Студопедия Главная Случайная страница Задать вопрос

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Нефтей и газов




Нефти - это маслянистые жидкости, чаще всего темные, практически не растворимые в воде. Нефть и нефтепродукты флуоресцируют на свету, плохо проводят электричество.

1.1.1. Плотность. В практике нефтепереработки принято иметь дело с величинами относительной плотности. Это безразмерная вели­чина, численно равная отношению массы нефтепродукта при тем­пературе определения к массе чистой воды при 4°С, взятой в том же объеме. В отличие от плотности относительным удельным весом называется отношение веса нефтепродукта при температуре опре­деления к весу чистой воды при 4°С в том же объеме. При одной и той же температуре плотность и удельный вес численно равны, так как вес вещества пропорционален его массе. В ряде стран, в том числе в России, принято определять плотность ρ и удельный вес d при 20°С. Так как зави­симость плотности нефтепродуктов от температуры имеет линей­ный характер, то, зная плотность при температуре , можно найти по формуле

, (1)

где γ температурная поправка к плотности на 1 град находится по таблицам или может быть рассчитана по формуле

γ = (18,310 - 13,233 ) ´10-4 . (2)

Плотность большинства 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. В большинстве случаев чем больше геологический возраст и соответственно больше глубина залегания пласта, тем меньшую плотность имеет нефть. Плотности последователь­ных фракций нефти плавно увеличиваются. Плотность узких фрак­ций нефти зависит также от химического состава. Для углеводоро­дов средних фракций нефти с одинаковым числом углеродных ато­мов плотность возрастает для представителей разных классов в следующем порядке:

нормальные алканы < нормальные алкены < изоалканы < изоалкены < алкилциклопентаны < алкилциклогексаны < алкилбензолы < алкилнафталины

Для бензиновых фракций плотность заметно увеличивается с увеличением количества бензола и его гомологов. Знание плот­ности нефти и нефтепродуктов необходимо для всевозможных рас­четов, связанных с выражением их количества в весовых едини­цах. Для некоторых нефтепродуктов плотность является норми­руемым показателем качества.

Относительный удельный вес нефтяных и природных газов определяется как отношение веса газа к весу такого же объема воздуха при одинаковых условиях.

.

Если считать газ идеальным, то при 273 К, давлении 101,3 кПа и объёме 22,4 л масса mг газа равна его молекулярной массе М. В таких же условиях масса 22,4 л воздуха составляет 28,9 г, поэтому относительная плотность газа относительно воздуха равна

(г/л) . (3)

Если давление и температура отличаются от нормальных, то плотность газа можно рассчитать по формуле[1]

(4а) или (4б).

Плотность смеси нефтепродуктов можно рассчитать по выражениям (5-7), если известны массовая доля (уравнение (5)), объёмная доля (уравнение (6)) или масса компонентов (уравнение (7)).

(5); (6); (7).

 

Контрольные вопросы

1. Что такое относительная плотность? В каких единицах она измеряется?

2. Как связаны плотность и удельный вес ?

3. Как меняется плотность нефтей в зависимости от: а) возраста нефти; б) количества растворённых в ней газов; в) фракционного состава ?

4. Как плотность зависит от: а) температуры; б) от присутствия углеводородов разветвлённого строения; в) от присутствия ароматических углеводородов ?

5. Можно ли для расчета плотности смеси воспользоваться правилом аддитивности?

Пример решения задачи

1. Рассчитать плотность газа, имеющего среднюю молекулярную массу 64, при 60ºС и давлении 3 атм.

Решение.

Дано: М = 64 Т = 60 + 273 = 333 К Р =3´1,013´105 = 3,039´105 Па   Ход решения. Относительную плотность газа находим по уравнению (4б) с учетом примечания: кг/м3

Задачи

1. Определите относительную плотность нефтепродукта , если у него

.

2. Относительная плотность бензиновой фракции =0,7560. Какова относительная плотность этой фракции при 50°С?

3. Определить относительную плотность смеси, состоящей из 250 кг бензина плотностью =0,756 и 375 кг керосина плотностью =0,826.

4. Определить относительную плотность смеси следующего состава (объёмн.%); 25 бензина ( =0,756); 15 лигроина ( =0,785); и 60 керосина ( =0,837).

5. Смесь состоит из трёх компонентов, масса которых 459, 711 и 234 кг, а относительная плотность ( ) равна 0,765; 0,790 и 0,780 г/мл, соответственно. Определите относительную плотность этой смеси .

1.1.2. Молекулярная масса нефтей и нефтепродуктов - это усредненная величина, поскольку нефти - сложные смеси органических соединений различного строения и молекулярной массы. Молекулярная масса изменяется в широких пределах, но для большинства нефтей она колеблется в пределах 220-300. Она возрастает, так же, как и плотность, для нефтяных фракций с повышением температуры кипения.

По мере увеличения пределов кипения нефтяных фракций молекулярный вес их (Mср) плавно увеличивается от 90 (для фракций 50—100°С) до 480 (для фракции 550—600°С). Для упрощенных расчетов можно пользоваться формулой Войнова

Мср = 60 +0,3´tср + 0,001´tср2 , (8)

где tсрсредняя температура кипения, определяемая по данным стандартной разгонки.

Молекулярные веса отдельных нефтяных фракций обладают свойством аддитивности. Поэтому для смесей нефтепродуктов можно рассчитать средний молекулярный вес, зная молекуляр­ный вес отдельных компонентов и их содержание в смеси.

Молекулярный вес важен при изучении состава отдельных, лучше всего достаточно узких фракций, например, отобранных через 50°. Величина молекулярного веса лежит в основе современных методов группового анализа нефтяных фракций. Кроме того, молекулярный вес имеет зна­чение при переходе от йодных или бромных чисел к реальному содержанию ненасыщенных соединений в нефтепродуктах. Для этого бывает достаточно располагать при­ближенным молекулярным весом.

Для одноименных по температуре кипения фракций различ­ных нефтей, обычно содержащих углеводороды всех классов, молекулярные веса различаются мало, зато прочие свойства могут изменяться очень сильно. Масляные фракции нефти отби­раются не по температуре кипения, а по удельному весу или вязкости, и одинаковые в этом отношении фракции могут сильно различаться по молекулярному весу.

Контрольные вопросы

1. Почему молекулярная масса нефти или нефтепродуктов – усреднённая величина?

2. Как меняется молекулярная масса нефтяных фракций при повышении температуры кипения?

3. Для какой фракции молекулярная масса выше: а) бензиновой или керосиновой; б) керосиновой или лигроиновой; в) керосиновой или газойлевой?

4. Обладает ли молекулярная масса фракции свойством аддитивности?

5. Для каких технологических процессов необходимо знать значение средней молекулярной массы?







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 524. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.004 сек.) русская версия | украинская версия