Определение плотности нефтепродуктов
Существует понятия абсолютной и относительной плотности нефтепродуктов. Абсолютной плотностью принято называть массу, которая содержится в единице объёма, принимая за плотность массу одного кубометра воды при t 4 градуса. Относительной называют соотношение массы к дистиллированной воде массы при том же температурном режиме, взятой в аналогичном объёме.
Так, как и вода, нефтепродукты имеют способность расширяться и менять этот показатель, принято для расчетов использовать показатели температуры. Так, для определения как эталон принято брать температуру в 20 градусов, а если она не совпадает, то, определяя показатель Р, приводить ее к той, что была бы при стандарте в 20 градусов.
Стандарт обозначений — р20/4, где цифры 20 и 4 обозначают соответственно отношение Р нефтепродукта к норме ее температуры, и также к Р воды при 4 градусах, принятых как стандарт для воды.
Стандарты топлива не нормируют Р, но ГОСТ обязывает ее определять, чтобы учитывать расход продуктов по складам, нефтезаправкам, где приход идет в килограммах, а расход в литрах. Соответственно, без знания Р не обойтись.
Ареометры (нефтеденсиметры), а также пикнометра и весы Вестфаля используются с этой целью. Однако на нефтескладах чаще всего применяют нефтеденсиметры. Вместе с тем эти приборы не могут определять Р вязких веществ, потому такие вещества нужно разбавлять, доливая керосин в пропорции один к одному.
Определение плотности нефти и нефтепродуктов
Для нефти плотность выраается в двух величинах: абсолютной и относительной.
Относительная плотность — это отношение плотностей нефти или нефтепродукта к плотности воды при определенных температурах. Величина относительной плотности безразмерная. В России принято определять плотность нефти или нефтепродукта при t = 20 °С по отношению к плотности дистиллированной воды при t = 4 °С. Обозначается р 20 4.
Плотность нефти и нефтепродуктов определяется несколькими способами:
Ппросгатический метод.
При этом способе платность определяется с помощью приборов — ареометров и нефтеденсиметров. С помощью первого можно определять плотность и температуру продукта, второго — только плотность. Заключается в погружении отградуированного на нефтепродукты ареометра в стеклянный цилиндр, заполненный нефтепродуктом, и отсчете по шкале по нижнему мениску величины погружения ареометра при данной температуре. Ареометры выпускаются с пределами измерения плотности, приведенными в таблице.
Характеристики ареометров
Пределы измерения плотности
Предназначения для нефтепродуктов
Керосины, дизельное топливо, масла индустриальные
Темные нефтепродукты и масла
Пикнометрический метод.
Заключается в том, что в отградуированный сосуд (пикнометр) заливают испытуемый нефтепродукт, доводят его температуру до 20 °С и взвешивают на аналитических весах с погрешностью не более 0,0002 г.
Расчетный метод.
Проводится на основании зависимости плотности нефтепродукта от его температуры. Для расчета используются паспортная плотность нефтепродукта при температуре 20 °С, определенная химической лабораторией НПЗ при его отгрузке. Заключается в отборе пробы нефтепродукта из резервуара или транспортного средства и измерении температуры с помощью термометра. Затем по таблице определяется величина изменения плотности на 1 °С, умножается на число градусов, отличающихся от 20 °С, и полученное число прибавляется или вычитается из значения паспортной плотности.
Как определить абсолютную и относительную плотность нефти и нефтепродуктов?
Плотность нефти и нефтепродуктов – одна из важнейших характеристик нефти и нефтепродуктов, поэтому так важна точность её определения.
Различают два показателя этого параметра – абсолютный и относительный.
Абсолютной плотностью нефти и нефтепродуктов называют количество массы в единице объема. Она измеряется в граммах, килограммах и тоннах на кубический сантиметр или метр (г/см3, кг/м3). Определение этого показателя производят при 20-ти градусах Цельсия.
Относительная плотность представляет собой отношение плотности светлых нефтепродуктов или плотности нефти и темных нефтяных фракций, к значению этого параметра для дистиллированной воды при определенных температурах обеих жидкостей. Единицы измерения этот показатель не имеет. В нашей стране его определяют при 20-и градусах, а дистиллированной воды – при 4-х.
Определение плотности нефтепродуктов
Этот показатель можно определить следующими методами:
Измерение плотности нефтепродукта с помощью ареометра и денсиметра
Ареометры меряют как плотность нефти и нефтепродуктов, так и их температуру, а денсиметры – только плотность нефтепродуктов. Этот метод регламентируется ГОСТ-ом 3900 – 85 и заключается в том, что в исследуемый продукт погружают отградуированный ареометр, а затем производят отсчет показаний по шкале прибора при текущих условиях исследований. После этого полученный результат приводят к нормальному показателю при 20-ти градусах (для этого существует специальная таблица).
Эти измерительные средства имеют следующие пределы (г/см³):
Процесс исследования происходит следующим образом:
| № | Полезная информация |
|---|---|
| 1 | стеклянный цилиндр устанавливается на ровную поверхность |
| 2 | затем в него наливают заранее взятую пробу исследуемого продукта таким образом, чтобы не образовались воздушные пузырьки, и не было потери объема от испарения |
| 3 | пузырьки, которые появляются на поверхности – убирают с помощью фильтровальной бумаги |
| 4 | замеряют температуру пробы перед замером и после него, используя тот же ареометр, или, в случае применения денсиметра, отдельным прибором (температура пробы должна быть постоянной с отклонениями не более 0,2 градуса) |
| 5 | осторожно опускают в сосуд сухой и чистый прибор, держа его за верхний конец |
| 6 | когда колебания измерителя прекратятся, считывают показания с верхнего или нижнего мениска (в зависимости от калибровки) |
| 7 | полученный результат является плотностью нефти или нефтепродукта при текущих условиях |
| 8 | температура проведения испытания округляется до ближайшей, которая есть в таблице |
| 9 | по той же таблице, используя полученные результаты, определяют показатель этого параметра нефтепродукта при 20° Цельсия |
Определение плотности нефти и нефтепродуктов с помощью пикнометра
Суть метода в том, что в пикнометр, представляющий собой отградуированный сосуд, наливают пробу испытываемого продукта, затем нагревают (или охлаждают) его до 20° и проводят взвешивание на специальных весах, погрешность которых не больше, чем 0,0002 грамма. Полученный результат является относительным показателем.
Расчет плотности нефтепродуктов
Такой расчет основан на зависимости этого параметра от температуры нефтепродукта.
Далее приведем данные из поправочной таблицы, основанные на диапазонах плотностей (до тире – параметр при 20°, после тире – поправка на один градус):
0,650…0,659 – 0,000962; 0,660…0,669 – 0,000949; 0,670…0,679 – 0,000936;
0,680…0,689 – 0,000925; 0,6900…0,6999 – 0,000910; 0,7000…0,7099 – 0,000897;
0,7100…0,7199 – 0,000884; 0,7200…0,7299 – 0,000870;0,7300…0,7399 – 0,000857;
0,7400…0,7499 – 0,000844; 0,7500…0,7599 – 0,000831; 0,7600…0,7699 – 0,000818;
0,7700…0,7799 – 0,000805; 0,7800…0,7899 – 0,000792; 0,7900…0,7999 – 0,000778;
0,8000…0,8099 – 0,000765; 0,8100…0,8199 – 0,000752; 0,8200…0,8299 – 0,000738;
0,8300…0,8399 – 0,000725; 0,8400…0,8499 – 0,000712; 0,8500…0,8599 – 0,000699;
0,8600…0,8699 – 0,000686; 0,8700…0,8799 – 0,000673; 0,8800…0,8899 – 0,000660;
Плотность Нефти
В тяжелой нефти, наоборот, содержится большое количество высокомолекулярных примесей, таких как, смолисто-асфальтеновые вещества, что делает переработку довольно ресурсно-затратной. Поэтому и стоят тяжелые сорта нефти существенно дешевле легких сортов. Такие нефти имеют плотность, близкую к единице.
Таким образом, плотность – неотъемлемая характеристика каждого сорта нефти.
Кроме этого плотность нефти нужно знать при пересчете ее количества из объемных единиц в массовые, и наоборот, что необходимо при приемке, учете и отгрузке на нефтеперерабатывающих заводах и при транспортировке. При этом учитывается температура окружающей среды, а также климатический пояс, время года и пр. Следовательно, данные о плотности нефти необходимы не только для расчетов технологических процессов, но и для экономического планирования.
Плотность как физическая величина
Плотность – это отношение массы тела к занимаемому им объему.
| ρ = | M | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ρ = | M | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| API = | 141,5 | — 131,5 | |
| ρ | 15,6 | ||
| 4 | |||
Вычислить относительную плотность, зная значение плотности в градусах API можно по обратной формуле:
| ρ | 15,6 | = | 141,5 |
| 4 | API + 131,5 |
Таблица соответствия градусов API и относительной плотности нефти (при температуре 15,6 °С):
| Градусы API | Относительная плотность | ©PetroDigest.ru |
|---|---|---|
| 8 | 1.014 | |
| 9 | 1.007 | |
| 10 | 1.000 | |
| 11 | 0.993 | |
| 12 | 0.986 | |
| 13 | 0.979 | |
| 14 | 0.973 | |
| 15 | 0.966 | |
| 16 | 0.959 | |
| 17 | 0.953 | |
| 18 | 0.946 | |
| 19 | 0.940 | |
| 20 | 0.934 | |
| 21 | 0.928 | |
| 22 | 0.922 | |
| 23 | 0.916 | |
| 24 | 0.910 | |
| 25 | 0.904 | |
| 26 | 0.898 | |
| 27 | 0.893 | |
| 28 | 0.887 | |
| 29 | 0.882 | |
| 30 | 0.876 | |
| 31 | 0.871 | |
| 32 | 0.865 | |
| 33 | 0.860 | |
| 34 | 0.855 | |
| 35 | 0.850 | |
| 36 | 0.845 | |
| 37 | 0.840 | |
| 38 | 0.835 | |
| 39 | 0.830 | |
| 40 | 0.825 | |
| 41 | 0.820 | |
| 42 | 0.816 | |
| 43 | 0.811 | |
| 44 | 0.806 | |
| 45 | 0.802 | |
| 46 | 0.797 | |
| 47 | 0.793 | |
| 48 | 0.788 | |
| 49 | 0.784 | |
| 50 | 0.779 | |
| 51 | 0.775 | |
| 52 | 0.771 | |
| 53 | 0.767 | |
| 54 | 0.763 | |
| 55 | 0.759 | |
| 56 | 0.755 | |
| 57 | 0.750 | |
| 58 | 0.747 | |
| 59 | 0.743 | |
| 60 | 0.739 | |
От чего зависит плотность нефти
Плотность нефтей зависит от множества факторов: в первую очередь от фракционного и химического состава, а также от содержания растворенных газов, условий образования и др.
В частности, чем глубже находятся залежи нефти, тем она легче. Дело в том, что чем глубже залегает нефть, тем она старше, и тем больше в ней накапливаются углеводороды, обладающие минимальной свободной энергией, такие как алканы.
Иногда из этого правила бывают исключения, которые, однако, объясняются вторичными явлениями, например миграцией нефти в верхние пласты.