III Физико-химические свойства нефти

Плотность. Для нефтяных фракций обычно определяют относительную плотность d – которая является безмерной величиной. Это – отношение массы нефтепродукта при температуре (t) определения к массе чистой воды при t 4 ⁰С взятой в том же объеме.

При одной и той же t-ре плотность и удельный вес численно равны так как все вещества пропорциональны его массе. Принято определять плотность ρ и удельный вес γ при t=20 ⁰С

Так как зависимость плотности нефтепродуктов от температуры имеет линейный характер, то зная плотность при t можно найти ρ²⁰₄ по формуле:

ρ²⁰₄=ρ^t₄ + ∆t(t-20), где ∆t – температурная поправка к плотности на 1 градус находится по таблице

Плотность большинство нефтей в среднем колеблется от 0,80 до 0,90, высоковязкие смолистые нефти имеют плотность близкую к единице.

На величину плотности нефти оказывает существенное влияние наличие растворенных газов, фракционный состав нефти и количество смолистых веществ в ней. Плотность последовательных фракций нефти плавно увеличивается. Плотность узких фракций зависит так же от химического состава.

Для углеводородов средних фракций нефти с одинаковым числом углеродных атомов плотность возрастает для представителей разных классов в следующем порядке:

Бутан - бутилены

Изобутан – изобутилены

Циклопектан - циклогексан

Бензол – толуол.

Молекулярный вес

Молекулярный вес нефти и нефтепродуктов имеет лишь усредненное значение и зависит от состава и количественного соотношения компонентов смеси. Первый представитель жидких углеводородов нефти пентан имеет молекулярный вес 72. У смолистых веществ нефти он может достигать величины 1500 – 2000.

Для многих нефтей средний мол. вес находится в пределах 280-300. По мере увеличения пределов кипения нефтяных фракций молекулярный вес их (М_ср) плавно увеличивается от 90 (для фракций 50-100⁰С) до 480 (для фракции 550 – 600 ⁰С).

Для упрощения расчетов можно пользоваться формулой Войнова:

М_ср= 60 + 0,3 t_ср + 0,091 t²_ср ,

где t_ср – средняя температура кипения, определяемая по данным стандартной разгонки.

Для более точного определения среднего мол. веса нефтепродуктов пользуются кироскопическим и эбулиоскопическим методами.

Для практических технологических расчетов пользуются различными графическими зависимостями М_ср от средней температуры кипения, от плотности, характеризующего фактора.

Для смесей нефтепродуктов можно рассчитать молекулярный вес, зная молекулярный вес отдельных компонентов и их содержание в нефти.

Электрические свойства нефти.

Безводная нефть и нефтепродукты являются диэлектриками, т.е. ток не проводят.

Значение относительной диалектирической постоянной ? нефтепродуктов ~2, что в 3÷4 раза меньше, чем у таких изоляторов как стекло (?=7), фарфор (?=5÷7), мрамор (?=8÷9)

У безводных, чистых нефтепродуктов электропроводность совершенно мала. Это свойство широко используется на практике. Так твердые парафины применяются в электротехнической промышленности в качестве изолятора, а специальные нефтяные масла (трансформаторное, конденсаторное)- для заливки трансформаторов, конденсаторов и другой аппаратуры электро- и радиопромышленности. Высоковольтное изоляционное масло С – 220 используется для наполнения кабелей высокого давления. Во всех перечисленных случаях нефтяные масла применяются для изоляции токоведущих частей для отвода тепла.

Высокие диэлектрические свойства нефтепродуктов способствуют накоплению на их поверхности зарядов статического электричества. Их разряд может вызвать искру, а следовательно, загорание нефтепродуктов, что приводит к пожарам и взрывам.

Образование статического электричества может произойти от самых разнообразных причин.

Например: при полоскании в нефтяных растворителях шелковых или шерстяных тканей происходит их электризация. В момент вынимания ткани из растворителя проскакивает искра. При перекачке нефтепродуктов в результате трения о трубы или ударов жидкой струи так же возникают заряды, иногда очень высокого напряжения.

Надежным методом борьбы с накоплением статистического электричества является заземление всех металлических частей: аппаратуры, насосов, трубопроводов и т.п.

Оптические свойства нефти

К оптическим свойствам нефти относят цвет, флуоресценцию и оптическую активность. Углеводороды нефти бесцветны.

Тот или иной цвет нефтям придают содержание в них смолисто-асфальтеновых

и сернистых соединений ( встречаются нефти красные, бурые, черные

и почти бесцветные)

Поэтому, чем тяжелее нефть, чем больше она содержит смолисто- асфальтеновых веществ, тем цвет ее темнее. В результате глубокой очистки нефтяных дистиллятов можно получить бесцветные нефтепродукты, даже такие высокомолекулярные как масло и парафины.

Флуоресценцией – называется свечение в отраженном свете. Это явление характерно для сырых нефтей и нефтепродуктов. Всем известно, как переливаются цветами спектра нефтяные загрязнения, плавающие в водоемах, или какой специфической синеватый оттенок на свету имеет керосин. Причины флуоресценции нефти точно неизвестны.

Однако известны индивидуальные вещества, способные к флуоресцированию и вызывающие свечение при добавлении их к нефти.

Это различные полициклические ароматические углеводороды. Глубокая очистка ликвидирует цветность.