ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ

Главнейшим свойством нефти, принесшим мировую славу исключи­тельных энергоносителей, является их способность выделять при сгорании значительное количество теплоты. Нефть и ее производные обладают наи­высшей среди всех видов топлив теплотой сгорания. Теплота сгорания нефти - 41 МДж/кг, бензина - 42 МДж/кг. Важным показателем для нефти является температура кипения, которая зависит от строения входящих в состав нефти углеводородов и колеблется от 50 до 550°С.

Нефть, как и любая жидкость, при определенной температуре закипа­ет и переходит в газообразное состояние. Различные компоненты нефти пе­реходят в газообразное состояние при различной температуре. Так, темпера­тура кипения метана -161,5°С, этана -88°С, бутана 0,5°С, пентана 36,1 °С. Лег­кие нефти кипят при 50-100°С, тяжелые - при температуре более 100°С.

Различие температур кипения углеводородов используется для раз­деления нефти на температурные фракции. При нагревании нефти до 180— 200°С выкипают углеводороды бензиновой фракции, при 200-250°С - лигроиновой, при 250-315°С - керосиново-газойлевой и при 315-350°С - масляной. Остаток представлен гудроном. В состав бензиновой и лигроиновой фракций входят углеводороды, содержащие 6-10 атомов углерода. Керосиновая фрак­ция состоит из углеводородов с С₁₁ — С₁₃, газойлевая – С₁₄ — С₁₇ и т.д.

Важным является свойство нефти растворять углеводородные газы. В 1 м³ нефти может раствориться до 400 м горючих газов. Большое значение имеет выяснение условий растворения нефти и природных газов в воде. Неф­тяные углеводороды растворяются в воде крайне незначительно.

В тяжелых нефтях содержатся в основном циклические углево­дороды. Цвет нефти зависит от ее плотности: светлые нефти обладают мень­шей плотностью, чем темные. А чем больше в нефти смол и асфальтенов, тем выше ее плотность.

При добыче нефти важно знать ее вязкость. Различают динамическую и кинематическую вязкость. Динамической вязкостью называ­ется внутреннее сопротивление отдельных частиц жидкости движению обще­го потока. У легкой нефти вязкость меньше, чем у тяжелых. При добыче и дальнейшей транспортировке вязкие нефти подогревают. Кинематической вязкостью называется отношение динамической вязкости к плотности среды. Большое значение имеет знание поверхностного натяжения нефти. При со­прикосновении нефти и воды между ними возникает поверхность типа упругой мембраны. Капиллярные явления используются при добыче нефти. Силы взаимодействия воды с горной породой больше, чем у нефти. Поэтому вода способна вытеснить нефть из мелких трещин в более крупные. Для увеличе­ния нефтеотдачи пластов используются специальные поверхностно-активные вещества (ПАВ).

Нефти имею неодинаковые оптические свойства. Под дейст­вием ультрафиолетовых лучей нефть способна светиться. При этом легкие нефти светятся голубым светом, тяжелые - бурым и желто-бурым. Это ис­пользуется при поиске нефти. Нефть является диэлектриком.

Плотность и удельный вес

p = m/V.

Единицей плотности является 1 кг/м³.

Отношение плотностей двух веществ называется относит е л ь н о й плотностью. Для жидкостей и твердых веществ она обычно определяется отношением их плотности к плотности дистиллированной воды при 4°С, а для газов — к плотности воздуха в стандартных условиях.

Удельный вес (у) —это отношение веса вещества (Р) к его объему (V), т.е. у = P/V.

Удельный вес можно также определить по формуле Y = pg где д — ускорение свободного падения.

Плотность обычно измеряется нефтеденсиметрами (ареометрами).

ГОСТ 3900

Ареометр представляет собой стеклянную трубку с расширенной ниж­ней частью, в которой помещен ртутный термометр. В верхней узкой части ареометр имеет шкалу плотностей, а в нижней части — шкалу температур и балласт для приведения ареометра в вертикальное состояние. Для опреде­ления плотности нефти ареометр опускают в сосуд с нефтью. Чем тяжелее нефть, тем меньше ареометр погружается _в нее; деление шкалы ареометра, совпадающее с верхним краем образовавшегося мениска, указывает плот­ность нефти.