Лабораторная работа № 1. «Низкотемпературные свойства нефтепродуктов»

«Низкотемпературные свойства нефтепродуктов»

1. Цель работы:определить температуры застывания и помутнения дизельных топлив и температуру застывания смазочных масел.

 

2. Теоретические основы:

Температурой застывания называется температура, при которой налитый в пробирку стандартных размеров испытуемый нефтепродукт при охлаждении застывает настолько, что при наклоне пробирки с испытуемой жидкостью под углом 45° уровень жидкости остается неподвижным в течение 1 мин.

Температура застывания нефтепродукта представляет собой опре­деленную техническую характеристику, по которой судят об эксплуа­тационных свойствах данного нефтепродукта. Эта характеристика имеет большое практическое значение при всех товаротранспортных операциях при низких температурах, а также при использовании неф­тепродуктов в зимних условиях.

Застывание нефти и нефтепродуктов вызывается резким увеличе­нием вязкости при низких температурах, а также наличием в них рас­творенных твердых парафинов и церезинов, которые постепенно, в за­висимости от температуры их плавления и растворимости, переходят при охлаждении в твердое состояние и образуют кристаллическую решетку, внутри которой удерживаются загустевшие жидкие углеводо­роды. Чем больше со­держание парафина, тем выше температура застывания.

Существенное влияние на температуру застывания оказывает при­сутствие асфальто-смолистых веществ, которые обволакивают частицы парафина и тем затрудняют образование кристаллической решетки.

Температура застывания нормируется почти для всех нефтяных масел, а также дизельных и котельных топлив.

Температурой помутнения называется температура, при которой топливо начинает мутнеть. По этому показателю судят о гигроскопич­ности карбюраторных и реактивных топлив и о возможности выпаде­ния кристаллов льда, засоряющих топливоподающую систему, что чрезвычайно опасно при эксплуатации авиационных двигателей.

Помутнение дизельных топлив вызывается выпадением кристал­лов парафиновых углеводородов, которые так же, как и кристаллы льда, забивают топливные фильтры и нарушают подачу топлива в дви­гатель. При дальнейшем охлаждении дизельное топливо полностью застывает и теряет текучесть.

 

3. Правила по технике безопасности:

Определение температур застывания и помутнения нефтепродуктов необходимо проводить с соблюдением мер безопасности. Не разливать нефтепродукты на рабочие поверхности. Не проводить выполнение работы вблизи открытых источников огня. Использовать защитные перчатки для рук. По окончании работы все отработанные нефтепродукты слить в специальные ёмкости.

4. Задание на выполнение лабораторной работы:

- определить температуры застывания и помутнения для разных марок дизельных топлив;

- определить температуру застывания для разных марок смазочных масел;

- сопоставить полученные данные с показателями ГОСТ, сделать вывод. (Марки испытуемых нефтепродуктов по заданию преподавателя).

 

5. Перечень используемого оборудования:

- штатив;

- криостат;

- стандартные стеклянные пробирки с термометрами;

- термостат с автоматическим поддержанием температуры.

 

6. Содержание и форма отчета:

Отчет о выполненной работе должен включать следующие разделы:

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Используемые нефтепродукты.

4. Схема установки и её описание.

5. Описание эксперимента и условия его проведения.

6. Экспериментальные данные и результаты их обработки.

7. Выводы по работе.

8. Перечень используемой литературы.

 

7. Порядок выполнения работы:

7.1. Определение температуры застывания нефтепродуктов:

– на технических весах в маленький стаканчик взвесить 10-15г испытуемого нефтепродукта, (например: дизельное топливо, моторное масло и т.д.);

– поместить взвешенный нефтепродукт в стан­дартную пробирку (см. рис.1) высотой 160 и диаметром 20мм с кольцевой меткой на расстоянии 30мм от дна;

 

 

– пробирку закрыть пробкой, в середину которой вставлен термометр, при этом ртутный шарик термометра должен находиться на расстоянии около 10мм от дна пробирки;

 

 

Рис. 1. Прибор для определения температуры застывания и температуры помутнения нефтепродуктов. 1 - пробирка; 2 - термометр.

– подготовленную пробирку поместить в термостат с температурой воды до 80°С и выдержать в нем, пока продукт не нагреется до 60^оС;

– после нагрева пробирку вынуть и поместить в штатив для охлаждения на воздухе до 30°С;

– пробирку поместить в криостат в вертикальном положении и выдержать до предполагаемой температуры застывания;

– затем пробирку вынуть из криостата и наклонить под углом 45° на 1 мин, на­блюдать за поведением мениска. Если мениск сместится, снова нагреть на водяной бане до 60°С и провести повторное определение при температуре на 4°С ниже предыдущей.

Повторные определения проводят несколько раз, снижая каждый раз температуру на 4^оС, до тех пор, пока мениск перестанет смещаться. Если в первом опыте мениск испытуемого про­дукта остался на прежнем уровне, то проводят одно или несколько повторных определений до получения постоянного мениска при более высокой температуре, чем в первоначальном опыте.

Определив температуру застывания испытуемого продукта с точ­ностью до 4°С, проводят повторные определения, повышая и понижая температуру испытания на 2°С. За температуру застывания прини­мают ту температуру, при которой мениск будет постоянным.

 

7.2. Определение температуры помутнения нефтепродуктов:

– на технических весах в маленький стаканчик взвесить 10-15г испытуемого нефтепродукта, (например: дизельное топливо);

– поместить взвешенный нефтепродукт в стан­дартную пробирку (см. рис.1) высотой 160 и диаметром 20мм с кольцевой меткой на расстоянии 30мм от дна;

– пробирку закрыть пробкой, в середину которой вставлен термометр, при этом ртутный шарик термометра должен находиться на расстоянии около 10мм от дна пробирки;

– подготовленную пробирку поместить в термостат с температурой воды до 80°С и выдержать в нем, пока продукт не нагреется до 60^оС;

– после нагрева пробирку вынуть, поместить в штатив и наблюдать за поведением топлива.

Температура, при которой в испытуемом топливе наблюдается по­явление мути, принимается за температуру помутнения. Опыт проводят 5 – 6 раз для установления средней температуры помутнения.

 

Результаты работы представить в виде таблицы:

Нефтепродукт	Температура застывания tзаст, оС	Температура помутнения tпом, оС	Температура по ГОСТ
…

8. Вопросы теоретического коллоквиума:

1. Классификация парафиновых углеводородов. Влияние их строения и содержания в нефтепродуктах на низкотемпературные свойства.

2. Классификация дизельных топлив по низкотемпературным свойствам.

3. Температурные пределы использования разных марок дизельных топлив.

4. Низкотемпературные свойства дизельных топлив и масел. По каким показателям их оценивают.

5. Механизм застывания дизельных топлив и масел.

6. Способы улучшения низкотемпературных свойств дизельных топлив.