкотемпературные свойства. Плотность. Плотностью называется масса единицы объема жидкости при определенной температуре. Она измеряется в кг/м3, г/см3 или г/мл. На практике чаще используют относительную плотность – безразмерную величину, численно равную отношению истинных плотностей нефтепродукта и дистиллированной воды, взятых при определенных температурах. В качестве стандартных температур для воды и нефтепродукта в США и Англии принята t=600F (15, 60С), в других странах (Россия) соответственно -4 и 20 0С (ρ 420). Плотность большинства нефтей находится в пределах от 0, 81 до 0, 90. Плотности последовательных фракций нефти плавно увеличиваются. Для углеводородов из одинаковых фракций плотность увеличивается в следующем ряду: алканы< олефины< цикланы(нафтены)< ароматические углеводороды(арены) арены> нафтены> олефины> парафины
Молярная масса. Молярная масса представляет собой массу усредненного моля нефтепродукта (кг/кмоль). Эта величина определяется экспериментально или рассчитывается по эмпирическим формулам. С повышением температуры кипения нефтяных фракций молярная масса М растет. Зависимость между молярной массой и относительной плотностью выражается формулой Крэга: Молярная масса смеси нефтяных фракций рассчитывается по правилу аддитивности:
где
Давление насыщенных паров Pн.п.(ДНП) Это давление, создаваемое парами, находящимися над жидкостью в условиях равновесия при определенной температуре. Для измерения Pн.п. используется бомба Рейда Давление насыщенных паров индивидуальных химических веществ зависит только от температуры. Для нефти и нефтяных фракций ДНП зависит не только от температуры, но и от состава паровой и жидкой фазы и их соотношения.
Вязкость и вязкостно-температурные свойства. Вязкость – это характеристика определяющая подвижность нефтепродуктов. Вязкость обуславливается внутренним трением молекул жидкости, она (вязкость) проявляется в сопротивлении, которое жидкость оказывает перемещению ее частиц под действием внешних сил. В жидкости между молекулами существуют межмолекулярные силы притяжения, которые препятствуют ее перемещению. Для нефти и нефтепродуктов вязкость является функцией их химического группового состава. Вязкость зависит от: средней tкип фракции, температуры, углеводородного и химического составов. Различают динамическую (η), кинематическую (ν) и условную ВУ вязкость. В нефтепереработке чаще используется кинематическая вязкость ν.
Чем выше температура кипения нефтяной фракции, тем больше ее вязкость. Самой высокой вязкостью обладают остатки от перегонки нефти и АСВ. Среди классов углеводородов наименьшую вязкость имеют парафиновые углеводороды, наибольшую – нафтеновые, а ароматические углеводороды занимают промежуточное положение. Вязкость сильно зависит от температуры. Поэтому всегда указывается температура, при которой определена вязкость. В технических требованиях на нефтепродукты обычно нормируется вязкость при 20, 50 и 100 0С. Зависимость ν от температуры имеет важное значение для смазочных масел. Эта зависимость ν =f(t) оценивается величиной, которая называется ИВ. Чем меньше меняется вязкость масла с изменением температуры, тем выше его ИВ, тем выше качество масла. Наибольшим значением ИВ обладают парафиновые углеводороды, наименьшим – полициклические ароматические с короткими боковыми цепями. Вязкость – не аддитивное свойство, поэтому вязкость смесей нефтепродуктов (масел) определяют либо экспериментально, либо по специальным номограммам
Тепловые свойства. Джоуль – это количество теплоты, необходимое для нагрева 1г воды на 0, 2380С. В технологических расчетах аппаратов пользуются значениями тепловых свойств нефтей и нефтепродуктов. Это теплоемкость, теплота испарения, энтальпия(теплосодержание) и теплота сгорания. 1. Теплоемкость – это количество тепла, необходимое для нагревания единицы массы вещества на один градус. Размерность теплоемкости кДж/(кг*К). Для жидкостей: У воды Cp = 4, 19 кДж/кг*К, у углеводородов ≈ 2 кДж/кг*К, т.е. емкость воды в 2 раза больше. 2. Теплота испарения – количество теплоты, поглощаемое жидкостью при переходе ее в насыщенный пар. Значения теплоты испарения L(r) для некоторых нефтепродуктов в приведем ниже: бензин 293-314 кДж/кг керосин 230-250 кДж/кг масла 167-219 кДж/кг Это в 3, 5-10 раз меньше, чем теплота испарения воды(~2000 кДж/кг). Для определения теплоты испарения парафинистых низкокипящих продуктов 3. Энтальпия (теплосодержание). Удельная энтальпия жидких нефтепродуктов при температуре t численно равна количеству тепла к кДж, необходимому для нагревания единицы количества продукта от t=00С до температуры t. Энтальпия паров 4. Теплота сгорания (теплотворная способность) – это количество тепла (в кДж), выделяющееся при полном сгорании единицы массы (кг) топлива (нефти, нефтепродуктов) при нормальных условиях.
Низкотемпературные свойства (НС). Для характеристики низкотемпературных свойств введены следующие условные показатели: - для нефти, дизельных и котельных топлив – температура помутнения и температура застывания - для ДТ – предельная температура фильтруемости - для карбюраторных и реактивных топлив, содержащих ароматические углеводороды - температура начала кристаллизации. Все эти методы заключаются в охлаждении образца нефтепродукта в стандартных условиях в стандартной аппаратуре. Температура появления мути отмечается как температура помутнения. Причиной помутнения топлив является выпадение кристаллов льда и парафиновых углеводородов. Температурой застывания считается температура, при которой охлаждаемый продукт теряет подвижность. Потеря подвижности вызывается либо чрезмерным повышением вязкости нефтепродукта (вязкостное застывание), либо образованием пространственного каркаса из кристаллов парафина и церезина, внутри которого удерживаются жидкие углеводороды. Чем больше содержание парафинов в нефтепродукте, тем выше его температура застывания. За температуру начала кристаллизации принимают максимальную температуру, при которой в топливе обнаруживаются кристаллы ароматических углеводородов (бензол +5, 50С, нафталин ≈ 800С). Эти кристаллы забивают топливные фильтры и нарушают подачу топлива. Поэтому температура начала кристаллизации реактивных топлив нормируется не выше -600С.
|